JP5825281B2

JP5825281B2 - 蒸発燃料処理装置

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Inventors: 憲史木村
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Current assignee: Toyota Motor Corp
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Filing date: 2013-03-21
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Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

従来の蒸発燃料処理装置としては、燃料タンクで発生した蒸発燃料を蓄えるキャニスタと、キャニスタに蓄えた蒸発燃料を吸気通路へ供給するためのパージ通路と、パージ通路に設けられてキャニスタから吸気通路へ供給される蒸発燃料の供給量を制御するパージ弁と、弁体と弁体が着座する弁座とを有し且つパージ通路におけるパージ弁よりも吸気通路側に設けられて、パージ通路内における吸気通路側の圧力がキャニスタ側の圧力よりも高いときに弁体が弁座に着座することによって吸気通路からキャニスタへの空気の流れを遮断する逆止弁とを備え、パージ弁をエンジン停止後に所定の開放時間だけ開放させることにより、パージ通路中のパージ弁と逆止弁との間の部分に残留する負圧によって逆止弁に不具合が生じることを防止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１９８３５３号公報

しかしながら、このような従来の蒸発燃料処理装置は、パージ通路において吸気管内からキャニスタ（以下、「吸着器」ともいう）に対する空気等の気体の逆流を防止する逆止弁（以下、「逆流防止弁」という）が開状態のままになってしまう開故障状態を検出することができないといった課題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、パージ通路において吸気管内から吸着器に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁の開故障状態を検出することができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

本発明の蒸発燃料処理装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記吸着器から前記内燃機関の吸気管内に前記蒸発燃料を吸入させるパージ通路を形成するパージ配管と、前記パージ通路を流れる前記蒸発燃料の流量を調整するパージ用バルブと、前記パージ通路における前記吸気管内から前記吸着器に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁と、を備えた蒸発燃料処理装置において、前記燃料タンク、前記吸着器および前記パージ配管を含むエバポシステムによって形成されたシステム空間を密閉する密閉手段と、前記内燃機関が停止状態にあるときに、前記システム空間を前記密閉手段によって密閉させた後に、前記パージ用バルブを開状態とし、前記パージ用バルブを開状態とする前後の前記システム空間内の圧力差に基づいて、前記逆流防止弁の開故障状態を検出する開故障検出手段と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、内燃機関が停止状態にあるときに、システム空間を密閉した後に、パージ用バルブを開閉させ、パージ用バルブを開閉させたときの圧力差に基づいて、逆流防止弁の開故障状態を検出するため、パージ通路において吸気管内から吸着器に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁の開故障状態を検出することができる。

なお、上記（１）に記載の蒸発燃料処理装置において、（２）前記システム空間内に負圧を導入する負圧導入手段と、前記システム空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記開故障検出手段は、前記システム空間を前記密閉手段によって密閉させ、前記負圧導入手段に前記システム空間内に負圧を導入させた状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第１の圧力と、前記負圧導入手段に前記システム空間内に負圧を導入させた後に前記パージ用バルブを開状態にした状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第２の圧力と、の圧力差に基づいて、前記逆流防止弁の開故障状態を検出するようにしてもよい。

この構成により、逆流防止弁が開故障状態であれば、システム空間内に負圧を導入させた状態で、パージ用バルブを開状態にしたときに、逆流防止弁が機能せずに吸気管内からシステム空間内に気体が流入することにより、システム空間内の圧力が上昇する。

一方、逆流防止弁が開故障状態でなければ、システム空間内に負圧を導入させた状態で、パージ用バルブを開状態にしたときに、逆流防止弁が機能して吸気管内からシステム空間内に気体が流入しないことにより、システム空間内の圧力がほとんど上昇しない。

このように、本発明の蒸発燃料処理装置は、パージ用バルブを開状態にする前のシステム空間内の第１の圧力と、パージ用バルブを開状態にした後の第２の圧力との圧力差に基づいて、逆流防止弁の開故障状態を検出することができる。

また、上記（２）に記載の蒸発燃料処理装置において、（３）前記開故障検出手段は、前記第２の圧力から前記第１の圧力を引いた圧力差が予め定められた閾値以上であることを条件として、前記逆流防止弁が開故障状態であると判断するようにしてもよい。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、逆流防止弁が開故障状態であれば、第２の圧力から第１の圧力を引いた圧力差が閾値以上になることから、逆流防止弁の開故障状態を検出することができる。

