JPH07317611A - エバポシステムの診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エバポガスのパージを中断することなく、広
範な診断領域（燃料温度条件等制限）において高精度に
エバポシステムのリークを検出できるエバポシステムの
診断装置を提供すること。 【構成】 燃料タンク７と、該燃料タンク７内で発生し
た蒸発燃料を吸着する吸着剤１１を収納したキャニスタ
１０と、該キャニスタ１０と前記燃料タンク７とを連通
するエバポ通路１２と、前記吸着剤１１に吸着された蒸
発燃料を内燃機関１へ導くためのパージ通路１３と、を
備えるとともに、前記エバポ通路１２上に、該エバポ通
路１２の開閉を行うエバポ通路開閉手段２０と、前記燃
料タンク７内の圧力を検出する燃料タンク圧力検出手段
２０とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給系
で発生する蒸発燃料の大気への放出を防止するエバポシ
ステムに関し、特に、エバポシステムのリークを検出す
るのに適したエバポシステムの診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料タンクで発生する蒸発燃
料（以下エバポガスと記す）の大気への放出を防止する
ためのエバポシステムが知られている。すなわち、この
ようなエバポシステムは、エバポガスをキャニスタの吸
着剤に一時的に吸着させ、内燃機関の運転時に、キャニ
スタの大気孔から吸入する新気と共に吸着したエバポガ
スを吸気管内にパージするものである。

【０００３】ところで、これらのシステムでは、燃料タ
ンクや燃料タンクとキャニスタとの間のエバポ通路に穴
や亀裂、配管の外れ等があると、エバポガスが大気へ放
出されてしまう。また、キャニスタと吸気管との間のパ
ージ通路に穴や亀裂、配管の外れ等があると、キャニス
タの吸着剤に吸着されたエバポガスがパージされずに次
第に累積され、吸着限界を超えると大気孔から大気へ放
出されてしまう。そこで、このようなエバポシステムの
リークによる大気汚染の防止手段として、リークを検出
して運転者に知らせるための、例えば警告灯を点灯させ
る等の診断装置が提案されている。

【０００４】例えば、ＰＣＴ ＷＯ９１／１２４２６号
公報には、キャニスタの大気孔を開閉するための開閉弁
を設けた診断装置が提案されている。この診断装置で
は、この大気孔の開閉弁を閉じてパージ制御弁を開くこ
とにより燃料タンクを含むエバポシステムに吸気管の負
圧を導入したときの燃料タンクの圧力変化を検出した
り、パージ制御弁も閉じてエバポシステムを閉空間とし
たときの燃料タンクの圧力変化を検出したりしてエバポ
システムのリークを検出している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
如き従来の診断装置においては、リークの検出時にはキ
ャニスタの大気孔の開閉弁を閉じる必要があるため、キ
ャニスタ内の吸着剤に吸着されたエバポガスをパージす
ることができなくなる。したがって、エバポガスのパー
ジとリーク診断は同時に行うことができない。

【０００６】一方、法規により、より大量のエバポガス
をパージするのみならず、微小なリークを検出すること
が要求されている。これは、ひとつにはエバポガスの処
理能力に関する法規要求が厳しくなってきたために、よ
り大容量の吸着剤と、大量に吸着されたエバポガスを速
やかにパージすることが要求されたためである。このた
め、大量のパージを長時間に渡って行うことが必要にな
る。

【０００７】また、これとは別の法規により、エバポシ
ステムからの微小なリーク（穴径にして直径１ｍｍ相
当）を検出することが要求されている。このため、高精
度のリークの検出を行うことが必要になり、例えば、診
断を数回繰り返して結果を統計処理したり、診断に長い
時間を費やすことが必要となる。あるいは、例えば、燃
料からエバポガスが発生すると圧力が変化し診断に影響
を与えるので、このような外乱による診断精度の低下を
防ぐため、診断条件を非常に狭い範囲で設定する必要が
ある。

【０００８】すなわち、上記の二つの要求を同時に満足
させるためには、エバポガスのパージとリーク診断を同
時に行えるようにすることが必要であるが、従来の装置
ではこの点について考慮されていない。本発明は、この
ような問題に鑑みてなされたものであって、その目的
は、特に、エバポガスのパージを中断することなく、広
範な診断領域（燃料温度条件等制限）において高精度に
エバポシステムのリークを検出できるエバポシステムの
診断装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係わるエバポシステムの診断装置は、基本
的には、燃料タンクと、該燃料タンク内で発生した蒸発
燃料を吸着する吸着剤を収納したキャニスタと、該キャ
ニスタと前記燃料タンクとを連通するエバポ通路と、前
記吸着剤に吸着された蒸発燃料を内燃機関へ導くための
パージ通路とを備えるとともに、前記エバポ通路上に、
該エバポ通路の開閉を行うエバポ通路開閉手段と、前記
燃料タンク内の圧力を検出する燃料タンク圧力検出手段
とを備えたことを特徴としている。

【００１０】そして、より具体的には、前記エバポ通路
開閉手段を閉じた後、前記燃料タンク圧力検出手段によ
る検出圧力と周囲圧力との差が所定値以上のとき、前記
燃料タンク及び前記エバポ通路が正常と判定したり、前
記エバポ通路開閉手段を閉じた後、前記燃料タンク圧力
検出手段による検出圧力が所定値以上のとき前記エバポ
通路開閉手段を開き、その後、前記キャニスタ、前記パ
ージ通路のうち少なくとも一方の異常を判定するように
するのが好ましい。また、前記エバポ通路開閉手段は、
該エバポ通路開閉手段の前後の圧力差で開閉するチェッ
クバルブであるものが好適な例として挙げられる。

