WO2023188237A1 - 蒸発燃料処理装置の故障診断方法および装置 - Google Patents

蒸発燃料処理装置の故障診断方法および装置 Download PDF

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裕也 田野
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日産自動車株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir

Definitions

  • the present invention relates to a fault diagnosing method and device for diagnosing a fault such as a plurality of purge control valves being stuck closed in a fuel vapor processing system using a canister.
  • Patent Document 1 discloses that in an evaporative fuel processing system that includes two purge control valves in parallel in a purge passage, failure diagnosis (for example, closing/closing) of each purge control valve is performed by operating the two purge control valves individually. Diagnosis of fixation) is disclosed. If one purge control valve is operated with an appropriate on-duty ratio and no pulsation in the tank internal pressure is detected, it is determined that the purge control valve is malfunctioning. Such diagnosis is performed sequentially on the two purge control valves.
  • the present invention provides a fault diagnosis for an evaporated fuel processing device in which a plurality of purge control valves are arranged in parallel with each other in a purge passage between a canister and an intake system of an internal combustion engine. Performing a first diagnosis of the purge system based on the pressure in the purge passage when a plurality of purge control valves are both controlled to open, If it is determined in this first diagnosis that there is a failure in the purge system, a second diagnosis is performed in which the multiple purge control valves are controlled to open one by one and the failure location is identified based on the pressure in the purge passage in each state. Make a diagnosis.
  • the second diagnosis is not executed unless it is determined that there is some kind of failure in the first diagnosis. Therefore, restrictions on purging from the canister to the intake system for fault diagnosis are minimized.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of an evaporative fuel processing device to which a failure diagnosis according to an embodiment is applied. Time chart showing purge passage pressure, etc. for failure diagnosis. An explanatory diagram that collectively shows individual diagnoses and final diagnosis results.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a fuel vapor processing apparatus to which a failure diagnosis according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the vehicle is a so-called series hybrid vehicle that runs on a motor
  • the internal combustion engine 1 is a power generation internal combustion engine that drives a generator. Therefore, the internal combustion engine 1 is repeatedly operated and stopped according to the power request based on the SOC of the battery, etc., and during operation, it is basically operated under specific operating conditions (load and rotational speed) that provide the best fuel efficiency.
  • the evaporative fuel processing device processes the evaporative fuel generated in the fuel tank 2 of the vehicle while the vehicle is stopped, etc., without letting it flow outside, and uses an adsorbent such as activated carbon to temporarily store the evaporative fuel.
  • It is mainly composed of a canister 3 filled inside.
  • the canister 3 has a charge port 3a and a purge port 3b at one end of an internal flow path, and a drain port 3c at the other end.
  • the charge port 3a communicates with the upper space of the fuel tank 2 via the charge passage 4, while the purge port 3b communicates with the intake passage 7 of the internal combustion engine 1 via the purge passage 5.
  • the drain port 3c is open to the atmosphere via the drain passage 6.
  • the drain passage 6 is equipped with a drain cut valve 10 made of a solenoid valve that can close the drain passage 6 in order to seal the inside of the system during leakage diagnosis or the like.
  • evaporated fuel generated while the vehicle is stopped or refueled is introduced into the canister 3 via the charge passage 4, and is adsorbed by the adsorbent in various parts while flowing toward the drain port 3c through the adsorbent.
  • the fuel components adsorbed in this way are purged from the adsorbent by the negative pressure generated in the intake system during the operation of the internal combustion engine 1 and the atmosphere is taken in through the drain passage 6, and the fuel components are purged from the adsorbent through the purge passage 5.
  • the fuel is introduced into the intake system of the engine 1 and is finally combusted in the combustion chamber of the internal combustion engine 1 together with the fuel from the fuel injection valve.
