JP4560991B2 - 蒸発燃料処理装置の故障診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内に発生する蒸散燃料が大気中に放出されるのを防止するための蒸発燃料処理装置の故障を診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平２０００−２８２９７２号公報には、燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと、大気と遮断された密閉状態として圧力上昇度合を検出する処理を複数回行い、検出した圧力上昇度合の平均値に基づいて故障判定を行うとともに、複数回の圧力変化の差が所定値より大きいときは故障診断を禁止することにより、故障診断精度を向上させた蒸発燃料処理装置の故障診断装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の故障診断装置のように複数回の検出を行う場合、それだけ時問もかかることから故障診断処理期間内に環境も変化する。例えば、燃料温度の上昇等で燃料蒸散量が増えた場合、それだけ燃料タンク内の圧力も上昇するので、この圧力上昇が燃料系の洩れ（リーク）によるものなのか、燃料の蒸発によるものなのか判断できなくなる。このため、従来の故障診断処理の途中で例えば燃料温度が診断可能な上限値（所定基準値）を超えた場合は、故障診断を中止せざるを得ない。このように、従来の故障診断装置では折角長い時間を費やして故障診断を行っても結果的に故障診断が途中で中止されて故障診断処理が無駄になることがしばしばあるため、故障診断機会をより増加することが望まれている。
本発明は、故障診断を正確且つ確実に行える故障診断機会を多く持てる蒸発燃料処理装置の故障診断装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる、燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合を監視して故障判定を行う蒸発燃料処理装置の故障診断装置は、減圧とその後の密閉とを複数回行い、圧力上昇度合が第１所定基準値以上であった回数が所定回数以上であった場合に故障と判定する第１故障診断手段による故障診断実行中に、状況検出手段で検出する燃料タンク内での蒸発燃料発生度合に相関するパラメータ値が所定値を超えた場合に、減圧後の密閉状態での圧力上昇度合が第１所定基準値より大きい第２所定基準値以上であった場合に故障と判定する第２故障診断手段による故障診断へ切り替えるものである。このため、第１故障診断手段で故障診断ができない状況となっても、第２故障診断手段により故障診断をできるので故障診断を継続でき、効率良く診断機会を増やせる。
【０００５】
以下、本発明の好ましい態様を列記すると、パラメータ値を燃料タンク内の燃料温度とする場合、状況検出手段には燃料温度を検出するセンサ等の検出手段が用いられる。燃料温度は燃料タンク内での蒸発燃料発生度合に対する相関性が極めて高いため、パラメータ値として利用すると診断精度が向上する。
パラメータ値をエンジン始動後の経過時間とする場合、状況検出手段としてはタイマー等の安価な構成で計測することができるので、特別なセンサが不要となりコストを抑制できる。
【０００６】
第１所定基準値を小孔対応の所定基準とし、第２所定基準値を小孔対応の所定基準よりも大きな大孔対応の所定基準とした場合、第１故障診断手段中に小孔対応の所定基準での検出ができない状況となっても、大孔対応の所定基準を使用することで故障診断を継続でき、効率良く診断機会を増やせる。
パラメータ値が所定値よりも高い第２の所定値以上になると故障診断を禁止する。このようなロジックとすると、誤診断を確実に防止することできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。本形態にかかる蒸発燃料処理装置であるエバポパージシステムは、図１に示すように、自動車等の車両に装備される燃料タンク１内に発生する蒸散燃料（べーパ）が大気中に放出されるのを防止するためのものである。このシステムは、燃料タンク１からの蒸散燃料を、ベーパ通路２につながるキャニスタ３内にベーパ通路２を通して搬送し、このキャニスタ３内に吸着された蒸散燃料を所定条件下でパージ通路４を介して内燃機関５の吸気通路６へ放出（パージ）するように構成されている。
【０００８】
パージ通路４には、この通路を開閉する開閉手段としてパージソレノイドバルブ７が介装されている。キャニスタ３には大気導入部１２を開閉するベントソレノイドバルブ８が取り付けられている。パージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８は、故障診断時に使用されるものである。これらのパージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と記す）１１と接続されていて、ＥＣＵ１１からの制御信号に基づいて開閉制御されるようになっている。
【０００９】
