JPH0791330A - 蒸発燃料処理装置の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料タンクからキャニスタを経てパージ通路
に至る燃料成分流路系を所定圧力まで加圧し、加圧停止
後の圧力変化によって漏れを診断する。 【構成】 パージ通路３３の流出側にはパージ制御弁３
４が設けられ、キャニスタ３２の新気取入口３２Ｃには
ドレンカット弁３５が設けられている。また、パージ通
路３３は、加圧空気供給通路４１、第２の空気遮断弁４
４を介してエアポンプ４０に接続されている。エアポン
プ４０の加圧空気により、燃料タンク３０からキャニス
タ３２を経てパージ通路３３に至る燃料成分流路系３６
の圧力を所定の圧力まで加圧した後、各弁３４，３５，
４４を閉弁してこの加圧状態を保持し、加圧状態から大
気圧に向かうときの圧力変化を圧力センサ３７で検出す
ることにより、漏洩を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料タンクから蒸発し
た燃料を一時的に貯蔵し、所定の運転状況下で機関吸気
系に導入する蒸発燃料処理装置の漏洩状態を診断する故
障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の内燃機関には、燃料タ
ンクで発生した蒸発燃料をキャニスタによって一時的に
吸着し、所定の運転条件下でパージ制御弁を開弁するこ
とにより、キャニスタからのパージガスを機関吸気系に
導入する蒸発燃料処理装置が設けられている。すなわ
ち、機関停止後等に、燃料タンク内で発生した燃料蒸気
は蒸発燃料通路を介して活性炭等からなるキャニスタに
一時吸着される。そして、機関が所定の運転状態になる
と、パージ制御弁が開弁し、機関吸気系の負圧がキャニ
スタに作用して新気が吸い込まれる。これにより、吸着
された燃料成分が活性炭から離脱し、所謂パージガスと
なってパージ通路から機関吸気系に導入され、活性炭は
吸着可能状態に復活する。

【０００３】ところで、かかる蒸発燃料処理装置は、燃
料タンク内の燃料蒸気の流出を防止するためのものであ
るが、パージ通路を構成するチューブの抜け、接続部の
シール不良、ピンホール等が発生すると、本来キャニス
タに吸着されて機関吸気系に導入されるべき燃料成分が
外部に漏洩するため、十分にその機能を発揮できなくな
る。

【０００４】そこで、燃料蒸気の漏洩を未然に防止すべ
く、蒸発燃料処理装置の漏洩を自己診断する装置の開発
が要求されている。この診断装置としては、キャニスタ
の新気取入口を開閉するドレンカット弁と、燃料タンク
内からキャニスタを経てパージ通路に至る燃料成分流路
系の圧力を検出する圧力センサとを設け、機関の吸入負
圧を利用して前記燃料成分流路系を所定負圧まで減圧し
た後、ドレンカット弁及びパージ制御弁を閉弁して負圧
状態を維持し、この負圧状態から大気圧状態に向かうと
きの圧力変化に基づいて漏洩を診断するように構成した
ものが、例えばＣＡＲＢ（カリフォルニア州大気資源
局）等から提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た負圧状態から大気圧状態に向かうときの昇圧時の圧力
変化によって漏洩を判断する診断装置では、機関吸気系
の負圧を利用して燃料成分流路系内を所定負圧まで減圧
するため、機関へのパージガスの導入が可能な状態でな
ければ自己診断することができず、診断可能な機関の運
転状態が限定されてしまう。

【０００６】すなわち、例えばアイドリング時や冷間始
動時等には運転性の悪化を防止する見地からパージガス
を導入できないため、この場合は自己診断を行うことが
できない。また、機関が定常走行域の場合は、パージガ
スを導入しうるものの、燃料温度によっては多量のベー
パが発生し、このベーパによっても燃料成分流路系の圧
力が上昇するため、たとえピンホール等がなくても故障
と判定する可能性がある。従って、機関が一定時間定常
走行域にあり、かつ燃料温度が所定温度以下の場合等で
なければ、正確な自己診断を行えない可能性がある。