  • the illustrated internal combustion engine 1 is a four-stroke cycle spark ignition engine, and includes, for example, a turbocharger 11 as a supercharger. Therefore, the intake passage 7 of the internal combustion engine 1 includes a turbocharger compressor 11A, and a water-cooled intercooler 12 and a throttle valve 13 are arranged downstream of the compressor 11A. Further, an admission valve 14 made of, for example, a butterfly valve for generating negative pressure in the intake passage 7 is disposed upstream of the compressor 11A in the intake passage 7. The tip of the purge passage 5 is connected to the intake passage 7 between the admission valve 14 and the compressor 11A.
  • the turbine 11B of the turbocharger 11 is located relatively upstream of the exhaust passage 15, and the catalyst device 16 is provided downstream of the turbine 11B.
  • An air flow meter 17 is arranged in the intake passage 7 upstream of the admission valve 14 .
  • a pair of purge control valves 8 made of electromagnetic valves are provided in the purge passage 5 to control the purge gas flow rate. Specifically, a part of the purge passage 5 branches into a pair of purge passages 5a and 5b that are parallel to each other, and a first purge control valve 8A and a second purge control valve 8B are respectively disposed. That is, the two purge control valves 8A and 8B are arranged in parallel with each other. In the following, when there is no need to distinguish between the two, they will be collectively referred to as purge control valves 8.
  • the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B consist of essentially equal types of solenoid valves of the same capacity.
  • the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B may be electromagnetic valves with different capacities.
  • the two purge control valves 8 are duty-controlled by the engine controller 9.
  • the engine controller 9 performs various controls on the internal combustion engine 1 (including fuel injection control, ignition control, throttle valve 13 opening control, admission valve 14 opening control, supercharging pressure control, etc.), and Purge control is performed via the purge control valve 8, and furthermore, as will be described later, a failure diagnosis of the purge system including the two purge control valves 8 is performed.
  • two purge control valves 8 whose duty is controlled under the same driving frequency are controlled to have the same opening degree (that is, on-duty ratio) while the internal combustion engine 1 is operating.
  • opening control means operating the purge control valve 8 with an appropriate on-duty ratio.
  • the opening degree of the purge control valve 8 under duty control is set to 0. This means controlling the opening to an appropriate degree other than the opening.
  • Closing control means setting the on-duty ratio to zero. Neither of these means opening and closing in pulse units according to the drive frequency of duty control.
  • the two purge control valves 8 are both controlled to open, so that the purge gas flows through the two purge control valves 8 in parallel, and the pressure generated in the purge control valve 8 increases. Losses are reduced. Therefore, a sufficient purge gas flow rate can be ensured with the negative pressure generated by the admission valve 14.
  • the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B are driven to open with a 180° phase difference. Therefore, when viewed microscopically, the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B open and close alternately, and the pressure pulsations generated in the intake passage 7 etc. due to the opening and closing of the purge control valve 8 are small. Become.
  • the purge passage 5 is equipped with a pressure sensor 18 for detecting purge passage pressure.
  • a pressure sensor 18 is provided within a range between the purge port 3b of the canister 3 and the purge control valve 8 (preferably closer to the canister 3 than the branch portions 5a and 5b), and The pressure inside the purge passage 5 at a portion closer to the canister 3 is detected. Therefore, when the purge control valve 8 is controlled to open and purge gas flows from the canister 3 to the intake passage 7, the negative pressure generated by the admission valve 14 is introduced into the purge passage 5, and the pressure sensor 18 The pressure detected by the purge passage pressure (this is referred to as the purge passage pressure) decreases to the negative pressure side.
  • the explanatory diagram of FIG. 3 shows the failure diagnosis processing of one embodiment in stage 1 in the left column, stage 2 in the center, and diagnosis results in the right column.
  • the stage 1 diagnosis (first diagnosis) is determined to be OK (no abnormality)
  • the stage 2 diagnosis (second diagnosis) is not performed and it is determined that there is no failure.
  • the stage 2 diagnosis is executed and a final diagnosis result is obtained according to the result as described later.
  • the stage 1 diagnosis is performed continuously (in other words, repeatedly) during normal vehicle travel, with no particular timing for diagnosis execution.
  • the purge passage pressure is read under a state in which both the two purge control valves 8 are controlled to be open, and whether this purge passage pressure is below a first threshold value set on the negative pressure side. Determine.
