JP4267172B2 - 燃料蒸気処理機構の故障診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動間欠運転を実施するエンジンシステムに適用されて、エンジンが冷間始動された旨判断されたことを条件に燃料蒸気処理機構の故障の有無を診断する燃料蒸気処理機構の故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの運転状態が所定の条件を満たした場合にのみ、エンジンシステムの故障の有無を診断するようにした故障診断装置が知られている。
【０００３】
このような故障診断装置の例として、いわゆる燃料蒸気処理機構の故障診断装置が挙げられる。同診断装置は、燃料蒸気が流通する蒸気経路の穴の有無を診断するものであり、その診断は例えば、次のような手順に従って行われる。
【０００４】
まず、蒸気経路の内圧を大気圧以下にまで低下させ、次いでこれを密閉状態とした後、同経路の内圧の上昇量を監視する。
そして、この圧力上昇量が所定値以上の場合には、異常である、すなわち、蒸気経路に穴が有ると診断し、同上昇量が所定値未満の場合には、正常であると診断する。このように圧力上昇量が所定値以上の場合に異常と判断するのは、蒸気経路の穴を通じて密閉された同経路内に大気が導入された可能性が高いためである。
【０００５】
但し、燃料温度が高い場合には、蒸気経路内での燃料蒸気の発生量が多くなるため、同経路内の圧力上昇量も大きくなる。このため、燃料蒸気の発生量が多いときに上記故障診断を行うようにすると蒸気経路に穴がなく正常であるにもかかわらず、異常と誤診断される可能性が高くなる。このため、上記故障診断装置では、エンジンが始動されたときの冷却水温が低く、従って燃料温度が低く燃料蒸気の発生量が少ない状態で始動がなされたと推定できるときに限って上記診断を行うようにしている。このように、冷却水温が低い状態でエンジンが始動されたことを条件に故障診断を行うことにより、上記のような誤診断を極力回避することができるようになる。
【０００６】
ところで、エンジンの始動を監視するに際し、従来では、エンジン回転速度を検出しこれが所定値以上になったときにエンジンの始動有りを判定するようにしている。従って上記故障診断も、このように始動有りと判定されたときの冷却水温が所定値以下であると判断されるときに行われることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えばハイブリッドエンジンシステムや、いわゆるエコノミランニングを行うエンジンシステム等、自動間欠運転を行うエンジンシステムにあっては、上記のようにエンジンの始動を監視するようにすると以下のような不具合が生じることとなる。
【０００８】
即ち、自動間欠運転の実施により、一時的にエンジンの運転が停止された後、再び始動されると、そのときの冷却水温に基づいて上記故障診断を実行するか否かが再度判断されるようになる。その結果、自動間欠運転が行われる毎に故障診断が中断されるばかりでなく、そうした自動間欠運転を行っている間に冷却水温が上昇し、同故障診断の実行条件が満たされなくなることでその実行機会が大きく制限されてしまうようになる。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動間欠運転されるエンジンシステムにあって、その自動間欠運転により燃料蒸気処理機構の故障診断が中断されるのを極力抑制することのできる燃料蒸気処理機構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】
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以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、自動間欠運転されるエンジンシステムに適用されて、始動判定時温度に基づいて該エンジンが冷間始動されたか否かを判断するとともに、該エンジンが冷間始動された旨判断されたことを条件に燃料蒸気処理機構の故障の有無を診断する燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、前記エンジンシステムへの給電開始後に最初に前記エンジンの回転速度が所定回転速度以上となってから所定期間が経過したときの該エンジンの温度情報を前記始動判定時温度として記憶保持する手段と、前記エンジンシステムへの給電が停止されるまでは、前記エンジンの回転速度が前記所定回転速度以上となる都度、前記記憶保持されている前記始動判定時温度を参照し、該始動判定時温度が所定温度未満であることに基づいて前記エンジンが冷間始動された旨判断する手段と、を備えることを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、エンジンシステムへの給電開始後に最初にエンジンの回転速度が所定回転速度以上となってから所定期間が経過した時点でエンジンの冷間始動条件が成立していれば、エンジンシステムへの給電が停止されるまでは、同条件が成立した状態も維持されることとなる。このため、燃料蒸気処理機構の故障診断が自動間欠運転時に中断されることを回避することができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、前記エンジンシステムへの給電停止の判断は、イグニッションスイッチのオフ操作及び当該システムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給遮断の少なくとも一方に基づいて行われることを要旨とする。
【００１４】
イグニッションスイッチがオフ操作されている場合、或いはエンジンシステムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給が遮断されている場合にはいずれも、自動間欠運転によるエンジンの再始動は行われないと判断することができる。
【００１５】
