JPH0610778A - エバポパージシステムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は内燃機関の蒸発燃料を吸気系に放出
して処理するエバポパージシステムの故障診断装置にに
関し、所定の設定圧で開弁するメカニカル動作弁で安全
弁を構成して誤診断と燃料タンク破壊を防止することを
目的とする。 【構成】 燃料タンクの燃料キャップ４をねじ部ボディ
１４と外部ボディ１５とＯリング１６で構成する。ねじ
部ボディ１４を、燃料タンクに固定するためのねじ部を
有する中空円柱部１４ａと、中空円柱部１４ａの開口部
を塞ぐ破砕性ダイヤフラム１４ｂと、ダイヤフラム１４
ａの上部に配置される円板部１４ｃで構成する。円板部
１４ｃは大気孔１４ｄを有し、ダイヤフラム１４ｂの上
面は大気に開放されているため燃料タンク内圧が過剰負
圧となるとダイヤフラム１４ｂが破砕する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエバポパージシステムの
故障診断装置に係り、特に内燃機関の蒸発燃料を吸気系
に放出して処理するエバポパージシステムの故障診断装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の燃料タンク等から
発生するエバポ（蒸発燃料）を活性炭に吸着させて、こ
れを吸気系にパージ（放出）して処理するエバポパージ
システムがある。

【０００３】このようなエバポパージシステムの故障診
断を行う装置として、本出願人は特願平３−１３８００
２号により、燃料タンクからキャニスタを経て吸気管に
至るベーパ通路の故障診断を行う装置を提案した。

【０００４】上記の装置は、キャニスタの大気開放口に
診断用の制御弁を有すると共にキャニスタと吸気管とを
結合するパージ通路にパージ用の制御弁を有し、診断時
には、先ず診断用制御弁を閉弁し、かつパージ用制御弁
を開弁して吸気管負圧をパージ通路及び燃料タンクに導
入する。次いでパージ用制御弁を閉弁することによりベ
ーパ通路内に負圧を保持し、その圧力変化を検出して故
障検出を行う。

【０００５】また、この装置には、システムに異常が生
じて燃料タンクに過剰な負圧がかかり、燃料タンクに亀
裂等が生じて車両火災等の原因とならないように、負圧
に対するフェールセーフとして燃料タンクにリリーフ弁
（チェックボール弁）からなる安全弁が設けられてい
る。このため、燃料タンクが破壊されるような負圧がか
かることがなく、十分な安全性が確保されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置においては、パージ通路内の漏れを精度良く検出する
には、パージ通路及び燃料タンクからなる系が密封され
ている必要がある。このためには、誤診断の原因となる
リリーフ弁からの漏れは少ないことが望ましく、一方、
燃料タンクに過剰な負圧がかかった際には、大量に大気
が導入できることが望ましい。

【０００７】すなわち、このような装置に用いられるリ
リーフ弁には、燃料タンク内圧が所定の負圧に達するま
での領域においては漏れがなく、その負圧を超えると大
量に大気を導入する特性が要求される。

【０００８】しかし、一般に、メカニカル動作のリリー
フ弁では、上記のように所定の設定圧で開弁、閉弁する
ような特性を得ることができない。また、電気的に開閉
弁する弁では、電気的異常が発生した場合にフェールセ
ーフとしての機能を果たすことができない。

【０００９】このため、上記従来の装置においては、故
障診断時において、ある程度リリーフ弁からの漏れを許
容しており、高精度な故障診断の妨げとなっている。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、所定の設定圧で閉弁から開弁に切り替わるメカ
ニカル動作弁で安全弁を構成して、誤診断と燃料タンク
破壊が確実に防止されるエバポパージシステムの故障診
断装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、燃料タン
クで発生した蒸発燃料をベーパ通路によりキャニスタに
供給し、該キャニスタに蓄えられた蒸発燃料をパージ用
制御弁を備えるパージ通路により内燃機関の吸気通路に
供給するエバポパージシステムの故障を検出する際、前
記パージ用制御弁から前記燃料タンクまでの系内に負圧
を導入するエバポパージシステムの故障診断装置におい
て、前記系内の負圧が所定値以上になると破砕して、該
系内に大気を導入する破砕性ダイヤフラムの弁体よりな
る安全弁を、該系内に備える構成とすることで解決され
る。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、前記パージ用制御弁から
前記燃料タンクまでの系内の負圧が、所定値未満で前記
燃料タンクの強度上許容される範囲内にある場合には、
前記破砕性ダイヤフラムは変形するだけで空気を通過さ
せない。すなわち、前記安全弁は全閉状態であり、この
安全弁を介して前記系内に大気が導入されることはな
い。

