JP4400312B2 - 蒸発燃料処理装置の故障検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置の故障検出装置に関する。特に、車両に搭載した燃料タンクで発生した蒸発燃料をエンジンの吸気系にパージする蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料の漏洩が生じているか否かを検出する故障検出装置に関する。

従来のエバポガスパージシステムのリーク診断装置として、検出されたエバポ系の内圧と基準圧との差を演算周期で積算し、その積算値に基づいてエバポ系のリークを判断するものが知られている。ここでは、エンジン停止直後にエバポ系を密閉した際に、圧力が正圧となる時間やそれよりも短い時間等をリーク診断時間としている。リーク診断時間、エバポガスパージシステムの内圧を積算した値と、リーク判定値を比較することによりリーク診断を行っている（例えば、特許文献１、参照。）。

また、同様に、リーク診断時間、エバポガスパージシステムの内圧を積算した値と、リーク判定値を比較することによりリーク診断を行うものとして、システム圧が所定圧以上となった場合に、システムを一時開放するものがある。これにより、リーク診断終了後の大気開放時にエバポガスが大気中に漏洩するのを防止している。この場合には、開放以降は、検出された値を開放されなかった場合の圧力に換算したものを積算し、これとリーク判定値を比較することによりリーク診断を行っている（例えば、特許文献２、参照。）。
特開２００３−５６４１６号公報 特開２００３−７４４２２号公報

上記従来技術においては、エンジン停止直後にエバポ系を密閉すると、排気系の温度が高いためにエバポガスが多く発生してエバポ系圧力が上昇する、ということを前提としている。しかしながら、運転時間がある程度長い場合等には、燃料中の蒸発し易い軽い成分が既に蒸発しており、停止後のエバポガスの発生がない、または少量となる場合がある。このように、エバポ系内の圧力波形は一意的に決定することができないため、上述した従来技術においてはリーク診断を適切に行うのが困難であるといった問題があった。

そこで本発明は、上記問題を鑑みて、より正確なリーク診断を行うことができる蒸発燃料処理装置の故障検出装置を提供することを目的とする。

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をエンジンの吸気系にパージする蒸発燃料処理装置と、前記燃料タンクを含む蒸発燃料処理装置内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記蒸発燃料処理装置を選択的に密閉可能な密閉手段と、を備える。また、前記検出圧力の変化量の絶対値を積算する圧力積算手段と、エンジン停止時に、前記蒸発燃料処理装置を密閉状態にした上で求めた圧力積算値より、リークが生じているか否かを判断するリーク診断手段と、を備える。
そして、前記圧力積算手段を、圧力変化速度が所定値以上のときに積算を行い、圧力変化速度が所定値に達していないときには積算値を変化させないように構成する。
あるいは、前記蒸発燃料処理装置内の検出圧力が正圧の場合には、前記密閉手段を制御することにより、一旦前記蒸発燃料処理装置内を大気開放し、前記圧力積算手段を、検出圧力が負圧の場合のみ積算するように構成する。

このように、エンジン停止時に、蒸発燃料処理装置内の圧力変化量の絶対値を積算した値より、リークが生じているか否かを判断することにより、蒸発燃料処理装置内で様々な圧力波形を示す場合に対して、リーク診断をより正確に行うことができる。

第１の実施形態に用いるエバポ系１の構成を、図１を用いて説明する。なお、エバポ系１とは、燃料タンク２内で生じたエバポガスを吸気管２２へパージ処理するエバポパージシステムを指し、後述するように、燃料タンク２からパージバルブ７までで構成される。

エバポ系１として、燃料タンク２と、燃料タンク２に接続するベントライン３と、燃料タンク２にベントライン３を介して接続したキャニスタ４と、を備える。キャニスタ４内には、エバポガスを吸着する活性炭等の吸着体４ａを収容する。また、キャニスタ４において、吸着体４ａに対して、Ｕターンしてガスが流通するようにベントライン３との接続部に対峙する位置に大気開放通路１１を備える。大気開放通路１１には、常開型の電磁弁よりなるベントカットバルブ５を備える。ベントカットバルブ５は、後述するように選択的にエバポ系１内を密閉する手段とする。