【００１１】また、本発明の他の態様としては、燃料タ
ンクと、該燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する
吸着剤を収納したキャニスタと、該キャニスタと前記燃
料タンクとを連通するエバポ通路と、前記吸着剤に吸着
された蒸発燃料を内燃機関へ導くためのパージ通路とを
備えるとともに、前記パージ通路上に、該パージ通路を
開閉してパージ流量を制御するパージ制御弁と、該パー
ジ制御弁より上流側にあり前記パージ通路の開閉を行う
パージ通路開閉手段とを備えたことを特徴としている。

【００１２】そして、この態様において、より好適な具
体例としては、前記パージ通路開閉手段より下流側のパ
ージ通路内の圧力を検出するパージ通路圧力検出手段を
備えたものや、前記パージ通路開閉手段を閉じている間
の前記パージ制御弁を開閉したときの回転速度の差を検
出するとともに、その差が所定値以上のとき異常と判定
する回転速度差検出手段を設けたものが挙げられる。

【００１３】

【作用】前述の如く構成された本発明に係わるエバポシ
ステムの診断装置においては、エバポ通路開閉手段によ
りエバポ通路を閉じることにより、上流の燃料タンク側
を閉空間とすることができる。この時燃料タンク圧力検
出手段により燃料タンク圧力を検出することにより、エ
バポ通路開閉手段より上流側のエバポシステムのリーク
を診断することができる。また、キャニスタの吸着剤に
吸着されたエバポガスは、この診断による制約を受ける
ことなく同時にパージすることが可能である。したがっ
て、パージを行うことにより診断が制限を受けることが
無く、自由に診断領域を設定したり、また、時間をかけ
て精度良く、診断を行うことが可能となる。

【００１４】エバポ通路開閉手段より下流側のエバポシ
ステムのリーク診断を行う場合、この部分には基本的に
は正圧が加わることがなく、したがって、たとえ微小な
亀裂が存在したとしても、その部分からエバポガスが大
気に放出される可能性は低い。たとえば、配管が外れて
パージが不可能となるようなことがない限りは、キャニ
スタの大気孔からエバポガスが大気に放出されてしまう
ような問題が発生する可能性は低い。このため、パージ
中に確かにエバポガスが吸気管に流れてきているかを確
認すれば良く、パージ中の診断が可能である。さらに、
仮りに積極的にリーク診断する必要がある場合（例え
ば、正圧になることがある）であっても、エバポ通路開
閉手段を閉じることにより、エバポシステムの容積の大
部分を占める燃料タンクを除外できることと、燃料から
発生するエバポガスによる圧力の変化を考慮する必要が
ないことにより、非常に短時間で終了することが可能と
なる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の１実施例の全体構成を示す図面であ
る。図１において、内燃機関本体１には、吸気管２およ
び排気管３が接続されている。吸入空気は、スロットル
弁５により調整され、エアフローメータ４により計量さ
れるようになっている。

【００１６】燃料は、燃料タンク７内部に設けられた燃
料ポンプ８により燃料通路９ａを経てインジェクタ６に
圧送された後、該インジェクタ６から内燃機関１に供給
され、余剰分は燃料通路９ｂを経て燃料タンク７に戻さ
れるようになっている。この間、燃料は温度の高い内燃
機関１から熱を受けるため、燃料タンク７に戻ってくる
時には多少温度が上昇する。

【００１７】キャニスタ１０は、その内部に吸着剤１
１、例えば活性炭が収納されている。燃料タンク７内で
発生したエバポガスは、エバポ通路１２を経て吸着剤１
１に吸着される。パージ通路１３は、キャニスタ１０か
ら吸気管２のスロットル弁５よりの下流側吸入管２ｂに
接続されている。パージ通路１３の途中にはパージ量を
制御するためのパージ制御弁１５が設けられている。下
流側吸入管２ｂに負圧が発生しているような運転状態に
おいて、パージ制御弁１５を制御することによって吸着
剤１１に吸着されたエバポガスをパージする。この際、
キャニスタ１０に設けられた大気孔１４からは新気が導
入され、パージされたエバポガスと共に下流側吸入管２
ｂに導かれる。下流側吸入管２ｂに導かれたパージガス
は、内燃機関本体１で燃焼されＣＯ₂やＨ₂Ｏとなって無
害な状態となってから、排気管３を経て大気へと放出さ
れる。

【００１８】一方、エバポ通路１２の下流側通路１２ｂ
にはエバポ通路開閉手段２０が設けられており、その上
流側には燃料タンク圧力検出手段２１が設けられてい
る。なお、エバポ通路開閉手段２０はなるべくキャニス
タ１０の近くで燃料タンク圧力検出手段２１はなるべく
エバポ通路開閉手段２０の近くに設けることがリークを
診断することができる範囲を広げる意味等では好ましい
が、そのように位置を限定するものではない。また、エ
バポ通路開閉手段２０は、電圧を印加したときに閉じ、
印加していないときには開いた状態となるバルブ等が好
ましいが、これに限定するものではない。さらに、燃料
タンク圧力検出手段２１は、本実施例では大気圧との差
圧を検出する圧力センサとするが、これに限定するもの
ではなく、例えば、絶対圧力を測定し、更に大気圧を測
定しその大気圧との差を用いるようにしても良い。

