JP4356988B2 - エバポガスパージシステムのリーク診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガス（燃料蒸発ガス）を内燃機関の吸気系にパージ（放出）するエバポガスパージシステムのリーク診断を行うエバポガスパージシステムのリーク診断装置に関するものである。

従来より、エバポガスパージシステムにおいては、燃料タンク内から発生するエバポガスが大気中に漏れ出すことを防止するために、燃料タンク内から発生したエバポガスをキャニスタ内に吸着し、このキャニスタと内燃機関の吸気系とを連通するパージ通路に設けたパージ制御弁を開弁することで、吸気系の負圧を利用してキャニスタ内に吸着されているエバポガスを吸気系へパージするようにしている。このエバポガスパージシステムから大気中にエバポガスが漏れる状態が長時間放置されるのを防止するために、エバポガスのリークを早期に検出する必要がある。

そこで、例えば、特許文献１（特開平５−１２５９９７号公報）に記載されているように、内燃機関の運転中にパージ制御弁を開弁して吸気系から燃料タンク内に負圧を導入した後、パージ制御弁を閉弁してパージ制御弁から燃料タンクまでのエバポ系を密閉した状態で、エバポ系内の圧力（例えば燃料タンク内の圧力）の変化量を測定し、その負圧導入時の圧力変化量をリーク判定値（例えば大気圧導入時の圧力変化量）と比較することで、エバポ系のリーク（漏れ）の有無を判定するようにしたものがある。

しかし、上記従来のリーク診断では、微小リークやリーク度合（リーク孔の大きさ）を精度良く判定することができないという欠点があった。

そこで、例えば、特許文献２（特開２００２−４９５９号公報）に記載されているように、電動式の負圧ポンプで基準圧力検出部内に負圧を導入して該基準圧力検出部に形成した基準孔（微小リーク孔に相当する所定孔径の孔）で規制された圧力（基準圧力）を検出し、その後、通路切換弁で負圧ポンプの圧力導入経路を切り換えて、基準圧力検出時と同一の条件で負圧ポンプによりエバポ系内に負圧を導入してエバポ系内の圧力を検出し、基準圧力とエバポ系内の圧力とを比較することで、微小リークやリーク度合を判定できるようにしたものがある。
特開平５−１２５９９７号公報（第２頁等） 特開２００２−４９５９号公報（第２頁等）

一般に、燃料タンク内の圧力が低下するほど（負圧が大きくなるほど）、燃料タンク内の燃料の沸点が低下するという特性がある。このため、上記特許文献１，２のように、エバポ系内に負圧を導入してリーク診断を行うシステムでは、リーク診断中にエバポ系内への負圧導入によって燃料タンク内の圧力が低下して燃料の沸点が低下したときに、燃料が沸騰する可能性があり、燃料が沸騰すると、多量のエバポガスが発生してエバポ系内の圧力挙動が変化する。しかし、上記特許文献１，２のリーク診断では、このような燃料タンク内の燃料の沸騰による影響が全く考慮されていないため、リークを誤判定してしまう可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、燃料タンク内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を防止することができ、リーク診断精度を向上させることができるエバポガスパージシステムのリーク診断装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置は、負圧導入手段によりエバポ系内に負圧を導入している際のエバポ系内の圧力又はそれに相関する情報に基づいてエバポ系のリーク診断を行うものにおいて、前記エバポ系のリーク診断を行う前に燃料タンク内の燃料がリーク診断中に沸騰する可能性がある領域（以下「燃料沸騰領域」という）を燃料沸騰領域判定手段により判定し、その燃料沸騰領域を考慮した実行条件でリーク診断を行うものであり、具体的には、燃料沸騰領域であると判定されたときには、エバポ系のリーク診断を禁止するようにしたものである。

このようにすれば、リーク診断中に燃料タンク内の燃料が沸騰する領域が存在することを考慮してリーク診断を行うことができるため、燃料タンク内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を未然に防止することができ、リーク診断精度を向上させることができる。

この場合、請求項１のように、燃料沸騰領域であると判定されたときにリーク診断を禁止するようにすれば、リーク診断中に燃料タンク内の燃料が沸騰する可能性がある領域では、リーク診断が実行されないため、燃料タンク内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を確実に防止することができる。

また、請求項２のように、燃料タンク内の温度と、リーク診断中の燃料タンク内の圧力及び／又は燃料タンク内の燃料の燃料性状とに基づいて、燃料沸騰領域であるか否かを判定するようにすると良い。例えば、燃料タンク内の燃料の温度が沸点よりも高くなると燃料が沸騰する。また、燃料の沸点は、リーク診断中の燃料タンク内の圧力（特に最低圧力）や燃料性状によって変化する。従って、燃料タンク内の温度と、リーク診断中の燃料タンク内の圧力（特に最低圧力）や燃料性状を用いれば、燃料沸騰領域であるか否かを精度良く判定することができる。

