JPH11311153A

JPH11311153A - 蒸発燃料処理装置の診断装置

Info

Publication number: JPH11311153A
Application number: JP10118058A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kawamura; 克彦川村; Akihiro Kono; 昭宏河野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3707520B2

Abstract

(57)【要約】【課題】減圧化に伴う空燃比の乱れの影響を大きく受
けないようにするとともに、スロッシングに伴う誤診断
を回避しつつ診断を終了させ易くする。【解決手段】減圧化／減圧保持手段４０では、車両の
走行中またはエンジンがアイドル運転されていないとき
にドレンカットバルブ３８を閉じた状態でパージコント
ロールバルブ３７の開度を調整することにより燃料タン
ク３１からパージコントロールバルブ３７までの流路の
圧力を目標値まで減圧化し、その後に車両が停止状態ま
たは停止に近い状態になったときパージコントロールバ
ルブ３７を完全に閉じて前記流路を減圧状態で保持す
る。この減圧保持状態での前記流路の圧力変化に応じて
リーク診断手段４１がリークを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は蒸発燃料処理装置
の診断装置、特にリークを診断するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの停車中に燃料タンク内で発生
した蒸発燃料をキャニスタ内の活性炭に吸着させてお
き、エンジン始動後の所定の運転条件でパージ通路を開
き、吸入負圧を利用して、キャニスタに入ってくる新気
で燃料粒子を、活性炭から脱離させてスロットルバルブ
下流の吸気管に導いて燃焼させるようにした蒸発燃料処
理装置がある。

【０００３】この場合、燃料タンクより吸気管までの流
路途中にリーク孔があいたり、パイプの接合部のシール
が不良になると、蒸発燃料が大気中に放出されてしまう
ので、リーク診断を行うものが提案されている(特開平5
-240117号公報参照)。前記流路を閉空間とし、かつその
閉空間を大気圧に対して相対的に圧力差のある状態とし
た後の圧力変化をみればリークの有無がわかることか
ら、このものでは、前記流路を閉空間とするためキャニ
スタの大気解放口にこの解放口を開閉するドレンカット
バルブを、また閉空間に閉じ込められた気体の圧力変化
をみるため前記流路に圧力センサをそれぞれ設け、スロ
ットルバルブ下流に発生する負圧を用いて前記流路を減
圧化することによりリーク診断を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、路面が平坦
でない道路（つまり悪路）の走行や急加速、急減速ある
いはレーンチェンジなどにより、燃料タンク内で燃料の
跳び跳ねや液面の揺動(これらの現象をスロッシングと
いう)が生じたときは、このスロッシングによって燃料
蒸気が急激に発生し、前記流路の圧力が上昇することか
ら、スロッシングが発生したときにまで負圧を用いての
リーク診断を行ったのでは、リークがあるとの誤判定が
生じることがあるので、上記の装置では、車速が０km/h
になってから前記流路の減圧化を開始している。

【０００５】しかしながら、車速が０km/hの状態（つま
り車両の停止状態）でエンジンがアイドル運転されてい
るとき、スロットルバルブ下流に発生する負圧を前記流
路に導くと、流路内に存在する蒸発燃料混じりの空気
（ベーパ）が吸気管に流れ込んで、空燃比が大きく乱さ
れ、これによってエンジンが不安定になりやすい。

【０００６】また、前記流路の減圧化を完了するために
は所定の時間が必要であり、かつ減圧状態を保持した状
態で圧力の変化をみるのにも所定の時間が必要となる。
つまり、両者を合わせた時間、車両が停止状態で継続し
てとどまっていなければ、リーク診断を行うことができ
ないので、車両の停止状態が短いと診断が終了しない。

