JPWO2005001273A1 - エバポリーク診断装置及び方法及び内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系の圧力を圧力検出手段によって検出し、エバポパージ系を遮断手段によって大気より遮断し、遮断手段によってエバポパージ系を大気より遮断した状態でポンプを駆動して加圧もしくは減圧し、圧力検出手段により検出される圧力が所定圧に達した時点でポンプを停止し、ポンプの駆動時間と、ポンプ停止後の圧力変化値に基づいてリーク判定を行う。

Description

本発明は、ガソリンエンジン等による自動車等の車両の燃料タンク内で発生した燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断装置及びエバポリーク診断方法及び内燃機関の制御装置に関する。

自動車等の車両の燃料タンクのエバポパージ系からのリークを検出する従来技術として、エバポパージ系を負圧にした時の圧力変化を用いてリークを判定する手段（負圧方式）がよく知られている（例えば、日本国特許庁特許公報第２７４１６９８号、日本国特許庁公開特許公報：特開平７−１８９８２５）。
しかし、負圧方式は、市場における診断頻度が十分確保されていない。その一因として高負荷運転時における負圧不足がある。この対応に関連しては、キャニスタと吸気管を結ぶパージラインにポンプを設置して、前記ポンプにより負圧を発生させて診断する方法が開示されている（例えば、日本国特許庁公開特許公報：特開２００２−１３８９１０号公報、特開２００２−３４９３６４号公報参照）。
しかし、市場での診断頻度を増やすためには、エバポ発生による誤診断防止対策、特に走行時の燃料液面揺れ（スロッシュ）による誤診断対策が重要であり、上記従来技術は、それらに関する解決方法を与えていない。
燃料タンクのエバポパージ系の従来例を、図２３を参照して説明する。
燃料タンク５００は、ガソリン等の液体炭化水素系の燃料を貯容する。燃料タンク５００には液面センサ５０１が装着されている。液面センサ５０１は、燃料の液面レベルを電気信号に変換し、その信号はコントロールユニット５０３に入力される。燃料タンク５００には、その内部の圧力を測定する圧力センサ５０２が装着されている。圧力センサ５０２は、燃料タンク５００内の気相部の圧力とタンク外部（大気圧）との相対圧力差を電気信号に変換し、その電気信号をコントロールユニット５０３に与える。
エバポパージ系は、燃料蒸気を吸着保持する吸着剤を収容したキャニスタ５０４を有する。燃料タンク５００の気相部とキャニスタ５０４とは連通管５０５により連通接続されている。燃料タンク５００内の燃料が揮発することにより生じるエバポはキャニスタ５０４で吸着保持され、キャニスタ５０４はエバポが大気に放出することを防ぐ。
キャニスタ５０４にはドレイン制御弁５０５が装着されている。ドレイン制御弁５０５は、コントロールユニット５０３からの電気信号により、開弁、閉弁の状態を取ることができる。
したがって、車両の運転を停止しているときに、ドレイン制御弁５０５を開とすれば、燃料タンク５００で揮発した燃料蒸気はキャニスタ５０４内に導入され、キャニスタ５０４に吸着される。
キャニスタ５０４は、途中にパージ制御弁５０６を有する連通管５０７によって内燃機関５０８の吸気管５０９と連通接続されている。パージ制御弁５０６は、コントロールユニット５０３により電気信号で駆動され、その開弁開度を制御することができる。
内燃機関５０８は、低負荷から中負荷で運転域では吸気管５０９に負圧を発生している。したがって、かかる状態のとき、パージ制御弁５０６を所定開口面積開弁し、かつドレイン制御弁５０５を開とすれば、外気がキャニスタ５０４内に導入され、吸着していたエバポを脱離して吸気管５０９に導かれる。導かれた外気とエバポは、内燃機関５０８で、通常の吸入空気、供給燃料とともに燃焼される。
従来の負圧方式による漏れ検出手順を、図２４を参照して説明をする。図２４はエバポリーク診断におけるドレイン制御弁５０５とパージ制御弁５０６の動作および圧力センサ５０２により検出されるタンク圧力を示すタイムチャートの一例である。
まず、時点Ａから時点Ｂにかけてドレイン制御弁５０５を閉じ、パージ制御弁５０６を開くことで、内燃機関５０８の吸気管５０９に発生している負圧により燃料タンク５００の圧力を減圧する。そして、所定負圧までタンク圧が達したとき（時点Ｂ）に、パージ制御弁５０６を閉め、エバポパージ系を密閉状態にする。この後、時点Ｃに達するまでのタンク圧力上昇の傾きが大きければ、リークありと判定し、さらに傾きの大きさによりリーク穴の径とする。
しかし、従来の負圧方式では、スロッシュが発生すると、エバポ圧の影響で、リークが無いときでも、リーク有りと誤診断する虞れがあった。このため従来の負圧方式では、スロッシュを検出して診断を禁止あるいはマスクする必要があり、市場での診断頻度を十分に確保することが困難であった。
本発明は、このような事情を鑑みなされたもので、その目的は、スロッシュの影響を受けずに診断可能なエバポリーク診断装置を提供し、市場における診断精度および診断頻度の向上を実現することにある。またエバポリーク診断装置の情報を有効に利用して燃料タンク内の燃料性状を判別し、機関始動時における安定性と排気向上を実現することにある。

この発明は、燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断装置であって、前記エバポパージ系の圧力を検出する圧力検出手段と、前記エバポパージ系を大気より遮断する遮断手段と、前記エバポパージ系を加圧もしくは減圧するポンプと、前記遮断手段によって前記エバポパージ系を大気より遮断した状態で前記ポンプを駆動し、前記圧力検出手段により検出される圧力が所定圧に達した時点で前記ポンプを停止し、前記ポンプの駆動時間と、ポンプ停止後の圧力変化値に基づいてリーク判定を行うリーク判定手段とを有するエバポリーク診断装置を提供することができる。
この場合、前記リーク判定手段は、前記ポンプの駆動時間がポンプ駆動時間の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の圧力変化値が圧力変化値の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行うことができる。
そして、前記リーク判定手段は、前記ポンプ駆動時間の判定しきい値と前記圧力変化値の判定しきい値を、リーク判定時の前記燃料タンクの燃料残量に応じて設定することができる。
また、この発明は、燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断装置であって、前記エバポパージ系の圧力を検出する圧力検出手段と、前記エバポパージ系と大気を遮断する遮断手段と、
前記エバポパージ系を加圧もしくは減圧するポンプと、前記遮断手段によって前記エバポパージ系を大気より遮断した状態で前記ポンプを所定時間駆動し、前記圧力検出手段により検出されるポンプ駆動中の圧力変化量と、ポンプ停止後の所定時間における圧力変化量とに基づいてリーク判定を行うリーク判定手段とを有するエバポリーク診断装置を提供することができる。
この場合、前記リーク判定手段は、前記ポンプ駆動中の圧力変化量がポンプ駆動中圧力変化量の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の所定時間における圧力変化量圧力変化値がポンプ停止後圧力変化量の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行うことができる。
そして、リーク判定手段は、ポンプ駆動時間をリーク判定時の前記燃料タンクの燃料残量に応じて設定し、また、前記キャニスタに吸着されるエバポのチャージ量を推定し、チャージ推定量に応じてポンプ駆動時間を補正設定し、また、前記燃料タンクにおけるエバポ発生量を推定し、エバポ発生推定量に応じてポンプ駆動時間を補正設定することができる。
エバポのチャージ量は燃料タンクの温度履歴に基づいて推定することができる。
これらの発明によるエバポリーク診断装置では、前記リーク判定手段は、内燃機関が停止中である時に、リーク判定を実行する。