この場合、請求項３のように、燃料タンク内の温度が高くなるほど又はリーク診断中の燃料タンク内の圧力が低くなるほど又は燃料性状が軽質になるほど（燃料の蒸発性が高くなるほど）、燃料沸騰領域であると判定するようにすると良い。この理由は、燃料タンク内の温度が高くなるほど燃料の温度が高くなり、リーク診断中の燃料タンク内の圧力が低くなるほど燃料の沸点が低下し、また、燃料性状が軽質になるほど（低沸点成分が多くなるほど）、燃料の沸点が低下するからである。

燃料タンク内の温度は、燃料タンク内に設置した温度センサで検出するようにしても良いが、請求項４のように、内燃機関の冷却水温、吸気温、停止時間のうちの少なくとも１つに基づいて燃料タンク内の温度を推定するようにしても良い。機関温度、外気温、停止時間等によって燃料タンク内の温度が変化するため、機関温度の代用情報となる冷却水温や、外気温の代用情報となる吸気温や、停止時間を用いれば、燃料タンク内の温度を精度良く推定することができる。これにより、燃料タンク内の温度を検出する温度センサを省略することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。

また、請求項５のように、大気圧と、リークの有無を判定するための基準圧力のうちの少なくとも一方に基づいてリーク診断中の燃料タンク内の圧力を推定するようにしても良い。一般に、エバポ系内に負圧を導入してリーク診断を行う場合、燃料タンクを含むエバポ系内の圧力を、大気圧を基準にしたゲージ圧で基準圧力付近まで低下させてリークの有無を判定するため、大気圧や基準圧力によってリーク診断中の燃料タンク内の圧力（絶対圧）が変化する。従って、大気圧や基準圧力を用いれば、リーク診断中の燃料タンク内の圧力（絶対圧）を精度良く推定することができる。

更に、燃料性状は、燃料性状センサで検出するようにしても良いが、請求項６のように、エバポ系内のエバポガス濃度、季節、地域のうちの少なくとも１つに基づいて燃料タンク内の燃料の性状を推定するようにしても良い。例えば、燃料性状によってエバポ系内のエバポガス濃度が変化し、また、季節や地域によって燃料メーカーが供給する燃料の性状が変更される。従って、エバポガス濃度、季節、地域を用いれば、燃料性状を精度良く推定することができる。これにより、燃料性状を検出する燃料性状センサを省略することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。

また、負圧導入手段として、内燃機関の動力で駆動される負圧ポンプを用いるようにしても良いが、請求項７のように、負圧導入手段として、電動式の負圧ポンプを用いるようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の停止中でも、車載バッテリを電源として電動式の負圧ポンプを駆動してリーク診断を実行することができる。

また、エバポ系内の圧力は、圧力センサで検出するようにしても良いが、請求項８のように、エバポ系内の圧力に相関する情報として、負圧導入手段の運動特性値（例えば、負圧ポンプの電流、電圧、回転速度等）を用いるようにしても良い。このようにすれば、エバポ系内の圧力を検出する圧力センサを省略することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、次の３つの実施例１〜３を用いて説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図８に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエバポガスパージシステムの構成を説明する。燃料タンク１１には、エバポ通路１２を介してキャニスタ１３が接続されている。このキャニスタ１３内には、エバポガス（燃料蒸発ガス）を吸着する活性炭等の吸着体（図示せず）が収容されている。

一方、キャニスタ１３とエンジン吸気系との間には、キャニスタ１３内の吸着体に吸着されているエバポガスをエンジン吸気系にパージ（放出）するためのパージ通路１４が設けられ、このパージ通路１４の途中に、パージ流量を制御するパージ制御弁１５が設けられている。このパージ制御弁１５は、常閉型の電磁弁により構成され、通電をデューティ制御することで、キャニスタ１３からエンジン吸気系へのエバポガスのパージ流量を制御するようになっている。

この燃料タンク１１からパージ制御弁１５までのエバポ系のリーク診断を行うために、キャニスタ１３には、リークチェックモジュール１７が接続されている。図２及び図３に示すように、リークチェックモジュール１７は、キャニスタ１３側に接続されるキャニスタ連通路１８に、通路切換弁１９を介して大気連通路２０と負圧導入路２１とが接続されている。大気連通路２０は、大気側に直接連通するように設けられ、その先端付近にフィルタ２２が設けられている。一方、負圧導入路２１は、電動式の負圧ポンプ２３（負圧導入手段）を介して大気連通路２０の途中に接続されている。この負圧ポンプ２３は、モータ３７によって駆動され、負圧導入路２１から大気連通路２０の方向（大気側）へガスを排出するように配置されている。

通路切換弁１９は、キャニスタ連通路１８と大気連通路２０とを接続する大気開放位置（図２に示す位置）と、キャニスタ連通路１８と負圧導入路２１とを接続する負圧導入位置（図３に示す位置）との間を切換動作可能な電磁弁により構成されている。この通路切換弁１９は、例えば、通電ＯＦＦ時には、スプリング等の付勢手段１９ａにより大気開放位置に保持され、通電をＯＮすると、ソレノイド１９ｂの電磁駆動力により負圧導入位置に切り換えられるようになっている。