【０００７】そこで本発明は、走行中やエンジンがアイ
ドル運転されていない状態で燃料タンクからパージコン
トロールバルブまでの流路の減圧化を完了しておくこと
により、減圧化に伴う空燃比の乱れの影響を大きく受け
ないようにし、その後の車両の停止状態または停止に近
い状態になったときただちに流路を減圧状態に保持して
圧力の戻り計測を行うことで、リーク診断を行うことに
より、スロッシングに伴う誤診断を回避しつつ診断を終
了させる機会を増やすことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図６に示
すように、燃料タンク３１上部のベーパをキャニスタ３
２に導く第１の通路３３と、前記キャニスタ３２とスロ
ットルバルブ３４下流の吸気管３５とを連通する第２の
通路３６と、この第２通路３６を開閉するパージコント
ロールバルブ３７と、前記キャニスタ３２の大気解放口
３２ａを開閉するドレンカットバルブ３８と、前記燃料
タンク３１から前記パージコントロールバルブ３７まで
の流路の圧力Ｐを検出する手段３９と、車両の走行中ま
たはエンジンがアイドル運転されていないときに前記ド
レンカットバルブ３８を閉じた状態で前記パージコント
ロールバルブ３７の開度を調整することにより前記流路
の圧力を目標値まで減圧化し、その後に車両が停止状態
または停止に近い状態になったとき前記パージコントロ
ールバルブ３７を完全に閉じて前記流路を減圧状態で保
持する手段４０と、この減圧保持状態での前記流路の圧
力変化に応じてリークを判定する手段４１とを備える。

【０００９】第２の発明では、第１の発明においてエン
ジンがアイドル運転されていないときが、エンジンの回転数が判定値を超えるとき、エンジンの負荷が判定値を超えるとき、吸入空気量が判定値を超えるときの少なくとも１つを
満たすときである。

【００１０】

【発明の効果】第１、第２の各発明では、走行中（また
はエンジンがアイドル運転されていないとき）に燃料タ
ンクからパージコントロールバルブまでの流路の減圧化
を完了しておき、その後に車両が停止状態（または停止
に近い状態）になったとき前記流路を減圧状態で保持
し、この減圧保持状態での前記流路の圧力の変化に応じ
てリークを判定する。このため、車両の停止状態では流
路圧力の変化の測定を行えばよいだけとなり、車両の停
止状態で流路の減圧化の完了まで行う必要がないので、
リーク診断が終了しやすくなる（診断を終了させる機会
が増える）。

【００１１】なお、車両停止状態で流路の圧力変化の測
定を行う点は、従来装置と同様であり、これによってス
ロッシングに伴う誤診断を回避することができる。

【００１２】また走行中は、通常、エンジンへの吸入空
気量が多いので、流路の減圧化のためベーパを吸気管に
導入しても空燃比の乱れは小さなものに収まる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１において、１は燃料タンク、
４はキャニスタで、燃料タンク１上部のベーパ(蒸発燃
料を含んだ空気)は、通路(第１通路)２を介してキャニ
スタ４に導かれ、燃料粒子だけがキャニスタ４内の活性
炭４ａに吸着され、残りの空気はキャニスタ４の鉛直下
部(図ではキャニスタ４の上部に示している)に設けた大
気解放口５より外部に放出される。

【００１４】３は燃料タンク側が大気圧より低くなると
開かれるメカニカルなバキュームカットバルブである。
なお、図２の流量特性で示したように燃料タンク１内で
の燃料蒸気の発生で燃料タンク側が所定圧(たとえば＋1
0mmHg)になったときにも開かれる。なお、図２において
は、大気圧を基準(つまり0mmHg)とし、大気圧より高い
場合の数値に「＋」を、大気圧より低い場合の数値に
「−」をつけている。

【００１５】キャニスタ４は、スロットルバルブ７下流
の吸気管８ともパージ通路(第２通路)６で連通され、こ
のパージ通路６にステップモータで駆動される常閉のパ
ージコントロールバルブ１１が設けられる。一定の条件
(たとえば暖機後の低負荷域)で、コントロールユニット
２１からの信号を受けてパージコントロールバルブ１１
が開かれると、スロットルバルブ下流に大きく発達する
吸入負圧によりキャニスタ４の大気解放口５から新気が
キャニスタ４内に導かれる。この新気で活性炭４ａから
燃料粒子が新気とともにパージ通路６を介して吸気管８
内に導入され、燃焼室で燃やされる。なお、負圧を用い
てのリーク診断(後述する)においては、パージコントロ
ールバルブ１１が可変オリフィスとして構成される。

【００１６】一方、キャニスタ４の大気解放口５に常開
のドレンカットバルブ１２が設けられる。このバルブ１
２は、後述するリーク診断時にパージコントロールバル
ブ１１とともに閉じて、パージカットバルブ９より燃料
タンク１までの流路を減圧化するために必要となるもの
である。