また、上記（１）に記載の蒸発燃料処理装置において、（４）前記システム空間内に負圧を導入する負圧導入手段と、前記システム空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記開故障検出手段は、前記システム空間を前記密閉手段に密閉させた状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第１の圧力と、前記システム空間を前記密閉手段によって密閉させた後に前記パージ用バルブを開状態にし、前記システム空間内に負圧を導入させた状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第２の圧力と、の圧力差に基づいて、前記逆流防止弁の開故障状態を検出するようにしてもよい。

この構成により、逆流防止弁が開故障状態であれば、パージ用バルブを開状態にし、システム空間内に負圧を導入させたときに、逆流防止弁が機能せずに吸気管内からシステム空間内に気体が流入することにより、システム空間内の圧力がほとんど低下しない。

一方、逆流防止弁が開故障状態でなければ、パージ用バルブを開状態にし、システム空間内に負圧を導入させたときに、逆流防止弁が機能して吸気管内からシステム空間内に気体が流入しないことにより、システム空間内の圧力が低下する。

このように、本発明の蒸発燃料処理装置は、パージ用バルブを開状態にし、システム空間内に負圧を導入させる前のシステム空間内の第１の圧力と、パージ用バルブを開状態にし、システム空間内に負圧を導入させた後の第２の圧力との圧力差に基づいて、逆流防止弁の開故障状態を検出することができる。

また、上記（４）に記載の蒸発燃料処理装置において、（５）前記開故障検出手段は、前記第１の圧力から前記第２の圧力を引いた圧力差が予め定められた閾値未満であることを条件として、前記逆流防止弁が開故障状態であると判断するようにしてもよい。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、逆流防止弁が開故障状態であれば、第１の圧力から第２の圧力を引いた圧力差が閾値未満になることから、逆流防止弁の開故障状態を検出することができる。

本発明によれば、パージ通路において吸気管内から吸着器に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁の開故障状態を検出することができる蒸発燃料処理装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両における走行駆動用の内燃機関とその燃料系システムとを含む要部の概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両における走行駆動用の内燃機関とその近傍の構成を示す概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の逆流防止弁開故障検出動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の逆流防止弁開故障検出動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る蒸発燃料処理装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムとの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、走行駆動用に車両に搭載されている。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、エンジン２と、燃料供給機構３と、蒸発燃料処理装置を構成する燃料パージシステム４およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）５と、を含んで構成されている。

エンジン２は、ＥＣＵ５によって制御される点火プラグ２０を用いた火花点火式の多気筒内燃機関、例えば、本実施の形態においては、４サイクルの直列４気筒エンジンによって構成されている。

エンジン２の４つの気筒２ａ（図１中に１つのみ図示する）の吸気ポート部分には、それぞれインジェクタ２１（燃料噴射弁）が装着されており、複数のインジェクタ２１は、デリバリーパイプ２２に接続されている。

デリバリーパイプ２２には、後述する燃料ポンプ３２から、揮発性の高い燃料、例えばガソリンがエンジン２に要求される燃圧（燃料圧力）に加圧されて供給されるようになっている。

また、エンジン２の吸気ポート部分には吸気管２３が接続されており、この吸気管２３には、吸気脈動や吸気干渉を抑える所定容積のサージタンク２３ａが設けられている。

吸気管２３の内部には吸気通路２３ｂが形成されており、吸気通路２３ｂ上には、スロットルアクチュエータ２４ａにより開度調整可能に駆動されるスロットルバルブ２４が設けられている。

このスロットルバルブ２４は、ＥＣＵ５からの制御により吸気通路２３ｂの開度を調整することにより、エンジン２の吸入空気量を調整するようになっている。また、スロットルバルブ２４には、その開度を検出するスロットルセンサ２４ｂが設けられている。

燃料供給機構３は、エンジン２の燃料を貯留する燃料タンク３１と、燃料タンク３１に貯留された燃料を汲み上げる燃料ポンプ３２と、燃料ポンプ３２およびデリバリーパイプ２２を接続する燃料供給管３３と、燃料ポンプ３２の上流側に設けられた吸入配管３８とを含んで構成されている。