また、これらの発明によるエバポリーク診断装置では、前記リーク判定手段は、内燃機関停止中に前記遮断手段によりエバポパージ系を閉じ、前記ポンプを駆動せずに測定した圧力変化が所定値以上の場合にリーク判定を禁止する。また、前記リーク判定手段は、前記キャニスタに吸着されるエバポのチャージ量を推定し、チャージ推定量が所定値以上である場合には、ポンプ駆動を行わず、リーク判定を禁止する。
この発明は、燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断方法であって、前記エバポパージ系の圧力を圧力検出手段によって検出し、前記エバポパージ系を遮断手段によって大気より遮断し、前記遮断手段によって前記エバポパージ系を大気より遮断した状態でポンプを駆動して加圧もしくは減圧し、前記圧力検出手段により検出される圧力が所定圧に達した時点で前記ポンプを停止し、前記ポンプの駆動時間と、ポンプ停止後の圧力変化値に基づいてリーク判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断方法をを提供することができる。
この場合、前記ポンプの駆動時間がポンプ駆動時間の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の圧力変化値が圧力変化値の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行う。
また、この発明は、燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断方法であって、前記エバポパージ系の圧力を圧力検出手段によって検出し、前記エバポパージ系を遮断手段によって大気より遮断した状態でポンプを所定時間駆動して前記エバポパージ系を加圧もしくは減圧し、前記圧力検出手段により検出されるポンプ駆動中の圧力変化量と、ポンプ停止後の所定時間における圧力変化量とに基づいてリーク判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断方法を提供することができる。
この場合、前記ポンプ駆動中の圧力変化量がポンプ駆動中圧力変化量の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の所定時間における圧力変化量圧力変化値がポンプ停止後圧力変化量の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行う。
これらの発明によるエバポリーク診断方法では、内燃機関が停止中である時に、リーク判定を実行する。
また、この発明は、燃料性状に基づいて機関始動時の燃料噴射量を調整する内燃機関の制御装置であって、燃料タンクとキャニスタと吸気管を結ぶ連通管からなるエバポパージ系の圧力を検出する圧力検出手段と、前記エバポパージ系と大気を遮断する遮断手段と、前記エバポパージ系を減圧するポンプとを備え、前記エバポパージ系を閉じて前記ポンプを駆動させた時の圧力変化の大きさに基づいて燃料性状を判定し、機関始動時の燃料噴射量を調整することを特徴とする内燃機関の制御装置を提供することができる。
燃料性状判定は、車両停止直後等の燃料タンク温度が高いときに実施すればよい。
そして、ポンプ駆動時の圧力変化が重質ガソリンを基準とした所定値以上、あるいは所定圧力に到達するまでのポンプ駆動時間が重質ガソリンを基準とした所定値以内である場合に燃料タンク内の燃料を軽質と判定し、始動時の燃料噴射量を重質よりも少なく設定することができる。
従って、この発明によれば、診断時間の短縮により、エバポの車外放出防止、タンクの劣化防止、バッテリー上がりの防止等の効果がある。また、ポンプ駆動中および停止中の圧力変化に基づいて診断することにより、エバポによる誤診断防止、キャニスタ圧損増加時の誤診断防止、ポンプ劣化時の誤診断防止等の効果もある。さらに燃料性状判定により安定した始動性能を確保しつつ、排気の低減効果も期待できる。また、エバポリーク診断装置の情報を有効に利用して燃料タンクの燃料性状を判別し、機関始動時における安定性と排気向上を図ることができる。

図１は本発明を適用する車両用の内燃機関の制御システムの全体構成図、図２は本発明を適用するエバポパージ系の構成図、図３はエバポリーク診断の一例を示すタイムチャート、図４は本発明によるエバポリーク診断の一つの実施形態を示すタイムチャート、図５（ａ）、（ｂ）は本発明の一つの実施形態における診断しきい値特性を示すグラフ、図６は本発明の一つの実施形態でリークが無い場合におけるエバポの影響を示すタイムチャート、図７は本発明の一つの実施形態でリークが無い場合におけるキャニスタチャージ量の影響を示すタイムチャート、図８は本発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を示すタイムチャート、図９は本発明の他の実施形態を実施するエバポパージ系の他の構成を示す構成図、図１０はこの発明によるエバポリーク診断の一つの実施形態を実現するプログラムの処理フローを示すフローチャート、図１１は本発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を示すタイムチャート、図１２は本発明による他の実施形態におけるポンプ駆動時間と燃料残量との関係を示すグラフ、図１３（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態におけるポンプ駆動時間の補正係数特性を示すグラフ、図１４は本発明におけるエバポ発生量推定の一つの実施形態を示すタイムチャート、図１５（ａ）〜（ｃ）はタンク温度履歴と診断開始タイミングとの関係を示すタイムチャート、図１６（ａ）、（ｂ）は本発明における他の実施形態における診断しきい値特性を示すグラフ、図１７は本発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を示すタイムチャート、図１８はこの発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を実現するプログラムの処理フローを示すフローチャート、図１９は本発明によるエバポリーク診断を適用されるエバポパージ系のキャニスタドレイン切換部の詳細構成を示す構成図、図２０はポンプ機能の診断シーケンスのタイムチャート、図２１（ａ）、（ｂ）はプルダウン診断中のタンク圧力の圧力変化を模式的に表したタイムチャート、図２２は内燃機関の制御装置の制御ルーチンの一つの実施形態を示すフローチャート、図２３は負圧式のエバポリーク診断を行う従来のエバポパージ系の構成図、図２４は従来の負圧式エバポリーク診断のタイムチャートである。

この発明に係る好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
まず、本発明を適用する車両用の内燃機関システムの一例を、図１を参照して説明する。
筒内噴射内燃機関（エンジン）１０７は、シリンダボディ１０７ｂに複数個の燃焼室１０７ｃ（図１では、その一つが示されている）と、各燃焼室１０７ｃ毎に燃料噴射を行うインジェクタ１１２を有する。
内燃機関１０７の燃焼室１０７ｃに導入される吸入空気は、エアクリーナ１０２の入口部１０２ａから取り入れられ、内燃機関１０７の運転状態計測手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）１０３を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁１０５ａを収容したスロットルボディ１０５を通ってコレクタ１０６に入り、内燃機関１０７の各燃焼室１０７ｃに接続された各吸気管１０１に分配された後、各燃焼室１０７ｃに導かれる。
エアフロセンサ１０３は、吸気流量を表す信号を内燃機関制御装置であるコントロールユニット１１５に出力する。スロットルボディ１０５には、電制スロットル弁１０５ａの開度を検出する内燃機関の運転状態計測手段の一つであるスロットルセンサ１０４が取り付けられており、その信号もコントロールユニット１１５に出力される。
ガソリン等の液状の燃料は、燃料タンク１０８から燃料ポンプ１０９により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ１１０により一定の圧力に調圧され、その後、高圧燃料ポンプ１１１によってより高い圧力に二次加圧されてコモンレール（図示省略）へ圧送され、インジェクタ１１２から燃焼室１０７ｃに噴射される。