【００１９】コントロールユニット３０は、エアフロー
メータ４や排気管３に設けられた酸素濃度センサ１６、
図示しない回転速度センサ等の信号を入力し、インジェ
クタ６を駆動するための信号を出力したりする。また、
パージ制御弁１５やエバポ通路開閉手段２０の制御、さ
らに燃料タンク圧力検出手段２１の信号に基づいてエバ
ポシステムの診断を行い、その結果、異常が有る場合に
は、例えば図示しない警告灯を点灯することにより運転
者に異常を知らせる様なフェイルセーフを行う。

【００２０】このうち燃料の供給については、エアフロ
ーメータ４により、吸入空気量ＱＡを測定し、図示しな
い回転速度センサ等の信号により、回転速度ＮＥを求
め、インジェクタ６を駆動するための基本噴射パルス幅
ＴＰをＴＰ＝ｋＱＡ／ＮＥにより計算する。ＴＰに無効
パルス幅ＴＳを加算したパルス幅ＴＩをインジェクタ６
に出力する。さらに酸素濃度センサ１６の出力に基づ
き、混合気が理論空燃比となるよう、フィードバック係
数をαとして、ＴＩ＝αＴＰ＋ＴＳで表されるフィード
バック制御を行う。

【００２１】このフィードバック制御により、エアフロ
ーメータ４やインジェクタ６等の誤差が補正されると共
に、エバポガスがパージされている間の空燃比のずれも
補正される。すなわち、パージ通路１３を流れる気体の
混合比が理論混合比より薄ければ（リーン）内燃機関に
供給される混合気もパージしていないときに比べ、リー
ン方向へシフトし、αは大きめの値にシフトする。ま
た、パージ通路１３を流れる気体の混合比が理論混合比
より濃ければ（リッチ）内燃機関に供給される混合気も
パージしていないときに比べ、リッチ方向へシフトし、
αは小さめの値にシフトする。

【００２２】次に、エバポシステムのリーク診断の原理
について説明する。通常、燃料の温度が、例えば２０〜
４０℃程度であって、リークがない場合には、エバポ通
路開閉手段２０（以下、ＥＰバルブと記す）を閉じてお
けば、燃料タンク７内の圧力は燃料の蒸発による圧力の
上昇により数十ｍｂａｒの正圧となる。リークが有る場
合には、燃料の蒸発により圧力が上昇しても大気圧との
差圧が発生するため蒸気がリークし、結果として、燃料
タンク７内の圧力はほとんど上昇しない。また、エバポ
通路（上流側）１２ａが途中でつまっているような場合
には、燃料タンク圧力が上昇しても、燃料タンク圧力検
出手段２１で検出される圧力は、ほとんど上昇しない。
したがって、ＥＰバルブを閉じた状態で、燃料タンク圧
力検出手段２１により圧力を測定し、大気圧力との差が
所定値以上となったら正常、所定値以下となったら異常
と診断するものである。

【００２３】次に、エバポシステムのリーク診断の具体
的な方法について、図２及び図３に例を示して説明す
る。図２、３は、それぞれ燃料の温度が比較的低い場
合、燃料の温度が高い場合における燃料タンク圧力の挙
動を示した図である。まず、ＥＰバルブ２０が開いてい
る状態では、燃料タンク７の内部はキャニスタ１０の大
気孔１４により大気と連通しているので燃料タンク圧力
検出手段２１により検出される燃料タンク圧力は大気圧
に近い値（大気圧との差圧がほとんど無いということ）
となるはずである。この状態からＥＰバルブ２０を閉じ
ると、燃料タンク圧力は徐々に上昇して行く。

【００２４】例えば、燃料の温度が比較的低い場合に
は、燃料の蒸発速度が遅いので燃料タンク圧力はゆっく
りと上昇する。そのため、図２に示すようにＥＰバルブ
２０を閉じて所定時間Ｔｃ（少なくとも数分）後に燃料
タンク圧力Ｐｃが所定値Ｐ２以上ならば正常、所定値以
下となったら異常と診断し、その後ＥＰバルブ２０を開
くようにする。これは、このように燃料の蒸発速度が遅
い場合には、リークがない場合でもなかなか燃料タンク
圧力が上昇せず、十分長い時間ＥＰバルブ２０を閉じて
おいた後でないと燃料タンク圧力がＰ２を超えないこと
が有り、リークが有ると誤診断してしまう可能性が有る
ためである。

【００２５】一方、燃料の温度が高い場合には、燃料の
蒸発速度が速いので燃料タンク圧力の上昇速度が早い。
そのため、図３に示すように前記所定時間Ｔｃ間待つこ
となく、燃料タンク圧力Ｐｃが所定値Ｐ１以上となった
時点で正常と診断し、その後ＥＰバルブ２０を開くよう
にする。また、診断精度を更に向上するために、例え
ば、燃料温度（図示しない燃料温度検出手段で検出す
る）や、燃料の揮発性（図示しない燃料性状検出手段で
検出する）に応じて、図４に示すように、判定のための
閾値の圧力Ｐ２を燃料蒸気圧が高くなるようなときには
高めに設定するようにした方が好ましい。また、ＥＰバ
ルブを閉じておく時間Ｔｃについても、燃料蒸気圧が高
くなるようなときには短めに設定するようにした方が過
大な圧力上昇を防ぐことができるため好ましい。なお、
燃料温度と大気温度とは、比較的近い値となるので、燃
料温度の代わりに、大気温度を利用しても良い。