また、燃料タンク２からの燃料は、エンジン２１の吸気管２２に設けた、燃料噴射弁２３を介して噴射される。吸気管２２には、スロットルバルブ２７の開度に応じた新気が流入し、燃料噴射弁２３から噴射された燃料と一緒にエンジン２１の燃焼室２４に供給される。燃焼室２４において燃焼後の排気ガスは、排気管２５を通り、触媒２６において浄化される。

さらに、キャニスタ４と吸気管２２の間には、キャニスタ４の吸着体４ａに吸着されたエバポガスを吸気管２２にパージするためのパージ通路６を備える。パージ通路６を、スロットルバルブ２７の下流側で吸気管２２に接続するように構成する。パージ通路６には、常閉型の電磁弁よりなるパージバルブ７を備える。

また、燃料タンク２からパージバルブ７までのエバポ系１の圧力を検出する圧力センサ８を備える。ここでは、圧力センサ８をキャニスタ４とパージ通路６との接続部近傍の圧力を検出する手段とする。ただしこの限りではなく、燃料タンク２内の圧力を検出するように構成してもよい。また、燃料タンク２内の温度を検出する温度センサ９を備える。ここでは、温度センサ９は、燃料タンク２内の燃料温度の検出を行う。さらに、エバポ系１の外気温度を検出する外気温度センサ１３を備える。

また、このようなエバポ系１の故障診断の制御を行う制御装置１０を備える。制御装置１０では、エンジン２１の停止時にベントカットバルブ５の開閉を制御し、圧力センサ８、温度センサ９、外気温度センサ１３の出力に基づいて、エバポ系１からのリークが生じているか否かを診断する。

通常、エバポ系１では、燃料タンク２内で生じたエバポガスが大気中に漏洩するのを防止するため、燃料タンク２内のエバポガスをベントライン３を通してキャニスタ４に導入し、吸着体４ａに吸着させる。また、パージ通路６に設けたパージバルブ７の開度を制御することにより、所定流量に調整したエバポガスを、キャニスタ４から負圧状態にある吸気管２２側にパージする。これにより、大気へのエバポガスの漏洩を抑制している。

このようなエバポ系１において、例えば、ベントライン３やパージ通路６などの一部に微小の孔（以下、リーク孔）が生じて、大気中にエバポガスが漏洩した状態で長期間放置されると、大気汚染を引き起こす要因となってしまう。そこで、エバポ系１にリーク孔が発生しているか否かを診断するリーク診断を行う。

エバポ系１のリークは、エバポ系１を密閉し、系内の圧力であるエバポ圧力Ｐに応じて診断する。ここで、診断中にはキャニスタ４からエバポガスを吸気管２２に取り入れることができず、キャニスタ４の吸着性能の悪化を招くため、車両運転中にリーク診断を行う場合には、診断の頻度が制限されてしまう。また、運転中には、車両運転者のアクセル操作、走行状態、走行環境といった外的要因により燃料タンク１内のエバポガスの状態も変化するので、リークを正確に診断するのが困難である。

そこで、本実施形態では、エンジン２１の停止中にベントカットバルブ５、パージバルブ７を閉じてエバポ系１を密閉し、リーク診断を行う。エンジン２１の停止後にエバポ系１を密閉した際の圧力変化の一例を、図２（ａ）に示す。

エバポ系１にリークが生じていない場合には、車両が停止して、エンジン２１を停止した直後にエバポ系１を密閉すると、密閉直後のエバポ圧力Ｐが上昇する。これは、走行に伴って生じる空気の流れによる燃料タンク２の冷却が、車両停止とともに終了されるためである。これにより、燃料タンク２内の気相の温度が上昇するとともに、燃料温度が上昇して蒸発燃料であるエバポガスが増加し、エバポ圧力Ｐが上昇する。その後、外気により冷却されるに従って、燃料タンク２内の温度が低下するので、エバポ圧力Ｐが徐々に低下する。また、このとき、燃料タンク２内の気相に蒸発していたエバポガスが凝縮し、エバポ圧力Ｐがさらに低下する。