従って、上記構成によれば、エンジンが停止された場合、それが自動間欠運転によるものか、運転者の意志に基づくものであるのかを適切に判断し、自動間欠運転によるものである場合にエンジン始動有りの判定状態を維持することができるようになる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、前記始動判定時温度として記憶される温度情報が当該エンジンの冷却水温度及び吸気温度の少なくとも一方であることを要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、始動判定時温度として記憶されるエンジンの温度情報を冷却水温度及び吸気温度の少なくとも一方として求めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料蒸気処理機構の故障診断装置を具体化した一実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態にかかる故障診断装置及びこれが適用されるエンジンシステムの概略構成を示している。
このエンジンシステムは、エンジン１０の他、燃料タンク２０内で発生した燃料蒸気を処理する燃料蒸気処理機構３０等を備えている。
【００２４】
エンジン１０には、燃料タンク２０から図示しない燃料供給経路を介して燃料が供給され、これを燃焼室１１に噴射供給する燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料と吸入空気との混合気の点火を行う点火プラグ１３とがそれぞれ設けられている。また、燃焼室１１には、吸気通路１４及び排気通路１５がそれぞれ接続されている。この吸気通路１４の途中には、サージタンク１６が設けられ、更にその上流側には、吸入空気量を調節するスロットルバルブ１７が設けられている。また、このエンジンシステムには、吸気通路１４に設けられてその内部を流通する吸入空気の温度を検出する吸気温センサ５０、エンジン１０を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ５１及び同エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ５２が設けられている。これら各センサ５０〜５２の検出信号はエンジンシステムの各種制御を統括して行う電子制御装置（ＥＣＵ）６０へ入力される。
【００２５】
また、燃料蒸気処理機構３０は、ベーパ通路３２を介して燃料タンク２０に接続されたキャニスタ３１、このキャニスタ３１とサージタンク１６とを接続するパージ通路３３、キャニスタ３１内に大気を導入する大気導入通路３４、並びにパージ通路３３及び大気導入通路３４をそれぞれ開閉するパージ制御弁３５及び圧力封鎖弁３６を備えて構成されている。
【００２６】
燃料タンク２０に発生した燃料蒸気は、同燃料タンク２０からベーパ通路３２を通じてキャニスタ３１内に導入され、その内部に設けられた吸着材に一旦吸着される。そして、パージ制御弁３５及び圧力封鎖弁３６が開かれ、キャニスタ３１内に大気導入通路３４を通じて大気が導入されることによって、このキャニスタ３１内に吸着されている燃料がパージ通路３３を通じてサージタンク１６内にパージガスとして排出（パージ）される。このパージガスに含まれる燃料は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料と共に、燃焼室１１において燃焼される。
【００２７】
上記ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を備えるマイクロコンピュータを中心に構成されている。このＥＣＵ６０には、上記燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、パージ制御弁３５、吸気温センサ５０、水温センサ５１、回転速度センサ５２に加えてＩＧ（イグニション）スイッチ５３及びスタータ５４が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ６０は、上記各センサ５０、５１、５２からの検出信号及びＩＧスイッチ５３からの操作信号に基づいて燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、パージ制御弁３５、圧力封鎖弁３６、スタータ５４等を駆動制御する。
【００２８】
ところで、このエンジンシステムでは、以下のようにして、エンジン１０の自動間欠運転、すなわち、自動停止・再始動が行われる。
すなわち、ＥＣＵ６０はエンジン１０の始動中、所定の停止条件が成立したと判断すると燃料噴射弁１２による燃料噴射及び点火プラグ１３による点火を停止しエンジン１０を停止させる。その後、ＥＣＵ６０は所定の再始動条件が成立したと判断すると、スタータ５４を駆動してクランキングを行い、エンジン１０を始動させる。
【００２９】
また、上記エンジンシステムでは、以下のようにして燃料蒸気処理機構３０の故障の有無が診断される。
まず、ＥＣＵ６０は、圧力封鎖弁３６を閉弁させるとともにパージ制御弁３５を開弁させ、パージ通路３３、キャニスタ３１、ベーパ通路３２、燃料蒸気処理機構３０等蒸気経路内に吸気圧を導入することで、同経路の内圧を大気圧以下にまで低下させる。次に、ＥＣＵ６０はパージ制御弁３５を閉弁させることで蒸気経路を密閉状態とする。その後、図示しない圧力センサ等により蒸気経路内の圧力をモニタして、その圧力上昇量を検出する。
【００３０】
そして、この圧力上昇量が所定値以上の場合には、異常である、すなわち、蒸気経路内に穴あきや裂傷等があると判断し、一方、同上昇量が所定値未満の場合には、正常と判断する。
【００３１】
ここで、前述したように、燃料温度が高い場合には、誤診断される可能性が高くなる。
そこで、このエンジンシステムでは、上述した故障診断を行うに先立ち、エンジン１０が低温下で始動されたか否か、即ち冷間始動の判定を行い冷間始動されたことを条件に上記故障診断を行うようにしている。次に、この冷間始動を判定する際の手順について図２及び図３のフローチャートを併せ参照して説明する。これら図に示される一連の処理は、所定時間毎に繰り返し行われる。