燃焼室１０７ｃに噴射された燃料は、点火コイル１１３で高電圧化された電圧を印加されて火花放電する点火プラグ１１４によって着火（点火）される。
排気弁１００ａのカムシャフト１００に取り付けられたカム角センサ１１６は、カムシャフト１００の位相検出信号をコントロールユニット１１５に出力する。ここで、カム角センサ１１６は、吸気弁１２２ａ側のカムシャフト１２２の取り付けてもよい。また、内燃機関のクランクシャフトの回転と位相を検出するためにクランク角センサ１１７をクランクシャフト軸１２５上に設け、その出力をコントロールユニット１１５に入力する。
内燃機関１０７のシリンダボディ１０７ｂには水温センサ１２３が取り付けられている。水温センサ１２３は、内燃機関１０７の冷却水温度を検出し、その検出信号をコントロールユニット１１５に出力する。
排気管１１９中の触媒１２０の上流に設けられた空燃比センサ１１８は、排気ガス中の酸素を検出し、その検出信号をコントロールユニット１１５に出力する。
なお、ここでは、筒内噴射内燃機関について説明したが、本発明はこれに限らずインジェクタ１１２を吸気ポートに取り付けたポート噴射内燃機関についても適用できるし、点火プラグ１１４を持た無いディーゼル機関についても同様適用できる。
つぎに、本発明を適用する内燃機関の燃料供給装置のエバポパージ系の一つの実施形態を、図２を参照して説明する。
内燃機関１０７の燃料タンク１０８は、ガソリン等の液体炭化水素系の燃料を貯容する。燃料タンク１０８には、フロート１３２などを用いて液面のレベルを測定し、もって燃料の残量を検出する装置である液面センサ１３１が装着されている。
液面センサ１３１は、燃料の液面レベルを電気信号に変換し、その信号はコントロールユニット１１５に入力される。
燃料タンク１０８の上部には、その内部の圧力を測定する圧力センサ１３３が装着されている。圧力センサ１３３は、燃料タンク１０８内の気相部の圧力とタンク外部（大気圧）との相対圧力差を電気信号に変換し、その電気信号をコントロールユニット１１５に与える。
また、燃料タンク１０８の上部には、タンク内気相部の温度（タンク温度）を検出するタンク温度センサ１５３が取り付けられている。タンク温度センサ１５３は、燃料タンク１０８内の気相部の温度を電気信号に変換し、その電気信号をコントロールユニット１１５に与える。
エバポパージ系は、活性炭等、燃料蒸気を吸着保持する吸着剤を収容したキャニスタ１４０を有する。燃料タンク１０８の気相部（上部）とキャニスタ１４０とは連通管１４１により連通接続されている。燃料タンク１０８の燃料が揮発することにより燃料タンク１０８内に生じる生じる燃料蒸気（エバポ）は、連通管１４１によってキャニスタ１４０に導かれ、キャニスタ１４０で吸着保持される。
キャニスタ１４０は、途中に電動式のパージ制御弁１５１を有する連通管１５０によって内燃機関１０７の吸気管１０１と連通接続されている。パージ制御弁１５１は、コントロールユニット１１５により電気信号で駆動され、その開弁開度を制御することができる。
キャニスタ１４０は、ドレインポート１４２に電磁駆動式のドレイン通路切換弁１４３を有する。ドレイン通路切換弁１４３は、ドレインポート１４２をエアフィルタ１４４を有する大気ポート１４５と、電動式のエアポンプ１４６のいずれか一方に選択的に切り換える。エアポンプ１４６の大気ポート１４７にはエアフィルタ１４８が取り付けられている。
ドレイン通路切換弁１４３は、通常時、つまり、エバポリーク診断時以外は、ドレインポート１４２を大気ポート１４５に接続し、ドレインポート１４２を大気開放する。従って、車両の運転を停止しているときに、ドレイン通路切換弁１４３ドレインポート１４２が大気開放され、パージ制御弁１５１が閉弁していることにより、燃料タンク１０８から揮発する燃料は、キャニスタ１４０内に導入され、キャニスタ１４０に吸着され、大気中に放出されることを防止する。
内燃機関１０７は、低負荷から中負荷で運転域では吸気管１０１に負圧を発生している。したがって、かかる状態のとき、パージ制御弁１５１を所定開口面積開弁し、かつドレイン通路切換弁１４３を大気ポート１４５に接続すれば、大気ポート１４５より外気が、キャニスタ１４０内に導入され、キャニスタ１４０に吸着していたエバポを脱離して吸気管１０１に導かれる。導かれた外気とエバポは、内燃機関１０７で、通常の吸入空気、供給燃料とともに燃焼される。
ここで、キャニスタ１４０から供給される外気およびエバポは、その量を管理しないと、内燃機関１０７に対する供給空燃比に想定外の影響を与えるため、パージ制御弁１５１の開度を、内燃機関１０７の運転状態によって全閉状態も含めて調整し、内燃機関１０７の供給空燃比に与える影響を小さくするようにしている。
また、内燃機関１０７の運転中に蒸発した燃料も、キャニスタ１４０を介して外気と同様に、内燃機関１０７内へと吸引されるため、同じく外気に放出されることはない。
かかる動作から理解されるように、以上説明した機構は、エバポを大気に放出しないように作用するが、例えば、燃料タンク１０８や連通管１４１等に大気と連通する漏れ（リーク）が発生してしまった場合には、その機能を果たさなくなる場合がある。このため、この障害発生をいち早く検知するために、エバポリーク診断が必要になる。
ドレイン通路切換弁１４３がエバポリーク診断時に、キャニスタ１４０のドレインポート１４２をエアポンプ１４６に接続すると、エアポンプ１４６は、大気ポート１４７よりの空気排出あるいは空気吸入によって燃料タンク１０８内や連通管１４１およびキャニスタ１０４を含むエバポパージ系を、負圧（減圧）あるいは加圧することができる。
なお、ポンプ停止中は、エアポンプ１４６からエアフィルタ１４８への空気漏れがない構造とする。これは、エアポンプ１４６自身の内部構造によって、あるいは、大気ポート１４７に、逆止弁による逆流防止弁１５５を設けたり、図示されていない電磁遮断弁を設けることにより実現できる。
このような構造により、ドレイン通路切換弁１４３をエアポンプ１４６側に切り換え、エアポンプ１４６を稼働させ、その後にエアポンプ１４６の運転を停止させることにより、燃料タンク１０８を含むエバポパージ系を大気から遮断でき、この結果、リークがなければ、エバポパージ系は、その後、大気圧よりも高圧もしくは低圧状態に保つことができる。
上述のエバポパージ系におけるエバポリーク診断手順の一例を、図３を参照して説明する。エバポリーク診断は、エンジン停止後、タンク内温度が雰囲気温度近傍まで下がった状態で行われる。
まず、パージ制御弁１５１を閉じ、次に、ドレイン流路切換弁１４３を大気ポート１４５側（大気側）からエアポンプ１４６側（ポンプ側）に切り換え、エアポンプ１４６を駆動する（時点Ａ）。ここでは、エアポンプ１４６は、エバポパージ系を減圧し、負圧状態にする。
その後、十分に時間が経ったあと（時点Ｂ）の到達圧力に基づいてリークの有無を診断する。この判定方法において、異常時には、リーク穴から空気が流入するため、圧力センサ１３３により検出されるタンク圧力Ｐが小さな負圧（相対圧−２〜−３ｋＰａ）に落ち着くのに対し、正常時には、圧力センサ１３３により検出されるタンク圧力Ｐが非常に大きな負圧になる（ただし、通常は燃料タンク１０８に図示省略のリリーフ弁が設けられており、相対圧で−５ｋＰａ程度に落ち着く）。
つまり、この診断手順は、燃料タンク１０８内の燃料残量等により変わるタンク圧変化の過渡挙動を無視し、長時間（５〜１０分）、エアポンプ１４６を作動させ、エバポパージ系の圧力がほぼ定常となったとき（時刻Ｂ）のタンク圧に基づいてリークの有無を判定する。
しかし、この診断手順には、いくつかの問題があることを発明者らは発見した。その一つは、エアポンプ１４６を駆動するバッテリの問題である。すなわち、エンジン停止、停車中に、長時間ポンプを駆動するため、弱ったバッテリでは始動に必要なパワーをバッテリから得られず、バッテリ上がり状態になる危険性がある。
もう一つの問題として、エバポの車外放出がある。すなわち、長い間、エアポンプ１４６を駆動すると、キャニスタ１４０に吸着したエバポを車外に放出する虞れがある。
もう一つの問題として、長い間、エアポンプ１４６を駆動すると、ポンプ駆動中に内燃機関１０７が始動され、エバポ診断を中止せざるを得なくなる可能性が高くなり、診断頻度が低下する可能性もある。また燃料タンク１０８を、長時間、加圧もしくは負圧状態にすることによる変形が、燃料タンク１０８の劣化を促進する可能性もある。