ここで、停止時にエバポ系１を密閉し、外気の影響によりエバポ系１の温度が密閉動作を行った時よりさらに低くなることで、エバポ系１にリークが生じていない場合にはエバポ圧力Ｐは負圧となる。しかし、エバポ系１にリークが生じている場合には、エンジン２１の停止直後には多くの燃料が蒸発することにより一時的に圧力が上昇するが、蒸気燃料の発生が比較的小さくなった時点で圧力が降下し、大気圧またはその近傍となる。さらに、外気の影響でエバポ系１の温度が降下しても、エバポ系１に生じたリーク孔にから外気が取り込まれるため、エバポ系１の温度降下に伴う圧力降下は比較的緩やかで、エバポ圧力Ｐは大気圧またはその近傍に維持される。そのため、リークが生じている場合には、エンジン２１の停止直後に正圧のみが検出されて負圧は検出されない、または負圧が比較的小さくなる。

なお、エバポ系１内の圧力波形はこの限りではなく、燃料成分や運転履歴、燃料温度、外気温度・圧力の変化等の要因により異なってくる。例えば、運転時間がごく短い場合などには、オフ直後のエバポ系１内の温度・圧力上昇が少ない、あるいは温度、圧力上昇が生じない。また、ある期間、運転が継続されたのちには、燃料成分に蒸発しやすい軽い成分が少なくなり、エバポガスが生じ難くなるため、圧力が上昇し難くなる。

そのため、図３に示すように、エンジン２１の停止後にエバポ系１を密閉した場合にも、密閉直後に圧力が上昇して負圧になり難かったり（図３のａ）、圧力は上昇せずに最初から負圧となったり（図３のｃ）する場合がある。そこで、本実施形態では、このような圧力変化が生じた場合にも、圧力変化量の積算値とリーク診断値とを比較することにより、正確なリーク診断を可能とする。ここでは、エバポ系１の密閉時の圧力を基準圧Ｐｏとし、これとエバポ圧力Ｐとの差圧（＝｜Ｐ−Ｐｏ｜）を演算周期毎に積算した積算値ｓとリーク診断値ｓ_oを比較することにより、リーク診断を行う。積算値ｓがリーク診断値s_o以上の場合にはリークが生じていないと判断する。一方、積算値ｓがリーク診断値ｓ_oより小さい場合には、大気中にエバポガスが漏洩し、または、大気がエバポ系1内に取り込まれ、圧力変化が抑制されている、つまりリークが生じていると判断する。

次に、リーク診断の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。本フローは、所定時間毎に繰り返し行う。

まず、ステップＳ１〜Ｓ５において、診断許可条件を満たしているか否かを判断する。ステップＳ１においては、キーオフ状態であるか否か、つまりエンジン２１が停止状態であるか否かを判断する。キーオフ状態でない場合にはリーク診断は行わず、ステップＳ２４に進みＦＬＡＧＢを０に設定する。なお、ＦＬＡＧＢは、既に診断を行ったか否かを示す信号であり、０の場合には停止中の診断がまだ行われていないことを、１の場合には、診断を既に行ったことを示す。

ステップＳ１においてキーオフ状態であると判断された場合には、ステップＳ２に進み、キーオフ時の燃料温度Ｔ_offが、キーオフ時の外気温度Ｔ_aより所定値Ｄｏ以上高いか否かを判断する。なお、所定値Ｄｏは、燃料温度Ｔ_offが所定値Ｄｏだけ降下した場合に、十分に検出可能な圧力変化が生じるような値に予め設定しておく。燃料温度Ｔ_offが外気温度Ｔ_aに対して十分高くない場合には、十分な圧力変化が生じるとは限らないと判断して、ステップＳ２４に進みＦＬＡＧＢを０に設定する。

次に、ステップＳ３において、電源電圧が所定値Ｃｏ以上であるか否かを判断する。ここで、所定値Ｃｏは次回の運転始動に必要な電力値とする。リーク診断時には、常開型の電磁弁よりなるベントカットバルブ５を閉じるために通電したり、圧力センサ８、温度センサ９へ通電したり、制御装置１０を動作させるために電力が消費される。そのため、電源電圧が十分にない場合には、リーク診断を行わず、ステップＳ２４に進みＦＬＡＧＢを０に設定する。