【００１７】また、キャニスタ４とパージコントロール
バルブ１１のあいだのパージ通路に圧力センサ１３が設
けられ、この圧力センサ１３はリーク診断時に閉空間と
された流路の圧力(大気圧を基準とする相対圧)に比例し
た電圧を図３に示したように出力する。圧力センサ１３
を設ける位置は燃料タンク１でもかまわない。

【００１８】上記のバキュームカットバルブ３には、こ
れと並列に常閉のバイパスバルブ１４が設けられる。こ
れは、キャニスタ４側の負圧を燃料タンク１側へ導入す
る際に、燃料タンク１とキャニスタ４を第１通路２を介
して連通させるためのものである。

【００１９】マイコンからなるコントロールユニット２
１では、上記の３つのバルブ(パージコントロールバル
ブ１１、ドレンカットバルブ１２、バイパスバルブ１
４)を開閉制御することで、燃料タンク１よりパージコ
ントロールバルブ１１までの流路にリーク孔があるかど
うかの診断をエンジンの運転中に行う。リーク診断の頻
度は、１回の運転で１回程度が目安である。

【００２０】この場合に、悪路走行や急加速、急減速あ
るいはレーンチェンジなどにより、燃料タンク内でスロ
ッシングが生じたときは、このスロッシングによって燃
料蒸気が急激に発生し、前記流路の圧力が上昇すること
から、スロッシングが発生したときにまで負圧を用いて
のリーク診断を行ったのでは、リークがあるとの誤判定
が生じることがあるので、車速が０km/hになってから前
記流路の減圧化を開始するものがある。

【００２１】しかしながら、車速が０km/hの状態（つま
り車両の停止状態）でエンジンがアイドル運転されてい
るとき、スロットルバルブ下流に発生する負圧を前記流
路に導くと、流路内に存在するベーパが吸気管８に流れ
込んで、空燃比が大きく乱され、これによってエンジン
が不安定となりやすい。

【００２２】また、前記流路の減圧化を完了するために
は所定の時間が必要であり、かつ減圧状態を保持した状
態で圧力の変化をみるのにも所定の時間が必要となる。
つまり、両者を合わせた時間、車両が停止状態で継続し
てとどまっていなければ、リーク診断を行うことができ
ないので、車両の停止状態が短いと診断が終了しない。

【００２３】これに対処するため本発明の実施の形態で
は、走行中やエンジンがアイドル運転されていない状態
で燃料タンクからパージコントロールバルブまでの流路
の減圧化を完了しておき、その後の車両の停止状態（ま
たは停止に近い状態）になったときただちに流路を減圧
状態に保持して圧力の戻り計測を行うことで、リーク診
断を行う。

【００２４】コントロールユニット２１で実行されるこ
の診断の手順を、図４を参照して説明する。

【００２５】〈１〉車両が走行に入った（車速が判定値
を超える）t0より所定時間遅れたt1のタイミングで、ド
レンカットバルブ１２を閉じ、バイパスバルブ１４を開
けるとともに、パージコントロールバルブ１１を開いて
燃料タンク１からパージコントロールバルブ１１までの
流路を減圧化する。その際、減圧化の目標値（後述する
第１目標値）を定めておき、流路圧力がこの目標値と一
致するようにパージコントロールバルブ開度をフィード
バック制御する。

【００２６】〈２〉その後に車両が停止状態になった
（車速が判定値以下となる）t4のタイミングで、パージ
コントロールバルブ１１を全閉にして燃料タンク１から
パージコントロールバルブ１１までの流路を減圧状態で
保持するとともに、そのときの流路圧力ＰをＰ０として
サンプリングする。

【００２７】〈３〉流路圧力ＰをＰ０としてサンプリン
グしたt4のタイミングからの経過時間が、圧力の戻りを
計測するのに必要な時間（図示の判定時間）と一致する
t5のタイミングで流路圧力ＰをＰ１（Ｐ１＞Ｐ０）とし
てサンプリングし、前記Ｐ０からの圧力変化分ΔＰ（＝
Ｐ１−Ｐ０）を計算する。

【００２８】ここで、燃料タンク１からパージコントロ
ールバルブ１１までの流路にリークがない場合とリーク
がある場合を比較すれば、リークがある場合のほうが、
圧力変化分ΔＰの値が大きくなる。

【００２９】したがって、圧力変化分ΔＰと判定値を比
較し、ΔＰが判定値未満であればリーク無しと、また、
ΔＰが判定値以上であればリーク有りと判定することが
できる。