【０００７】さらに、一般に、燃料タンク等は、構造的
に負圧に弱いため、燃料成分流路系内を負圧にして診断
する場合は、燃料タンク等の耐負圧性を向上させなけれ
ばならず、コストが増大する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、燃料
タンクからキャニスタを経てパージ通路に至る燃料成分
流路系を所定圧力まで加圧し、加圧停止後の圧力変化に
基づいて漏洩を判別するようにした。すなわち、図１に
示す如く、本発明に係る蒸発燃料処理装置の故障診断装
置は、燃料タンク１内から蒸発燃料通路２を介して導か
れた蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタ３と、該キ
ャニスタ３から新気取入口３Ａを介して取り込まれた新
気と共に離脱したパージガスを機関吸気系４に導くパー
ジ通路５と、該パージ通路５の途中に設けられ、パージ
ガスを制御するパージ制御弁６とを備えた内燃機関の蒸
発処理装置において、前記キャニスタ３の新気取入口３
Ａを閉弁するドレンカット弁７と、前記燃料タンク１と
蒸発燃料通路２とキャニスタ３とパージ通路５を含んで
なる燃料成分流路系８の圧力を検出する圧力検出手段９
と、前記パージ制御弁６及びドレンカット弁７を閉弁し
た状態で前記燃料成分流路系８の圧力を所定圧力まで加
圧する加圧手段１０と、前記加圧手段１０により加圧さ
れた燃料成分流路系８の加圧停止後の圧力変化を前記圧
力検出手段９の検出信号によって求める圧力変化演算手
段１１と、前記圧力変化演算手段１１が求めた圧力変化
に基づいて前記燃料成分流路系８の漏洩を判別する判別
手段１２とから構成されている。

【０００９】

【作用】蒸発燃料処理装置の自己診断を行う場合は、ま
ず、加圧手段１０により燃料成分流路系８の圧力を所定
圧力まで加圧する。次に、圧力変化演算手段１１は、燃
料成分流路系８の加圧停止後の圧力変化を圧力検出手段
９によって検出する。燃料成分流路系８に漏洩が生じて
いない場合には圧力変化は小さい一方、漏洩がある場合
には圧力が低下し、圧力変化が増大する。従って、判別
手段１２は、この圧力変化に基づいて燃料成分流路系８
の漏洩を判別する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２，図３に基づ
いて詳細に説明する。

【００１１】まず、図２は本発明の実施例に係る故障診
断装置を備えた蒸発燃料処理装置の構成説明図であっ
て、内燃機関のシリンダ２１内にピストン２２によって
形成された燃焼室２３には、吸気通路２４及び排気通路
２５が接続されている。また、吸気通路２４にはエアフ
ローメータ２６、スロットルバルブ２７、燃料噴射弁２
８が設けられ、排気通路２５には触媒コンバータ２９が
設けられている。

【００１２】燃料タンク３０には給油口３０Ａが設けら
れ、この給油口３０Ａはフィラーキャップ３０Ｂにより
気密に施蓋されている。また、燃料タンク３０の上部に
は、蒸発燃料通路３１が接続され、この蒸発燃料通路３
１によって該燃料タンク３０はキャニスタ３２に接続さ
れている。

【００１３】キャニスタ３２は、蒸発燃料を一時的に吸
着する活性炭からなる吸着剤３２Ａと、新気中の塵埃を
除去するフィルタ３２Ｂ等から構成され、その底部には
大気に開放された新気取入口３２Ｃが設けられている。
また、キャニスタ３２のパージガス出口はパージ通路３
３を介して吸気通路２４のスロットルバルブ２７下流側
に接続され、このパージ通路３３の途中には電磁弁から
なるパージ制御弁３４が設けられている。このパージ制
御弁３４は、後述するコントロールユニット４５からの
制御信号によって例えばデューテイ制御されるもので、
機関の運転状態に応じてパージガスの導入量を可変に調
節する。

【００１４】キャニスタ３２の新気取入口３２Ｃには電
磁弁からなるドレンカット弁３５が設けられている。こ
のドレンカット弁３５は、コントロールユニット４５か
らの制御信号により作動するもので、自己診断時にはパ
ージ制御弁３４及び後述の第２の空気遮断弁４４と共に
閉弁することにより、燃料タンク３０と蒸発燃料通路３
１とキャニスタ３２とパージ制御弁３４の上流側のパー
ジ通路３３を含んでなる燃料成分流路系３６を密閉状態
に保持するものである。

【００１５】圧力検出手段としての圧力センサ３７は、
燃料タンク３０の上部に設けられている。この圧力セン
サ３７は、自己診断時に、燃料タンク３０内の圧力を燃
料成分流路系３６の圧力Ｐとして検出し、これをコント
ロールユニット４５に出力するものである。

【００１６】加圧手段としての空気供給機構３８は、本
実施例では二次空気供給機構を兼ねたものとなってい
る。すなわち、排気通路２５の触媒コンバータ２９上流
側と図示しないエアフィルタとの間を接続する二次空気
供給通路３９と、該二次空気供給通路３９の途中に設け
られたエアポンプ４０と、二次空気供給通路３９のエア
ポンプ４０吐出側から分岐し、キャニスタ３２とパージ
制御弁３４との間でパージ通路３３の途中に接続された
加圧空気供給通路４１とから構成されている。また、二
次空気供給通路３９の途中には第１の空気遮断弁４２と
チェック弁４３とが設けられ、加圧空気供給通路４１の
途中には第２の空気遮断弁４４が設けられている。この
第１の空気遮断弁４２は、自己診断時の加圧用空気が排
気通路２５内に流入するのを防止するためのものであ
り、また、第２の空気遮断弁４４は、触媒コンバータ２
９へ供給される二次空気がパージ通路３３内に流入する
のを防止するものである。