ステップＳ３において、電源電圧の条件を満たしている場合には、ステップＳ４に進み、給油中であるか否かを判断する。給油中の場合には、エバポ系１の密閉は行うことができず、リーク診断が行えない。そこで、ステップＳ２４において、ＦＬＡＧＢを０に設定する。給油中ではないと判断された場合には、ステップＳ５に進み、ＦＬＡＧＢが１であるか否かを判断する。ＦＬＡＧＢが１である場合には、既にリーク診断が終了しているので、リーク診断は行わないと判断する。

このように、ステップＳ１〜Ｓ５における診断許可条件のうち一つでも満たされない場合には、ステップＳ２５に進みベントカットバルブ５を開き、エバポ系１を開放する。次に、ステップＳ２６において、ＦＬＡＧＡを０に設定する。なお、ＦＬＡＧＡは、リーク診断が行われている状態であるか否かを示す信号で、ＦＬＡＧＡが１の場合にはリーク診断中、０の場合には診断中ではないことを示す。さらにステップＳ２７に進み、ＴｉｍｅｒＡを０に設定する。ＴｉｍｅｒＡを、後述するようにリーク診断が継続されている時間とする。次に、ステップＳ２８において、ＴｉｍｅｒＢを０に設定する。ＴｉｍｅｒＢは、圧力の積算を行う演算周期を制御するためのタイマとする。ステップＳ２９において、圧力変化量の積算値ｓを０にリセットする。リーク診断が行われない場合には、ステップＳ２５〜Ｓ２９のような処理を行ったあと、本フローを終了する。

一方、ステップＳ１〜Ｓ５の診断許可条件を全て満たしている場合には、リーク診断を行う。ステップＳ６において、ＦＬＡＧＡが１であるか否かを判断する。

ＦＬＡＧＡが１でない場合、つまり、現在リーク診断を継続していない場合には、ステップＳ７に進み、ＦＬＡＧＡを１に設定してリーク診断を開始する。ステップＳ８において、エバポ圧力Ｐを検出し、これを基準圧力Ｐｏとして記憶する。なお、通常、運転時にはエバポ系１は大気開放されているので、基準圧Ｐｏは大気圧、またはその近傍の圧力となる。次に、ステップＳ９において、ベントカットバルブ５を閉じることにより、エバポ系１を密閉する。このように、密閉時のエバポ圧力Ｐを基準圧Ｐｏと設定して、リーク診断を開始する。

ステップＳ６において、リーク診断が継続されている、つまりＦＬＡＧＡが１に設定されていたら、または、ステップＳ９において、エバポ系１を密閉したら、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、ＴｉｍｅｒＡをカウントする。つまり、ＴｉｍｅｒＡ＝ＴｉｍｅｒＡ＋Ｔ。次に、ステップＳ１１において、積算の演算周期を制御するためのＴｉｍｅｒＢをカウントする。つまりＴｉｍｅｒＢ＝ＴｉｍｅｒＢ＋Ｔ。なお、ステップＳ９、１０において、Ｔは本フローを一回転するのに必要な時間に相当する。

次に、ステップＳ１２において、ＴｉｍｅｒＢが所定値Ｂｏ以上であるか否かを判断する。ここで、所定値Ｂｏは、圧力変化量の積算を行う演算周期として、予め設定しておく。ＴｉｍｅｒＢが所定値Ｂｏより小さい場合には本フローを終了し、ＴｉｍｅｒＢが所定値Ｂｏ以上の場合には、圧力変化量の積算を行うために、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、ＴｉｍｅｒＢを０にリセットし、ステップＳ１４において、エバポ圧力Ｐを検出する。次に、ステップＳ１５において、圧力変化量の積算値ｓを演算する。つまり、ｓ＝ｓ＋｜Ｐ−Ｐｏ｜。