【００３０】〈４〉ドレンカットバルブ１２を開き、バ
イパスバルブ１４を閉じてリーク診断を終了する。

【００３１】図５のフローチャートは、前述したリーク
診断の手順を具体的に実行させるためのものである。図
５は一定時間毎に実行する。

【００３２】ステップ１でリーク診断を終了しているか
どうかを診断経験フラグ（始動時に“０”に初期設定さ
れる）により確かめる。リーク診断を終了していなけれ
ば（診断経験フラグ＝０のとき）診断を開始するため、
ステップ２に進んでドレンカットバルブ１２を閉じ、バ
イパスバルブ１４を開く。

【００３３】ステップ３では、センサ２２（図１参照）
により検出される車速と判定値を比較する。ここで、判
定値は車両が停止状態（あるいは停止に近い状態）にあ
るのかそれとも走行しているのかを分ける値である。こ
れより車速が判定値を超えているとき（つまり走行中）
は、ステップ４〜７での流路の負圧化処理に進む。

【００３４】ステップ４ではタイマ値ＴＭを０にリセッ
トする。このタイマは、後述する判定時間を計測するた
めに必要となるものである。

【００３５】ステップ５、６、７は燃料タンク１からパ
ージコントロールバルブ１１までの流路の圧力が目標負
圧となるようにパージコントロールバルブ開度をフィー
ドバック制御する部分である。ステップ５の第１目標値
は目標負圧である。したがって、センサ１３により検出
される流路圧力Ｐが第１目標値（たとえば−23mmHg程
度）を超えている（つまり流路の減圧化が十分でない）
ときはステップ５よりステップ６に進んでパージコント
ロールバルブ開度を所定量だけ増し、流路圧力Ｐが第１
目標値以下（つまり流路の負圧化が進みすぎた）のとき
はステップ５よりステップ７に進んでパージコントロー
ルバルブ開度を所定量だけ減らす。

【００３６】これを図４で見ると、t1のタイミングより
パージコントロールバルブ開度が徐々に増してt2で全開
位置となり、これに合わせて流路圧力Ｐが徐々に低下し
てゆく。流路圧力Ｐが第１目標値と一致したt3のタイミ
ングよりは、パージコントロールバルブ開度が増加した
り減少したりすることで、流路圧力Ｐが第１目標値に維
持される。

【００３７】一方、その後に車速が低下して判定値以下
（つまり車両の停止状態）になると、ステップ３よりス
テップ８以降の圧力の戻り計測に進む。

【００３８】ステップ８ではパージコントロールバルブ
１１を全閉にすることで、燃料タンク１からパージコン
トロールバルブ１１までの流路を減圧状態に保持する。

【００３９】ステップ９ではタイマ値ＴＭと０を比較す
る。初めてステップ９に進んできたときは、ＴＭ＝０で
あるので、ステップ１０に進み、そのときの流路圧力Ｐ
をＰ０に移した後、ステップ１１で流路圧力Ｐと第２目
標値（たとえば−20mmHg程度）を比較する。ここで、第
２目標値は、圧力の戻り計測を行うのに必要となる減圧
値のうち最も大気圧側の限界値である。つまり、減圧に
より流路圧力を第１目標値に維持するのが基本である
が、第１目標値にまで減圧できなくても、第２目標値ま
で減圧できていれば、圧力の戻り計測は可能である。

【００４０】流路圧力Ｐが第２目標値より大きい（つま
り減圧が不十分である）ときはステップ１２に進むこと
なく今回の処理を終了する。これは、車速が判定値を超
えた時間が短かく流路圧力を第１目標値にまで減圧でき
なかった場合に対処するためである。図５のフローによ
れば、車速が判定値を超えたあとすぐに判定値以下にな
ったときもステップ８以降に進む。つまり、車速が判定
値を超えた時間が短かく流路圧力を第１目標値にまで減
圧できないまま、ステップ８以降に進んできた場合の流
路圧力は第２目標値より大きく（大気圧側に近く）、診
断が不可能である。そこで、この場合には診断を中止す
るため、圧力の戻り計測の処理から抜けさせるようにす
るのである。

【００４１】流路圧力が第２目標値より小さいときは十
分な減圧が行われている（診断可能）ので、ステップ１
２に進み、タイマ値ＴＭをインクリメントし、このタイ
マ値ＴＭと判定時間をステップ１３において比較する。
ここで、判定時間は圧力の戻りを計測するのに必要な時
間である。タイマ値ＴＭが判定時間以下のときはＴＭの
インクリメントを繰り返し、やがてＴＭが判定時間を超
えると、ステップ１４以降に進む。