これら問題は、すべて、エアポンプ１４６を長時間駆動することに起因している。そこで我々は、この問題を解決するため、短時間のポンプ駆動でも、確実なエバポリーク診断が可能な方法を考案した。
つぎに、この発明によるエバポリーク診断の一つの実施形態を、図２、図４を参照して説明する。
コントロールユニット１１５は、マイクロコンピュータ式ののものであり、パージ制御弁１５１の開閉、ドレイン流路切換弁１４３の切換、エアポンプ１４６の駆動を制御し、リーク判定手段をなす。
ここで、パージ制御弁１５１とドレイン流路切換弁１４３とが、エバポパージ系を大気より遮断する遮断手段をなす。
コントロールユニット１１５は、内燃機関１０７が停止中である時に、パージ制御弁１５１を閉じ、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側に切り換え、エバポパージ系を大気より遮断した状態でエアポンプ１４６を駆動し、圧力センサ１３３により検出されるタンク圧力Ｐが所定圧Ｐａに達した時点でエアポンプ１４６を停止し、エアポンプ１４６の駆動時間Ｔと、ポンプ停止後の圧力変化値Ｋに基づいてリーク判定を行う。
このリーク判定は、エアポンプ１４６の駆動時間Ｔがポンプ駆動時間の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の圧力変化値Ｋが圧力変化値の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行う。
つぎに、図４に示されているタイムチャートを参照してこのリーク判定手順を説明する。
まず、パージ制御弁１５１を閉じ、次に、ドレイン流路切換弁１４３を大気ポート１４５側（大気側）からエアポンプ１４６側（ポンプ側）に切り換え、エアポンプ１４６を駆動し、（時点Ａ）、圧力センサ１３３により検出されるタンク圧力Ｐが所定圧力（負圧）Ｐａまで減圧した時点Ｂａ〜Ｂｂで、エアポンプ１４６を停止させる。そして、エアポンプ停止後、時点Ｃまで圧力センサ１３３により検出されるタンク圧力Ｐの変化を監視する。
このとき、時点Ａからタンク圧力Ｐが所定圧力Ｐａに到達するまでに要する時間（これをポンプ駆動時間Ｔと云う）と、エアポンプ１４６を停止させた後の圧力変化勾配（これをリークダウン変化値Ｋと云う）とを検出し、この二つのパラメータに基づいてエバポパージ系の異常を判定する。
これより以降、前者（ポンプ駆動時間Ｔの判定）をプルダウン診断と云い、後者（リークダウン変化値Ｋの判定）をリークダウン診断と云うことがある。
エバポパージ系異常時におけるポンプ駆動時間Ｔｂは、正常時のＴａより長く、しかも、ポンプ停止後の圧力変化勾配（リークダウン変化値Ｋ）が大きくなる。
本実施形態では、ポンプ駆動時間Ｔは大体１〜２分に短縮でき、またポンプ停止後の必要時間も２分程度である。このことにより、診断時間を短縮でき、図３に示されているものの前記課題をすべて解決できる。
ポンプ駆動時間Ｔおよびリークダウン変化値Ｋは、液面センサ１３１の出力信号より分かる燃料残量に依存し、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、燃料残量が多いほどポンプ駆動時間Ｔは短くなり、逆にリークダウン変化値Ｋは大きくなる。
従って、リーク判定のしきい値は、燃料残量に応じて、図５に示すように設定すればよい。すなわち、ポンプ駆動時間Ｔに対する異常判定しきい値は、燃料残量が多くなるに従い短く、リークダウン変化値Ｋに対する異常判定しきい値は、燃料残量が多くなるに従い大きくする。
本診断手順の特徴は、ポンプ駆動時間とリークダウン変化の両方を用いて判定することであり、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示したポンプ駆動時間Ｔとリークダウン変化値Ｋの判定しきい値の両方を超えた場合にのみ異常と判定する。
つまり、ポンプ駆動時間Ｔがポンプ駆動時間に関するリーク判定しきい値を超え、且つリークダウン変化値Ｋがリークダウン変化値に関するリーク判定しきい値を超えた２つの条件が成立するＡＮＤ条件成立時にのみ、異常と判定し、何れか一方が成立しても、異常と判定しない。これにより、診断精度が向上できる。
この理由を図６および図７を用いて説明する。
図６は、リークが無い場合において、誤診断要因となるエバポの影響を示したものである。図６に示すように、エバポの発生量が多い場合には、エバポの蒸発圧により、エバポの発生量が少ない場合に比して、リークダウン変化値ＫがＫａ→Ｋｂと大きくなり、リークダウン変化値Ｋだけを見ると、リーク有りと誤診断する可能性がある。
しかし、エバポの発生量が多い場合には、キャニスタ１４０にエバポが吸着されるため、ポンプ駆動開始時点Ａからタンク圧力Ｐが所定圧力Ｐａまで減圧する時点が、エバポの発生量が少ない場合の時点Ｂｃより早い時点Ｂｄに変化し、ポンプ駆動時間Ｔは、エバポの発生量が多い場合のほうが、エバポの発生量が少ない場合よりもかえって短くなり（Ｔｃ→Ｔｄ）、ポンプ駆動時間Ｔからは異常と判定されない。
従って、ポンプ駆動時間Ｔとリークダウン変化値Ｋの両方に基づいて異常検出することにより、エバポの発生量が多い場合でも、誤診断せずに正確な診断ができる。
図７は、リークが無い場合において、誤診断要因となるキャニスタ１４０のエバポ吸着量（チャージ量）の影響を示したものである。図７に示すように、キャニスタ１４０のチャージ量が大きい場合には、キャニスタ１４０の圧損が増加するため、タンク圧力Ｐが所定圧力Ｐａまで減圧する時点が、チャージ量が小さい場合の時点Ｂｄより遅い時点Ｂｆに変化し、ポンプ駆動時間ＴがＴｄ→Ｔｆと長くなり、リーク有りと誤診断する可能性がある。
しかし、リークダウン変化値をみると、リークが無いので、リークダウン変化値Ｋは、Ｋｆで、小さい。
従って、ポンプ駆動時間Ｔとリークダウン変化値Ｋの両方に基づいて異常検出することにより、チャージ量が大きい場合でも、誤診断せずに正確な診断ができる。
なお、リーク穴が大きい場合には、所定圧力Ｐａまでタンク内圧が下がらない場合がある。この様な場合は、プルダウン診断だけでポンプの故障か、大リークと判定できる。この時、所定圧力Ｐａに達して無いものの、ある程度の負圧があれば、その後のリークダウン診断により、ポンプの故障か、大リークであるかの区別が可能である。すなわち、リークダウン時の圧力変化が所定値よりも大きければ、大リークであり、そうでなければ、ポンプの故障である。
また、図７に示されているようなタンク圧力変化の場合には、ポンプ駆動時間Ｔが長いほどチャージ量が多いと云うことから、ポンプ駆動時間Ｔｅ〜Ｔｆ等より、つまりポンプ駆動時間Ｔよりキャニスタ１４０のチャージ量を推定することが可能となる。
この結果、キャニスタ１４０のチャージ推定量を反映してパージ制御を行うことができ、排気性能を、より一層改善することができる。
なお、図７に示されているようなタンク圧力変化が生じる別の要因として、ポンプ性能の悪化がある。この場合も、ポンプ駆動時間Ｔが長くなるが、ポンプを停止した後のリークダウン変化値Ｋが小さいため、異常と誤診断されることはない。
従って、本発明が適用されている場合には、エバポパージ系に意図的にリーク弁を設け、プルダウン中のみ、あるいはリークダウン中のみ、リーク弁を解放してリークを発生させても異常と判定しない。
これは、エバポパージ系を閉じている間におけるポンプ駆動中とポンプ停止後の両方で、リークと判定され無い場合には、異常と診断し無いことにより、確実な異常判定を実現するためである。
ちなみに、異常が検出されたか否かは、特定のシステム保有のメモリを参照するか、あるいは警告灯（ＭＩＬ）の点灯により確認できる。
つぎに、この発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を、図８を参照して説明する。この実施形態が前述の実施形態（図４）と相違する点は、エバポリーク診断時に、燃料タンク１０８を含むエバポパージ系をエアポンプ１４６によって所定圧力（正圧）Ｐｂまで加圧していることである。