ステップＳ１６において、ＴｉｍｅｒＡが所定値Ａｏ以上であるか否かを判断する。ここで、所定値Ａｏは、リーク診断の繰り返しを指示する上限時間とする。ここでは、所定値Ａｏとなった直後の判定で、圧力変化量の積算値ｓが十分に大きくなっていない場合にリークが生じていると判断する。なお、所定値Ａｏを設定することにより、リーク診断により過剰に電力が消費されるのを抑制することができる。ＴｉｍｅｒＡが、所定値Ａｏ以上である場合には、ステップＳ１７に進み、ＦＬＡＧＢを１に設定する。つまり、今回以降は診断を継続せず、リーク診断を終了する旨を記憶して、ステップＳ１８に進む。なお、本実施形態では、ＴｉｍｅｒＡが所定値Ａｏ以上であると判断された場合にも、その回の診断は継続して行う。一方、ＴｉｍｅｒＡが所定値Ａｏより小さい場合には、ＦＬＡＧＢはそのまま０の状態で、ステップＳ１８−０に進む。

ステップＳ１８−０において、圧力変化量の積算値ｓが所定値ｓ_o以上であるか否かを判断する。ここで、所定値ｓ_oは、正常時に、燃料温度Ｔが所定値Ｄｏ低下する際の圧力変化量の積算値ｓに相当する値であり、予め実験等により求めておく。図２（ａ）に示すように、リークが生じている場合には、圧力変化はエバポ系１の密閉直後に生じ、その後は生じない、または小さなものとなる。そのため、キーオフ中に比較的長い時間、圧力変化量の積算を行うことで、図２（ｂ）に示すように、リークが生じている場合と生じていない場合の積算値ｓが大きく異なってくる。ここで、圧力波形には前述したように様々な傾向があるが、リークが生じていない場合は、リークが生じている場合に比較して、圧力変化量の絶対値の積算値ｓが大きくなる。

そこで、ステップＳ１８−０において、圧力変化量の積算値ｓが所定値ｓ_o以上の場合には、ステップＳ１９に進み、エバポ系１は正常であると判断し、ステップＳ２０においてＦＬＡＧＢを１に設定して本フローを終了する。一方、ステップＳ１８−０において、圧力変化量の積算値ｓが所定値ｓ_oより小さい場合には、ステップＳ２１に進み、ＦＬＡＧＢが１であるか否かを判断する。つまり、ステップＳ１６、Ｓ１７において、診断の上限時間Ａｏが経過したか否かを判断し、ＦＬＡＧＢが１の場合には、ステップＳ２２に進み、エバポ系１にリークが生じており、異常であると判断する。一方、ＦＬＡＧＢが０の場合には、ステップＳ２３に進み、判定保留として診断を継続する。

このように、比較的長い間、圧力変化量の絶対値を積算し、その積算値ｓをリーク診断値である所定値ｓ_oと比較することでリーク診断を行う。これにより、圧力波形の特徴に係らず、リーク診断が生じているか否かを診断することができる。そのため、比較的多くの頻度でリーク診断を行うとともに、より正確にリーク診断を行うことができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。

燃料タンク２内の燃料が蒸発して生じたエバポガスをエンジン２１の吸気管２２にパージするエバポ系１と、燃料タンク２を含むエバポ系１内の圧力を検出する圧力センサ８を備える。また、エバポ系１を選択的に密閉可能なベントカットバルブ５と、検出圧力の変化量の絶対値を積算する圧力積算手段（１５）と、エンジン２１の停止時に、エバポ系１を密閉状態にした上で求めた圧力積算値ｓより、リークが生じているか否かを判断するリーク診断手段（Ｓ１８−０〜Ｓ２３）と、を備える。このように、圧力変化量を積算することにより、圧力波形にかかわらず、正確にリーク診断を行うことができる。特に、エンジン２１の停止時にリーク診断を行うことにより、十分に圧力変化の積算時間をとることができ、リークが生じているか否かをより正確に判断することができる。

また、圧力積算手段（Ｓ１５）において、圧力センサ８の検出圧力であるエバポ圧力Ｐと、密閉した時点でのエバポ系１内の圧力である基準圧Ｐｏと、の差の絶対値を積算する。ここで、基準圧Ｐｏは略大気圧となるので、リークが生じている場合には、エバポ圧力Ｐは基準圧Ｐｏに近い値となり、その積算値ｓは小さくなる。反対に、リークが生じていない場合には、エバポ圧力Ｐと基準圧Ｐｏとの差の絶対値の積算は小さくなる。これにより、圧力波形にかかわらず、正確にリーク診断を行うことができる。