【００１７】内燃機関を電気的に集中制御するコントロ
ールユニット４５は、マイクロコンピュータシステムと
して構成されている。このコントロールユニット４５
は、パージ制御弁３４、ドレンカット弁３５、エアポン
プ４０等を駆動する駆動回路を備え、クランク角セン
サ、スロットルセンサ、水温センサ、酸素センサ（いず
れも図示せず）等が接続されている。また、コントロー
ルユニット４５の出力側には運転者に視認される警報ラ
ンプ４６が接続されている。

【００１８】次に、本実施例の構成による作動につい
て、図３に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明
する。

【００１９】まず、ステップ１では、パージ制御弁３４
とドレンカット弁３５に制御信号を出力し、これら各弁
３４，３５を閉弁させる。次に、ステップ２では、第２
の空気遮断弁４４を開弁すると共にエアポンプ４０を作
動させ、加圧用の空気を加圧空気供給通路４１を介して
パージ通路３３に送り込む。なお、本自己診断を、二次
空気を必要とする条件下で行う場合には、第１の空気遮
断弁４２は開弁させておく。

【００２０】前記ステップ２で、エアポンプ４０の加圧
用空気がパージ通路３３内に流入する結果、燃料成分流
路系３６の圧力は、大気圧近傍から徐々に上昇してい
く。そこで、ステップ３では、燃料成分流路系３６の圧
力Ｐを圧力センサ３７によって読込み、ステップ４で
は、この流路圧力Ｐが予めコントロールユニット４５に
記憶された所定の圧力Ｐ_Sに達したか否かを判定する。
ここで、この所定の圧力Ｐ_Sは、パージ通路３３や燃料
タンク３０等の耐圧、エアポンプ４０の吐出圧力、通常
のベーパによる圧力上昇分、自己診断時間等を総合的に
考慮して、大気圧以上の所定値に設定されるものであ
る。

【００２１】燃料成分流路系３６の圧力Ｐが所定の圧力
Ｐ_Sに達した場合は、ステップ５に移り、このステップ
５では、第２の空気遮断弁４４を閉弁すると共にエアポ
ンプ４０の作動を停止させる。この第２の空気遮断弁４
４が閉弁することによって、燃料タンク３０、蒸発燃料
通路３１、キャニスタ３２、パージ通路３３のパージ制
御弁３４上流側、加圧空気供給通路４１の第２の空気遮
断弁４４下流側を含む燃料成分流路系３６は密閉状態と
なり、所定の圧力Ｐ_Sが保持される。

【００２２】燃料成分流路系３６中にピンホールやシー
ル不良等が発生している場合には、燃料成分流路系３６
の圧力Ｐは、流路内外の圧力差及びリーク面積等に応じ
て徐々に低下していく。そこで、ステップ６では、圧力
センサ３７の出力信号を読込み、流路圧力Ｐが大気圧状
態に向けて単位時間あたりに低下する変化割合、すなわ
ち、圧力低下速度Ｖ_Pを演算して求める。

【００２３】そして、ステップ７では、この圧力低下速
度Ｖ_Pが予め記憶された基準低下速度Ｖ_PSを上回ってい
るか否かを判定する。このステップ７で「ＹＥＳ」と判
定したときは、圧力低下速度Ｖ_Pが基準低下速度Ｖ_PSを
上回り、燃料成分流路系３６中に漏洩が発生している場
合であるから、ステップ８に移って、故障状態であると
診断し、警報ランプ４６を点灯させて運転者に注意を促
す等の処理を行う。一方、このステップ７で「ＮＯ」と
判定したときは、圧力低下速度Ｖ_Pが小さく、許容され
る自然な漏洩のみの場合であるから、ステップ９に移っ
て正常状態であると診断し、プログラムを終了する。

【００２４】このように、本実施例によれば、燃料タン
ク３０、蒸発燃料通路３１、キャニスタ３２、パージ通
路３３を含む燃料成分流路系３６を、空気供給機構３８
のエアポンプ４０によって所定の圧力Ｐ_Sまで加圧し、
この加圧状態から大気圧状態に向けて徐々に低下する圧
力低下速度Ｖ_Pを圧力センサ３７の出力信号により求
め、この圧力低下速度Ｖ_Pが所定の基準低下速度Ｖ_PSを
上回れば故障状態と診断し、下回れば正常状態と診断す
る構成としたため、機関の運転状態に左右されずに、蒸
発燃料処理装置の漏洩を診断することができ、診断可能
領域を広げて、燃料蒸気の漏洩を未然に防止することが
できる。