【００３２】
この一連の処理ではまず、ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オン」位置にあるか否かが判断される（ステップＳ１００）。ここで、ＩＧスイッチ５３が「オフ」の場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１０４の処理において始動フラグＸが「オフ」に設定された後、ステップＳ１０５においてＥＣＵ６０への給電が停止され、ステップＳ１００の処理を繰り返し行う。
【００３３】
一方、ステップＳ１００においてＩＧスイッチ５３の操作位置が「オン」位置であると判断された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１（例えば２００ｒｐｍ）未満であるか否かが判断される。ここで、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１以上の場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）にはエンジン１０の始動有りと判定されステップＳ１０８において始動フラグＸが「オン」に設定される。即ち、本実施の形態では、エンジン１０の始動有りの判定は、ＩＧスイッチ５３が「オン」の状態で、且つエンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１以上となることに基づいて行われる。
【００３４】
一方、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１未満の場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、始動フラグＸの操作はなされず、ステップＳ１０６以降の処理が行われる。即ち、本実施の形態では、ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オン」位置にあり、エンジンシステムの給電が停止されていない場合には、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度Ｎ１未満となっても始動フラグＸが「オフ」に設定されることはなく同始動フラグＸが「オン」であればその状態がそのまま維持されるようになる。
【００３５】
次に、ステップＳ１０６では始動フラグＸが「オン」に設定されているか否かが判断される。
ここで、始動フラグＸが「オン」である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０において始動後時間Ｔに所定値ΔＴが加算される。一方、始動フラグＸが「オフ」である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）には、ステップＳ１１２において始動後時間Ｔが「０」にリセットされる。
【００３６】
これら各ステップＳ１１０、Ｓ１１２の処理が行われた後、次にステップＳ１１４において、この始動後時間Ｔが
０＜始動後時間Ｔ＜時間ｔ１（例えば５秒）
の所定期間内にあるか否かが判断される。
【００３７】
ここで、始動後時間Ｔが上記所定期間内にある場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１６において、エンジンのその時の温度を始動判定時温度としてＥＣＵ６０のＲＡＭの所定領域に記憶保持させる。即ちここでは、前記水温センサ５１により検出される冷却水温度Ｔｗ及び前記吸気温センサ５０により検出される吸気温度Ｔａが始動判定時水温Ｔｗ０、始動判定時吸気温Ｔａ０としてそれぞれ記憶保持される。一方、始動後時間Ｔが上記所定期間内にない場合にはこうした始動判定時水温Ｔｗ０或いは始動判定時吸気温Ｔａ０の更新は行われない。従って、始動後時間Ｔが時間ｔ１を経過した場合には、始動後時間Ｔが上記所定期間内にあるときに記憶された始動判定時水温Ｔｗ０や始動判定時吸気温Ｔａ０等、エンジン１０の温度情報がそのまま保持されることとなる。このため、燃料蒸気処理機構３０の故障診断が自動間欠運転による再始動時の更新された始動判定時温度に基づいて中断されてしまうこともない。
【００３８】
次に、ステップＳ１１８では始動フラグＸが「オン」に設定されているか否かが判断される。ここで、始動フラグＸが「オン」に設定されていると判断された場合（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）には、ステップＳ１２０において、始動判定時水温Ｔｗ０が所定の判定温度Ｔｗ１（例えば１０℃）未満であり、且つ始動判定時吸気温Ｔａ０が所定の判定温度Ｔａ１（例えば１０℃）未満であるか否かが判断される。
【００３９】
そしてこの条件が満たされた場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）には、エンジン１０の冷間始動条件が成立しており、燃料温度も十分に低い状態であると判断される。そして、この成立した旨の判断をもって次のステップＳ１２２の処理に移行し、燃料蒸気処理機構３０の故障診断が実施される。一方、上記条件が満たされない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）または始動フラグＸが「オフ」である場合（ステップＳ１１８：ＮＯ）には、上記冷間始動条件が不成立であると判断されて、上記故障診断は実施されない。このように、燃料蒸気処理機構３０の故障診断を上記冷間始動条件の成立後に行うようにすることで、その診断精度を高く維持することができるようになる。
【００４０】
ステップＳ１２２の処理で上記故障診断が行われた場合、あるいはステップＳ１１８またはステップＳ１２０でＮＯと判断されると、一連の処理は一旦終了される。このため、エンジン始動有りの判定に基づいて行われる上記燃料蒸気処理機構３０の故障診断が最初から行われることがなくなり、同診断を継続して行うことができるようになる。
【００４１】