加圧の場合には、圧力変化が減圧の時と逆になるが、基本的な性質は減圧時と同じで、加圧によっても減圧と同様な診断が可能である。すなわち、異常時には、ポンプ駆動時間ＴがＴａ→Ｔｂと長くなり、ポンプ停止後の圧力勾配（リークダウン変化値Ｋ）は大きくなる。
エアポンプ１４６によってエバポパージ系を加圧するほうが、減圧するよりも、キャニスタ１４０からエバポが外部に漏れる危険性は低い。これは、外気をキャニスタ１４０に押し込んで診断するためである。
なお、加圧に関しては、エアポンプ１４６の配置位置はキャニスタ１４０のドレイン部である必要はなく、例えば、図９に示されているように、エアポンプ１１４６を燃料タンク１０８の上部に取り付けることもできる。この場合、キャニスタ１４０のドレインポート１４２には、ドレインポート１４２を開閉する電磁式のドレイン制御弁１５２が設けられればよい。なお、ここでも、ポンプ停止中は、前述の実施形態と同様に、エアポンプ１４６から大気に空気が流出し無い構造とする。
つぎに、この発明によるエバポリーク診断の実施形態（図４、図８）を実現するプログラムの処理フローを、図１０を参照して説明する。本プログラムは、たとえば１００ｍｓ毎に実行される。
ステップＳ１２０１では診断条件が成立しているか否かを判定し、成立していれば、ステップＳ１２０２に、成立していなければ、ステップＳ１２１３に進む。
ここでは、エンジン停止中であること、エバポリーク診断が終了してい無いこと（リーク判定処理結果が所定のメモリに記録されてい無いこと）、エンジン停止からの経過時間が所定値以上（たとえば５時間以上）であること、タンク温度が所定値以下であること（たとえば大気温度＋５℃以下）であること、およびキャニスタチャージ量が所定値以下（たとえば走行累積パージ時間が所定値以上）であることの、少なくとも一つを、診断条件成立の条件とする。
なお、タンク温度センサ１５３が無い場合には、水温センサ１２３や図示されていない外気温センサの値からタンク温度を推定してもよい。
ステップＳ１２０２では、ドレイン流路切換弁（ドレイン弁）１４３を大気側からポンプ側に切り換える。
そして、ステップＳ１２０３では、プルダウン診断が終了しているか否かを判定し、プルダウン診断が終了していれば、ステップＳ１２０８に進み、終了していなければ、ステップＳ１２０４に進む。
プルダウン診断では、タンク圧Ｐが所定圧力Ｐａ（たとえば相対圧−２ｋＰａ程度）に達するまでのポンプ駆動時間Ｔにより異常を判定するので、ポンプ駆動時間Ｔが所定のメモリに記録されているか否かで、診断が終了しているか否かを判定できる。
ステップＳ１２０４では、プルダウン診断が終了していないので、エアポンプ１４６を駆動する。
ステップＳ１２０５では、タンク圧Ｐが所定圧力Ｐａに達している場合には、ステップＳ１２０６に進み、そうで無い場合には、以下のステップを実施せずに処理を終了する。
ステップＳ１２０６では、ポンプ駆動時間Ｔを所定のメモリに記録し、次のステップＳ１２０７に進む。
ステップＳ１２０７では、プルダウン診断を終了させるため、エアポンプ１４６を停止させる。
この結果、次のプログラム実行時には、ステップＳ１２０３からステップＳ１２０８に進み、リークダウン診断が実行される。
ステップＳ１２０８では、リークダウン診断が終了しているか否かを判定し、終了していれば、ステップＳ１２１２に進み、終了していなければ、ステップＳ１２０９に進む。
リークダウン診断では、ポンプ停止から所定時間経過後のタンク圧変化（リークダウン変化値Ｋ）により、異常を判定するので、リークダウン変化値Ｋが所定のメモリに記録されているか否かで、診断終了を判定できる。
ステップＳ１２０９では、エアポンプ１４６を停止してから所定時間経過しているか否かをチェックし、所定時間に達していれば、ステップＳ１２１０に進み、そうでなければ、以下の処理は実施しない。
ステップＳ１２１０では、リークダウン変化値Ｋを所定のメモリに記録し、ステップＳ１２１１に進み、ドレイン流路切換弁（ドレイン弁）１４３をポンプ側から大気側に切り換える。
ステップＳ１２０３およびステップＳ１２０８で、両診断終了判定後に、ステップＳ１２１２のリーク判定処理が行われる。
ここでは、ポンプ駆動時間Ｔが所定時間以上で、かつリークダウン変化値Ｋが所定値以上である場合にのみエバポパージ系にリークがあるものとして、異常警告灯（ＭＩＬ）を点灯し、この結果をメモリに記録する。
なお、ＭＩＬの点灯においては、一度の診断結果のみで点灯せずとも、前回の結果をメモリに記録しておき、２回連続で異常が検出されたときにＭＩＬを点灯するようにしてもよい。
なお、ステップＳ１２１３は、診断中にエンジンが始動された場合を想定したものであり、ステップＳ１２１３において、ドレイン流路切換弁１４３がポンプ側に切り換わって場合には、診断実行中と判定することができる。
そこで、ステップＳ１２１３において、診断実行中と判定された場合には、ステップＳ１２１４に進み、診断中止処理を行う。すなわち、エアポンプ１４６を停止し、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側から大気側に切り換え、さらにメモリに記録されたポンプ駆動時間Ｔやリークダウン変化値をクリアする。
つぎに、この発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を、図４、図１１を参照して説明する。
この実施形態でも、コントロールユニット１１５は、リーク判定手段として機能し、内燃機関１０７が停止中である時に、パージ制御弁１５１を閉じ、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側に切り換え、エバポパージ系を大気より遮断した状態でエアポンプ１４６を所定時間Ｔｐだけ駆動し、圧力センサ１３３により検出されるタンク圧力Ｐのポンプ駆動中の所定時間Ｔｐにおける圧力変化量ΔＰ１と、ポンプ停止後の所定時間Ｔｄにおける圧力変化量ΔＰ２とに基づいてリーク判定を行う。
このリーク判定は、ポンプ駆動中の圧力変化量ΔＰ１がポンプ駆動中圧力変化量の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の所定時間における圧力変化量圧力変化値ΔＰ２がポンプ停止後圧力変化量の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行う。
この実施形態では、エバポパージ系にリークがなければ、エアポンプ駆動時点Ａよりタンク圧Ｐが所定圧Ｐｃ（例えば−２ｋＰａ）になるまでの所要時間、すなわち、ポンプ駆動時間Ｔｐを設定し、エアポンプ駆動時点Ａよりポンプ駆動時間Ｔｐが経過した時点Ｂでのタンク圧Ｐの変化量ΔＰ１よりリーク判定を行う。
具体的には、空間容積が小さければ、減圧に要する時間が短くなることを考慮し、図１２に示されているように、燃料タンク１０８の燃料残量が多いほどポンプ駆動時間Ｔｐを短く設定する。
このように、ポンプ駆動時間Ｔｐを、リークが無い場合にタンク圧Ｐが所定圧Ｐｃに到達する時間にすることで、ポンプ駆動時間Ｔｐは前述の実施形態におけるプルダウン診断よりも短くできることが、本実施形態の利点の一つである。
タンク圧Ｐが所定圧Ｐｃに到達するまでのポンプ駆動時間Ｔｐはキャニスタ１４０のチャージ量や燃料タンク１４０でのエバポ発生量の影響を受ける。
そこで、図１３（ａ）、（ｂ）に示すような、駆動時間補正係数Ｋ１、Ｋ２を設け、ポンプ駆動時間ＴｐをＫ１およびＫ２で、下式に従って補正してもよい。
ポンプ駆動時間Ｔｐ←Ｔｐ（Ｋ１×Ｋ２）
図１３（ａ）は、キャニスタチャージ量と駆動時間補正係数Ｋ１との関係を示す。これはキャニスタ１４０のチャージ量が大きくなるに伴ってキャニスタ１４０の圧損抵抗が増大する影響を補正するものであり、キャニスタチャージ量が大きいほど、駆動時間補正係数Ｋ１を大きくする。
なお、図１３（ａ）中のフルチャージとは、キャニスタ１４０のエバポ吸着限界を示しており、一方の空パージとは、パージ制御により所定量のパージ（たとえば流量２００リットル）程度のパージを行ったときの状態を示す。
図１３（ｂ）は、エバポ発生量と駆動時間補正係数Ｋ２の関係を示す。これはタンク内で発生されたエバポがキャニスタ１４０に吸着されるときの減圧の影響を補正するものであり、エバポ発生量が大きいほど、駆動時間補正係数Ｋ２を小さくする。
次に、エバポ発生量の推定方法の一例を、図１４を参照して説明する。