  • This diagnosis is performed on the condition that the on-duty ratio in the opening control is equal to or higher than a predetermined diagnosis-permitting duty ratio (for example, set to a relatively high value near 100%).
  • a predetermined diagnosis-permitting duty ratio for example, set to a relatively high value near 100%.
  • the two purge control valves 8 are controlled to open one by one, and it is determined whether the purge passage pressure under this state is below a second threshold value set on the negative pressure side.
  • FIG. 2 is a time chart that sequentially depicts the stage 1 diagnosis and the stage 2 diagnosis for ease of understanding. From the top of the figure, (a) the on-duty ratio of the first purge control valve 8A (abbreviated as PCVA in the figure), (b) the on-duty ratio of the second purge control valve 8B (abbreviated as PCVB in the figure), (c) Purge passage pressure (kPa), (d) NG counter value, and (e) open/closed state of drain cut valve 10 (abbreviated as DCV in the figure), respectively.
  • PCVA on-duty ratio of the first purge control valve 8A
  • PCVB Purge control valve 8B
  • PCVB Purge passage pressure
  • DCV open/closed state of drain cut valve 10
  • the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B is controlled to open at the same time with an on-duty ratio close to 100%, so the purge passage pressure at that time is compared with the first threshold value Lim1. If the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B are operating normally, the purge passage pressure will decrease relatively significantly and be below the first threshold Lim1, as shown by the line OK1 in column (c). becomes. On the other hand, when the purge passage pressure is higher than the first threshold Lim1, as shown by the line NG1, the NG counter shown in column (d) is incremented.
  • the purge passage pressure is read after an appropriate delay period has elapsed after starting the opening control of the purge control valve 8, and compared with the first threshold value Lim1. ing. Furthermore, as shown in column (e), during stage 1 diagnosis, the drain cut valve 10 remains open. In other words, stage 1 diagnostics are performed during normal purging.
  • the illustrated example is the internal combustion engine 1 for power generation in a series hybrid vehicle, so the internal combustion engine 1 is operated intermittently.
  • the changes in the on-duty ratio shown in columns (a) and (b) correspond to intermittent operation of the internal combustion engine 1.
  • the on-duty ratio is 100% or a value close to this. It becomes an almost constant value. While the internal combustion engine 1 is stopped, the on-duty ratio is zero.
  • the on-duty ratio may take a lower value, so if the on-duty ratio becomes lower than the diagnosis permission duty ratio DL, the stage 1 diagnosis will not be performed.
  • the execution of diagnosis to a duty ratio equal to or higher than the diagnosis permission duty ratio DL in this way, it is possible to avoid a misdiagnosis due to a difference in on-duty ratio.
  • the purge passage pressure is determined to be less than or equal to the first threshold Lim1, and the NG counter increases, and the NG counter increases to a predetermined value (in the illustrated example, 3), it is determined that there is some kind of failure in the purge system, and the process moves to stage 2 diagnosis.
  • the NG counter value may be reset at the end of driving the vehicle (end of trip), or may be held as is. By appropriately setting the NG counter value, it is possible to prevent excessively frequent transition to stage 2 due to some erroneous detection or the like.
  • stage 2 diagnosis the drain cut valve 10 is closed as shown in column (e), and one first purge control valve 8A and one second purge control valve 8B are closed as shown in columns (a) and (b).
  • Forcibly open control is performed with a relatively high constant on-duty ratio (for example, 100% or around 100%). That is, the on-duty ratio of the first purge control valve 8A is set to 100%, for example, while the on-duty ratio of the second purge control valve 8B is set to 0.
  • the purge passage pressure is read and compared with the second threshold value Lim2 set on the negative pressure side.
  • the on-duty ratio of the first purge control valve 8A is set to 0
  • the on-duty ratio of the second purge control valve 8B is set to 100%, for example. Then, after an appropriate delay period has elapsed, the purge passage pressure is read and compared with a second threshold value Lim2 set on the negative pressure side.