【００１３】また、前記系内の負圧が所定値に達して、
前記燃料タンクが破壊される危険が生じると、前記破砕
性ダイヤフラムが破砕して前記燃料タンク内圧が大気に
開放される。すなわち、前記安全弁は全開状態となり、
前記系内には大量に大気が導入され、以後燃料タンク内
の負圧が高くなることはない。

【００１４】

【実施例】図１は本発明に係るエバポパージシステムの
故障診断装置の一実施例を表す構成図である。

【００１５】同図中、符号１はキャニスタで、燃料タン
ク２の上底とベーパ通路３を介して結合されており、燃
料タンク２内で発生した蒸発燃料を吸着する。燃料タン
ク２には、本実施例の要部である、破砕性ダイヤフラム
を弁体とする安全弁を内蔵する燃料キャップ４が嵌め込
まれている。

【００１６】また、キャニスタ１は、パージ用制御弁と
して電気式負圧切り換え弁（ＶＳＶ）５を備えるパージ
通路６により、吸気通路７内のスロットルバルブ８の下
流に結合されている。

【００１７】スロットルバルブ８の上流には、エアクリ
ーナ９が設けられており、内燃機関の運転中において、
スロットルバルブ８が開の場合、これを介して空気が吸
入される。また、内燃機関が運転中で、スロットルバル
ブ８が閉の場合には、吸気通路７内の吸気負圧はパージ
通路６に伝わる。

【００１８】キャニスタ１の大気開放口１０には、診断
用制御弁としてＶＳＶ１１が設けられている。このた
め、上記のパージ用ＶＳＶ５及びこの診断用ＶＳＶ１１
を共に開弁すると、キャニスタ１内には大気が吸入さ
れ、吸着されていた蒸発燃料が脱着されてパージ通路５
から吸入通路６にパージされる。

【００１９】また、ベーパ通路３には圧力センサ１２が
設けられており、その出力信号は電子制御回路１３に供
給される。電子制御回路１３はＶＳＶ５、１１それぞれ
の開閉制御を行ってシステムの故障診断を行う。

【００２０】図２は、電子回路１３が実行する故障診断
処理の一例のフローチャートを示す。以下、同図に基づ
いて、本実施例装置による故障診断ついて説明する。

【００２１】同図に示す処理が起動すると、まず故障診
断処理が実行済であるか否かを示す実行フラグがセット
（値が”１”で実行済）されているかを見る（ステップ
１０１）。機関始動時にはイニシャルルーチンで実行フ
ラグはクリア（値が”０”）されており、最初はセット
されていないので次のステップ１０２へ進む。

【００２２】ステップ１０２では、後述の漏れ判定中フ
ラグがセットされているかを見る。このフラグも同様に
イニシャルルーチンでクリアされており、フラグはセッ
トされていないので次のステップに進む。以後、パージ
通路６から燃料タンク２までの系に負圧を導入するた
め、診断用ＶＳＶ１１を遮断（閉弁）し（ステップ１０
３）、次いでパージ用ＶＳＶ５を開放（開弁）する（ス
テップ１０４）。

【００２３】ステップ１０５では、タンク内圧が前記所
定の負圧Ｐ［Ｐａ］に達しているか否かを判別してお
り、タンク内圧が負圧Ｐ［Ｐａ］に達していると判別さ
れるまで、このルーチンの起動毎に１０１〜１０５を繰
り返し実行する。

【００２４】ステップ１０５で、タンク内圧が所定の負
圧Ｐ₂ ［Ｐａ］に達したと判別されると、負圧を導入し
た系を密閉して蓄えられた負圧を保持するため、パージ
用ＶＳＶ５を遮断（閉弁）する（ステップ１０６）。

【００２５】このように、パージ用ＶＳＶ５から燃料タ
ンク２までの系が負圧を蓄えた状態で密閉されると、燃
料タンク内圧は、系内に漏れがある場合には急激に大気
圧側に変化する。本実施例装置においては、このときの
圧力変化率を監視して、系内に漏れが有るか否かを判断
している。

【００２６】このため、系を密閉してからの時間をカウ
ントする漏れ判定タイマの状態をみて（ステップ１０
７）、その値が”０”にクリアされている場合、圧力変
化率を算出する基データとして、その時の圧力センサ１
２の出力値（開始時圧力センサ値；Ｐ_S ）を記憶する
（ステップ１０８）。

【００２７】Ｐ_S を記憶したら、次いで漏れ判定タイマ
に所定値を加算して（ステップ１０９）、漏れ判定実施
中フラグに”１”をセットして（ステップ１１０）今回
の処理を終了する。尚、ここで、漏れ判定中フラグに
“１”をセットしているため、以後このルーチンが起動
すると、ステップ１０１、１０２を経由した後、ステッ
プ１０３〜１０５をジャンプしてステップ１０６に至
る。