パージ制御弁１５１を閉じ、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側に切り換えることにより、エバポパージ系を閉じ、この状態下でのタンク圧力Ｐの変化を測定する。
このとき、エバポ発生量が大きいと、タンク圧Ｐが大きく上昇変化し、逆に、エバポ発生量が小さいと、タンク圧変化が小さい。従って、診断シーケンスの実施に先立って、上述の如きエバポ発生量推定操作を実施し、エバポ発生量を推定して駆動時間補正係数Ｋ２を設定し、ポンプ駆動時間Ｔｐを補正することも可能である。
なお、パージ制御弁１５１を閉じ、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側に切り換え、エバポパージ系を閉じている場合のタンク圧力変化が所定値を越えた場合には診断（リーク判定）を禁止することにより、エバポ多量発生による誤診断を防止できる。このリーク判定禁止は、図４、図８に示されているような実施形態でも、同様に適用できる。
図１５（ａ）〜（ｃ）は、各々、タンク温度センサ１５３により検出されるエンジン停止後の燃料タンク１０８の温度変化（履歴）例を示している。このタンク温度履歴と前述のエバポ発生量推定方法を用いることで、エバポ発生量およびキャニスタチャージ量を推定できる。
例えば、図１５（ａ）は、エンジン停止後、一度燃料タンク１０８内の温度が上昇し、その後、雰囲気温度へと落ち着いたあと、エバポパージ診断を実施した例である。
この例では、まず、エンジン停止直後のタンク温度を測定し、さらに、前述のエバポ発生量推定方法を実施し、エバポ発生量を推定する。
その後、所定時間毎（たとえば３０分毎）にタンク温度のサンプリングおよびエバポ発生量推定を実施することで、エバポ推定量の積算およびパージ流量の積算からキャニスタ吸着量が推定できる。
また、エンジン停止直後にのみエバポ推定を行い、その後は温度プロフィールだけをとっても、エバポ発生量の推定が可能である。これは、エバポが発生するのは、主にタンク温度が上昇中であるときだけのためである。従って、図１５（ａ）と図１５（ｂ）の温度プロフィールでは、図１５（ｂ）の方がタンク温度上昇の積算時間が長いため、エバポ発生量が多く、これに応じてキャニスタチャージ量も多い。
また、本診断手順では、キャニスタチャージ量が多く、かつエバポ発生量が多い場合には誤診断の虞れがあるため、図１５（ａ）、図１５（ｂ）のように、診断開始時間を所定時間に固定する必要はなく、図１５（ｃ）に示されているように、温度プロフィールが定常で、エバポ発生量が少ない時にエバポリーク診断を実施してもよい。
また、温度プロフィールおよびエバポ推定方法により、キャニスタチャージ量がフルチャージに近く、かつ燃料残量が少ない場合には、ポンプ作動時にエバポを大気に放出する虞れがあるので、エバポリーク診断を禁止することが好ましい。このリーク判定禁止も、図４、図８に示されているような実施形態でも、同様に適用できる。
この発明によるエバポリーク診断は、プルダウン変化量ΔＰ１とリークダウン変化量ΔＰ２の両方を用いて、異常を判定することもできる。ここで、プルダウン変化量ΔＰ１は、図１１に示されているように、ポンプ駆動中（時点ＡからＢ）のポンプ駆動時間Ｔｐにおけるタンク圧力変化量であり、リークダウン変化量ΔＰ２は、ポンプ停止後（時点ＢからＣ）のポンプ停止後時間Ｔｄにおけるタンク圧変化量である。
まず、プルダウン変化量ΔＰ１による異常判定について説明する。図１６（ａ）に示されているように、リークなしの正常であれば、プルダウン変化ΔＰ１が大きく、目標負圧に到達し、異常であれば、プルダウン変化量ΔＰ１が小さく、目標負圧まで減圧できない。
従って、プルダウン変化量ΔＰ１による異常判定においては、プルダウン変化量ΔＰ１が燃料残景に基づいて決まる判定しきい値よりも小さければ、異常と判定する。
ここで、燃料残量が多くなるほど、判定しきい値を０に近づけるのは、燃料残量が多いほど、ポンプ駆動時間が短くなり、正常と異常との圧力差が小さくなることを考慮しているからである。
つぎに、リークダウン変化ΔＰ２による異常判定について説明する。図１６（ｂ）に示されているように、正常であれば、リークダウン変化量ΔＰ２は推定エバポ圧よりも小さく、逆に異常であればリーク穴から空気が流入するため推定エバポ圧よりもはるかに大きくなる。
ここで、判定しきい値を、燃料残量が多いほど大きくしたのは、燃料残量が多いと、空間容積が小さくなり、リークの影響が大きく現れるからである。
つぎに、この発明によるエバポリーク診断の他の実施形態を、図１７を参照して説明する。この実施形態が前述の実施形態（図１１）と相違する点は、エバポリーク診断時に、燃料タンク１０８を含むエバポパージ系をエアポンプ１４６によって加圧していることである。
加圧の場合には、圧力変化が減圧の時と逆になるが、基本的な性質は減圧時と同じで、加圧によっても減圧と同様な診断が可能である。また、エアポンプ１４６によってエバポパージ系を加圧するほうが、減圧するよりも、キャニスタ１４０からエバポが外部に漏れる危険性は低い。
なお、図８、図１７に示されている実施形態においては、時点Ａ〜Ｂ間の全区間の圧力変化量をプルダウン変化量ΔＰ１、時点Ｂ〜Ｃ間の全区間の圧力変化量をリークダウン変化量ΔＰ２としたが、それぞれ時点Ａ〜Ｂ間の任意区間の圧力変化量をプルダウン変化量ΔＰ１、また、時点Ｂ〜Ｃ間の任意区間の圧力変化量をリークダウン変化量ΔＰ２としてもよい。
つぎに、この発明によるエバポリーク診断の実施形態（図１１、図１７）を実現するプログラムの処理フローを、図１８を参照して説明する。本プログラムは、たとえば１００ｍｓ毎に実行される
ステップＳ２００１では、診断条件が成立しているか否かを判定し、成立していれば、ステップＳ２００２に、成立していなければ、ステップＳ２０１３に進む。
ここで、診断条件として、エンジン停止中であること、エバポリーク診断が終了していないこと（リーク判定処理結果が所定のメモリに記録されていないこと）、エンジン停止からの経過時間が所定値以上（たとえば５時間以上）であること、タンク温度が所定値以下であること（たとえば大気温度＋５℃以下）であること、およびキャニスタのチャージ量が所定値以下（たとえば走行累積パージ時間が所定値以上）であることの、少なくとも一つを、診断条件成立の条件とする。
ステップＳ２００２では、ドレイン流路切換弁１４３を大気側からポンプ側に切り換える。
そして、ステップＳ２００３では、プルダウン診断が終了しているか否かを判定し、プルダウン診断が終了していれば、ステップＳ２００８に進み、終了していなければ、ステップＳ２００４に進む。
この実施形態でのプルダウン診断は、リークが無い場合のタンク圧Ｐが設定圧Ｐｃ（たとえば相対圧−２ｋＰａ程度）に達する所定時間Ｔｐまでエアポンプ１４６を駆動し、このときの実際のプルダウン変化量ΔＰ１の大きさにより異常を判定するので、プルダウン変化量ΔＰ１が所定のメモリに記録されているか否かで、診断が終了しているか否かを判定できる。
ステップＳ２００４では、プルダウン診断が終了していないので、エアポンプ１４６を駆動する。
ステップＳ２００５では、ポンプ駆動時間が所定時間Ｔｐに達している場合には、ステップＳ２００６に進み、そうで無い場合には、以下のステップを実施せずに処理を終了する。
ステップＳ２００６では、プルダウン変化量ΔＰ１を所定のメモリに記録し、次のステップＳ２００７に進む。
ステップＳ２００７では、プルダウン診断を終了させるため、エアポンプ１４６を停止させる。
この結果、次のプログラム実行時には、ステップＳ２００３からステップＳ２００８に進み、リークダウン診断が実行される。
ステップＳ２００８では、リークダウン診断が終了しているか否かを判定し、終了していれば、ステップＳ２０１２に進み、終了していなければ、ステップＳ２００９に進む。
このリークダウン診断では、ポンプ停止から所定のポンプ停止後時間Ｔｄが経過した後のリークダウン変化量ΔＰ２により異常を判定するので、リークダウン変化量ΔＰ２が所定のメモリに記録されているか否かで、診断終了を判定できる。
ステップＳ２００９では、エアポンプ１４６を停止してから、ポンプ停止後時間Ｔｄが経過しているか否かをチェックし、ポンプ停止後時間Ｔｄに達していれば、ステップＳ２０１０に進み、そうでなければ、以下の処理は実施しない。