燃料タンク３１は、車両１の車体の下部側に配置されており、エンジン２で消費される燃料を補給可能に貯留するようになっている。本実施の形態において、燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１の内部に収容されている。

燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出能力（吐出量および吐出圧）可変タイプのもので、例えば円周流ポンプによって構成されている。燃料ポンプ３２は、詳細な内部構成を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車と、その羽根車を駆動する内蔵モータとを有している。

また、燃料ポンプ３２は、内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力を変化させることができるようになっている。

このように燃料ポンプ３２の吐出能力を変化させるため、燃料供給機構３には、ＥＣＵ５の制御に応じて燃料ポンプ３２の駆動電圧を制御するＦＰＣ（Fuel Pump Controller）８４が設けられている。

燃料供給管３３は、燃料ポンプ３２の出力ポートと、デリバリーパイプ２２内とを相互に連通させる燃料供給通路を形成している。吸入配管３８は、燃料ポンプ３２の上流側に吸入通路３８ａを形成しており、吸入通路３８ａの最上流部分には、サクションフィルタ３８ｂが設けられている。このサクションフィルタ３８ｂは、燃料ポンプ３２に吸入される燃料をろ過する公知のものである。

一方、燃料タンク３１には、燃料タンク３１から車両１の側方または後方側に延びるように、給油管３４が突出して設けられている。給油管３４の突出方向の先端には、給油口３４ａが形成されている。この給油口３４ａは、車両１の図示しないボディに設けられたフューエルインレットボックス３５内に収容されている。

また、給油管３４には、燃料タンク３１の上部と給油管３４内の上流部分とを連通させる循環配管３６が設けられている。フューエルインレットボックス３５には、燃料の給油時に外部に対して開放されるフューエルリッド３７が設けられている。

燃料の給油時には、フューエルリッド３７を開放し、給油口３４ａに着脱可能に取り付けられたキャップ３４ｂを取り外すことにより、給油口３４ａから燃料タンク３１内に燃料を注入できるようになっている。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３１と吸気管２３との間、より詳しくは、燃料タンク３１とサージタンク２３ａとの間に介装されている。燃料パージシステム４は、燃料タンク３１内で発生する蒸発燃料をエンジン２の吸気時に吸気通路２３ｂに放出させて燃焼させることができるようになっている。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３１内で生じた蒸発燃料を吸着する吸着器を構成するキャニスタ４１と、キャニスタ４１に空気を通してキャニスタ４１から脱離した燃料および空気を含むパージガスをエンジン２の吸気管２３内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構４２と、パージガスの吸気管２３内への吸入量を制御してエンジン２における空燃比の変動を抑制するパージ制御機構４５と、を含んで構成されている。

キャニスタ４１は、キャニスタケース４１ａの内部に活性炭等の吸着材４１ｂを内蔵したものであり、燃料タンク３１の内底面から離間するよう設置されている。キャニスタ４１の内部（吸着材収納空間）は、エバポ配管４８および気液分離バルブ４９を介して燃料タンク３１内の上部空間に連通するようになっている。

したがって、キャニスタ４１は、燃料タンク３１内で燃料が蒸発し、燃料タンク３１内の上部空間に蒸発燃料が溜まるとき、吸着材４１ｂによって蒸発燃料を吸着することができる。また、燃料タンク３１内の燃料の液面上昇や液面変動時には、逆流防止弁機能を有する気液分離バルブ４９が浮上してエバポ配管４８の先端部を閉止するようになっている。

パージ機構４２は、キャニスタ４１の内部を吸気管２３の吸気通路２３ｂのうちサージタンク２３ａの内部部分に連通させるパージ配管４３と、キャニスタ４１の内部を大気側、例えばフューエルインレットボックス３５の内方の大気圧空間に開放させる大気配管４４とを有している。