【００２６】また、本実施例では燃料タンク圧力検出手
段２１として、燃料タンク圧力と大気圧との差圧を検出
する圧力センサを使用しているが、燃料の飽和蒸気圧力
は絶対圧で所定値となる。したがって、リークがない場
合には、大気圧により燃料タンク圧力は図５のように変
化する。リークがある場合には燃料タンク圧力と大気圧
との差圧に応じリーク流量が決定し、蒸気量とリーク流
量とが平衡する圧力に保持あれるため、同じく図５のよ
うに変化する。したがって、判定のための圧力Ｐ２を大
気圧が高いときには高めに設定するようにした方が好ま
しい。

【００２７】なお、燃料タンク圧力検出手段２１とし
て、前述の様な圧力センサではなく、前述した圧力Ｐ１
やＰ２で作動するいわゆる圧力スイッチ（設定された圧
力を境にＯＮ／ＯＦＦが反転するスイッチ）を用いても
良い。以下、コントロールユニット３０におけるエバポ
システムの診断のフローを図６に示すフローチャートに
基づき説明する。

【００２８】このフローチャートで示されるプログラム
は、コントロールユニット３０内の図示しないＲＯＭに
プログラミングされ、ＣＰＵにより実行され、例えば、
図示しないメーンプログラムから４０ｍｓ毎に起動され
る。まず、Ｓ１０１で診断条件が成立しているかどうか
を調べる。これは、例えば、燃料温度や気温が所定範囲
以内であるとか、車体振動（例えば、加速度センサを車
体に装着し検出する）が少ないとか、燃料の揮発性（例
えば、燃料性状センサにより検出する）が低いとか等の
条件を検出し、燃料からエバポガスが極端に発生してい
るような状況下での診断をしないように、診断条件を限
定することが好ましい。また、診断の頻度を限定するた
めの条件を設定しても良く、前回の診断からの経過時間
により限定したり、回数の限定をする。さらに、燃料タ
ンク圧力検出手段２１やＥＰバルブ２０の異常を検出す
るための別の診断（例えば、燃料タンク圧力検出手段２
１の出力値が設定範囲外であるとか、ＥＰバルブ２０に
電圧を印加しても電流が流れない場合に断線していると
診断するような診断）の診断結果により、これらのデバ
イスが異常の場合には診断をしないように診断条件を限
定することが好ましい。

【００２９】診断条件が成立したらＳ１０２へ進み、Ｅ
Ｐバルブが既に閉じているか（診断が開始しているか）
を調べ、まだ閉じていなければＳ１０３へ進み、既に閉
じていればＳ１０６へスキップする。一方、Ｓ１０１で
診断条件が不成立の時はＳ１１４へ進み、ＥＰバルブ２
０を開いてから、このフローを終了する。これは、一旦
診断が開始してから条件が不成立となったときに、ＥＰ
バルブ２０が閉じられたままにならないようにするため
である。

【００３０】Ｓ１０３では、まず、初期の圧力としてＥ
Ｐバルブ２０を閉じる前に燃料タンク圧力を測定し、Ｐ
ｏとして記憶する。通常はキャニスタ１０の大気孔１４
により大気と連通しているのでＰｏは大気圧に近い値
（大気圧との差圧がほとんど無いということ）となるは
ずである。したがって、次のＳ１０４で、仮りにＰｏが
所定範囲内でないと判定したならばＳ１１０へ進み、Ｅ
Ｐバルブ２０の異常、燃料タンク圧力検出手段２１の異
常、あるいはエバポ通路１２ｂの異常（詰まり等）であ
るという判定結果を出力する。Ｐｏが所定値内であれば
Ｓ１０５へ進み、ＥＰバルブ２０を閉じる。

【００３１】Ｓ１０６では、燃料タンク圧力を測定し、
Ｐｃとして記憶する。Ｓ１０７では、燃料温度が高いと
か燃料の揮発性が高い場合に、燃料の蒸発速度が速く燃
料圧力の上昇が速いため、ＰｃとＰ１とを比較し、Ｐｃ
≧Ｐ１ならばＳ１１１へ進み、異常なしと判定する。Ｐ
ｃ＜Ｐ１であればＳ１０８へ進み、所定時間Ｔｃ経過し
ていればＳ１０９へ進み、まだ経過していなければ一旦
このルーチンを終了し、Ｔｃ経過するまでは以上述べた
フローを繰り返す。

【００３２】Ｓ１０９ではＴｃ経過後にＰｃとＰ２とを
比較し、Ｐｃ≧Ｐ２ならばＳ１１１へ進み、異常なしと
判定する。Ｐｃ＜Ｐ２であればＳ１１２へ進み、リーク
等の異常が有ると判定する。Ｓ１１１やＳ１１２で判定
を行い診断が終了した後は、Ｓ１１３へ進み、ＥＰバル
ブ２０を開いて、このルーチンを終了する。