また、キャニスタ連通路１８と負圧導入路２１との間には、通路切換弁１９をバイパスするバイパス通路２４が接続され、このバイパス通路２４の途中に、基準オリフィス２５（基準孔）が設けられている。この基準オリフィス２５は、通路内径がバイパス通路２４の他の部位の通路内径よりも大幅に絞られて基準リーク孔径（例えば直径０．５ｍｍ）になるように形成されている。この基準オリフィス２５と、バイパス通路２４のうち基準オリフィス２５から負圧導入路２１につながる通路２４ａとによって基準圧力検出部２６が構成され、この基準圧力検出部２６に、圧力センサ２７が設けられている。

図２に示すように、パージ制御弁１５の閉弁時に通路切換弁１９が大気開放位置に切り換えられているときには、バイパス通路２４内（基準圧力検出部２６内）がキャニスタ連通路１８と大気連通路２０を介して大気に開放されるため、圧力センサ２７により基準圧力検出部２６内の圧力を検出することで大気圧を検出することができる。

そして、通路切換弁１９が大気開放位置に切り換えられてエバポ系内がキャニスタ連通路１８と大気連通路２０を介して大気に開放された状態で、負圧ポンプ２３が駆動されると、基準オリフィス２５の存在により基準圧力検出部２６内が負圧になる。このとき、圧力センサ２７により基準圧力検出部２６内の圧力を検出することで、基準オリフィス２５の基準リーク孔径に対応した基準圧力を検出することができる。

一方、図３に示すように、パージ制御弁１５の閉弁時に通路切換弁１９が負圧導入位置に切り換えられているときには、エバポ系が密閉されて、基準圧力検出部２６の圧力センサ２７の周辺部分が負圧導入路２１とキャニスタ連通路１８を介してエバポ系内に連通するため、圧力センサ２７により基準圧力検出部２６内の圧力を検出することでエバポ系内の圧力を検出することができる。

そして、通路切換弁１９が負圧導入位置に切り換えられてエバポ系が密閉された状態で、負圧ポンプ２３が駆動されると、エバポ系内のガスがキャニスタ連通路１８→負圧導入路２１→負圧ポンプ２３→大気連通路２０の経路で大気側に排出されて、エバポ系内に負圧が導入される。

尚、図１に示すように、燃料タンク１１内には、燃料残量を検出する燃料レベルセンサ２８が設けられている。その他、冷却水温を検出する水温センサ２９、吸気温を検出する吸気温センサ３０等の各種のセンサが設けられている。

これらの各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３１に入力される。このＥＣＵ３１の電源端子には、メインリレー３２を介して車載バッテリ（図示せず）から電源電圧が供給される。

この他、パージ制御弁１５、通路切換弁１９、負圧ポンプ２３、圧力センサ２７、燃料レベルセンサ２８等に対しても、メインリレー３２を介して電源電圧が供給される。メインリレー３２のリレー接点３２ａを駆動するリレー駆動コイル３２ｂは、ＥＣＵ３１のメインリレーコントロール端子に接続され、このリレー駆動コイル３２ｂに通電することで、リレー接点３２ａがＯＮ（オン）して、ＥＣＵ３１等に電源電圧が供給される。そして、リレー駆動コイル３２ｂへの通電をＯＦＦ（オフ）することで、リレー接点３２ａがＯＦＦして、ＥＣＵ３１等への電源供給がＯＦＦされる。

ＥＣＵ３１のキーＳＷ端子には、イグニッションスイッチ（以下「ＩＧスイッチ」と表記する）３３のＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。ＩＧスイッチ３３をＯＮすると、メインリレー３２がＯＮされて、ＥＣＵ３１等への電源供給が開始され、ＩＧスイッチ３３をＯＦＦすると、メインリレー３２がＯＦＦされて、ＥＣＵ３１等への電源供給がＯＦＦされる。

また、ＥＣＵ３１には、バックアップ電源３４と、このバックアップ電源３４を電源として計時動作するソークタイマ３５が内蔵されている。このソークタイマ３５は、エンジン停止後（ＩＧスイッチ３３のＯＦＦ後）に計時動作を開始してエンジン停止後の経過時間を計測する。前述したように、ＩＧスイッチ３３をＯＦＦすると、メインリレー３２がＯＦＦされて、ＥＣＵ３１等への電源供給がＯＦＦされるが、エンジン停止中にリーク診断を行うために、ソークタイマ３５の計測時間（エンジン停止後の経過時間）が所定時間（例えば３〜９時間）に到達すると、ＥＣＵ３１のバックアップ電源３４を電源にしてＥＣＵ３１のメインリレーコントロール端子の駆動回路を作動させてメインリレー３２をＯＮさせ、ＥＣＵ３１、パージ制御弁１５、通路切換弁１９、負圧ポンプ２３、圧力センサ２７、燃料レベルセンサ２８等に電源電圧を供給するようになっている。

ＥＣＵ３１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、そのＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された燃料噴射制御プログラム、点火制御プログラム及びパージ制御プログラムを実行することで、燃料噴射制御、点火制御及びパージ制御を行う。