【００２８】また、上記したように初回のルーチン処理
において、漏れ判定タイマには所定値が加算されている
ため、次回以降のルーチン処理においてはステップ１０
７で漏れ判定タイマが“０”でないと判別される。この
場合は、次にそのタイマが圧力変化率を求めるのに必要
な所定の時間Ｔに達しているかをみる（ステップ１１
１）。ここで、まだ所定時間Ｔに達していないと判別さ
れた場合、上記のステップ１０９、１１０を実行して処
理を終了し、以後、漏れ判定タイマがＴに達するまで同
様の処理を繰り返す。

【００２９】ステップ１１１で漏れ判定タイマが前記所
定時間Ｔに等しいと判別されると、圧力変化率を求める
ため、この時の圧力センサ１２の出力値（終了時圧力セ
ンサ値；Ｐ_E ）を記憶する（ステップ１１２）。次い
で、先に記憶したＰ_S 、今回記憶したＰ_E 及び、圧力変
化率を測定した時間Ｔより、圧力変化率Ｌ＝（Ｐ_E −Ｐ
_S ）／Ｔを算出する（ステップ１１３）。

【００３０】上記したように、系内にもれがあると、そ
うでない場合に比べて、圧力変化率Ｌの値が大きくな
る。このため、本実施例装置においては、変化率Ｌが所
定の値ｋ以上であるか否かをみて漏れの有無を判定する
（ステップ１１４）。

【００３１】ここで、変化率Ｌ≧ｋと判別されると、シ
ステムは異常であると判断され、例えばウォーニングラ
ンプによる異常表示等を行う（ステップ１１５）。 一
方、変化率Ｌ＜ｋと判別された場合は、系内の漏れが規
定値以下であるから、システムは正常であると判断さ
れ、異常処置であるステップ１１５をジャンプして次に
進む。

【００３２】以上のステップで故障診断処理を終了す
る。ステップ１１６で診断用ＶＳＶ１１を開放（開弁）
すると、燃料タンク内圧は増圧して、故障診断開始前の
内圧と同圧になり、以後、所定の制御によりキャニスタ
内に吸着した燃料のパージを行うことができる。

【００３３】続いて、次回以降の処理に備えて、漏れ判
定タイマをクリアし（ステップ１１７）、実行フラグ
に”１”をセットして（ステップ１１８）、漏れ判定中
フラグをクリアして（ステップ１１９）処理を終了す
る。尚、ステップ１１８で実行フラグに“１”がセット
されるため、以後故障診断処理ルーチンが起動すると、
ステップ１０１で実行フラグに”１”がセットされてい
ると判別され、内燃機関が一旦停止した後再始動される
までは、この故障診断処理は行われない。

【００３４】このように、本実施例装置においては、故
障診断時に燃料タンク２に負圧がかかり、例えば圧力セ
ンサ１２が故障して、燃料タンク２の内圧が所定の負圧
に達した後もパージ用ＶＳＶ５が開放され続けると、燃
料タンク２に過剰な負圧がかかることになる。この過剰
負圧は燃料タンク２に亀裂等を発生させる。

【００３５】このため、本実施例装置においては、燃料
タンク２の燃料キャップ４に所定値以上の負圧がかから
ないように安全弁が組み込まれている。以下、図３に示
す本実施例の燃料キャップの拡大断面図に沿って、本実
施例の要部である燃料キャップについて説明する。

【００３６】同図中、符号１４はねじ部ボディで、外部
ボディ１５に取り付けられている。ねじ部ボディ１４
は、燃料タンク２に嵌め込まれる際のねじ部を備える中
空円柱部１４ａと、中空円柱部１４ａの上方開口部を覆
う破砕性のダイヤフラム１４ｂと、このダイヤフラム１
４ｂの上部からダイヤフラム１４ｂを押さえるように配
置されている円板部１４ｃとから構成されている。

【００３７】円板部１４ｃ及び外部ボディ１５はそれぞ
れ大気孔１４ｄ、１５ａを備えており、ダイヤフラム１
４ｂの上面は、大気孔１４ｄ及び１５ａを介して大気に
開放されている。

【００３８】燃料キャップ４は、ねじ部ボディ１４で図
１に示す燃料タンク２の燃料注入口に固定され、円板部
１４ｃと燃料注入口の隙間はＯリング１６でシールされ
る。このため、燃料キャップ４で燃料注入口を塞いだ場
合、ダイヤフラム１４ｂが破砕しない限り燃料タンク２
の密閉が保持される。

【００３９】上記したように、本実施例装置においては
故障診断を行う際に燃料タンク２内に負圧を導入する。
従って、燃料キャップ４においても、中空円柱部１４ａ
内のダイヤフラム１４ｂより下の領域には負圧がかか
る。