【００３３】なお、ＥＰバルブ２０を開くとき、燃料タ
ンク７内に充満したエバポガスが一気に流れだし、キャ
ニスタ１０の吸着剤１１に吸着しきれず大気孔１４から
大気へ放出されたり、パージ通路１３を流れる気体のエ
バポガス濃度が急激に濃くなり内燃機関１に流入する混
合気の空燃比がずれ、結果としてＣＯやＨＣが排気管３
を経て大気へ放出されてしまう可能性が有る。このよう
なことを防止するために、例えば、ＥＰバルブ２０を徐
々に開いたり、パージ制御弁１５を一旦閉じたり、ある
いは閉じているような運転条件となってからＥＰバルブ
２０を開くようにすることが好ましい。

【００３４】同様の構成で、ＥＰバルブ２０を閉じてか
らの燃料タンク圧力の変化速度によりリークの有りなし
を判定するようにしても良い。すなわち、変化速度が速
い場合にはリークがなく、変化速度が遅い場合にはリー
クが有ると判定する。この場合でも、前述のように燃料
温度等により判定のための閾値を変えることが好まし
く、さらに、燃料タンク７の空間容積（燃料タンク７の
全容積から燃料の残量を引いた容積）でも判定のための
閾値を変えることが好ましい。

【００３５】次に、本発明の他の実施例の構成を図７に
示す。図７において、前述した図１に示されるエバポシ
ステムの各部に対応する部分には同一の符号を付してそ
れらの重複説明を省略し、以下においては前記実施例と
の相違点を重点的に説明する。本実施例においては、Ｅ
Ｐバルブ（エバポ通路開閉手段２０）として、所定の前
後圧力差で開閉するいわゆるチェックバルブが用いられ
ている。図示例では、燃料タンク７側が正圧の場合に作
動するチェックバルブ３１（以下ＣＶｐと記す）と負圧
の場合に作動するチェックバルブ３２（以下ＣＶｍと記
す）の２系統備えられている。このようなチェックバル
ブは、燃料タンク７内のエバポガスの発生を抑える目的
で備えられていることが多く、これを利用することによ
り診断のためのデバイス追加を少なくすることが可能と
なる。チェックバルブの作動圧は、例えば燃料タンク７
の耐圧等によって制限される。特に、ＣＶｐの作動圧
は、高く設定すれば燃料からのエバポガスの発生は抑え
られるが、燃料を補給する際にフィーラーキャップ３３
を外すとエバポガスが大気に放出されてしまうとか、燃
料タンク７の各所のシール部からのリークが発生しやす
くなる等の理由によりあまり高くは設定できない。通常
は数十ｍｂａｒに設定する必要が有る。リーク診断のた
めの判定圧力はチェックバルブの作動圧力以下とする必
要が有るので、チェックバルブの作動圧力が低い場合に
は、診断条件の限定に留意する必要が有る。（例えば、
燃料温度が高いとか燃料の揮発性が高いと、リークが有
っても２０〜３０ｍｂａｒ程度まで燃料タンク圧力があ
がり、チェックバルブ作動圧力にまで達してしまう可能
性が有る。） 図８は燃料タンク圧力の挙動を示す図である。

【００３６】この図は内燃機関が停止した状態から始動
し、その後の様子を示した図である。通常燃料温度は、
始動時に外気温度と同じ温度であり、その後内燃機関で
発生する熱等のため上昇し、外気温度＋１０〜２０℃で
安定する。リークが無い場合、外気温度が高いとか燃料
の揮発性が高い場合には、曲線Ａで示すように、始動時
多少の正圧を示し、その後燃料温度が上昇するにしたが
って、燃料タンク圧力も上昇し、ＣＶｐ作動圧力に至る
とＣＶｐが作動するためＣＶｐ作動圧力に保持される。
また、外気温度が低いとか燃料の揮発性が低い場合に
は、曲線Ｂで示すように、始動時多少の負圧を示す。そ
の後燃料温度が上昇するにしたがって、燃料タンク圧力
も上昇するが、燃料温度があまり上がらないで、ＣＶｐ
の作動圧力に至らずに安定することも有る。

【００３７】一方、リークが有る場合には、気温及び燃
料温度が相当高温（例えば４０℃以上）でない限り、始
動時には燃料タンク圧力が大気圧力と平衡状態となって
いるので、燃料タンク圧力はほぼゼロを示している。そ
の後燃料温度が上昇するにしたがってエバポガスが発生
し、ある程度以上に燃料温度が上がると燃料タンク圧力
が正圧を示すようになる（図８の点線で示す）。なお、
燃料温度が高い場合や燃料の揮発性が高い場合には、リ
ークが有っても燃料タンク圧力が上昇することが有るの
で、そのような場合には診断を開始しないように、診断
条件を設定する。

【００３８】以下に、本実施例における診断のフローを
図９に示すフローチャートに基づき説明する。このフロ
ーチャートで示されるプログラムも、前述し実施例と同
様に、例えば、４０ｍｓ毎に起動される。まず、Ｓ２０
１で診断条件が成立しているかどうかを調べる。その内
容は、前記の実施例と同様に、燃料の温度等で診断条件
を限定する。特に、リークがある場合には燃料タンク圧
力が後述のＰ２ｐに至ることがないように燃料温度の上
限値等を設定する必要がある。さらに、後述する始動直
後の診断で異常ないと判定された場合には、それ以降の
診断は行わないようにする。

【００３９】診断条件が成立していれば、Ｓ２０２へ進
み、始動直後ならばＳ２０３以降の診断フローへ進み、
始動直後でなければＳ２０６以降の診断フローへ進む。
Ｓ２０３では始動直後の燃料タンク圧力を測定し、Ｐｃ
ｓとして記憶する。Ｓ２０４で、Ｐｃｓ≦Ｐ２ｍならば
Ｓ２０５へ進み異常なしと判定し診断を終了する。Ｐｃ
ｓ＞Ｐ２ｍならば判定をせずこのルーチンを終了する。