次に、図４のタイミングチャートを参照して上記ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オフ」位置から「オン」位置に切り換えられた後における始動フラグＸ、始動後時間Ｔ、始動判定時水温Ｔｗ０、始動判定時吸気温Ｔａ０の各変化態様について説明する。
【００４２】
同図４に示すように、ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オフ」位置から「オン」位置に切り換えられ（時刻ｔ１１）スタータ５４によるクランキングが行われてエンジン回転速度ＮＥが２００ｒｐｍ以上となる（時刻ｔ１２）と、始動フラグＸが「オン」に設定されるとともに始動後時間Ｔが加算されるようになる。そして、始動後時間Ｔが所定期間（時刻ｔ１２〜ｔ１４）内にあるときに、その時（時刻ｔ１３）の冷却水温度Ｔｗ及び吸気温度Ｔａが始動判定時水温Ｔｗ０及び始動判定時吸気温Ｔａ０としてそれぞれ更新され記憶される。その後、ＩＧスイッチ５３が「オン」状態である間は、自動間欠運転によりエンジン１０が停止され（時刻ｔ０）、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１未満になっても、始動フラグＸは「オン」のまま保持される。即ち、エンジン１０の始動有りとの判定が維持される。このため、エンジン始動有りの判定に基づいて行われる上記燃料蒸気処理機構３０の故障診断が最初から行われることがなくなり、同診断を継続して行うことができるようになる。
【００４３】
また、始動判定時水温Ｔｗ０及び始動判定時吸気温Ｔａ０についてもこれらは、それぞれ時刻ｔ１４のときの冷却水温度Ｔｗ及び吸気温度Ｔａのまま保持され自動間欠運転による再始動時（時刻ｔ１５、ｔ１６）に更新されることはない。このため、燃料蒸気処理機構３０の故障診断が自動間欠運転による再始動時の更新された始動判定時温度に基づいて中断されてしまうこともない。その後、ＩＧスイッチ５３が「オフ」された時点（時刻ｔ１７）で始動フラグＸも「オフ」となり、始動後時間Ｔが「０」にリセットされる。
【００４４】
以上詳述したように、この実施の形態にかかる燃料蒸気処理機構の故障診断装置によれば、以下に示すような優れた効果が得られるようになる。
（１）ステップＳ１０８でエンジン始動有りが判定された後、エンジン１０が停止されても、ＩＧスイッチ５３が「オフ」されるまでは、エンジン始動有りの判定状態が維持される。このため、自動間欠運転によるエンジン１０の再始動がなされた場合でも、上記故障診断が最初から行われることがなくなり、同診断を中断することなく継続して行うことができるようになる。
【００４５】
（２）エンジン始動有りの判定は、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度以上になることに基づいて行われるため、これを容易に且つ確実に行うことができる。
【００４６】
（３）ＩＧスイッチ５３の「オフ」操作に基づいてエンジンシステムへの給電停止の判断が行われるため、自動間欠運転に基づくエンジン停止と運転者の意志に基づくエンジン１０の停止とを適切に区別することが可能となる。
【００４７】
（４）エンジン始動有りの判定がなされた後、所定期間（０＜始動後時間Ｔ＜ｔ１）の間にのみ始動判定時水温Ｔｗ０及び始動判定時吸気温Ｔａ０を更新するようにしたため、上記所定期間が経過した時点で冷間始動条件が成立していればその後に冷却水温度Ｔｗや吸気温度Ｔａが上昇してもエンジン１０の始動有りの判定が維持される間は、その冷間始動条件が成立した状態も維持されるようになる。従って自動間欠運転による再始動時の冷却水温度Ｔｗや吸気温度Ｔａに基づき燃料蒸気処理機構３０の故障診断の実行の可否が判断されて同診断が中断されてしまうのを回避し、これを継続して行うことができるようになる。
【００４８】
なお、上記実施の形態は、例えば以下のように適宜変更することもできる。
・上記実施の形態では、Ｎ１を「２００ｒｐｍ」、ｔ１を「５秒」、各判定温度Ｔｗ、Ｔａをそれぞれ「１０℃」としたが、これらの値はそれぞれ任意に設定可能である。
【００４９】
・上記実施の形態では、始動判定時温度として冷却水温度Ｔｗと吸気温度Ｔａとの両方を用いたが、これら冷却水温度Ｔｗ及び吸気温度Ｔａのいずれか一方を用いるようにしてもよい。
【００５０】
・上記実施の形態では、始動判定時温度として冷却水温度Ｔｗと吸気温度Ｔａとを用いたが、これらには限定されない。要は、始動時の機関温度が推定可能な温度情報であればよい。
【００５２】
・上記実施の形態では、エンジンシステムへの給電停止の判断は、ＩＧスイッチ５３の「オフ」操作に基づいて行うようにしたが、この判断をエンジンシステムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給遮断に基づいて行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる故障診断装置及びこれが適用されるエンジンシステムの概略構成図。
【図２】同エンジンの冷間始動を判定する際の処理手順を示すフローチャート。
【図３】同処理手順を示すフローチャート。
【図４】エンジンシステムの動作を示すグラフ。
【符号の説明】
１０…エンジン、２０…燃料タンク、３０…燃料蒸気処理機構、４０…始動監視装置、５０…吸気温センサ、５１…水温センサ、５２…回転速度センサ、５３…ＩＧスイッチ、５４…スタータ、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動間欠運転を実施するエンジンシステムに適用されて、エンジンが冷間始動された旨判断されたことを条件に燃料蒸気処理機構の故障の有無を診断する燃料蒸気処理機構の故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの運転状態が所定の条件を満たした場合にのみ、エンジンシステムの故障の有無を診断するようにした故障診断装置が知られている。
【０００３】
このような故障診断装置の例として、いわゆる燃料蒸気処理機構の故障診断装置が挙げられる。同診断装置は、燃料蒸気が流通する蒸気経路の穴の有無を診断するものであり、その診断は例えば、次のような手順に従って行われる。