【００４２】ステップ１４、１５では流路圧力ＰをＰ１
に移し、圧力変化分ΔＰ（＝Ｐ０−Ｐ１）を計算し、こ
の圧力変化分ΔＰと判定値をステップ１２において比較
する。

【００４３】ΔＰが判定値以上であればステップ１８に
進んでリーク有りと、またΔＰが判定値未満であるとき
はステップ１７に進んでリーク無しとそれぞれ判定す
る。

【００４４】ステップ１９、２０では、ドレンカットバ
ルブ１２を開き、バイパスバルブ１４を閉じ、診断経験
フラグ＝１とする。この診断経験フラグ＝１により、次
回からはステップ２以降に進むことがない。

【００４５】ここで、本発明の実施の形態の作用を説明
する。

【００４６】従来装置のように、車両の停止状態で、燃
料タンク１からパージコントロールバルブ１１までの流
路の減圧化を完了し、かつその後に圧力の戻り計測を行
って、リーク診断を行うのでは、車両の運転中に車両が
停止状態となる時間が短かった場合、リーク診断が終了
しない。

【００４７】これに対して、本発明の実施の形態では、
走行中に燃料タンク１からパージコントロールバルブ１
１までの流路の減圧化を完了しておき、その後に車両が
停止状態になるとただちに前記流路を減圧状態で保持し
圧力の戻り計測を行うことで、リーク診断を行うように
した。このため、車両の停止状態では圧力の戻り計測を
行えばよいだけとなり、車両停止状態で流路の減圧化の
完了まで行う必要がないので、圧力の戻り計測を行える
だけの時間、車両を停止させることができれば、リーク
診断が終了する。

【００４８】なお、車両停止状態で圧力の戻り計測を行
う点は、従来装置と同様であり、これによってスロッシ
ングに伴う誤診断を回避することができる。

【００４９】また走行中は、通常、エンジンへの吸入空
気量が多いので、流路の減圧化のためベーパを吸気管８
に導入しても空燃比の乱れは小さなものに収まる。

【００５０】実施の形態では、走行中に流路の減圧化を
完了する場合で説明したが、これに限られるものでな
く、エンジン回転数が判定値を超えるとき、エンジンの負荷が判定値を超えるとき、吸入空気量が判定値を超えるときのいずれか一つを満
たすとき流路の減圧化を完了させるようにしてもかまわ
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のシステム図。

【図２】バキュームカットバルブ３の流量特性図。

【図３】圧力センサ１３の出力特性図。

【図４】リーク診断時の圧力変化を示す波形図。

【図５】リーク診断を説明するためのフローチャート。

【図６】第１の発明のクレーム対応図。

【符号の説明】

１燃料タンク２通路（第１通路）４キャニスタ６パージ通路（第２通路）７吸気絞り弁８吸気管９パージカットバルブ１１パージコントロールバルブ１２ドレンカットバルブ１３圧力センサ２１コントロールユニット２２車速センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンク上部のベーパをキャニスタに導
く第１の通路と、前記キャニスタとスロットルバルブ下流の吸気管とを連
通する第２の通路と、この第２通路を開閉するパージコントロールバルブと、前記キャニスタの大気解放口を開閉するドレンカットバ
ルブと、前記燃料タンクから前記パージコントロールバルブまで
の流路の圧力を検出する手段と、車両の走行中またはエンジンがアイドル運転されていな
いときに前記ドレンカットバルブを閉じた状態で前記パ
ージコントロールバルブの開度を調整することにより前
記流路の圧力を目標値まで減圧化し、その後に車両が停
止状態または停止に近い状態になったとき前記パージコ
ントロールバルブを完全に閉じて前記流路を減圧状態で
保持する手段と、この減圧保持状態での前記流路の圧力変化に応じてリー
クを判定する手段とを備えることを特徴とする蒸発燃料
処理装置の診断装置。
【請求項２】エンジンがアイドル運転されていないとき
は、エンジンの回転数が判定値を超えるとき、エンジンの負荷が判定値を超えるとき、吸入空気量が判定値を超えるときの少なくとも１つを
満たすときであることを特徴とする請求項１に記載の蒸
発燃料処理装置の診断装置。