更に、ＥＣＵ３１は、後述する図５乃至図７に示すリーク診断用の各プログラムを実行することで、エンジン停止中にリークチェックモジュール１７を制御して基準圧力とエバポ系内圧力を検出し、両者を比較してエバポ系のリークの有無を診断する。

ここで、ＥＣＵ３１が実行するエバポ系のリーク診断について説明する。図４に示すように、エンジン運転停止（ＩＧスイッチ３３のＯＦＦ）から所定時間（例えば３〜９時間）が経過した時点ｔ1 で、基準圧力検出処理を開始する。尚、圧力センサ２７が絶対圧センサの場合には、基準圧力検出処理を開始する前に、パージ制御弁１５を閉弁（ＯＦＦ）状態に維持すると共に通路切換弁１９を大気開放位置（ＯＦＦ）に維持した状態で、圧力センサ２７により検出される基準圧力検出部２６内の圧力を大気圧Ｐatm としてＥＣＵ３１のメモリに記憶する。

基準圧力検出処理では、パージ制御弁１５を閉弁（ＯＦＦ）状態に維持すると共に通路切換弁１９を大気開放位置（ＯＦＦ）に維持したまま負圧ポンプ２３をＯＮして、基準圧力検出部２６内に負圧を導入し（図２参照）、基準圧力検出部２６内への負圧導入開始から所定時間Ｔ1 が経過した時点ｔ2 （又は基準圧力検出部２６内の圧力が安定した時点）で、基準圧力検出部２６内の負圧が基準オリフィス２５に対応した基準圧力付近で安定したと判断して、圧力センサ２７により検出される基準圧力検出部２６内の圧力を基準圧力Ｐr としてＥＣＵ３１のメモリに記憶する。

基準圧力Ｐr の検出後、エバポ系内圧力検出及びリーク判定処理を開始する。このエバポ系内圧力検出及びリーク判定処理では、負圧ポンプ２３をＯＮ状態に維持したまま通路切換弁１９を負圧導入位置（ＯＮ）に切り換えて、負圧ポンプ２３によりエバポ系内に負圧を導入する（図３参照）。このエバポ系内への負圧導入開始から所定時間Ｔ2 が経過する前に、圧力センサ２７で検出したエバポ系内の圧力Ｐf がリーク判定値（例えば基準圧力Ｐr 又はそれよりも少し低い圧力に設定された値）よりも低くなれば、リーク無しと判定する。一方、エバポ系内への負圧導入開始から所定時間Ｔ2 が経過した時点ｔ3 （又はエバポ系内の圧力が安定した時点）で、エバポ系内の圧力Ｐf がリーク判定値以上の場合には、リーク有りと判定する。その際、エバポ系内の圧力Ｐf が基準圧力Ｐr 付近に収束していれば、基準オリフィス２５の基準リーク孔径（例えば直径０．５ｍｍ）相当のリーク孔と判定し、エバポ系内の圧力Ｐf が基準圧力Ｐr よりも高ければ、基準オリフィス２５の基準リーク孔径よりも大きいリーク孔と判定する。

リーク有りと判定し場合には、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ３６を点灯したり、或はインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報（異常コード等）をＥＣＵ３１のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

また、ＥＣＵ３１は、このリーク診断中に基準圧力Ｐr を検出したときに、その基準圧力Ｐr が所定の正常範囲内（下限値Ｐlow ≦Ｐr ≦上限値Ｐhigh）であるか否かにより基準圧力検出部２６、負圧ポンプ２３等の異常の有無を判定する。そして、基準圧力Ｐr が正常範囲外であり、基準圧力検出部２６、負圧ポンプ２３等の異常の有りと判定された場合には、基準圧力を用いたエバポ系のリーク診断を中止したり、今回のリーク診断結果を無効にして、基準圧力検出部２６、負圧ポンプ２３等の異常によるリークの有無やリーク度合の誤判定を防止する。

ところで、エバポ系内に負圧を導入してリーク診断を行うシステムでは、リーク診断中にエバポ系内への負圧導入によって燃料タンク１１内の圧力が低下して燃料の沸点が低下したときに、燃料が沸騰する可能性があり、燃料が沸騰すると、多量のエバポガスが発生してエバポ系内の圧力挙動が変化するため、リークを誤判定してしまう可能性がある。

そこで、ＥＣＵ３１は、リーク診断を行う際に、タンク内温度（燃料タンク１１内の温度）を推定し、そのタンク内温度の推定値が沸騰領域判定値（リーク診断中の燃料タンク１１内の圧力状態における燃料の沸点又はそれよりも少し低い温度）よりも高いか否かを判定することで、燃料タンク１１内の燃料がリーク診断中に沸騰する可能性が高い領域（以下「燃料沸騰領域」という）であるか否かを判定し、燃料沸騰領域であると判定されたときに、リーク診断を禁止する。これにより、燃料タンク１１内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を防止するようにしている。

以下、ＥＣＵ３１が実行する図５乃至図７に示すリーク診断用の各プログラムの処理内容を説明する。

［リーク診断メイン制御］
図５のリーク診断メイン制御プログラムは、例えばＩＧスイッチ３３のＯＦＦ後にソークタイマ３５によってメインリレー３２がＯＮされた後に所定時間毎に実行され、特許請求の範囲でいうリーク診断手段としての役割を果たす。