【００２５】すなわち、本実施例では、燃料成分流路系
３６を大気圧以上の正圧たる所定圧力Ｐ_Sまで加圧して
診断する構成であるから、自己診断とパージガスの導入
とを切り離すことができる。この結果、従来技術で述べ
た如く、吸気通路２４内の負圧を利用するものと異なっ
て、パージガスの導入可能領域でなくとも自己診断が可
能であり、パージガス流量及び吸入負圧の変動による影
響を受けることなく、正確な自己診断を行うことができ
る。また、所定の圧力Ｐ_Sを、定常走行域で生じるベー
パの圧力変動以上に設定することが可能であるため、ベ
ーパの発生状態に影響されることなく、漏洩診断の信頼
性を向上することができる。

【００２６】さらに、機関の運転状態の影響を殆ど受け
ない独立した空気供給機構３８によって加圧するため、
加圧時間がほぼ一定となり、自己診断時間を安定化させ
て、より一層、診断可能領域を広げることができる。す
なわち、本実施例によれば、アイドリング時等のパージ
ガスの導入ができない領域であっても診断できるが、定
常走行時等のパージガス導入領域であっても勿論診断で
きる。ここで、このパージガス導入領域においては、ま
ず、機関にパージガスを導入しなければならず、診断時
間に多くをさけないが、本実施例の構成では、短時間で
確実に診断することができる。

【００２７】また、燃料タンク３０等は加圧状態に対す
る強度が比較的高いため、特に、耐圧性の向上を図る必
要がなく、コストの増大を招来せずに、容易に装置の信
頼性を大幅に高めることができる。

【００２８】さらに、本実施例では、燃料成分流路系３
６を加圧する手段として、二次空気用に設けられた空気
供給機構３８を有効利用しているため、コスト増大を防
止できる。

【００２９】なお、前記実施例では、圧力検出手段とし
ての圧力センサ３７を燃料タンク３０の上部に設ける場
合を例示したが、蒸発燃料通路３１やパージ通路３３の
途中に設けてもよく、キャニスタ３２内に組み込んでも
よい。

【００３０】また、前記実施例では、加圧手段として二
次空気供給用のエアポンプ４０を利用するものとして述
べたが、これに限らず、例えば空気タンク等の他の加圧
用エア源を用いてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る蒸発燃
料処理装置の故障診断装置によれば、燃料タンクからキ
ャニスタを経てパージ通路に至る燃料成分流路系を所定
の圧力まで加圧し、この加圧停止後の圧力変化に基づい
て漏洩を判別する構成としたから、故障診断とパージガ
スの導入とを切り離すことができ、機関の運転状態やベ
ーパの発生量に影響されずに、漏洩の自己診断を行うこ
とができ、診断可能な運転領域を広げて、未然に燃料蒸
気の漏洩を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る故障診断装置の構成を示すクレー
ム対応図。

【図２】本発明の実施例による故障診断装置の構成説明
図。

【図３】故障診断処理を示す流れ図。

【符号の説明】

２４…吸気通路 ３０…燃料タンク ３１…蒸発燃料通路 ３２…キャニスタ ３３…パージ通路 ３４…パージ制御弁 ３５…ドレンカット弁 ３６…燃料成分流路系 ３７…圧力センサ ３８…空気供給機構 ４５…コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内から蒸発燃料通路を介して
   導かれた蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタと、該
   キャニスタから新気取入口を介して取り込まれた新気と
   共に離脱したパージガスを機関吸気系に導くパージ通路
   と、該パージ通路の途中に設けられ、パージガスを制御
   するパージ制御弁とを備えた内燃機関の蒸発処理装置に
   おいて、 前記キャニスタの新気取入口を閉弁するドレンカット弁
   と、 前記燃料タンクと蒸発燃料通路とキャニスタとパージ通
   路を含んでなる燃料成分流路系の圧力を検出する圧力検
   出手段と、 前記パージ制御弁及びドレンカット弁を閉弁した状態で
   前記燃料成分流路系の圧力を所定圧力まで加圧する加圧
   手段と、 前記加圧手段により加圧された燃料成分流路系の加圧停
   止後の圧力変化を前記圧力検出手段の検出信号によって
   求める圧力変化演算手段と、 前記圧力変化演算手段が求めた圧力変化に基づいて前記
   燃料成分流路系の漏洩を判別する判別手段と、 から構成してなる蒸発燃料処理装置の故障診断装置。