【０００４】
まず、蒸気経路の内圧を大気圧以下にまで低下させ、次いでこれを密閉状態とした後、同経路の内圧の上昇量を監視する。
そして、この圧力上昇量が所定値以上の場合には、異常である、すなわち、蒸気経路に穴が有ると診断し、同上昇量が所定値未満の場合には、正常であると診断する。このように圧力上昇量が所定値以上の場合に異常と判断するのは、蒸気経路の穴を通じて密閉された同経路内に大気が導入された可能性が高いためである。
【０００５】
但し、燃料温度が高い場合には、蒸気経路内での燃料蒸気の発生量が多くなるため、同経路内の圧力上昇量も大きくなる。このため、燃料蒸気の発生量が多いときに上記故障診断を行うようにすると蒸気経路に穴がなく正常であるにもかかわらず、異常と誤診断される可能性が高くなる。このため、上記故障診断装置では、エンジンが始動されたときの冷却水温が低く、従って燃料温度が低く燃料蒸気の発生量が少ない状態で始動がなされたと推定できるときに限って上記診断を行うようにしている。このように、冷却水温が低い状態でエンジンが始動されたことを条件に故障診断を行うことにより、上記のような誤診断を極力回避することができるようになる。
【０００６】
ところで、エンジンの始動を監視するに際し、従来では、エンジン回転速度を検出しこれが所定値以上になったときにエンジンの始動有りを判定するようにしている。従って上記故障診断も、このように始動有りと判定されたときの冷却水温が所定値以下であると判断されるときに行われることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えばハイブリッドエンジンシステムや、いわゆるエコノミランニングを行うエンジンシステム等、自動間欠運転を行うエンジンシステムにあっては、上記のようにエンジンの始動を監視するようにすると以下のような不具合が生じることとなる。
【０００８】
即ち、自動間欠運転の実施により、一時的にエンジンの運転が停止された後、再び始動されると、そのときの冷却水温に基づいて上記故障診断を実行するか否かが再度判断されるようになる。その結果、自動間欠運転が行われる毎に故障診断が中断されるばかりでなく、そうした自動間欠運転を行っている間に冷却水温が上昇し、同故障診断の実行条件が満たされなくなることでその実行機会が大きく制限されてしまうようになる。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動間欠運転されるエンジンシステムにあって、その自動間欠運転により燃料蒸気処理機構の故障診断が中断されるのを極力抑制することのできる燃料蒸気処理機構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】
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以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、自動間欠運転されるエンジンシステムに適用されて、始動判定時温度に基づいて該エンジンが冷間始動されたか否かを判断するとともに、該エンジンが冷間始動された旨判断されたことを条件に燃料蒸気処理機構の故障の有無を診断する燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、前記エンジンシステムへの給電開始後に最初に前記エンジンの回転速度が所定回転速度以上となってから所定期間が経過したときの該エンジンの温度情報を前記始動判定時温度として記憶保持する手段と、前記エンジンシステムへの給電が停止されるまでは、前記エンジンの回転速度が前記所定回転速度以上となる都度、前記記憶保持されている前記始動判定時温度を参照し、該始動判定時温度が所定温度未満であることに基づいて前記エンジンが冷間始動された旨判断する手段と、を備えることを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、エンジンシステムへの給電開始後に最初にエンジンの回転速度が所定回転速度以上となってから所定期間が経過した時点でエンジンの冷間始動条件が成立していれば、エンジンシステムへの給電が停止されるまでは、同条件が成立した状態も維持されることとなる。このため、燃料蒸気処理機構の故障診断が自動間欠運転時に中断されることを回避することができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、前記エンジンシステムへの給電停止の判断は、イグニッションスイッチのオフ操作及び当該システムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給遮断の少なくとも一方に基づいて行われることを要旨とする。
【００１４】
イグニッションスイッチがオフ操作されている場合、或いはエンジンシステムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給が遮断されている場合にはいずれも、自動間欠運転によるエンジンの再始動は行われないと判断することができる。
【００１５】
従って、上記構成によれば、エンジンが停止された場合、それが自動間欠運転によるものか、運転者の意志に基づくものであるのかを適切に判断し、自動間欠運転によるものである場合にエンジン始動有りの判定状態を維持することができるようになる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、前記始動判定時温度として記憶される温度情報が当該エンジンの冷却水温度及び吸気温度の少なくとも一方であることを要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、始動判定時温度として記憶されるエンジンの温度情報を冷却水温度及び吸気温度の少なくとも一方として求めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料蒸気処理機構の故障診断装置を具体化した一実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態にかかる故障診断装置及びこれが適用されるエンジンシステムの概略構成を示している。