また、リーク診断の継続時間をカウントするタイマ（Ｓ１０）を備え、計測時間ＴｉｍｅｒＡが所定の上限時間Ａｏ内のうちに、圧力積算値ｓが所定のリーク診断値ｓ_oより大きくならなかった場合に、リークが生じていると判断する。このように、所定の上限時間Ａｏ内にリーク診断を行うことにより、無駄に診断を継続するのを避けることができる。また、診断時間を制限することで、リークが生じている場合に積算を多数繰り返すことにより積算値ｓが大きくなり、リークが生じていないと誤診されるのを避けることができる。

次に、第２の実施形態について説明する。エバポ系１の構成を第１の実施形態と同様とする。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

キーオフ後に、外気温度の変化が生じる等により大気圧も変化する場合がある。この場合には、図５に示すように、リークが生じている場合にも、大気圧の変化に従ってエバポ圧力Ｐが変化してしまい、圧力変化量の積算値ｓが比較的大きくなる。そのため、リーク診断時に、リークが生じているにもかかわらず、リークが生じていないと誤診してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、大気圧の変化によるエバポ圧力Ｐの変化と、エバポ系１内のエバポガス量や温度の変化によるエバポ圧力Ｐの変化とを、区別することにより、リーク診断の誤診を抑制する。ここで、通常、大気圧の変化は、リークが生じていない場合のエバポ系１内の圧力変化に比較して緩やかなものとなる。そこで、圧力変化量の積算時に、圧力変化速度の比較的大きい場合に対してのみ積算を行う。このとき、リークが生じていない場合に、圧力変化が増加から減少に変化する場合などにその値が積算されない可能性があるが、その他の領域の変化量を積算することにより、リークが生じている場合と生じていない場合の差を十分に大きくすることができる。

リーク診断の制御方法を図６のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１４において、エバポ圧力Ｐを検出したら、ステップＳ３１において、圧力変化速度を計算する。ここでは、前回の圧力検出値Ｐ（ｎ―１）と今回の圧力検出値Ｐ（ｎ）の差分ΔＰをとる。なお、Ｐ（ｎ）は、エンジン２１が停止した後の、図６に示すフローの実行回数を示す。次に、ステップＳ３２において、差分ΔＰが所定値ΔＰｃ以上であるか否かを判断する。なお、所定値ΔＰｃを、通常の大気圧の変化速度より大きい値として、予め設定しておく。所定値ΔＰｃ以上の場合には、エバポ系１内の温度変化またはエバポガスの発生量の変化による圧力変化であると判断して、ステップＳ１５に進み、圧力変化量の積算値ｓを算出する。一方、所定値ΔＰｃより小さい場合には、大気圧の変化によるエバポ系１内の圧力変化である可能性があるとして積算は行わず、ステップＳ１６に進む。その他の部分は、第１の実施形態と同様とする。

このように、圧力変化速度を用いて、大気圧の変化によるエバポ系１内の圧力変化である可能性があるのか、エバポガス発生量や温度変化によるエバポ系１の圧力変化であるのかを判断する。エバポガス発生量や温度変化によるエバポ系１の圧力変化のみを積算値ｓとして積算し、リーク診断値ｓ₁と比較してリーク診断を行う。

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第１の実施形態と異なる効果のみを説明する。

圧力積算手段（Ｓ１５）は、圧力変化速度（ΔＰ）が所定値以上のときに積算を行う。一方、圧力変化速度（ΔＰ）が所定値に達していないときには積算値ｓを変化させない。ここでは、積算値ｓの初期値、例えばｓ＝０を設定し、圧力変化速度（ΔＰ）が所定値ΔＰｃ以上の場合には、ステップＳ１５において、検出した圧力変化量（＝｜Ｐ−Ｐｏ｜）を前回の積算値ｓ（ｎ−１）に加算することにより、今回の積算値ｓ（ｎ）とする。圧力変化速度（ΔＰ）が所定値ΔＰｃ未満の場合には、ステップＳ１５を迂回して積算を中断し、前回の積算値ｓ（ｎ−１）を今回の積算値ｓ（ｎ）とする。これにより、大気圧の変化等、外的要因による圧力変化が積算値ｓに積算されるのを抑制することができる。その結果、より正確にリーク診断を行うことができる。