ステップＳ２０１０では、リークダウン変化量ΔＰ２を所定のメモリに記録し、ステップＳ２０１１に進み、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側から大気側に切り換える。
ステップＳ２００３およびステップＳ２００８で、診断終了判定後に、ステップＳ２０１２のリーク判定処理が行われる。
ここでは、プルダウン変化値ΔＰ１が目標圧力よりも小さい所定値以下で、かつリークダウン変化値ΔＰ２がエバポ推定圧よりも大きい所定値以上である場合にのみエバポパージ系にリークがあるものとして、異常警告灯（ＭＩＬ）を点灯し、この結果をメモリに記録する。
なお、この実施形態でも、ＭＩＬの点灯においては、一度の診断結果のみで点灯せずとも、前回の結果をメモリに記録しておき、２回連続で異常が検出されたときにＭＩＬを点灯するようにしてもよい。
なおステップＳ２０１３は、診断中にエンジンが始動された場合を想定したものであり、ステップＳＳ２０１３において、ドレイン流路切換弁１４３がポンプ側に切り換わって場合には、診断実行中と判定することができる。
そこで、ステップＳ２０１３において、診断実行中と判定された場合には、ステップＳ２０１４に進み、診断中止処理を行う。すなわち、エアポンプ１４６を停止し、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側から大気側に切り換え、さらにメモリに記録されたポンプ駆動時間やタンク圧変化をクリアする。
上述した実施形態では、ポンプ駆動時間やプルダウン圧力変化をリーク検出のパラメータとしているから、エアポンプ１４６の機差（個体差）やポンプ能力の劣化が誤診断要因となる可能性がある。
そこで、これらを防止して、より一層確実にエバポリークを検出する装置、方法を、図１９、２０を参照して説明する。
図１９は、エアポンプ１４６およびドレイン流路切換弁１４３の接続回路の詳細構成を示している。ドレイン流路切換弁１４３は、キャニスタ１４０のドレインポート１４０を、大気側あるいはポンプ側に、流路を切り換える機能を持つ。ドレイン流路切換弁１４３と並列に、キャニスタ１４０のドレインポート１４０とエアポンプ１４６とをバイパス通路１６１が設けられ、バイパス通路１６１にオリフィス１６２が設けられている。また、バイパス通路１６１のオリフィス１６２よりエアポンプ１４６の側には圧力センサ１６３が設けられている。
エアポンプ１４６の駆動中に、ドレイン流路切換弁１４３を大気側に切り換えることにより、オリフィス１６２をバイパス通路１６１に空気が流れ、この時に圧力センサ１６３によって検出されるパージ系圧力Ｐｐによってポンプ機能の診断が可能となる。
なお、エアポンプ１４６の出力ポート側に逆流防止弁１６５が設けられている。逆流防止弁１６５は、図２の逆流防止弁１５５と等価のものであり、ポンプ１４６を駆動してキャニスタ側を負圧にし、エアポンプ１４６を停止した後に、エバポパージ系に空気が流入するのを防止する。なお、エバポリーク診断を加圧モードで行う場合には、逆流防止弁１６５の逆止方向が逆になる。
つぎに、このポンプ機能の診断シーケンスの一例を、図２０を参照して説明する。ドレイン流路切換弁１４３を大気側に開放したまま、エアポンプ１４６を駆動すると（時点Ｄ）、圧力センサ１６３によって測定したパージ系圧力Ｐｐは、所定の低圧になる。この圧力値はエアポンプ１４６の性能およびオリフィス１６２の径によって決まるので、この時のパージ系圧力Ｐｐが所定範囲以内に収まっていれば、エアポンプ１４６は正常であり、そうでなければ、異常である。
その後、ドレイン流路切換弁１４３をポンプ側に切り換えると（時点Ｅ）、圧力センサ１６３によって検出されるパージ系圧力Ｐｐは上昇する。
そして、所定時間後（時点Ｆ）に、エアポンプ１４６を停止して圧力変化を測定し、その後、時点Ｇでドレイン流路切換弁１４３を大気側にしてパージ系圧力Ｐｐを大気圧に戻す。
なお、ポンプ能力の低下が所定範囲内であれば、補償補正を行うことにより、、ポンプ異常時でも、リーク検出は可能である。また、上記のようなポンプ異常診断手段がある場合にはプルダウン診断だけでも、大エバポリーク診断が可能である。
なお、本発明において、エアポンプ１４６を用いる利点の一つとして、プルダウン時の圧力変化の再現性が、従来の負圧方式よりも高いことが挙げられる。
すなわち、従来方式の場合、吸気管の負圧、すなわちエンジンの運転状態に依存するため、プルダウン時の圧力変化の再現性が低く、プルダウン時の圧力変化による診断は困難である。
しかし、エアポンプ１４６を使用することにより、所定の割合での減圧もしくは加圧が可能となり、プルダウン時の圧力変化を用いた診断精度が向上する。
また、プルダウン診断中のタンク圧力Ｐの圧力変化具合より燃料性状の判別し、それに応じた内燃機関の燃焼制御が可能である。
図２１（ａ）、（ｂ）は、プルダウン診断中のタンク圧力Ｐの圧力変化を模式的に表したものであり、このうち、（ａ）がタンク温度・高温時の圧力挙動を、（ｂ）がタンク温度・低温時の圧力挙動を示す。
タンク温度が高温の場合には、図２１（ａ）に示すように、軽質ガソリンのほうがエバポの蒸発量が、重質ガソリンに比べて多いため、プルダウン時の圧力変化が大きく、タンク圧力Ｐが目標タンク圧に低下するまでに要するポンプ駆動時間が短くなる。
これに対し、タンク温度が低い場合には、図２１（ｂ）に示すように、軽質ガソリンも重質のエバポの量が同じであるため、圧力変化の差は小さい。
これは、エバポが吸着されるときに圧力変化が大きくなるという性質を基にしており、このプルダウン時の圧力変化に基づいてエバポの発生量を推定し、リークダウン診断時のエバポ補正に用いることもできる。
図２２は、上述の性質を用いた内燃機関の制御装置の制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを用いることにより、軽質ガソリンと重質ガソリンとを判定し、始動時の燃料噴射量を調整することができる。
まず、ステップＳ２４０１では、タンク温度が所定値以上であるかを判定し、所定値以上であれば、ステップＳ２４０２に、そうでなければステップＳ２４０４に進む。
ステップＳ２４０２では、プルダウン時間が所定値以上であれば、ステップＳ２４０４に進み、そうでなければ、ステップＳ２４０３に進む。
ステップＳ２４０３では、軽質判定処理を行う。この結果、始動時の燃料噴射量を通常より減らすことにより、始動性を確保しつつ排気低減が期待できる。
ステップＳ２４０４では、重質判定処理を行う。ここでは、始動時の燃料噴射は始動性を確保した量とすることにより、安定した始動性能が期待できる。
つまり、ポンプ駆動時の圧力変化が重質ガソリンを基準とした所定値以上、あるいは所定圧力に到達するまでのポンプ駆動時間が重質ガソリンを基準とした所定値以内である場合に燃料タンク内の燃料を軽質と判定し、始動時の燃料噴射量を重質よりも少なく設定する。
上述の燃料性状判定は、車両停止直後等の燃料タンク温度が高いときに実施することが好ましい。

Claims (24)

1. 燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断装置であって、
   前記エバポパージ系の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記エバポパージ系を大気より遮断する遮断手段と、
   前記エバポパージ系を加圧もしくは減圧するポンプと、
   前記遮断手段によって前記エバポパージ系を大気より遮断した状態で前記ポンプを駆動し、前記圧力検出手段により検出される圧力が所定圧に達した時点で前記ポンプを停止し、前記ポンプの駆動時間と、ポンプ停止後の圧力変化値に基づいてリーク判定を行うリーク判定手段と、
   を有することを特徴とするエバポリーク診断装置。
2. 特許請求の範囲第１項に記載のエバポリーク診断装置において、
   前記リーク判定手段は、内燃機関が停止中である時に、リーク判定を実行することを特徴とするエバポリーク診断装置。
3. 特許請求の範囲第１項に記載のエバポリーク診断装置において、
   前記リーク判定手段は、前記ポンプの駆動時間がポンプ駆動時間の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の圧力変化値が圧力変化値の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断装置。