このエンジンシステムは、エンジン１０の他、燃料タンク２０内で発生した燃料蒸気を処理する燃料蒸気処理機構３０等を備えている。
【００２４】
エンジン１０には、燃料タンク２０から図示しない燃料供給経路を介して燃料が供給され、これを燃焼室１１に噴射供給する燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料と吸入空気との混合気の点火を行う点火プラグ１３とがそれぞれ設けられている。また、燃焼室１１には、吸気通路１４及び排気通路１５がそれぞれ接続されている。この吸気通路１４の途中には、サージタンク１６が設けられ、更にその上流側には、吸入空気量を調節するスロットルバルブ１７が設けられている。また、このエンジンシステムには、吸気通路１４に設けられてその内部を流通する吸入空気の温度を検出する吸気温センサ５０、エンジン１０を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ５１及び同エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ５２が設けられている。これら各センサ５０〜５２の検出信号はエンジンシステムの各種制御を統括して行う電子制御装置（ＥＣＵ）６０へ入力される。
【００２５】
また、燃料蒸気処理機構３０は、ベーパ通路３２を介して燃料タンク２０に接続されたキャニスタ３１、このキャニスタ３１とサージタンク１６とを接続するパージ通路３３、キャニスタ３１内に大気を導入する大気導入通路３４、並びにパージ通路３３及び大気導入通路３４をそれぞれ開閉するパージ制御弁３５及び圧力封鎖弁３６を備えて構成されている。
【００２６】
燃料タンク２０に発生した燃料蒸気は、同燃料タンク２０からベーパ通路３２を通じてキャニスタ３１内に導入され、その内部に設けられた吸着材に一旦吸着される。そして、パージ制御弁３５及び圧力封鎖弁３６が開かれ、キャニスタ３１内に大気導入通路３４を通じて大気が導入されることによって、このキャニスタ３１内に吸着されている燃料がパージ通路３３を通じてサージタンク１６内にパージガスとして排出（パージ）される。このパージガスに含まれる燃料は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料と共に、燃焼室１１において燃焼される。
【００２７】
上記ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を備えるマイクロコンピュータを中心に構成されている。このＥＣＵ６０には、上記燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、パージ制御弁３５、吸気温センサ５０、水温センサ５１、回転速度センサ５２に加えてＩＧ（イグニション）スイッチ５３及びスタータ５４が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ６０は、上記各センサ５０、５１、５２からの検出信号及びＩＧスイッチ５３からの操作信号に基づいて燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、パージ制御弁３５、圧力封鎖弁３６、スタータ５４等を駆動制御する。
【００２８】
ところで、このエンジンシステムでは、以下のようにして、エンジン１０の自動間欠運転、すなわち、自動停止・再始動が行われる。
すなわち、ＥＣＵ６０はエンジン１０の始動中、所定の停止条件が成立したと判断すると燃料噴射弁１２による燃料噴射及び点火プラグ１３による点火を停止しエンジン１０を停止させる。その後、ＥＣＵ６０は所定の再始動条件が成立したと判断すると、スタータ５４を駆動してクランキングを行い、エンジン１０を始動させる。
【００２９】
また、上記エンジンシステムでは、以下のようにして燃料蒸気処理機構３０の故障の有無が診断される。
まず、ＥＣＵ６０は、圧力封鎖弁３６を閉弁させるとともにパージ制御弁３５を開弁させ、パージ通路３３、キャニスタ３１、ベーパ通路３２、燃料蒸気処理機構３０等蒸気経路内に吸気圧を導入することで、同経路の内圧を大気圧以下にまで低下させる。次に、ＥＣＵ６０はパージ制御弁３５を閉弁させることで蒸気経路を密閉状態とする。その後、図示しない圧力センサ等により蒸気経路内の圧力をモニタして、その圧力上昇量を検出する。
【００３０】
そして、この圧力上昇量が所定値以上の場合には、異常である、すなわち、蒸気経路内に穴あきや裂傷等があると判断し、一方、同上昇量が所定値未満の場合には、正常と判断する。
【００３１】
ここで、前述したように、燃料温度が高い場合には、誤診断される可能性が高くなる。
そこで、このエンジンシステムでは、上述した故障診断を行うに先立ち、エンジン１０が低温下で始動されたか否か、即ち冷間始動の判定を行い冷間始動されたことを条件に上記故障診断を行うようにしている。次に、この冷間始動を判定する際の手順について図２及び図３のフローチャートを併せ参照して説明する。これら図に示される一連の処理は、所定時間毎に繰り返し行われる。
【００３２】
この一連の処理ではまず、ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オン」位置にあるか否かが判断される（ステップＳ１００）。ここで、ＩＧスイッチ５３が「オフ」の場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１０４の処理において始動フラグＸが「オフ」に設定された後、ステップＳ１０５においてＥＣＵ６０への給電が停止され、ステップＳ１００の処理を繰り返し行う。
【００３３】