  • stage 2 diagnosis is executed while the internal combustion engine 1 is intermittently operated (that is, under the condition that negative pressure is generated in the intake passage 7). Operation of the internal combustion engine 1 may be actively requested in order to perform the stage 2 diagnosis.
  • the purge passage pressure will decrease relatively significantly, as shown by the line OK2 in column (c). It becomes below the second threshold value Lim2.
  • the purge passage pressure is higher than the second threshold value Lim2, as shown by line NG2, it is determined that there is an abnormality.
  • the second threshold value Lim2 is set to a relatively higher pressure (negative pressure closer to atmospheric pressure) than the first threshold value Lim1. be done.
  • the present invention is not limited to this, and can be set optimally in consideration of various conditions at the time of diagnosis.
  • the purge system including the canister 3 is sealed, and negative pressure is applied to the sealed state via the purge control valve 8.
  • This will be the form that will be introduced. Therefore, the purge passage pressure decreases more reliably when the purge control valve 8 and the like are normal. For example, even when the negative pressure generated by the admission valve 14 is relatively weak, high diagnostic accuracy can be obtained.
  • the first purge control valve 8A and the second purge control valve 8B are forcibly opened only once to determine the presence or absence of an abnormality.
  • the presence or absence of an abnormality may be determined after repeating each opening control and pressure determination multiple times.
  • the finally obtained diagnosis results will be explained based on the explanatory diagram of FIG. 3.
  • the stage 1 diagnosis that is, if the purge passage pressure is equal to or lower than the first threshold Lim1
  • the final diagnosis is made as "no failure" without performing the stage 2 diagnosis, as described above.
  • the stage 2 diagnosis is executed as described above.
  • the second purge control valve When the diagnosis for 8B is normal and the diagnosis for the first purge control valve 8A is abnormal, or when the diagnosis for the first purge control valve 8A and the diagnosis for the second purge control valve 8B are both abnormal. , it will be one of three ways.
  • the second The final diagnosis is that the purge control valve 8B is stuck closed or the passage before and after it (the purge passage 5b) is clogged. If the diagnosis for the second purge control valve 8B is normal (OK) and the diagnosis for the first purge control valve 8A is abnormal (NG), the first purge control valve 8A is stuck closed or the passages before and after it are The final diagnosis is that the purge passage 5a is clogged.
  • both the diagnosis for the first purge control valve 8A and the diagnosis for the second purge control valve 8B are abnormal (NG)
  • both purge passages 5a and 5b or the purge passage 5 in the non-branched portion
  • the final diagnosis was that the purge system was clogged, the two purge control valves 8 were stuck closed, or there was a leak in the purge system (that is, an inflow of atmospheric air) due to a hose coming off.
  • a corresponding failure code is generated and held in the memory of the engine controller 9. Further, in order to notify that there is a malfunction, for example, a warning light (MIL) in the driver's seat is turned on.
  • MIL warning light
  • the stage 1 diagnosis is executed during normal operation of the internal combustion engine 1, but in this stage 1 diagnosis, the purge from the canister 3 continues as usual. Since the stage 2 diagnosis is not executed until it is diagnosed that there is some kind of failure in the stage 1 diagnosis, the purging from the canister 3 is not impaired by the failure diagnosis.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • an example has been described in which the invention is applied to an internal combustion engine for power generation in a series hybrid vehicle, but the present invention can be similarly applied to a vehicle other than a series hybrid vehicle, that is, a vehicle in which the internal combustion engine is the driving source for the vehicle. It is possible. Further, the present invention can be similarly applied to a case where three or more purge control valves are provided. Note that in the case of a non-supercharged internal combustion engine, negative pressure generated downstream of the throttle valve can be used.