本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、後述する図６の実行条件判定処理プログラムを実行して、リーク診断実行条件が成立しているか否かを判定する処理を行う。この後、ステップ１０２に進み、実行条件判定処理（ステップ１０１）の判定結果に基づいてリーク診断実行条件が成立しているか否かを判定する。

このステップ１０２で、リーク診断実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ１０３以降のリーク診断に関する処理を実行することなく、本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０２で、リーク診断実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０３以降のリーク診断に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０３で、基準圧力検出期間中であるか否かを判定し、基準圧力検出期間中であれば、ステップ１０４に進み、図示しない基準圧力検出処理プログラムを実行することで、負圧ポンプ２３により基準圧力検出部２６内に負圧を導入し、圧力センサ２７で検出した基準圧力検出部２６内の圧力を基準圧力Ｐr としてＥＣＵ３１のメモリに記憶する。

この後、ステップ１０５に進み、図示しない異常判定処理プログラムを実行することで、基準圧力Ｐr が所定の正常範囲内（下限値Ｐlow ≦Ｐr ≦上限値Ｐhigh）であるか否かにより基準圧力検出部２６、負圧ポンプ２３等の異常の有無を判定する。

その後、基準圧力検出処理及び異常判定処理が終了して、上記ステップ１０３で、基準圧力検出期間中でないと判定されたときに、ステップ１０６に進み、エバポ系内圧力検出期間中であるか否かを判定し、エバポ系内圧力検出期間中であれば、ステップ１０７に進み、図示しないエバポ系内圧力検出及びリーク判定処理プログラムを実行することで、負圧ポンプ２３によりエバポ系内に負圧を導入し、圧力センサ２７で検出したエバポ系内の圧力Ｐf とリーク判定値（例えば基準圧力Ｐr 又はそれよりも少し低い圧力に設定された値）とを比較してリークの有無やリーク度合を判定する。

［リーク診断実行条件判定処理］
次に、図５のステップ１０１で実行される図６の実行条件判定処理プログラムの処理内容を説明する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、次の(1) 〜(4) の条件を全て満たしているか否かを判定する。

(1) バッテリ電圧ＶＢが所定値（例えば１０．５Ｖ）よりも高いこと
(2) 冷却水温と吸気温が所定値（例えば４．４℃）よりも高いこと
(3) 大気圧が所定範囲内（例えば７０ｋＰａ＜大気圧＜１１０ｋＰａ）であること
(4) ＩＧスイッチ３３のＯＦＦから所定時間（例えば５時間）が経過していること

上記(1) 〜(4) の条件を全て満たしていると判定された場合には、ステップ２０２に進み、後述する図７の燃料沸騰領域判定処理プログラムを実行して、燃料沸騰領域であるか否かを判定する処理を行う。この後、ステップ２０３に進み、燃料沸騰領域判定処理（ステップ２０２）の判定結果に基づいて燃料沸騰領域であるか否かを判定する。

上記ステップ２０１で、上記(1) 〜(4) の条件を全て満たしていると判定され、且つ、上記ステップ２０３で、燃料沸騰領域ではないと判定された場合には、ステップ２０４に進み、リーク診断実行条件が成立していると判定する。

一方、上記ステップ２０１で、上記(1) 〜(4) の条件のうち１つでも満たさない条件があると判定された場合、又は、上記ステップ２０３で、燃料沸騰領域であると判定された場合には、ステップ２０５に進み、リーク診断実行条件が不成立と判定する。

［燃料沸騰領域判定処理］
図６のステップ２０２で実行される図７の燃料沸騰領域判定処理プログラムは、特許請求の範囲でいう燃料沸騰領域判定手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、エンジンの冷却水温、吸気温、停止時間のうちの少なくとも１つに応じたタンク内温度（燃料タンク１１内の温度）の推定値をマップ又は数式等により算出する。エンジン温度、外気温、停止時間等によってタンク内温度が変化するため、エンジン温度の代用情報となる冷却水温、外気温の代用情報となる吸気温、停止時間を用いれば、タンク内温度推定値を精度良く算出することができる。

尚、エンジン停止中のリーク診断時、つまり、エンジン運転停止（ＩＧスイッチ３３のＯＦＦ操作）から所定時間（例えば３〜９時間）が経過したときに、冷却水温や吸気温がタンク内温度にほぼ一致するような車両の場合には、タンク内温度推定値の代用情報として、冷却水温又は吸気温を用いるようにしても良い。

タンク内温度推定値の算出後、ステップ３０２に進み、圧力センサ２７（圧力センサ２７が相対圧センサの場合には大気圧センサ）で検出した大気圧Ｐatm と、圧力センサ２７で検出した前回の基準圧力Ｐr （大気圧を基準にしたゲージ圧）とを用いてリーク診断中のタンク内圧力（燃料タンク１１内の圧力）の推定値を次式により算出する。
リーク診断中のタンク内圧力推定値＝Ｐatm ＋Ｐr