一方、ステップＳ１００においてＩＧスイッチ５３の操作位置が「オン」位置であると判断された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１（例えば２００ｒｐｍ）未満であるか否かが判断される。ここで、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１以上の場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）にはエンジン１０の始動有りと判定されステップＳ１０８において始動フラグＸが「オン」に設定される。即ち、本実施の形態では、エンジン１０の始動有りの判定は、ＩＧスイッチ５３が「オン」の状態で、且つエンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１以上となることに基づいて行われる。
【００３４】
一方、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１未満の場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、始動フラグＸの操作はなされず、ステップＳ１０６以降の処理が行われる。即ち、本実施の形態では、ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オン」位置にあり、エンジンシステムの給電が停止されていない場合には、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度Ｎ１未満となっても始動フラグＸが「オフ」に設定されることはなく同始動フラグＸが「オン」であればその状態がそのまま維持されるようになる。
【００３５】
次に、ステップＳ１０６では始動フラグＸが「オン」に設定されているか否かが判断される。
ここで、始動フラグＸが「オン」である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０において始動後時間Ｔに所定値ΔＴが加算される。一方、始動フラグＸが「オフ」である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）には、ステップＳ１１２において始動後時間Ｔが「０」にリセットされる。
【００３６】
これら各ステップＳ１１０、Ｓ１１２の処理が行われた後、次にステップＳ１１４において、この始動後時間Ｔが
０＜始動後時間Ｔ＜時間ｔ１（例えば５秒）
の所定期間内にあるか否かが判断される。
【００３７】
ここで、始動後時間Ｔが上記所定期間内にある場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１６において、エンジンのその時の温度を始動判定時温度としてＥＣＵ６０のＲＡＭの所定領域に記憶保持させる。即ちここでは、前記水温センサ５１により検出される冷却水温度Ｔｗ及び前記吸気温センサ５０により検出される吸気温度Ｔａが始動判定時水温Ｔｗ０、始動判定時吸気温Ｔａ０としてそれぞれ記憶保持される。一方、始動後時間Ｔが上記所定期間内にない場合にはこうした始動判定時水温Ｔｗ０或いは始動判定時吸気温Ｔａ０の更新は行われない。従って、始動後時間Ｔが時間ｔ１を経過した場合には、始動後時間Ｔが上記所定期間内にあるときに記憶された始動判定時水温Ｔｗ０や始動判定時吸気温Ｔａ０等、エンジン１０の温度情報がそのまま保持されることとなる。このため、燃料蒸気処理機構３０の故障診断が自動間欠運転による再始動時の更新された始動判定時温度に基づいて中断されてしまうこともない。
【００３８】
次に、ステップＳ１１８では始動フラグＸが「オン」に設定されているか否かが判断される。ここで、始動フラグＸが「オン」に設定されていると判断された場合（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）には、ステップＳ１２０において、始動判定時水温Ｔｗ０が所定の判定温度Ｔｗ１（例えば１０℃）未満であり、且つ始動判定時吸気温Ｔａ０が所定の判定温度Ｔａ１（例えば１０℃）未満であるか否かが判断される。
【００３９】
そしてこの条件が満たされた場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）には、エンジン１０の冷間始動条件が成立しており、燃料温度も十分に低い状態であると判断される。そして、この成立した旨の判断をもって次のステップＳ１２２の処理に移行し、燃料蒸気処理機構３０の故障診断が実施される。一方、上記条件が満たされない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）または始動フラグＸが「オフ」である場合（ステップＳ１１８：ＮＯ）には、上記冷間始動条件が不成立であると判断されて、上記故障診断は実施されない。このように、燃料蒸気処理機構３０の故障診断を上記冷間始動条件の成立後に行うようにすることで、その診断精度を高く維持することができるようになる。
【００４０】
ステップＳ１２２の処理で上記故障診断が行われた場合、あるいはステップＳ１１８またはステップＳ１２０でＮＯと判断されると、一連の処理は一旦終了される。このため、エンジン始動有りの判定に基づいて行われる上記燃料蒸気処理機構３０の故障診断が最初から行われることがなくなり、同診断を継続して行うことができるようになる。
【００４１】
次に、図４のタイミングチャートを参照して上記ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オフ」位置から「オン」位置に切り換えられた後における始動フラグＸ、始動後時間Ｔ、始動判定時水温Ｔｗ０、始動判定時吸気温Ｔａ０の各変化態様について説明する。
【００４２】