Abstract

蒸発燃料処理装置における２つのパージ制御バルブ８Ａ，８Ｂの故障診断として、ステージ１の診断とステージ２の診断とを行う。ステージ１の診断は、通常のパージ中に行われ、２つのパージ制御バルブ８Ａ，８Ｂがともに開制御されているときのパージ通路圧力が第１の閾値Ｌｉｍ１以下となるかを判定する。第１の閾値Ｌｉｍ１よりも高ければＮＧカウンターをインクリメントし、カウンター値が所定値に達したら故障と判定してステージ２の診断を行う。ステージ２では、パージ制御バルブ８Ａ，８Ｂを１つずつ強制的に開制御し、パージ通路圧力が第２の閾値Ｌｉｍ２以下かを判定する。これにより、最終的に故障箇所を特定できる。

Description

蒸発燃料処理装置の故障診断方法および装置
　この発明は、キャニスタを用いた蒸発燃料処理装置において複数のパージ制御バルブの閉固着等の故障を診断する故障診断方法および装置に関する。
　車両の燃料タンクで発生する蒸発燃料が外部へ流出することがないように、活性炭等の吸着材を用いたキャニスタに一時的に吸着させ、その後、内燃機関の運転中に、新気の導入によりキャニスタから燃料成分をパージさせて内燃機関の吸気系に導入するようにした蒸発燃料処理装置が従来から広く用いられている。
　特許文献１には、パージ通路に互いに並列に２つのパージ制御バルブを備えた蒸発燃料処理装置において、２つのパージ制御バルブを個別に動作させることで、個々のパージ制御バルブの故障診断（例えば閉固着の診断）を行うことが開示されている。１つのパージ制御バルブを適当なオンデューティ比でもって動作させたときにタンク内圧の脈動が検出されなければ当該パージ制御バルブが故障していると判断する。このような診断が２つのパージ制御バルブに対して順次に行われる。
　しかしながら、このように故障診断のために一方のパージ制御バルブのみを動作させ他方のパージ制御バルブを非動作に保つようにすると、その間、キャニスタから内燃機関の吸気系へと流れるパージ量が実質的に半減してしまい、キャニスタに吸着されていた燃料成分の処理が遅れる要因となる。そして、このような問題は、頻繁に故障診断を行うとすると、より顕著となる。
特開２００８－２１５２８７号公報
　この発明は、キャニスタと内燃機関の吸気系との間のパージ通路に複数のパージ制御バルブが互いに並列に配置された蒸発燃料処理装置の故障診断であって、
　複数のパージ制御バルブがともに開制御されているときの上記パージ通路の圧力に基づいてパージ系統についての第１の診断を行い、
　この第１の診断でパージ系統に故障があると判定したら、複数のパージ制御バルブを１つずつ開制御し、各々の状態での上記パージ通路の圧力に基づいて故障箇所を特定する第２の診断を行う。
　第２の診断は、第１の診断によって何らかの故障があると判定されない限りは実行されない。従って、故障診断のためにキャニスタから吸気系へのパージが制限されることが最小限となる。
一実施例の故障診断が適用される蒸発燃料処理装置の構成説明図。 故障診断のパージ通路圧力等を示すタイムチャート。 個々の診断と最終的な診断結果とをまとめて示した説明図。
　以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例の故障診断が適用される蒸発燃料処理装置の構成を示した構成説明図である。一実施例においては、車両は、モータで走行するいわゆるシリーズハイブリッド車であり、内燃機関１は、発電機を駆動する発電用内燃機関である。そのため、内燃機関１は、バッテリのＳＯＣ等に基づく電力要求に従って運転・停止が繰り返され、運転時には、基本的に燃費最良点となる特定の運転条件（負荷および回転速度）で運転される。