リーク診断中は、燃料タンク１１を含むエバポ系内の圧力を、大気圧Ｐatm を基準にしたゲージ圧で基準圧力Ｐr 付近まで低下させてリークの有無を判定するため、大気圧Ｐatm や基準圧力Ｐr によってリーク診断中のタンク内圧力（絶対圧）が変化する。従って、大気圧Ｐatm や基準圧力Ｐr を用いれば、リーク診断中のタンク内圧力推定値（絶対圧）を精度良く算出することができる。尚、大気圧Ｐatm の変化が少ない条件化では、基準圧力Ｐr のみに応じてリーク診断中のタンク内圧力推定値を算出するようにしても良い。また、基準圧力Ｐr の変化が少ない条件下では、大気圧Ｐatm のみに応じてリーク診断中のタンク内圧力推定値を算出するようにしても良い。

タンク内圧力推定値の算出後、ステップ３０３に進み、図８に示す沸騰領域判定値Ｂの算出マップを用いて、リーク診断中のタンク内圧力推定値に応じた沸騰領域判定値Ｂを算出する。この沸騰領域判定値Ｂは、リーク診断中の燃料タンク１１内の圧力状態における燃料の沸点又はそれよりも少し低い温度であり、一般に、リーク診断中の燃料タンク１１内の圧力が低くなるほど燃料の沸点が低下するため、図８に示す沸騰領域判定値Ｂの算出マップは、リーク診断中のタンク内圧力推定値が低くなるほど沸騰領域判定値Ｂが低くなるように設定されている。

沸騰領域判定値Ｂの算出後、ステップ３０４に進み、タンク内温度推定値が沸騰領域判定値Ｂよりも高いか否かを判定する。その結果、タンク内温度推定値が沸騰領域判定値Ｂよりも高いと判定された場合には、ステップ３０５に進み、燃料沸騰領域（燃料タンク１１内の燃料がリーク診断中に沸騰する可能性が高い領域）であると判定する。この場合は、他の実行条件が全て成立しても、リーク診断実行条件が不成立と判定されて、リーク診断が禁止される。

一方、上記ステップ３０４で、タンク内温度推定値が沸騰領域判定値Ｂ以下であると判定された場合には、ステップ３０６に進み、燃料沸騰領域ではない、つまり、燃料タンク１１内の燃料がリーク診断中に沸騰しない領域（又は沸騰の影響が無視できる領域）であると判定する。この場合、他の実行条件が全て成立していれば、リーク診断実行条件が成立していると判定されて、リーク診断が実行される。

以上説明した本実施例１では、燃料沸騰領域（リーク診断中の沸騰の影響が無視できない領域）であると判定されたときにリーク診断を禁止し、燃料タンク１１内の燃料がリーク診断中に沸騰しない領域（又はリーク診断中の沸騰の影響が無視できる領域）であると判定されたときにリーク診断を行うようにしたので、燃料タンク１１内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を未然に防止することができ、リーク診断精度を向上させることができる。

更に、本実施例１では、燃料タンク１１内の燃料の温度が沸点よりも高くなると燃料が沸騰し、また、燃料の沸点は、リーク診断中のタンク内圧力によって変化することを考慮して、タンク温度推定値と、リーク診断中のタンク内圧力推定値に応じた沸騰領域判定値Ｂとを比較して燃料沸騰領域であるか否かを判定するようにしたので、燃料沸騰領域を精度良く判定することができる。

また、本実施例１では、エンジンの冷却水温、吸気温、停止時間のうちの少なくとも１つに基づいてタンク内温度推定値を算出するようにしたので、燃料タンク１１内の温度を検出する温度センサを省略することができ、システム構成を簡単化することができる。

また、本実施例１では、負圧導入手段として、電動式の負圧ポンプ２３を用いるようにしたので、エンジン停止中でも電動式の負圧ポンプ２３によりリーク診断を実施することができる。

本発明に関連する参考例としての実施例２では、図９に示す実行条件判定処理プログラムを実行することで、燃料沸騰領域であると判定されたときにリーク診断を実行してリーク有りと判定された場合に、燃料沸騰領域ではないと判定されたときにリーク診断を実行し直すようにしている。

本実施例２で実行される図９の実行条件判定処理プログラムは、前記実施例１で説明した図６の実行条件判定処理プログラムのステップ２０３の後に、ステップ２０３ａ，２０３ｂの処理を追加したものであり、これ以外の処理は図６の各ステップの処理と同じである。

図９の実行条件判定処理プログラムでは、ステップ２０３で、燃料沸騰領域であると判定された場合に、ステップ２０３ａに進み、今回沸騰領域フラグＦＢＰを、今回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定されたことを意味する「１」にセットする。この今回沸騰領域フラグＦＢＰが「１」にセットされた場合には、次回のリーク診断時に、前回沸騰領域フラグＦＢＯが、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定されたことを意味する「１」にセットされる。

この後、ステップ２０３ｂに進み、前回沸騰領域フラグＦＢＯ＝１であり（つまり前回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定され）、且つ、前回のリーク診断でリーク有りと判定されたか否かを判定する。