大気配管４４の途中には、負圧ポンプモジュール５１が設けられている。負圧ポンプモジュール５１は、切替弁５２と、負圧ポンプ５３を含んで構成されている。

切替弁５２は、ＥＣＵ５の制御に応じて、大気配管４４を介してキャニスタ４１の内部を大気側に開放させる大気開放状態と、キャニスタ４１の内部を負圧ポンプ５３の入力ポートに連通させる負圧導入状態と、キャニスタ４１の内部と大気側とを遮断する大気遮断状態とのいずれかの状態をとるようになっている。

負圧ポンプ５３は、公知の電動ポンプによって構成され、ＥＣＵ５の制御に応じて駆動し、切替弁５２が負圧導入状態であるときに、燃料タンク３１、キャニスタ４１およびパージ配管４３を含むエバポシステム５４によって形成されたシステム空間内に負圧を導入するようになっている。このように、負圧ポンプ５３は、システム空間内に負圧を導入する負圧導入手段を構成する。

エバポシステム５４には、システム空間内の圧力を検出する圧力センサ５５が設けられている。本実施の形態において、圧力センサ５５は、パージ配管４３に設けられ、パージ配管４３によって形成されたパージ通路の圧力を検出するようになっている。このように、圧力センサ５５は、システム空間内の圧力を検出する圧力検出手段を構成する。

パージ機構４２は、切替弁５２が大気開放状態であり、エンジン２の運転時にサージタンク２３ａの内部に吸気負圧が発生するとき、キャニスタ４１の内部の一端側にパージ配管４３を通して吸気負圧を導入させつつ、キャニスタ４１の内部の他端側に大気配管４４を通して大気を導入させることができる。

このように、パージ機構４２は、キャニスタ４１の吸着材４１ｂに吸着されてキャニスタ４１内に保持されている燃料を、キャニスタ４１から脱離させてサージタンク２３ａの内部に吸入させることができる。

パージ制御機構４５は、ＥＣＵ５によって制御されるパージ用のバキュームソレノイドバルブ（以下、「パージ用ＶＳＶ」という）４６を含んで構成されている。パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中に設けられている。パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中の開度を変化させることで、キャニスタ４１から脱離させる蒸発燃料の流量を可変制御できるようになっている。

具体的には、パージ用ＶＳＶ４６は、その励磁電流がＥＣＵ５によってデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管２３内の吸気負圧によりキャニスタ４１から脱離した蒸発燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク２３ａ内に吸入させることができる。

また、パージ用ＶＳＶ４６は、その開度を０とすることで、大気遮断状態の切替弁５２と協働して、システム空間を密閉する密閉手段を構成する。

パージ配管４３には、パージ用ＶＳＶ４６よりサージタンク２３ａ側に逆流防止弁５６が設けられている。逆流防止弁５６は、パージ配管４３によって形成されたパージ通路において吸気管２３内からキャニスタ４１に対する空気等の気体の流入を防止するようになっている。具体的には、逆流防止弁５６は、吸気管２３内が正圧になったときに閉弁し、吸気管２３内が負圧になったときに開弁する公知の一方向バルブによって構成されている。

図２に示すように、エンジン２は、シリンダブロック１００と、シリンダブロック１００の上部に固定されたシリンダヘッド１０１と、シリンダヘッド１０１の上部を覆うシリンダヘッドカバー１０２、シリンダブロック１００の下部に固定されてオイルを収納するオイルパン１０３とを備え、シリンダブロック１００と、シリンダヘッド１０１とによって４つの気筒２ａが形成されている。

気筒２ａには、ピストン１０４が往復動可能に収納され、シリンダブロック１００、シリンダヘッド１０１およびピストン１０４によって、燃焼室１０５が形成されている。エンジン２は、ピストン１０４が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程からなる一連の４行程を行うようになっている。

気筒２ａに収納されたピストン１０４は、コネクティングロッド１０６を介してクランクシャフト１０７に連結されている。コネクティングロッド１０６は、ピストン１０４の往復動をクランクシャフト１０７の回転運動に変換するようになっている。

エンジン２の排気ポート部分には排気管１１０が接続されており、排気管１１０によって形成された排気通路１１０ａには、触媒装置１１１が設けられている。触媒装置１１１は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。

本実施の形態において、エンジン２には、排気通路１１０ａから排気される排気ガスによって吸気通路２３ｂに空気を送り込む過給機４００が設けられている。過給機４００は、互いに連結されて一体に回転する吸入空気コンプレッサ４００ａおよび排気タービン４００ｂを有している。