　蒸発燃料処理装置は、車両停車中などに車両の燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を外部へ流出させることなく処理するものであり、蒸発燃料を一時的に蓄えるために活性炭等の吸着材を内部に充填したキャニスタ３を主体として構成される。キャニスタ３は、内部流路の一端にチャージポート３ａおよびパージポート３ｂを有し、かつ他端にドレインポート３ｃを備えている。そして上記チャージポート３ａがチャージ通路４を介して燃料タンク２の上部空間に連通している一方、上記パージポート３ｂがパージ通路５を介して内燃機関１の吸気通路７に連通している。またドレインポート３ｃは、ドレイン通路６を介して大気に開放されている。ドレイン通路６は、漏洩診断等の際に系内を密閉するために当該ドレイン通路６を閉じることができる電磁弁からなるドレインカットバルブ１０を備えている。
　例えば車両の停車中や給油中に生じた蒸発燃料は、チャージ通路４を介してキャニスタ３内に導入され、吸着材を通してドレインポート３ｃへ向かって流れる間に、各部の吸着材に吸着される。このように吸着された燃料成分は、内燃機関１の運転中に吸気系で生じる負圧によってドレイン通路６を介して大気が取り込まれることにより、吸着材からパージされ、パージ通路５を介して内燃機関１の吸気系に導入されて、最終的には内燃機関１の燃焼室内において燃料噴射弁からの燃料とともに燃焼される。
　図示例の内燃機関１は、４ストロークサイクルの火花点火式機関であって、例えば、過給機としてターボチャージャ１１を備えている。従って、この内燃機関１の吸気通路７は、ターボチャージャのコンプレッサ１１Ａを備えており、このコンプレッサ１１Ａよりも下流側に水冷式インタクーラ１２およびスロットルバルブ１３が配置されている。また、吸気通路７のコンプレッサ１１Ａよりも上流側に、吸気通路７内に負圧を生成するための例えばバタフライバルブからなるアドミッションバルブ１４が配置されている。パージ通路５の先端は、このアドミッションバルブ１４とコンプレッサ１１Ａとの間において吸気通路７に接続されている。従って、過給域においてもアドミッションバルブ１４の作用により負圧が生成され、ドレイン通路６側の大気圧との間の圧力差によるキャニスタ３のパージつまり吸気通路７へのパージガスの導入が可能である。
　なお、ターボチャージャ１１のタービン１１Ｂは、排気通路１５の比較的上流側に位置し、タービン１１Ｂよりも下流側に触媒装置１６が設けられている。吸気通路７のアドミッションバルブ１４よりも上流側には、エアフロメータ１７が配置されている。
　パージ通路５には、パージガス流量の制御のために、電磁弁からなる一対のパージ制御バルブ８が設けられている。具体的には、パージ通路５の一部が互いに並列な一対のパージ通路５ａ，５ｂに分岐しており、第１パージ制御バルブ８Ａおよび第２パージ制御バルブ８Ｂがそれぞれ配置されている。つまり、２つのパージ制御バルブ８Ａ，８Ｂが互いに並列に配置されている。以下では、両者を区別する必要がないときはパージ制御バルブ８と総称する。一実施例では、第１パージ制御バルブ８Ａおよび第２パージ制御バルブ８Ｂは、同じ容量の基本的に等しい形式の電磁弁からなる。第１パージ制御バルブ８Ａと第２パージ制御バルブ８Ｂとが互いに容量の異なる電磁弁であってもよい。
　２つのパージ制御バルブ８は、エンジンコントローラ９によってデューティ制御される。エンジンコントローラ９は、内燃機関１の種々の制御（燃料噴射制御、点火制御、スロットルバルブ１３の開度制御、アドミッションバルブ１４の開度制御、過給圧制御、等を含む）を行うとともに、パージ制御バルブ８を介したパージ制御を行い、さらに、後述するように、２つのパージ制御バルブ８を含むパージ系統の故障診断を行う。