その結果、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域ではないと判定された場合、又は、前回のリーク診断でリーク無しと判定された場合には、ステップ２０４に進み、リーク診断実行条件が成立していると判定する。これにより、今回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定された場合でも、リーク診断が実行される。

一方、上記ステップ２０３ｂで、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定され、且つ、前回のリーク診断でリーク有りと判定された場合には、ステップ２０５に進み、リーク診断実行条件が不成立と判定する。これにより、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定されたときにリーク診断を実行してリーク有りと判定された場合に、今回のリーク診断時も燃料沸騰領域であると判定された場合には、リーク診断を禁止する。

これにより、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定されたときにリーク診断を実行してリーク有りと判定された場合には、今回のリーク診断時に燃料沸騰領域ではないと判定されたときにリーク診断を実行し直す。この場合、前回のリーク診断結果を無効にする。尚、今回のリーク診断結果が前回と異なる場合には、再度、リーク診断を実行し直すようにしても良い。

以上説明した本実施例２では、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域ではないと判定された場合や前回のリーク診断でリーク無しと判定された場合には、今回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定された場合でも、リーク診断を実行するため、リーク診断の実行頻度をある程度多くすることができる。

更に、前回のリーク診断時に燃料沸騰領域であると判定されたときにリーク診断を実行してリーク有りと判定された場合には、今回のリーク診断時に燃料沸騰領域ではないと判定されたときにリーク診断を実行し直すようにしたので、燃料タンク１１内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を防止することができる。

尚、前記実施例１の方法（燃料沸騰領域であると判定されたときにリーク診断を禁止する方法）において、最初は、リーク診断の実行条件が緩くなるように燃料沸騰領域の判定条件を設定しておき（例えば沸騰領域判定値Ｂを高くしておき）、リーク診断を実行してリーク有りと判定された場合に、それ以降のリーク診断時にリーク診断の実行条件が厳しくなるように燃料沸騰領域の判定条件を変更して（例えば沸騰領域判定値Ｂを低くして）、リーク診断を実行し直すようにしても良い。このようにしても、リーク診断の実行頻度をある程度多くしながら、燃料タンク１１内の燃料の沸騰によるリークの誤判定を防止することができる。

前記各実施例１，２では、リーク診断中のタンク内圧力推定値に応じて沸騰領域判定値Ｂを算出するようにしたが、図１０に示す本発明の実施例３では、燃料性状の情報であるリード蒸気圧（液体対空気が１：４の容積割合の場合の３７．８℃における蒸気圧）の推定値を算出し、このリード蒸気圧推定値とリーク診断中のタンク内圧力推定値とに応じて沸騰領域判定値Ｂを算出するようにしている。

具体的には、まず、エバポガス濃度、季節、地域のうちの少なくとも１つに応じたリード蒸気圧推定値をマップ又は数式等により算出する。燃料タンク１１内の燃料の燃料性状（リード蒸気圧）によってエバポ系内のエバポガス濃度が変化する。また、季節や地域によって燃料メーカーが供給する燃料の燃料性状（リード蒸気圧）が変更される。従って、エバポガス濃度、季節、地域を用いれば、燃料性状の情報であるリード蒸気圧推定値を精度良く算出することができる。

ここで、エバポガス濃度は、例えば、エンジン運転中にエバポガスを吸気系にパージするパージ実行時のパージ流量、空燃比フィードバック補正量等に基づいて推定することができる。また、季節や地域は、例えば、車両に搭載されたＧＰＳ等からのカレンダー情報や位置情報から検出することができる。

リード蒸気圧推定値を算出した後、図１０に示す沸騰領域判定値Ｂの算出マップを用いて、リード蒸気圧推定値とリーク診断中のタンク内圧力推定値とに応じた沸騰領域判定値Ｂを算出する。一般に、燃料のリード蒸気圧が高くなるほど燃料の沸点が低下し、リーク診断中のタンク内圧力が低くなるほど燃料の沸点が低下するため、図１０に示す沸騰領域判定値Ｂのマップは、リード蒸気圧推定値が高くなるほど沸騰領域判定値Ｂが低くなり、リーク診断中のタンク内圧力推定値が低くなるほど沸騰領域判定値Ｂが低くなるように設定されている。

以上説明した本実施例３では、燃料沸騰領域の判定に用いる沸騰領域判定値Ｂを、燃料性状の情報であるリード蒸気圧推定値と、リーク診断中のタンク内圧力推定値とに応じて算出するようにしたので、燃料性状の影響を受けずに、燃料沸騰領域を精度良く判定することができる。

また、本実施例３では、燃料性状の情報であるリード蒸気圧推定値を、エバポガス濃度、季節、地域のうちの少なくとも１つに基づいて算出するようにしたので、燃料性状を検出する燃料性状センサを省略することができ、システム構成を簡単化することができる。

しかしながら、本発明は、燃料性状センサで燃料性状を検出するようにしても良いことは言うまでもない。
また、上記各実施例１〜３では、エンジンの冷却水温、吸気温、停止時間のうちの少なくとも１つに基づいてタンク内温度推定値を算出するようにしたが、温度センサでタンク内温度を検出するようにしても良い。更に、タンク内温度の推定値又は検出値のみに基づいて燃料沸騰領域を判定するようにしても良い。