過給機４００は、排気タービン４００ｂを排気ガスの排気エネルギーにより回転させて吸入空気コンプレッサ４００ａを回転させることによって、吸気管２３内に正圧の空気を吸入させることができるようになっている。

吸気管２３には、過給機４００の上流側でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ４０１と、過給機４００より下流側で過給により昇温した吸入空気を冷却するインタークーラ４０２と、が設けられている。また、排気管１１０において、触媒装置１１１は、過給機４００より下流側に設けられている。

図１において、ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２と、フラッシュメモリ７３と、入出力ポート（以下、「Ｉ／Ｏポート」という）７４と、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。

ＥＣＵ５のＲＯＭ７２には、当該マイクロプロセッサをＥＣＵ５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ７０がＲＡＭ７１を作業領域としてＲＯＭ７２に記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＥＣＵ５として機能する。

ＥＣＵ５のＩ／Ｏポート７４の入力側には、スロットルセンサ２４ｂおよび圧力センサ５５を含む各種センサ類が接続されている。また、ＥＣＵ５のＩ／Ｏポート７４の出力側には、点火プラグ２０、スロットルアクチュエータ２４ａ、パージ用ＶＳＶ４６、切替弁５２、負圧ポンプ５３およびＦＰＣ８４等の各種制御対象類が接続されている。

ＥＣＵ５は、各種センサ情報に基づいて、パージ用ＶＳＶ４６をデューティ制御することにより、パージ率を制御することができるようになっている。例えば、ＥＣＵ５は、エンジン２が所定の運転状態にあるときに、スロットルセンサ２４ｂより得られるスロットルバルブ２４の開度が予め設定された設定開度より小さい状態となることを条件として、パージ用ＶＳＶ４６を作動させることによりパージ機構４２にパージ動作を実行させるようになっている。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ５は、エンジン２が停止状態にあるときに、パージ用ＶＳＶ４６および切替弁５２を制御してシステム空間を密閉させた後に、パージ用ＶＳＶ４６を開閉させ、パージ用ＶＳＶ４６を開閉させたときの圧力差に基づいて、逆流防止弁５６の開故障状態を検出する開故障検出手段を構成する。

具体的には、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６および切替弁５２を制御してシステム空間を密閉させ、負圧ポンプ５３にシステム空間内に負圧を導入させた状態で、圧力センサ５５によって検出されたシステム空間内の第１の圧力Ｐ１と、負圧ポンプ５３にシステム空間内に負圧を導入させた後にパージ用ＶＳＶ４６を開状態にした状態で、圧力センサ５５によって検出されたシステム空間内の第２の圧力Ｐ２との圧力差に基づいて、逆流防止弁５６が開故障状態であるか否かを判断するようになっている。

より具体的には、ＥＣＵ５は、第２の圧力Ｐ２から第１の圧力Ｐ１を引いた圧力差が予め定められた閾値ＴＨ１以上であることを条件として、パージ用ＶＳＶ４６が開故障状態であると判断するようになっている。ここで、閾値ＴＨ１は、測定誤差を考慮して予め実験的に定められ、例えば、ＥＣＵ５のＲＯＭ７２に格納されている。

次に、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の逆流防止弁開故障検出動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明する逆流防止弁開故障検出動作は、エンジン２が停止されてから予め定められた時間（例えば、５時間から７時間程度の所定の時間）が経過したときに実行されるものとする。

まず、ＥＣＵ５は、エンジン２を停止させているか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、エンジン２を停止させていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、逆流防止弁開故障検出動作を終了する。

一方、エンジン２を停止させていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６および切替弁５２を制御し、エバポシステム５４によって形成されたシステム空間（以下、単に「エバポシステム空間」ともいう）を密閉させる（ステップＳ２）。具体的には、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６を閉弁状態にし、切替弁５２を大気遮断状態にする。

次いで、ＥＣＵ５は、負圧ポンプ５３を制御し、エバポシステム空間内に負圧を導入させる（ステップＳ３）。具体的には、ＥＣＵ５は、切替弁５２を負圧導入状態にし、負圧ポンプ５３を駆動する。