　一実施例においては、同じ駆動周波数の下でデューティ制御される２つのパージ制御バルブ８は、内燃機関１の運転中に、互いに同じ開度（つまりオンデューティ比）に制御される。なお、本明細書においては、「開制御」とは、適当なオンデューティ比でもってパージ制御バルブ８を動作させることを意味し、換言すれば、デューティ制御によるパージ制御バルブ８の開度を０以外の適当な開度に制御することを意味する。「閉制御」とは、オンデューティ比を０とすることを意味する。いずれも、デューティ制御の駆動周波数に従ったパルス単位での開閉を意味するものではない。このように、キャニスタ３のパージを行う際に２つのパージ制御バルブ８がともに開制御されることで、パージガスが２つのパージ制御バルブ８を並行して流れることとなり、パージ制御バルブ８で生じる圧力損失が抑制される。従って、アドミッションバルブ１４により生成される負圧でもって十分なパージガス流量を確保することができる。
　一方、デューティ制御における駆動パルス単位での制御についてみると、第１パージ制御バルブ８Ａと第２パージ制御バルブ８Ｂとは、１８０°位相が異なる形で開駆動される。従って、微視的に見ると、第１パージ制御バルブ８Ａと第２パージ制御バルブ８Ｂとが交互に開閉することとなり、パージ制御バルブ８の開閉に伴って吸気通路７等で生じる圧力脈動が小さくなる。
　パージ通路５は、パージ通路圧力を検出するための圧力センサ１８を備えている。具体的には、キャニスタ３のパージポート３ｂとパージ制御バルブ８との間（好ましくは分岐部分５ａ，５ｂよりもキャニスタ３寄り）の範囲内に圧力センサ１８が設けられており、パージ制御バルブ８よりもキャニスタ３側となる部分でのパージ通路５内の圧力を検出している。従って、パージ制御バルブ８が開制御されてキャニスタ３から吸気通路７へとパージガスが流れる状態では、アドミッションバルブ１４によって生成された負圧がパージ通路５に導入されていることとなり、圧力センサ１８によって検出される圧力（これをパージ通路圧力とする）が負圧側へ低下する。
　次に、２つのパージ制御バルブ８の故障診断について説明する。図３の説明図は、一実施例の故障診断の処理を、左欄のステージ１と、中央のステージ２と、右欄の診断結果と、にまとめて示したものであり、同図に示したように、ステージ１の診断（第１の診断）でＯＫ（異常なし）と判定した場合には、ステージ２の診断（第２の診断）は行わずに故障がないものと確定する。ステージ１の診断でＮＧ（異常あり）と判定した場合は、ステージ２の診断を実行し、その結果に応じて後述するように最終的な診断結果を得る。
　ステージ１の診断は、この実施例では、診断実行のタイミングが特に定められておらず、通常の車両走行中に継続的に（換言すれば繰り返し）行う。ステージ１の診断では、２つのパージ制御バルブ８がともに開制御されている状態の下でのパージ通路圧力を読み込み、このパージ通路圧力が負圧側に設定される第１の閾値以下であるかどうかを判定する。この診断は、開制御におけるオンデューティ比が所定の診断許可デューティ比（例えば１００％近傍の比較的高い値に設定される）以上であることを条件として行う。そして、２つのパージ制御バルブ８がともに開制御されている状態の下でのパージ通路圧力が第１の閾値よりも高いと判定したときは、ＮＧカウンターをインクリメントする。ステージ１の診断を継続的に行う中でこのＮＧカウンターの値が所定値に達したら、ステージ１の診断結果がＮＧとなり、ステージ２の診断に移行することとなる。
　ステージ２の診断では、２つのパージ制御バルブ８を１つずつ開制御し、この状態の下でのパージ通路圧力が負圧側に設定される第２の閾値以下であるかどうかを判定する。
　図２は、理解を容易にするためにステージ１の診断とステージ２の診断とを一連に描いたタイムチャートである。図の上から順に、（ａ）第１パージ制御バルブ８Ａ（図ではＰＣＶＡと略記する）のオンデューティ比、（ｂ）第２パージ制御バルブ８Ｂ（図ではＰＣＶＢと略記する）のオンデューティ比、（ｃ）パージ通路圧力（ｋＰａ）、（ｄ）ＮＧカウンター値、（ｅ）ドレインカットバルブ１０（図ではＤＣＶと略記する）の開閉状態、をそれぞれ示している。