次に、第３の実施形態について説明する。エバポ系１の構成を第１の実施形態と同様とする。以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

キーオフ後、エバポ系１の温度が上昇することによりエバポ圧力Ｐが上昇するとともに、エバポガスが気相に蒸発することにより、さらにエバポ圧力Ｐが上昇する。エバポガスの蒸発速度は比較的早く、図２に示すように、リークが生じている場合にも、キーオフ直後に正圧側の圧力変化が検出される可能性がある。これに対して、負圧側の圧力変化は、外気により冷却されることによるエバポ系１の温度低下に起因するため、その変化速度は比較的緩やかなものとなる。そのため、エバポ系１にリークが生じている際には、リーク孔より外気がエバポ系１内に混入し、圧力変化が生じない、または小さくなる。

そこで、エバポ圧力Ｐが正圧の場合には、エバポ系１を一旦開放してエバポ系１内を大気圧とした後、圧力変化量の積算を行う。エバポ系１内を大気圧とした後、密閉することにより、燃料の蒸発がさらに生じない場合には、エバポ圧力Ｐは、負圧方向に変化する。つまり、リークが生じている場合には、検出され難い負圧側の圧力変化量のみを積算し、この積算値ｓによりリーク診断を行う。

リーク診断の制御方法を、図７のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１〜５において、リーク診断の実行条件を満たしていると判断されたら、ステップＳ６において、ＦＬＡＧＡが１に設定されているか否かを判断する。ＦＬＡＧＡが１に設定されていたら、ステップＳ１０に進む。ＦＬＡＧＡが１ではない場合には、ステップＳ４１に進み、ＴｉｍｅｒＣが所定値Ｃｏ以上であるか否かを判断する。ここで、ＴｉｍｅｒＣは、ベントカットバルブ５の開放経過時間、つまりエバポ系１が大気開放されている時間をカウントするタイマとする。また、所定値Ｃｏを、エバポ系１を大気開放した際に、系内が大気圧となるまでに必要な時間とし、予め実験等により求めておく。ＴｉｍｅｒＣが所定値Ｃｏより小さい場合にはステップＳ４２に進み、ＴｉｍｅｒＣをカウントする。つまり、ＴｉｍｅｒＣ＝ＴｉｍｅｒＣ＋Ｔとして本フローを終了する。

一方、ＴｉｍｅｒＣが所定値Ｃｏ以上となり、エバポ系１内が大気圧となったと判断されたら、ステップＳ７〜Ｓ９において、リーク診断を開始する。また、ステップＳ１０〜Ｓ１４で、ＴｉｍｅｒＡ、Ｂの設定およびエバポ圧力Ｐの検出を行ったら、ステップＳ４３において、エバポ圧力Ｐが所定値Ｐａ以上であるか否かを判断する。ここで、所定値Ｐａは、大気より僅かに高めの圧力とする。

ステップＳ４３において、エバポ圧力Ｐが所定値Ｐａ以上の場合には、ステップＳ４４において、ベントカットバルブ５を開として、エバポ系１を大気開放する。ステップＳ４５において、ＦＬＡＧＡを０に設定し、ステップＳ４６において、ＴｉｍｅｒＣを０に設定し、本フローを終了する。一方、ステップＳ４３において、エバポ圧力Ｐが所定値Ｐａ未満の場合には、ステップＳ１５に進み、第１の実施形態と同様に、圧力変化量の積算値ｓを算出し、ステップＳ１６、Ｓ１７でリーク診断の継続時間を判断する。ステップＳ１８−２において、積算値ｓを所定値ｓ₂と比較し、積算値ｓが所定値ｓ₂以上の場合には正常と判断し、所定値ｓ₂未満の場合には、保留、または異常と判断する。

このように、エバポ系１内がリーク時には生じ難い負圧側の圧力変化量の積算値ｓからリーク診断を行うことにより、より正確な診断を行うことができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。以下、第１の実施形態と異なる効果のみを説明する。