同図４に示すように、ＩＧスイッチ５３の操作位置が「オフ」位置から「オン」位置に切り換えられ（時刻ｔ１１）スタータ５４によるクランキングが行われてエンジン回転速度ＮＥが２００ｒｐｍ以上となる（時刻ｔ１２）と、始動フラグＸが「オン」に設定されるとともに始動後時間Ｔが加算されるようになる。そして、始動後時間Ｔが所定期間（時刻ｔ１２〜ｔ１４）内にあるときに、その時（時刻ｔ１３）の冷却水温度Ｔｗ及び吸気温度Ｔａが始動判定時水温Ｔｗ０及び始動判定時吸気温Ｔａ０としてそれぞれ更新され記憶される。その後、ＩＧスイッチ５３が「オン」状態である間は、自動間欠運転によりエンジン１０が停止され（時刻ｔ０）、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度Ｎ１未満になっても、始動フラグＸは「オン」のまま保持される。即ち、エンジン１０の始動有りとの判定が維持される。このため、エンジン始動有りの判定に基づいて行われる上記燃料蒸気処理機構３０の故障診断が最初から行われることがなくなり、同診断を継続して行うことができるようになる。
【００４３】
また、始動判定時水温Ｔｗ０及び始動判定時吸気温Ｔａ０についてもこれらは、それぞれ時刻ｔ１４のときの冷却水温度Ｔｗ及び吸気温度Ｔａのまま保持され自動間欠運転による再始動時（時刻ｔ１５、ｔ１６）に更新されることはない。このため、燃料蒸気処理機構３０の故障診断が自動間欠運転による再始動時の更新された始動判定時温度に基づいて中断されてしまうこともない。その後、ＩＧスイッチ５３が「オフ」された時点（時刻ｔ１７）で始動フラグＸも「オフ」となり、始動後時間Ｔが「０」にリセットされる。
【００４４】
以上詳述したように、この実施の形態にかかる燃料蒸気処理機構の故障診断装置によれば、以下に示すような優れた効果が得られるようになる。
（１）ステップＳ１０８でエンジン始動有りが判定された後、エンジン１０が停止されても、ＩＧスイッチ５３が「オフ」されるまでは、エンジン始動有りの判定状態が維持される。このため、自動間欠運転によるエンジン１０の再始動がなされた場合でも、上記故障診断が最初から行われることがなくなり、同診断を中断することなく継続して行うことができるようになる。
【００４５】
（２）エンジン始動有りの判定は、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度以上になることに基づいて行われるため、これを容易に且つ確実に行うことができる。
【００４６】
（３）ＩＧスイッチ５３の「オフ」操作に基づいてエンジンシステムへの給電停止の判断が行われるため、自動間欠運転に基づくエンジン停止と運転者の意志に基づくエンジン１０の停止とを適切に区別することが可能となる。
【００４７】
（４）エンジン始動有りの判定がなされた後、所定期間（０＜始動後時間Ｔ＜ｔ１）の間にのみ始動判定時水温Ｔｗ０及び始動判定時吸気温Ｔａ０を更新するようにしたため、上記所定期間が経過した時点で冷間始動条件が成立していればその後に冷却水温度Ｔｗや吸気温度Ｔａが上昇してもエンジン１０の始動有りの判定が維持される間は、その冷間始動条件が成立した状態も維持されるようになる。従って自動間欠運転による再始動時の冷却水温度Ｔｗや吸気温度Ｔａに基づき燃料蒸気処理機構３０の故障診断の実行の可否が判断されて同診断が中断されてしまうのを回避し、これを継続して行うことができるようになる。
【００４８】
なお、上記実施の形態は、例えば以下のように適宜変更することもできる。
・上記実施の形態では、Ｎ１を「２００ｒｐｍ」、ｔ１を「５秒」、各判定温度Ｔｗ、Ｔａをそれぞれ「１０℃」としたが、これらの値はそれぞれ任意に設定可能である。
【００４９】
・上記実施の形態では、始動判定時温度として冷却水温度Ｔｗと吸気温度Ｔａとの両方を用いたが、これら冷却水温度Ｔｗ及び吸気温度Ｔａのいずれか一方を用いるようにしてもよい。
【００５０】
・上記実施の形態では、始動判定時温度として冷却水温度Ｔｗと吸気温度Ｔａとを用いたが、これらには限定されない。要は、始動時の機関温度が推定可能な温度情報であればよい。
【００５２】
・上記実施の形態では、エンジンシステムへの給電停止の判断は、ＩＧスイッチ５３の「オフ」操作に基づいて行うようにしたが、この判断をエンジンシステムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給遮断に基づいて行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる故障診断装置及びこれが適用されるエンジンシステムの概略構成図。
【図２】同エンジンの冷間始動を判定する際の処理手順を示すフローチャート。
【図３】同処理手順を示すフローチャート。
【図４】エンジンシステムの動作を示すグラフ。
【符号の説明】
１０…エンジン、２０…燃料タンク、３０…燃料蒸気処理機構、４０…始動監視装置、５０…吸気温センサ、５１…水温センサ、５２…回転速度センサ、５３…ＩＧスイッチ、５４…スタータ、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）。
Claims (3)
- 自動間欠運転されるエンジンシステムに適用されて、始動判定時温度に基づいて該エンジンが冷間始動されたか否かを判断するとともに、該エンジンが冷間始動された旨判断されたことを条件に燃料蒸気処理機構の故障の有無を診断する燃料蒸気処理機構の故障診断装置において、
前記エンジンシステムへの給電開始後に最初に前記エンジンの回転速度が所定回転速度以上となってから所定期間が経過したときの該エンジンの温度情報を前記始動判定時温度として記憶保持する手段と、
前記エンジンシステムへの給電が停止されるまでは、前記エンジンの回転速度が前記所定回転速度以上となる都度、前記記憶保持されている前記始動判定時温度を参照し、該始動判定時温度が所定温度未満であることに基づいて前記エンジンが冷間始動された旨判断する手段と、を備える
ことを特徴とする燃料蒸気処理機構の故障診断装置。 - 前記エンジンシステムへの給電停止の判断は、イグニッションスイッチのオフ操作及び当該システムの制御コンピュータに対する主電源の電力供給遮断の少なくとも一方に基づいて行われる
請求項１記載の燃料蒸気処理機構の故障診断装置。 - 前記始動判定時温度として記憶される温度情報が当該エンジンの冷却水温度及び吸気温度の少なくとも一方である
請求項１または２記載の燃料蒸気処理機構の故障診断装置。
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