また、上記各実施例１〜３では、基準圧力検出処理の前に、燃料沸騰領域判定処理を実行するようにしたが、基準圧力検出処理の後に、燃料沸騰領域判定処理を実行するようにしても良い。このようにすれば、圧力センサ２７で検出した今回の基準圧力Ｐr を用いてリーク診断中のタンク内圧力推定値を算出することができる。

また、上記各実施例１〜３では、負圧導入手段として、電動式の負圧ポンプ２３を用いるようにしたが、負圧導入手段として、エンジン動力で駆動される負圧ポンプを用いるようにしても良い。

また、上記各実施例１〜３では、圧力センサ２７で基準圧力やエバポ系内の圧力を検出するようにしたが、基準圧力やエバポ系内の圧力の代用情報として負圧ポンプ２３の電流、電圧、回転速度等の負圧ポンプ２３の運動特性値を用いたり、負圧ポンプ２３の吐出量を用いるようにしても良い。このようにすれば、圧力センサ２７を省略することができ、構成を簡単化することができる。

また、本発明は、エンジン停止中にリーク診断を行うシステムに限定されず、エンジン運転中にリーク診断を行うシステムに本発明を適用しても良い。

その他、本発明は、エバポガスパージシステムや、リークチェックモジュール１７等のリーク診断システムの構成を適宜変更したり、上記各プログラムに用いる各種の判定値を適宜変更したり、リーク診断の方法を適宜変更しても良く、要は、負圧ポンプ等の負圧導入手段でエバポ系内に負圧を導入してリーク診断を行うシステムであれば、本発明を適用して実施することができる。

本発明の実施例１におけるエバポガスパージシステムの構成を示す図である。 基準圧力検出処理時の状態を示すリークチェックモジュール及びその周辺の構成図である。 エバポ系内圧力検出処理時の状態を示すリークチェックモジュール及びその周辺の構成図である。 リーク診断の実行例を示すタイムチャートである。 リーク診断メイン制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の実行条件判定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 燃料沸騰領域判定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の沸騰領域判定値の算出マップを概念的に示す図である。 実施例２の実行条件判定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３の沸騰領域判定値の算出マップを概念的に示す図である。

符号の説明

１１…燃料タンク、１２…エバポ通路、１３…キャニスタ、１４…パージ通路、１５…パージ制御弁、１７…リークチェックモジュール、１８…キャニスタ連通路、１９…通路切換弁、２０…大気連通路、２１…負圧導入路、２３…負圧ポンプ（負圧導入手段）、２４…バイパス通路、２５…基準オリフィス、２６…基準圧力検出部、２７…圧力センサ、３１…ＥＣＵ（リーク診断手段，燃料沸騰領域判定手段）

Claims (8)

1. 燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスを内燃機関の吸気系にパージするエバポガスパージシステムに適用され、前記燃料タンクを含むエバポ系内に負圧を導入する負圧導入手段と、該負圧導入手段により前記エバポ系内に負圧を導入している際の前記エバポ系内の圧力又はそれに相関する情報に基づいて前記エバポ系のリーク診断を行うリーク診断手段とを備えたエバポガスパージシステムのリーク診断装置において、
   前記エバポ系のリーク診断を行う前に前記燃料タンク内の燃料が前記リーク診断中に沸騰する可能性がある領域（以下「燃料沸騰領域」という）を判定する燃料沸騰領域判定手段を備え、
   前記リーク診断手段は、前記燃料沸騰領域判定手段により前記燃料沸騰領域であると判定されたときに前記エバポ系のリーク診断を禁止することを特徴とするエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
2. 前記燃料沸騰領域判定手段は、前記燃料タンク内の温度と、前記リーク診断中の前記燃料タンク内の圧力及び／又は前記燃料タンク内の燃料の性状とに基づいて、前記燃料沸騰領域であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
3. 前記燃料沸騰領域判定手段は、前記燃料タンク内の温度が高くなるほど又は前記リーク診断中の前記燃料タンク内の圧力が低くなるほど又は燃料性状が軽質になるほど前記燃料沸騰領域であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
4. 前記燃料沸騰領域判定手段は、内燃機関の冷却水温、吸気温、停止時間のうちの少なくとも１つに基づいて前記燃料タンク内の温度を推定することを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
5. 前記燃料沸騰領域判定手段は、大気圧と、リークの有無を判定するための基準圧力のうちの少なくとも一方に基づいて前記燃料タンク内の圧力を推定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
6. 前記燃料沸騰領域判定手段は、前記エバポ系内のエバポガス濃度、季節、地域のうちの少なくとも１つに基づいて燃料性状を推定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
7. 前記負圧導入手段は、電動式の負圧ポンプであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。
8. 前記リーク診断手段は、前記エバポ系内の圧力に相関する情報として、前記負圧導入手段の運動特性値を用いて前記エバポ系のリーク診断を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のエバポガスパージシステムのリーク診断装置。

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