ここで、ＥＣＵ５は、エバポシステム空間内の第１の圧力Ｐ１を記憶する（ステップＳ４）。具体的には、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された圧力を第１の圧力Ｐ１として、ＲＡＭ７１等の記憶媒体に記憶する。

次いで、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６を開弁状態し（ステップＳ５）、エバポシステム空間内の圧力が安定するまでの予め定められた時間が経過するのを待つ（ステップＳ６）。

次いで、ＥＣＵ５は、エバポシステム空間内の第２の圧力Ｐ２を記憶する（ステップＳ７）。具体的には、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された圧力を第２の圧力Ｐ２として、ＲＡＭ７１等の記憶媒体に記憶する。

次いで、ＥＣＵ５は、第２の圧力Ｐ２から第１の圧力Ｐ１を引いた圧力差が閾値ＴＨ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、第２の圧力Ｐ２から第１の圧力Ｐ１を引いた圧力差が閾値ＴＨ１以上でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、逆流防止弁５６が開故障状態でないと判断し（ステップＳ９）、判断結果をフラッシュメモリ７３等の記憶媒体に記憶し、逆流防止弁開故障検出動作を終了する。

一方、第２の圧力Ｐ２から第１の圧力Ｐ１を引いた圧力差が閾値ＴＨ１以上であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、逆流防止弁５６が開故障状態であると判断し（ステップＳ１０）、判断結果をフラッシュメモリ７３等の記憶媒体に記憶し、逆流防止弁開故障検出動作を終了する。

このように、逆流防止弁５６が開故障状態であるといった判断結果がフラッシュメモリ７３等の記憶媒体に記憶されると、例えば、イグニッションがオンされた後に、ＥＣＵ５は、インストルメントパネルやスピーカ装置等の報知手段を介して、逆流防止弁５６が開故障状態である旨を報知する。

以上に説明したように、本実施の形態は、エンジン２が停止状態にあるときに、システム空間を密閉した後に、パージ用ＶＳＶ４６を開閉させ、パージ用ＶＳＶ４６を開閉させたときの圧力差に基づいて、逆流防止弁５６の開故障状態を検出するため、パージ通路における吸気管２３内からキャニスタ４１に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁５６の開故障状態を検出することができる。

特に、本実施の形態おいては、逆流防止弁５６が開故障状態であれば、システム空間内に負圧を導入させた状態で、パージ用ＶＳＶ４６を開状態にしたときに、逆流防止弁５６が機能せずに吸気管２３内からシステム空間内に気体が流入することにより、システム空間内の圧力が上昇する。

一方、逆流防止弁が開故障状態でなければ、システム空間内に負圧を導入させた状態で、パージ用ＶＳＶ４６を開状態にしたときに、逆流防止弁５６が機能して吸気管２３内からシステム空間内に気体が流入しないことにより、システム空間内の圧力がほとんど上昇しない。

このように、本実施の形態は、パージ用ＶＳＶ４６を開状態にする前のシステム空間内の第１の圧力Ｐ１と、パージ用ＶＳＶ４６を開状態にした後の第２の圧力Ｐ２との圧力差に基づいて、逆流防止弁５６の開故障状態を検出することができる。

なお、本実施の形態においては、燃料ポンプ３２が燃料タンク３１の内部に収容されているものとして説明したが、本発明においては、燃料ポンプ３２が燃料タンク３１の外部に設けられていてもよい。

また、本実施の形態においては、キャニスタ４１が燃料タンク３１の外部に設けられているものとして説明したが、本発明においては、キャニスタ４１が燃料タンク３１の内部に収容されていてもよい。

また、本実施の形態において、切替弁５２は、大気開放状態と、負圧導入状態と、大気遮断状態とのいずれかの状態をとるものとして説明したが、負圧ポンプ５３が内部に逆流防止弁を有していれば、切替弁５２は、大気開放状態と、負圧導入状態とのいずれかの状態をとり、大気遮断状態に対して負圧導入状態をとるようにしてもよい。

また、本実施の形態において、圧力センサ５５がパージ配管４３に設けられた例について説明したが、圧力センサ５５は、システム空間内の圧力を検出することができるように設けられていればよく、例えば、燃料タンク３１またはキャニスタ４１内の圧力を検出するように設けられていてもよい。