図２に示すように、パージソレノイドバルブ７は、オンされると開状態となってパージ通路４を開放し、オフされると閉状態となってパージ通路４を閉鎖する。ベントソレノイドバルブ８は、オフでは大気導入部１２を開放し、オンされると大気導入部１２を閉鎖する。このエバポパージシステムにおいては、通常パージソレノイドバルブ７はオンされ、ベントソレノイドバルブ８はオフされている。そして、故障判定するための判定条件が設立すると、パージソレノイドバルブ７をオフしてパージ通路４を閉鎖し、ベントソレノイドバルブ８をオンして大気導入部１２を閉鎖すると、燃料タンク１内は大気圧程度に増圧する。この状態でパージソレノイドバルブ７をオンしてパージ通路４を開放すると、燃料タンク１と吸気通路６とが、ベーパ通路２、パージ通路４を介して連通し、吸気通路６内の負圧作用によりタンク内圧が減圧される。
【００１０】
このため、パージソレノイドバルブ７、ベントソレノイドバルブ８は、燃料タンク１から吸気通路６までの経路内を所定内圧状態とする手段として機能するようになっている。
【００１１】
燃料タンク１には、燃料残量検出手段としての燃料レベルセンサ９が取り付けられており、タンク内の燃料残量を検出できるようになっている。燃料タンク１には、状況検出手段として圧力検出手段となる圧力センサ１０が取り付けられており、タンク内圧力を検出できるようになっている。そして、これらの燃料レベルセンサ９、圧力センサ１０からの検出情報はＥＣＵ１１へ送られるようになっている。
【００１２】
このように構成されるエバポパージシステムには、エバポパージシステムの故障により蒸散燃料が大気中に放出するのを防止すべく、エバポパージシステムのリーク故障を検知する故障診断装置が備えられている。この故障診断装置は、パージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８を制御することで、燃料タンク１内を図２に示すように所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合（ΔＰ）を監視して故障判定を行うものである。
【００１３】
故障診断装置は、パージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８を制御して減圧とその後の密閉とを複数回行い、圧力センサ１０の出力に基づいて演算される燃料タンク１内の圧力上昇度合ΔＰ（所定負圧からの圧力上昇量）と第１所定基準値とから故障と判定する第１故障診断手段１３と、圧力上昇度合ΔＰが第１所定基準値より大きい第２所定基準値以上であった場合に故障と判定する第２故障診断手段１４と、燃料タンク１内での蒸発燃料発生度合に相関するパラメータ値を検出する状況検出手段としての燃料温度センサ２０と、第１故障診断手段１３による故障診断実行中にパラメータ値が所定値を超えた場合に第２故障診断手段１４による故障診断へ切り替える切替手段１５とを有する。本形態において、第１故障診断手段１３、第２故障診断手段１４、切替手段１５は、ＥＣＵ１１が備えている。燃料温度センサ２０からの検出情報は、ＥＣＵ１１へ送られるようになっている。
【００１４】
本形態において、パラメータ値は、燃料タンク１内での蒸発燃料発生度合に対する相関性が極めて高いため燃料温度とし、パラメータ値と比較する所定値は、図２に示すように燃料温度の所定基準温度Ｔ１としている。第１所定基準値は、小径（０．５ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｌであって、第２所定基準値は、大径（１．０ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｍである。これらリーク判定値Ｌ、Ｍ及び所定基準温度Ｔ１は、ＥＣＵ１１の図示しないメモリに予め記憶されている。
【００１５】
次に、第１故障診断手段１３、第２故障診断手段１４、切替手段１５による動作を、図３、図４、図５に示すフローチャートを基に説明する。
図３において、ステップＲ１において、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷Ｐｅを図示しない回転センサ及びスロットル開度センサ等の検出手段より読み込むほか、水温、吸気温、空燃比学習値、燃料残量等の各種運転状態を読込み、ステップＲ２において、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷Ｐｅのほか各種運転状態検出値を用いて判定条件が成立しているか否かを判断する。判定条件とは、故障診断可能な条件か否かということである。例えば、判定条件がエンジン冷態時であるとすると、この状態になければ故障診断は実行しない。ステップＲ２での判断時に判定条件が成立していると、ステップＲ３に進んで、小径（０．５ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｌを選択し、ステップＲ４で図４に示す第１故障診断手段１３によって第１故障診断、すなわち、小径（０．５ｍｍ）孔用のリークの判定を開始する。
【００１６】