【００４０】Ｓ２０６では燃料タンク圧力を測定し、Ｐ
ｃとして記憶する。Ｓ２０７へ進み、Ｐｃ≧Ｐ２ｐなら
ばＳ２０８へ進み異常なしと判定する。一方、Ｓ２０７
でＰｃ＜Ｐ２ｐであればＳ２０９へ進み、所定時間経過
している場合にはＳ２１０へ進み異常が有ると判定し、
まだ経過していなければ一旦このルーチンを終了し、所
定時間経過するまで上記フローを繰り返す。なお、Ｓ２
０８やＳ２１０での判定終了後は、診断を終了してもよ
いし、さらに診断を続けるようにしても良い。診断を続
ける場合には、例えば最終の判定結果を有効とするよう
にするとか、途中で異常ありという判定が合ったことを
記憶しておくようにする。

【００４１】なお、本実施例で燃料タンク圧力検出手段
２１としてＣＶｐやＣＶｍの作動によりＯＮ／ＯＦＦす
るスイッチを用いても良い。この場合、判定のための圧
力閾値がチェックバルブ作動圧力と等しくなり、燃料温
度等による変更ができないため、診断条件の設定等に留
意する必要が有るが、圧力センサや圧力スイッチを追加
する場合に比べコストの上昇を抑えることが可能であ
る。

【００４２】以上は、ＥＰバルブ（エバポ通路開閉手
段）２０より上流側（燃料タンク側）のエバポシステム
の診断をする場合の方法等について説明した。次に、エ
バポ通路開閉手段２０より下流側におけるエバポシステ
ムのリーク診断について説明する。図１０は本発明の一
実施例によるエバポ通路開閉手段より下流側のエバポシ
ステムの構成図である。

【００４３】図１０（ａ）は、キャニスタ１０の下流側
にパージ通路開閉手段４２（以下ＰＰバルブと記す）を
設け、パージ制御弁１５をさらにその下流側に設けた例
である。この場合、ＰＰバルブ４２とパージ制御弁１５
との間のリーク診断が可能である。また、図１０（ｂ）
は、キャニスタ１０の大気孔１４に大気孔開閉手段４３
（以下ＣＤバルブと記す）を設けた例である。この場
合、ＥＰバルブ２０とパージ制御弁１５との間のリーク
診断が可能である。

【００４４】図１０の実施例ではパージ通路圧力検出手
段４１を設けているが、以下、パージ通路圧力検出手段
４１を用いた場合と用いない場合の診断方法について、
それぞれ説明する。パージ通路圧力検出手段４１を用い
る場合の診断のフローを図１１に示すフローチャートに
基づき説明する。

【００４５】まず、Ｓ３０１で診断条件が成立している
かどうかを調べる。これは、例えば、パージ制御を一時
的に止めても良い状態であるかとか、吸入管２ｂ（図１
参照）に所定の負圧が発生している状態であるか等を、
内燃機関の運転状態から調べる。診断条件が成立してい
ればＳ３０２へ進み、ＰＰバルブ４２（図１０（ａ）の
場合）または、ＥＰバルブ２０とＣＤバルブ４３（図１
０（ｂ）の場合）を閉じる。次に、Ｓ３０３でパージ制
御弁１５を開く。このとき、パージ制御弁１５を一気に
開くと吸入管２ｂの負圧がそのままパージ通路やキャニ
スタに印加されてしまうので、パージ制御弁１５は少し
だけ開くようにする。次にＳ３０４へ進み、パージ通路
圧力検出手段４１により圧力を測定し、所定圧力となっ
たかを調べる。さらに、Ｓ３１０でパージ制御弁１５を
閉じてからの経過時間を調べ、所定時間内に所定圧力と
なればＳ３０５へ進み、所定時間内に所定圧力とならな
い場合にはＳ３１１へ進み、パージ通路圧力検出手段４
１の異常やパージ通路の外れ、詰まり等の異常が有ると
判定する。Ｓ３０５へ進めた場合には、パージ制御弁１
５を閉じて負圧を閉じ込め、Ｓ３０６で所定時間経過す
るのを待って、Ｓ３０７で再度圧力を調べる。仮にリー
クが有れば、数秒以内には圧力は大気圧と平衡してしま
うので、ある程度以上の負圧が残っていれば、Ｓ３０９
で異常なしと判定し、負圧が残っていないようなら、Ｓ
３０８で異常有と判定する。判定終了後、あるいは一旦
診断を開始して途中で診断条件が外れた場合には、Ｓ３
１２で、診断のために閉じたＰＰバルブ等を開いて、診
断を終了する。

【００４６】次に、図１０の実施例でパージ通路圧力検
出手段４１を用いない場合の診断のフローを図１２に示
すフローチャートに基づき説明する。まず、Ｓ４０１で
診断条件が成立しているかどうかを調べる。これは、例
えば、パージ制御を一時的にとめても良い状態であるか
とか、吸入管２ｂ（図１参照）に所定の負圧が発生して
いる状態であるか等を、内燃機関の運転状態から調べ
る。さらに、後述のように回転速度変化により判定する
ため、例えば診断が容易なアイドルで診断するように設
定する。