4. 特許請求の範囲第３項に記載のエバポリーク診断装置において、
   前記リーク判定手段は、前記ポンプ駆動時間の判定しきい値と前記圧力変化値の判定しきい値を、リーク判定時の前記燃料タンクの燃料残量に応じて設定することを特徴とするエバポリーク診断装置。
5. 特許請求の範囲第１項に記載のエバポリーク診断装置において、
   内燃機関停止中に前記遮断手段によりエバポパージ系を閉じ、前記ポンプを駆動せずに測定した圧力変化が所定値以上の場合にリーク判定を禁止することを特徴とするエバポリーク診断装置。
6. 特許請求の範囲第１項に記載のエバポリーク診断装置において、
   前記リーク判定手段は、前記キャニスタに吸着されるエバポのチャージ量を推定し、チャージ推定量が所定値以上である場合には、ポンプ駆動を行わず、リーク判定を禁止することを特徴とするエバポリーク診断装置。
7. 燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断装置であって、
   前記エバポパージ系の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記エバポパージ系と大気を遮断する遮断手段と、
   前記エバポパージ系を加圧もしくは減圧するポンプと、
   前記遮断手段によって前記エバポパージ系を大気より遮断した状態で前記ポンプを所定時間駆動し、前記圧力検出手段により検出されるポンプ駆動中の圧力変化量と、ポンプ停止後の所定時間における圧力変化量とに基づいてリーク判定を行うリーク判定手段と、
   を有することを特徴とするエバポリーク診断装置。
8. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断装置において、
   前記リーク判定手段は、内燃機関が停止中である時に、リーク判定を実行することを特徴とするエバポリーク診断装置。
9. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断装置において、
   前記リーク判定手段は、前記ポンプ駆動中の圧力変化量がポンプ駆動中圧力変化量の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の所定時間における圧力変化量圧力変化値がポンプ停止後圧力変化量の判定しきい値以下である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断装置。
10. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断装置において、
    前記リーク判定手段は、ポンプ駆動時間をリーク判定時の前記燃料タンクの燃料残量に応じて設定することを特徴とするエバポリーク診断装置。
11. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断装置において、
    前記リーク判定手段は、前記キャニスタに吸着されるエバポのチャージ量を推定し、チャージ推定量に応じてポンプ駆動時間を補正設定することを特徴とするエバポリーク診断装置。
12. 特許請求の範囲第１１項に記載のエバポリーク診断装置において、
    前記リーク判定手段は、前記燃料タンクの温度履歴に基づいて前記チャージ量を推定することを特徴とするエバポリーク診断装置。
13. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断装置において、
    前記リーク判定手段は、前記燃料タンクにおけるエバポ発生量を推定し、エバポ発生推定量に応じてポンプ駆動時間を補正設定することを特徴とするエバポリーク診断装置。
14. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断装置において、
    内燃機関停止中に前記遮断手段によりエバポパージ系を閉じ、前記ポンプを駆動せずに測定した圧力変化が所定値以上の場合にリーク判定を禁止することを特徴とするエバポリーク診断装置。
15. 特許請求の範囲第１項に記載のエバポリーク診断装置において、
    前記リーク判定手段は、前記キャニスタに吸着されるエバポのチャージ量を推定し、チャージ推定量が所定値以上である場合には、ポンプ駆動を行わず、リーク判定を禁止することを特徴とするエバポリーク診断装置。
16. 燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断方法であって、
    前記エバポパージ系の圧力を圧力検出手段によって検出し、前記エバポパージ系を遮断手段によって大気より遮断し、前記遮断手段によって前記エバポパージ系を大気より遮断した状態でポンプを駆動して加圧もしくは減圧し、前記圧力検出手段により検出される圧力が所定圧に達した時点で前記ポンプを停止し、前記ポンプの駆動時間と、ポンプ停止後の圧力変化値に基づいてリーク判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断方法。
17. 特許請求の範囲第１６項に記載のエバポリーク診断方法において、
    内燃機関が停止中である時に、リーク判定を実行することを特徴とするエバポリーク診断方法。
18. 特許請求の範囲第１６項に記載のエバポリーク診断方法において、
    前記ポンプの駆動時間がポンプ駆動時間の判定しきい値以上で、かつポンプ停止後の圧力変化値が圧力変化値の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断方法。
19. 燃料タンクと燃料蒸気を吸着保持するキャニスタと吸気管とを結ぶ連通管とを含むエバポパージ系を具備した内燃機関の燃料蒸気のリークを検出するエバポリーク診断方法であって、
    前記エバポパージ系の圧力を圧力検出手段によって検出し、前記エバポパージ系を遮断手段によって大気より遮断した状態でポンプを所定時間駆動して前記エバポパージ系を加圧もしくは減圧し、前記圧力検出手段により検出されるポンプ駆動中の圧力変化量と、ポンプ停止後の所定時間における圧力変化量とに基づいてリーク判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断方法。
20. 特許請求の範囲第１９項に記載のエバポリーク診断方法において、
    内燃機関が停止中である時に、リーク判定を実行することを特徴とするエバポリーク診断方法。
21. 特許請求の範囲第７項に記載のエバポリーク診断方法において、
    前記ポンプ駆動中の圧力変化量がポンプ駆動中圧力変化量の判定しきい値以下で、かつポンプ停止後の所定時間における圧力変化量圧力変化値がポンプ停止後圧力変化量の判定しきい値以上である２つの条件が成立したときにのみリーク発生有りの異常判定を行い、それ以外の場合にはリーク発生無しの正常判定を行うことを特徴とするエバポリーク診断方法。
22. 燃料性状に基づいて機関始動時の燃料噴射量を調整する内燃機関の制御装置であって、
    燃料タンクとキャニスタと吸気管を結ぶ連通管からなるエバポパージ系の圧力を検出する圧力検出手段と、
    前記エバポパージ系と大気を遮断する遮断手段と、
    前記エバポパージ系を減圧するポンプとを備え、
    前記エバポパージ系を閉じて前記ポンプを駆動させた時の圧力変化の大きさに基づいて燃料性状を判定し、機関始動時の燃料噴射量を調整するることを特徴とする内燃機関の制御装置。
23. 特許請求の範囲第２２項に記載の内燃機関の制御装置において、
    燃料性状判定を車両停止直後等の燃料タンク温度が高いときに実施することを特徴とする内燃機関の制御装置
24. 特許請求の範囲第２２項に記載の内燃機関の制御装置において、
    ポンプ駆動時の圧力変化が重質ガソリンを基準とした所定値以上、あるいは所定圧力に到達するまでのポンプ駆動時間が重質ガソリンを基準とした所定値以内である場合に燃料タンク内の燃料を軽質と判定し、始動時の燃料噴射量を重質よりも少なく設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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