第１故障診断が開始されると、ステップＲ５で燃料温度Ｔの検出が行われ、検出された燃料温度Ｔと所定設定温度Ｔ１とがステップＲ６で比較判断される。ここで燃料温度Ｔが所定設定温度Ｔ１を超えていなければステップＲ７に進んで、第１故障診断が完了している否かが判定される。そして完了した場合は処理を終了し、完了していない場合には第１故障診断を継続しながらステップＲ５,Ｒ６を繰り返す。第１故障診断中にステップＲ６において燃料温度Ｔが所定設定温度Ｔ１を超えると、リーク判定値Ｌでの判定ができないものとしてステップＲ８に進む。ステップＲ８では、第１故障診断手段１３による第１故障診断を中止し、ステップＲ９に進んで大径（１．０ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｍを選択し、ステップＲ１０に進んで第２故障診断手段１４による第２故障診断を実行する。なお、図示は省略したが、第２故障診断の実行中に燃料温度Ｔが、所定設定温度Ｔ１より高い第２所定設定温度Ｔ２よりも高くなると、第２故障診断の精度も低下するので、その場合は第２故障診断も中止される。
【００１７】
図４に示すように、第１故障診断では、ステップＶ１で燃料タンク１のタンク内力の上昇量を計測し（図２参照）、ステップＶ２で計測結果から圧力上昇度合ΔＰを算出する。ステップＶ３では、圧力上昇度合ΔＰとリーク判定値Ｌとを比較し、圧力上昇度合ΔＰがリーク判定値Ｌを超えていなければ、燃料系にリーク（洩れ）がないものと判断して第１故障診断を終了する。ステップＶ３で圧力上昇度合ΔＰがリーク判定値Ｌを超えると、燃料系にリーク（洩れ）があるおそれがあるとしてステップＶ４において、リークあり状態をカウントし、カウント回数がステップＶ５で予めＥＣＵ１１のメモリに記憶した所定回数カウントになったか否かが判断される。ここで所定回数に至っていない場合には、信頼性を高めるためにステッフＶ１からステップＶ５までの各ステップを繰り返し、圧力上昇度合ΔＰがリーク判定値Ｌを超えたカウント数が所定回数、例えば２回を超えると、リークありとしてステップＶ６に進み、図示しない警告灯を点灯して故障であることを警告して終える。
【００１８】
図５に示すように、第２故障診断では、ステップＷ１で燃料タンク内力の上昇量を計測し、ステップＷ２で計測結果から圧力上昇度合ΔＰを算出する。ステップＷ３では、圧力上昇度合ΔＰとリーク判定値Ｍとを比較し、圧力上昇度合ΔＰがリーク判定値Ｍを超えていなければ、燃料系にリーク（洩れ）がないものと判断して第２故障診断を終了する。ステップＷ３で圧力上昇度合ΔＰがリーク判定値Ｍを超えると、燃料系に（洩れ）があるものとして、ステップＷ４に進んで図４同様リークあり状態をカウントし、ステップＷ５にてＥＣＵ１１のメモリの所定回数カウントと比較し、所定回数を超えたときにステップＷ６にて警告灯を点灯して故障であることを警告して終える。
【００１９】
このように、パラメータ値である燃料温度Ｔが所定設定温度Ｔ１を超える場合にリーク判定値Ｌでの判定ができないものとして第１故障診断手段１３による第１故障診断を中止し、大径（１．０ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｍを選択して第２故障診断手段１４による第２故障診断を実行するので、故障診断を継続でき、効率良く診断機会を増やすことができる。
リーク判定値Ｌを用いる場合には、電気的ノイズや精度誤差などを考慮して、燃料タンク１内の圧力上昇度合ΔＰを複数回検出して診断するので、診断精度を高めることができる。
【００２０】
上記実施の形態ではパラメータ値として燃料温度Ｔを用いたが、エンジン始動時からの経過時間ｔをパラメータ値としても良い。この場合には、ＥＣＵ１１のメモリに、所定基準時間ｔ１を予め設定しておくとともに、図示しない計測用のタイマーを接続しておく。
【００２１】
経過時間ｔを用いた故障診断の例を図６に示すフローチャートを基にして説明する。ステップＳ１において、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷Ｐｅを図示しない回転センサ及びスロットル開度センサ等の検出手段より読み込むほか、水温、吸気温、空燃比学習値、燃料残量等の各種運転状態を読込み、ステップＳ２において、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷Ｐｅのほか各種運転状態検出値を用いて判定条件が成立しているか否かを判断する。ステップＳ２での判断時に判定条件が成立していると、ステップＳ３に進んで、小径（０．５ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｌを選択し、ステップＳ４で図４に示す第１故障診断手段１３によって第１故障診断を開始する。
【００２２】