【００４７】診断条件が成立していればＳ４０２へ進
み、ＰＰバルブ４２（図１０（ａ）の場合）または、Ｅ
Ｐバルブ２０とＣＤバルブ４３（図１０（ｂ）の場合）
を閉じる。Ｓ４０３でパージ制御弁１５を閉じている状
態での回転速度を測定し、ＮＥｃとして記憶する。次
に、Ｓ４０４でパージ制御弁１５を開いた後、回転速度
を測定し、ＮＥｏとして記憶する。このときも前記した
場合と同様に、パージ制御弁１５を一気に開くと吸入管
の負圧がそのままパージ通路やキャニスタに印加されて
しまうので、パージ制御弁１５は少しだけ開くようにす
る。なお、ＮＥｃとＮＥｏはパージ制御弁１５の開閉を
繰り返し、測定される回転速度をそれぞれ平均すること
が診断精度上好ましい。

【００４８】次にＳ４０５へ進み、パージ制御弁１５を
開閉した場合の回転速度差（ＮＥｏ−ＮＥｃ）を判定閾
値（ＮＥｔｈ）と比較する。仮にリークが有ると、パー
ジ制御弁１３を開いたときに、リーク個所から空気がパ
ージ通路を経て吸入管に流入する。この分の空気量は、
エアフローメータ４では計量されていないので、当初空
燃比はリーンとなり、その後フィードバック制御により
フィードバック係数αが増加して、理論空燃比となる。
その後に回転速度を測定すると、パージ制御弁１５を開
く前に比べ、リークによる空気量分上昇する。この場
合、リーク量は、近似的に内燃機関の吸入空気量と回転
速度とはほぼ比例することから リーク量＝（ＮＥｏ−ＮＥｃ）／ＮＥｃ×ＱＡ ＱＡ：エアフローメータを通過して正規に吸入されてい
る空気量 となり、回転速度差によりリークの有無を判定すること
が可能である。当然の事ながら、リークがなければ、パ
ージ制御弁１５の開閉に伴う回転速度変化はない。

【００４９】したがって、Ｓ４０５で、回転速度差が閾
値以下であればＳ４０６で異常なしと判定し、閾値を超
えた場合には、Ｓ４０７で異常有と判定する。判定終了
後、あるいは一旦診断を開始して途中で診断条件が外れ
た場合には、Ｓ４０８で、診断のために閉じたＰＰバル
ブ等を開いて、診断を終了する。他の診断方法として、
上述の回転速度差の代わりに、パージ制御弁１５を開閉
したときの燃料系のフィードバック制御のフィードバッ
ク係数αの差により診断することも可能である。その場
合の診断フローは上述のフローと同様で、ＮＥをαに置
き換えれば良く、リークがある場合にαが変化する理由
は前述の通りである。

【００５０】次に、図１３、１４により、エバポ通路開
閉手段より上流側と下流側のエバポシステムのリーク診
断のための圧力検出手段を共用した場合の実施例につい
て説明する。図１３はエバポ通路開閉手段より上流側と
下流側のエバポシステムのリーク診断装置の概略図であ
り、図１４はその動作を説明するための図である。

【００５１】図示例では、エバポ通路開閉手段２０とパ
ージ通路開閉手段４２とにいわゆる３方弁を用いてい
る。以下、図１４によりそれぞれの３方弁の動作を説明
する。図１４（ａ）の状態では、燃料タンク７側（上流
側）が閉じられており、圧力検出手段は燃料タンク圧力
検出手段２１として働く。したがって、前述した方法に
よる燃料タンク７側の診断が可能な状態となる。

【００５２】図１４（ｂ）の状態では、エバポ通路開閉
手段２０の下流側が閉じられており、圧力検出手段はパ
ージ通路圧力検出手段４１として働く。したがって、前
述した方法による燃料タンク側の診断が可能な状態とな
る。このように、本実施例による構成では圧力検出手段
の数を減らすことが可能で、診断システムのためのコス
ト上昇を抑えることが可能である。

【００５３】以上説明してきた診断装置の内、圧力検出
手段を用いる方式については、圧力を変更する手段とし
て、エバポ通路開閉手段より上流側であれば燃料から発
生するエバポガスの蒸気圧を、下流側であれば吸気管に
発生する負圧を利用した例について説明したが、他の加
圧減圧手段を用いても同様の診断を行えることは勿論で
ある。特に、上流側の診断に加圧手段を適用した場合に
ついては、エバポガスの発生しないような低温時であっ
ても診断が可能となり、診断頻度を高める上で好まし
い。この場合、加圧手段の作動により、圧力が所定の判
定閾値まで到達するかどうかで診断する方法のほか、所
定圧力まで加圧し保持して、その後の圧力変化で診断す
ることも可能である。

【００５４】最後に、エバポ通路開閉手段（ＥＰバル
ブ）２０より下流側のエバポシステムの診断として、パ
ージ中に確かにエバポガスが吸気管２に流れてきている
ことを確認する場合、その方法について説明する。これ
は、リーク診断のためにＰＰバルブ４２やエバポ通路圧
力検出手段を設けずに診断を行うもので、診断のための
コスト上昇を抑えることができる。