また、本実施の形態において、大気配管４４の途中に負圧ポンプモジュール５１を設け、負圧ポンプモジュール５１を構成する負圧ポンプ５３によってシステム空間内に負圧を導入する例について説明したが、負圧ポンプ５３は、システム空間内に負圧を導入することができるように設けられていればよく、例えば、燃料タンク３１またはキャニスタ４１に設けられていてもよく、パージ配管４３のパージ用ＶＳＶ４６より下流側、または、エバポ配管４８に設けられていてもよい。

また、本実施の形態において、排気通路１１０ａから排気される排気ガスによって吸気通路２３ｂに空気を送り込む過給機４００が設けられたエンジン２に本発明に係る蒸発燃料処理装置を適用した例について説明した。

しかしながら、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、クランクシャフト１０７の回転によって吸入空気コンプレッサ４００ａを回転させる過給機が設けられたエンジン２に適用してもよく、過給機が設けられていないエンジン２に適用してもよい。

（第２の実施の形態）
本実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態との相違点について説明する。また、本実施の形態における構成要素のうち、本発明の第１の実施の形態と同様なものについては、同一の符号で示し、相違する点について説明する。

本実施の形態において、ＥＣＵ５のＲＯＭ７２には、本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵ５のＲＯＭ７２に記憶されているプログラムと異なるプログラムが記憶されている。これにより、本実施の形態におけるＥＣＵ５は、本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵ５に対して、以下に説明するように機能が変更されている。

ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６および切替弁５２を制御してシステム空間を密閉させた状態で、圧力センサ５５によって検出されたシステム空間内の第１の圧力Ｐ１と、システム空間を密閉させた後にパージ用ＶＳＶ４６を開状態にし、負圧ポンプ５３にシステム空間内に負圧を導入させた状態で、圧力センサ５５によって検出されたシステム空間内の第２の圧力Ｐ２との圧力差に基づいて、逆流防止弁５６が開故障状態であるか否かを判断するようになっている。

より具体的には、ＥＣＵ５は、第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２を引いた圧力差が予め定められた閾値ＴＨ２未満であることを条件として、パージ用ＶＳＶ４６が開故障状態であると判断するようになっている。ここで、閾値ＴＨ２は、測定誤差を考慮して予め実験的に定められ、例えば、ＥＣＵ５のＲＯＭ７２に格納されている。

次に、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の逆流防止弁開故障検出動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明する逆流防止弁開故障検出動作は、エンジン２が停止されてから予め定められた時間（例えば、５時間から７時間程度の所定の時間）が経過したときに実行されるものとする。

まず、ＥＣＵ５は、エンジン２を停止させているか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、エンジン２を停止させていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、逆流防止弁開故障検出動作を終了する。

一方、エンジン２を停止させていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６および切替弁５２を制御し、エバポシステム空間を密閉させる（ステップＳ２２）。具体的には、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６を閉弁状態にし、切替弁５２を大気遮断状態にする。

ここで、ＥＣＵ５は、エバポシステム空間内の第１の圧力Ｐ１を記憶する（ステップＳ２３）。具体的には、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された圧力を第１の圧力Ｐ１として、ＲＡＭ７１等の記憶媒体に記憶する。

次いで、ＥＣＵ５は、パージ用ＶＳＶ４６を開弁状態し（ステップＳ２４）、負圧ポンプ５３を制御し、エバポシステム空間内に負圧を導入させる（ステップＳ２５）。具体的には、ＥＣＵ５は、切替弁５２を負圧導入状態にし、負圧ポンプ５３を駆動する。

次いで、ＥＣＵ５は、エバポシステム空間内の圧力が安定するまでの予め定められた時間が経過するのを待つ（ステップＳ２６）。次いで、ＥＣＵ５は、エバポシステム空間内の第２の圧力Ｐ２を記憶する（ステップＳ２７）。具体的には、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された圧力を第２の圧力Ｐ２として、ＲＡＭ７１等の記憶媒体に記憶する。