【００４０】一方、ダイヤフラム１４ｂの上面は上記し
たように大気に開放されている。このため、ダイヤフラ
ム１４ｂは図中下方向に動くことになる。この場合、燃
料タンク２の内圧が所定値未満のときは、ダイヤフラム
１４ｂが図中下方向に弾性変形するだけである。

【００４１】しかし、燃料タンク２の内圧が所定の値以
上になると、ダイヤフラム１４ｂが弾性変形できなくな
り、ダイヤフラム１４ｂは破砕して、大気孔１４ｄ、１
５ａを介して燃料タンク２内に大量に大気が導入され
る。尚、導入される空気量は大気孔１４ｄ、１５ａの大
きさで制御されているため、燃料タンク２の内圧が急変
して内部の燃料が減圧沸騰することはない。また、同様
に、ダイヤフラム１４ｂが破砕した後、修理するまでの
間、燃料キャップ４を介して蒸発する燃料の量も大気孔
１４ｄにより絞られ、最小限に抑えられる。

【００４２】このように、本実施例の燃料キャップ４に
内蔵した安全弁によれば、故障診断時における燃料タン
ク２の内圧を高く設定しても、従来と違い安全弁から大
気が流入してくることがなく誤診断をすることがない。
また、燃料タンク内の負圧が危険な領域に入ったら即座
に大量に大気を導入して、燃料タンク２にかかる負荷を
低減される。このため、故障診断時の燃料タンク内圧を
燃料タンクの強度上許容される値ぎりぎりに設定して、
従来と比べて画期的に故障診断精度を向上させることが
でき、かつ燃料タンクに過剰負圧が加わった場合の信頼
性が向上する。

【００４３】ところで、仮に燃料タンク２内の圧力が正
圧になった場合は、燃料タンク２内の圧力が負圧である
場合と同様にダイヤフラム１４ｂの両面に差圧が生じ
て、これを上向きに動かそうとする力が働くが、この場
合、ダイヤフラム１４ｂは円板部１４ｃに規制されて動
けない。このため、燃料タンク２内圧が正圧であるとき
はダイヤフラム１４ｂが破砕することはない。

【００４４】本実施例においては、破砕性のダイヤフラ
ム１４ｂを弁体とする安全弁を燃料キャップ４に内蔵し
ているため、ダイヤフラム１４ｂを交換する際の作業性
がよく、ダイヤフラム１４ｂだけを交換する構造にする
ことにより、更に低コスト化が可能となる。

【００４５】また、上記実施例の説明においては、安全
弁を燃料キャップ４に内蔵する構成としているが、これ
に限るものではなく、パージ用ＶＳＶ５から燃料タンク
２までの系内に直接破砕性ダイヤフラムを取り付ける構
成としてもよい。

【００４６】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば燃料タンク
内圧が所定負圧に達していない場合には、安全弁から大
気が漏れてパージ用制御弁から燃料タンクまでの系内に
流入することがない。このため、故障診断時に燃料タン
ク内に保持する負圧を従来より高く設定することが可能
となり、従来の装置に比べて故障診断精度が向上する。

【００４７】また、燃料タンク内圧が過剰負圧となった
場合には、ダイヤフラムが破砕してリリーフ弁より大き
い通気孔が得られ、従来の装置に比べて大量に大気が導
入される。このため、このような場合において燃料タン
クにかかる負圧が減少して、過剰負圧に対する燃料タン
クの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエバポパージシステムの故障診断
装置の一実施例の構成図である。

【図２】本実施例装置に使用する処理の一例のフローチ
ャートである。

【図３】本実施例の要部の安全弁を内蔵する燃料キャッ
プの拡大断面図である。

【符号の説明】

１ キャニスタ ２ 燃料タンク ３ ベーパ通路 ４ 燃料キャップ ５ パージ用ＶＳＶ ６ パージ通路 ７ 吸気通路 １１ 診断用ＶＳＶ １４ ねじ部ボディ １４ａ 中空円柱部 １４ｂ 破砕性ダイヤフラム １４ｃ 円板部 １４ｄ 大気孔 １５ 外部ボディ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクで発生した蒸発燃料をベーパ
   通路によりキャニスタに供給し、該キャニスタに蓄えら
   れた蒸発燃料をパージ用制御弁を備えるパージ通路によ
   り内燃機関の吸気通路に供給するエバポパージシステム
   の故障を検出する際、前記パージ用制御弁から前記燃料
   タンクまでの系内に負圧を導入するエバポパージシステ
   ムの故障診断装置において、 前記系内の負圧が所定値以上になると破砕して、該系内
   に大気を導入する破砕性ダイヤフラムの弁体よりなる安
   全弁を、該系内に備えることを特徴とするエバポパージ
   システムの故障診断装置。