第１故障診断が開始されると、ステップＳ５で経過時間ｔの検出が行われ、検出された経過時間ｔと所定基準時間ｔ１とがステップＳ６で比較判断される。ここで経過時間ｔが所定基準時間ｔ１を超えていなければ、ステップＳ７に進んで第１故障診断が完了している否かが判定される。そして完了した場合は処理を終了し、完了していない場合には第１故障診断を継続しながらでステップＳ５、Ｓ６を繰り返す。第１故障診断中にステップＳ６において経過時間ｔが所定基準時間ｔ１を超えると、リーク判定値Ｌでの判定ができないものとしてステップＳ８に進む。ステップＳ８では、第１故障診断手段１３による第１故障診断を中止し、ステップＳ９に進んで大径（１．０ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｍを選択し、ステップＳ１０に進んで第２故障診断手段１４による第２故障診断を実行する。
【００２３】
このように、パラメータ値である経過時間ｔが所定基準時間ｔ１を超える場合にリーク判定値Ｌでの判定ができないものとして第１故障診断手段１３による第１故障診断を中止し、大径（１．０ｍｍ）孔用のリークの判定に用いるリーク判定値Ｍを選択して第２故障診断手段１４による第２故障診断を実行するので、故障診断を継続でき、効率良く診断機会を増やすことができる。なお、図示は省略したが、第２故障診断の実行中に経過時間tが、所定基準時間ｔ１より長い第２所定基準時間ｔ２よりも長くなると、第２故障診断の精度も低下するので、その場合は第２故障診断も中止される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、減圧とその後の密閉とを複数回行い圧力上昇度合が所定基準値以上であった回数が所定回数以上であった場合に故障と判定するので、１回の圧力変化のみで故障判定を行うものに比べて故障判定精度を向上することができる。第１故障診断手段の実行中に燃料タンク内での蒸発燃料発生度合に相関するパラメータ値が所定値を超えた場合は、第２故障診断手段に切り替えて故障診断を続行させるので、パラメータ値の変動で診断が中止される頻度を減少することができ、故障診断の機会を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる蒸発燃料処理装置及び故障診断装置の概略構成図である。
【図２】故障診断装置における故障診断を説明するためのタイムチャートである。
【図３】故障診断装置における故障診断を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１故障診断の一形態を示すフローチャートである。
【図５】第２故障診断の一形態を示すフローチャートである。
【図６】パラメータ値の異なる故障診断を説明するための別なフローチャートである。
【符号の説明】
１ 燃料タンク
１３ 第１故障診断手段
１４ 第２故障診断手段
１５ 切替手段
２０ 状況検出手段
ΔＰ 圧力上昇度合
Ｌ 第１所定基準値
Ｍ 第２所定基準値
ｔ、Ｔ パラメータ値
ｔ１、Ｔ１ 所定値

Claims (3)

1. 燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合を監視して故障判定を行う蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、
   上記減圧とその後の密閉とを複数回行い上記圧力上昇度合が第１所定基準値以上であった回数が所定回数以上であった場合に故障と判定する第１故障診断手段と、
   上記減圧とその後の密閉状態での圧力上昇度合が第１所定基準値より大きい第２所定基準値以上であった場合に故障と判定する第２故障診断手段と、
   上記燃料タンク内の燃料温度を検出する状況検出手段と、
   第１故障診断手段による故障診断実行中に上記燃料温度が所定値を超えた場合に第２故障診断手段による故障診断へ切り替える切替手段とを有すること特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
2. 燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合を監視して故障判定を行う蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、
   上記減圧とその後の密閉とを複数回行い上記圧力上昇度合が第１所定基準値以上であった回数が所定回数以上であった場合に故障と判定する第１故障診断手段と、
   上記減圧とその後の密閉状態での圧力上昇度合が第１所定基準値より大きい第２所定基準値以上であった場合に故障と判定する第２故障診断手段と、
   エンジン始動時からの経過時間を検出する状況検出手段と、
   第１故障診断手段による故障診断実行中に上記経過時間が所定値を超えた場合に第２故障診断手段による故障診断へ切り替える切替手段とを有すること特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
3. 上記第１所定基準値は小孔対応の所定基準であり、上記第２所定基準値は、上記小孔対応の所定基準よりも大きな大孔対応の所定基準であることを特徴とする請求項１または２記載の蒸発燃料処理装置の故障診断装置。

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