次いで、ＥＣＵ５は、第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２を引いた圧力差が閾値ＴＨ２未満であるか否かを判断する（ステップＳ２８）。ここで、第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２を引いた圧力差が閾値ＴＨ２未満でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、逆流防止弁５６が開故障状態でないと判断し（ステップＳ２９）、判断結果をフラッシュメモリ７３等の記憶媒体に記憶し、逆流防止弁開故障検出動作を終了する。

一方、第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２を引いた圧力差が閾値ＴＨ２未満であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、逆流防止弁５６が開故障状態であると判断し（ステップＳ３０）、判断結果をフラッシュメモリ７３等の記憶媒体に記憶し、逆流防止弁開故障検出動作を終了する。

以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

特に、本実施の形態おいては、逆流防止弁５６が開故障状態であれば、パージ用ＶＳＶ４６を開状態にし、システム空間内に負圧を導入させたときに、逆流防止弁５６が機能せずに吸気管２３内からシステム空間内に気体が流入することにより、システム空間内の圧力がほとんど低下しない。

一方、逆流防止弁５６が開故障状態でなければ、パージ用ＶＳＶ４６を開状態にし、システム空間内に負圧を導入させたときに、逆流防止弁５６が機能して吸気管２３内からシステム空間内に気体が流入しないことにより、システム空間内の圧力が低下する。

以上のように、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、パージ通路において吸気管内から吸着器に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁の開故障状態を検出することができるという効果を奏するものであり、特に、過給機が設けられた内燃機関に適用される蒸発燃料処理装置に有用である。

１…車両、２…エンジン（内燃機関）、５…ＥＣＵ（開故障検出手段）、２３…吸気管、３１…燃料タンク、４１…キャニスタ（吸着器）、４２…パージ機構、４３…パージ配管、４４…大気配管、４６…パージ用ＶＳＶ（パージ用バルブ、密閉手段）、４８…エバポ配管、５１…負圧ポンプモジュール、５２…切替弁（密閉手段）、５３…負圧ポンプ（負圧導入手段）、５４…エバポシステム、５５…圧力センサ（圧力検出手段）、５６…逆流防止弁、４００…過給機

Claims

内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、
前記吸着器から前記内燃機関の吸気管内に前記蒸発燃料を吸入させるパージ通路を形成するパージ配管と、
前記パージ通路を流れる前記蒸発燃料の流量を調整するパージ用バルブと、
前記パージ通路における前記吸気管内から前記吸着器に対する気体の逆流を防止する逆流防止弁と、を備えた蒸発燃料処理装置において、
前記燃料タンク、前記吸着器および前記パージ配管を含むエバポシステムによって形成されたシステム空間を密閉する密閉手段と、
前記内燃機関が停止状態にあるときに前記システム空間を前記密閉手段によって密閉させた後に、前記パージ用バルブを開状態とし、前記パージ用バルブを開状態とする前後の前記システム空間内の圧力差に基づいて、前記逆流防止弁の開故障状態を検出する開故障検出手段と、を備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
前記システム空間内に負圧を導入する負圧導入手段と、
前記システム空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、
前記開故障検出手段は、前記システム空間を前記密閉手段によって密閉させ、前記負圧導入手段に前記システム空間内に負圧を導入させた状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第１の圧力と、
前記負圧導入手段に前記システム空間内に負圧を導入させた後に前記パージ用バルブを開状態にした状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第２の圧力と、の圧力差に基づいて、前記逆流防止弁の開故障状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
前記開故障検出手段は、前記第２の圧力から前記第１の圧力を引いた圧力差が予め定められた閾値以上であることを条件として、前記逆流防止弁が開故障状態であると判断することを特徴とする請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
前記システム空間内に負圧を導入する負圧導入手段と、
前記システム空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、
前記開故障検出手段は、前記システム空間を前記密閉手段によって密閉させた状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第１の圧力と、
前記システム空間を前記密閉手段に密閉させた後に前記パージ用バルブを開状態にし、前記システム空間内に負圧を導入させた状態で、前記圧力検出手段によって検出された前記システム空間内の第２の圧力と、の圧力差に基づいて、前記逆流防止弁の開故障状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
前記開故障検出手段は、前記第１の圧力から前記第２の圧力を引いた圧力差が予め定められた閾値未満であることを条件として、前記逆流防止弁が開故障状態であると判断することを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。