【００５５】まず、ＥＰバルブ２０を閉じ、燃料タンク
圧力検出手段２１により、所定以上の圧力が発生してい
ることを確認する。その後ＥＰバルブ２０を開き、所定
時間後（キャニスタへの吸着や通路を伝わることによる
時間遅れがあるため）にパージ制御弁１５を開く。この
ときシステムが正常であれば、エバポガスが吸気管２に
流入するので空燃比が過濃となり、フィードバック制御
により、フィードバック係数が小さくなる。この変化が
所定地位上であれば、正常と診断する。この様に、エバ
ポ制御弁２０の開閉に伴うフィードバック係数の変化に
より診断を行う。この様に、フィードバック係数の変化
により診断する方法においては、パージ通路１３を流れ
る気体の混合比により、フィードバック係数の変化量が
大きく変化してしまう。しかし、ＥＰバルブ２０を閉じ
た状態で燃料タンク圧力が所定値以上であるという診断
条件を付加することにより、パージ通路１３を流れる気
体のほとんどがエバポガスであるという状態に限定して
診断を行える。したがって、診断を精度良く行うことが
可能となる。なお、上流側の診断で燃料タンク圧力が所
定値以上となり、上流側が正常と診断された後、続けて
下流側も診断するようにしても良い。また、図７に示し
た実施例のような構成の場合には、チェックバルブ（Ｅ
Ｐバルブ）２０が作動していることを確認して所定時間
後に、パージ制御弁１５を開き、同様の診断を行うよう
にすれば良い。

【００５６】さらに、図１３に示した実施例のような構
成の場合には、図１５に示すように、エバポ通路開閉手
段２０及びパージ通路開閉手段４２を作動させることに
より、確実にエバポガスのみを流すことができ、フィー
ドバック係数の変化量が大きくなるため、診断をより容
易にすることも可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、エバポガスのパージを中断することなく、
広範な診断領域（燃料温度条件等制限）において高精度
にエバポシステムのリークを検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の全体構成を示す図面。

【図２】燃料タンク圧力の挙動と診断方法の例を示す図
面。

【図３】燃料タンク圧力の挙動と診断方法の例を示す図
面。

【図４】燃料温度等による判定閾値等の補正例を示す図
面。

【図５】大気圧による判定閾値等の補正例を示す図面。

【図６】診断方法のフローチャート。

【図７】本発明の他の実施例の構成を示す図面。

【図８】燃料タンク圧力の挙動と診断方法の例を示す図
面。

【図９】診断方法のフローチャート。

【図１０】下流側診断の実施例の構成を示す図面。

【図１１】診断方法のフローチャート。

【図１２】診断方法のフローチャート。

【図１３】実施例の構成を示す図面。

【図１４】開閉手段の動作を説明する図面。

【図１５】開閉手段の動作を説明する図面。

【符号の説明】

７…燃料タンク、１０…キャニスタ、１２…エバポ通
路、１３…パージ通路、１５…パージ制御弁、２０…エ
バポ通路開閉手段、２１…燃料タンク圧力検出手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクと、該燃料タンク内で発生し
   た蒸発燃料を吸着する吸着剤を収納したキャニスタと、
   該キャニスタと前記燃料タンクとを連通するエバポ通路
   と、前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を内燃機関へ導く
   ためのパージ通路と、を備えるとともに、前記エバポ通
   路上に、該エバポ通路の開閉を行うエバポ通路開閉手段
   と、前記燃料タンク内の圧力を検出する燃料タンク圧力
   検出手段と、を備えたことを特徴とするエバポシステム
   の診断装置。
2. 【請求項２】 前記エバポ通路開閉手段を閉じた後、前
   記燃料タンク圧力検出手段による検出圧力と周囲圧力と
   の差が所定値以上のとき、前記燃料タンク及び前記エバ
   ポ通路が正常と判定することを特徴とする請求項１記載
   のエバポシステムの診断装置。
3. 【請求項３】 前記エバポ通路開閉手段を閉じた後、前
   記燃料タンク圧力検出手段による検出圧力が所定値以上
   のとき前記エバポ通路開閉手段を開き、その後、前記キ
   ャニスタ、前記パージ通路のうち少なくとも一方の異常
   を判定することを特徴とする請求項１記載のエバポシス
   テムの診断装置。
4. 【請求項４】 前記エバポ通路開閉手段は、該エバポ通
   路開閉手段の前後の圧力差で開閉するチェックバルブで
   あることを特徴とする請求項１記載のエバポシステムの
   診断装置。
5. 【請求項５】 燃料タンクと、該燃料タンク内で発生し
   た蒸発燃料を吸着する吸着剤を収納したキャニスタと、
   該キャニスタと前記燃料タンクとを連通するエバポ通路
   と、前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を内燃機関へ導く
   ためのパージ通路と、を備えるとともに、前記パージ通
   路上に、該パージ通路を開閉してパージ流量を制御する
   パージ制御弁と、該パージ制御弁より上流側にあり前記
   パージ通路の開閉を行うパージ通路開閉手段と、を備え
   たことを特徴とするエバポシステムの診断装置。
6. 【請求項６】 前記パージ通路開閉手段より下流側のパ
   ージ通路内の圧力を検出するパージ通路圧力検出手段を
   備えたことを特徴とする請求項５記載のエバポシステム
   の診断装置。
7. 【請求項７】 前記パージ通路開閉手段を閉じている間
   の前記パージ制御弁を開閉したときの回転速度の差を検
   出するとともに、その差が所定値以上のとき異常と判定
   する回転速度差検出手段を設けたことを特徴とする請求
   項５記載のエバポシステムの診断装置。