エバポ系１内の圧力Ｐが正圧の場合には、ベントカットバルブ５を制御することにより、一旦、エバポ系１内を大気開放する。これにより、リークが生じていない場合に、エバポ系１内の圧力変化が負圧方向の変化となるようにすることができる。これにより、リークが生じている場合の圧力変化量を抑制することができる。

つまり、圧力積算手段（Ｓ１５）では、検出圧力Ｐが負圧の場合のみ積算する。ここでは、積算値ｓの初期値を予め設定しておき、エバポ圧力Ｐが負圧の場合には圧力変化量（＝｜Ｐ−Ｐｏ｜）を積算し、負圧ではない場合には積算値ｓを変化させない。リーク発生時には検出され難い、負圧側の圧力変化量を積算することにより、より正確にリーク診断を行うことができる。

なお、本実施形態では、リーク診断の終了を経過時間（ＴｉｍｅｒＡ）により判断しているが、この限りではない。例えば、フローの実行回数等により、診断の終了を決定してもよい。

このように、本発明は、上記発明を実施するための最良の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で、様々な変更を為し得ることはいうまでもない。

本発明は、燃料タンク内のエバポガスをパージする蒸発燃料処理装置の故障診断装置に適用することができる。ここでは特に、蒸発燃料処理装置からのリークが生じているか否かを診断するリーク診断装置に適用することができる。

第１の実施形態に用いる蒸発燃料処理装置の概略構成図である。 第１の実施形態におけるエバポ圧力の波形、圧力積算値の例を示す図である。 第１の実施形態におけるエバポ圧力の様々な波形の例を示す図である。 第１の実施形態におけるリーク診断方法を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるエバポ系圧力の波形の例を示す図である。 第２の実施形態におけるリーク診断方法を示すフローチャートである。 第３の実施形態におけるリーク診断方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エバポ系（蒸発燃料処理装置）
２ 燃料タンク
５ ベントカットバルブ（密閉手段）
８ 圧力センサ（圧力検出手段）
１０ 制御手段
１３ 外気温度センサ
２１ エンジン
２２ 吸気管
Ｓ１５ 圧力積算手段
Ｓ１８（〜Ｓ２３） リーク診断手段

Claims (4)

1. 燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスをエンジンの吸気系にパージする蒸発燃料処理装置と、
   前記燃料タンクを含む蒸発燃料処理装置内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記検出圧力の変化量の絶対値を積算する圧力積算手段と、
   前記蒸発燃料処理装置を選択的に密閉可能な密閉手段と、
   エンジン停止時に、前記蒸発燃料処理装置を密閉状態にした上で求めた圧力積算値より、リークが生じているか否かを判断するリーク診断手段と、を備え、
   前記圧力積算手段は、圧力変化速度が所定値以上のときに積算を行い、圧力変化速度が所定値に達していないときには積算値を変化させない、
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障検出装置。
2. 燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガスをエンジンの吸気系にパージする蒸発燃料処理装置と、
   前記燃料タンクを含む蒸発燃料処理装置内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記検出圧力の変化量の絶対値を積算する圧力積算手段と、
   前記蒸発燃料処理装置を選択的に密閉可能な密閉手段と、
   エンジン停止時に、前記蒸発燃料処理装置を密閉状態にした上で求めた圧力積算値より、リークが生じているか否かを判断するリーク診断手段と、を備え、
   前記蒸発燃料処理装置内の検出圧力が正圧の場合には、前記密閉手段を制御することにより、一旦前記蒸発燃料処理装置内を大気開放し、
   前記圧力積算手段は、検出圧力が負圧の場合のみ積算する、
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障検出装置。
3. 前記圧力積算手段は、前記圧力検出手段の検出圧力と、密閉した時点での前記蒸発燃料処理装置内の圧力である基準圧との差圧の絶対値を積算する請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置の故障装置。
4. リーク診断の継続時間を計測するタイマを備え、
   前記タイマの計測時間が所定の上限時間内のうちに、前記圧力積算値が所定のリーク診断値より大きくならなかった場合に、リークが生じていると判断する請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置の故障検出装置。

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