　図２のタイムチャートの前半に示すステージ１の診断では、図示するように、電力要求等に応じた内燃機関１の間欠的な運転に伴って、第１パージ制御バルブ８Ａと第２パージ制御バルブ８Ｂとが同時に１００％に近いオンデューティ比でもって開制御されるので、そのときのパージ通路圧力を第１の閾値Ｌｉｍ１と比較する。第１パージ制御バルブ８Ａおよび第２パージ制御バルブ８Ｂが正常に動作していれば、（ｃ）欄に線ＯＫ１として示すように、パージ通路圧力が比較的大きく低下し、第１の閾値Ｌｉｍ１以下となる。これに対し、パージ通路圧力が線ＮＧ１として示すように第１の閾値Ｌｉｍ１よりも高いときは、（ｄ）欄に示すＮＧカウンターがインクリメントされていく。なお、ここでは、圧力変化の遅れを考慮して、パージ制御バルブ８の開制御を開始してから適当な遅れ期間経過後のパージ通路圧力を読みって第１の閾値Ｌｉｍ１との比較を行っている。また（ｅ）欄に示すように、ステージ１の診断の際には、ドレインカットバルブ１０は開いたままである。換言すれば、通常のパージを行っている間にステージ１の診断が実行される。
　図示例は、前述したようにシリーズハイブリッド車における発電用の内燃機関１であることから、内燃機関１の運転が間欠的になされる。図２のタイムチャートにおいて（ａ），（ｂ）欄に示すオンデューティ比の増減変化は、内燃機関１の間欠的な運転に対応している。図示例では、内燃機関１が運転される際に燃費最良点となる特定の運転条件（負荷および回転速度）で運転がなされるので、基本的にオンデューティ比は１００％もしくはこれに近い値のほぼ一定値となる。内燃機関１の停止中は、オンデューティ比は０である。内燃機関１の運転条件によっては、オンデューティ比はより低い値となり得るので、仮に診断許可デューティ比ＤＬよりも低いオンデューティ比となったときには、ステージ１の診断は実行しない。このように診断実行を診断許可デューティ比ＤＬ以上に限定することで、オンデューティ比の差異による誤診断を回避することができる。
　図２の例では、ステージ１の診断において内燃機関１の運転のたびにパージ通路圧力が第１の閾値Ｌｉｍ１以下であると判定されてＮＧカウンターが増加しており、所定値（図示例では説明のために３としている）に達したことで、パージ系統に何らかの故障があると判定してステージ２の診断に移行する。なお、ＮＧカウンター値は、車両の運転終了（トリップ終了）時点でリセットするようにしてもよく、あるいは、そのまま保持するようにしてもよい。ＮＧカウンター値を適切に設定することで、何らかの誤検出等によってステージ２に過度に頻繁に移行することを防止できる。
　ステージ２の診断では、（ｅ）欄に示すようにドレインカットバルブ１０を閉じ、（ａ），（ｂ）欄に示すように、第１パージ制御バルブ８Ａおよび第２パージ制御バルブ８Ｂを１つずつ比較的高い一定のオンデューティ比（例えば１００％ないしその近傍）でもって強制的に開制御させる。つまり、第２パージ制御バルブ８Ｂのオンデューティ比を０とした状態で第１パージ制御バルブ８Ａのオンデューティ比を例えば１００％とする。そして、圧力変化遅れを考慮した適当な遅れ期間経過後にパージ通路圧力を読み取って、負圧側に設定された第２の閾値Ｌｉｍ２と比較する。次いで、第１パージ制御バルブ８Ａのオンデューティ比を０とした状態で第２パージ制御バルブ８Ｂのオンデューティ比を例えば１００％とする。そして、適当な遅れ期間経過後にパージ通路圧力を読み取って、負圧側に設定された第２の閾値Ｌｉｍ２と比較する。
　なお、このステージ２の診断は、間欠的に運転される内燃機関１の運転中（つまり吸気通路７に負圧が発生している条件下）に実行される。ステージ２の診断を行うために積極的に内燃機関１の運転を要求するようにしてもよい。
　パージ制御バルブ８Ａ，８Ｂが正しく動作して吸気通路７からパージ通路５へ負圧が導入されていれば、（ｃ）欄に線ＯＫ２として示すように、パージ通路圧力が比較的大きく低下し、第２の閾値Ｌｉｍ２以下となる。これに対し、線ＮＧ２として示すようにパージ通路圧力が第２の閾値Ｌｉｍ２よりも高いときは、異常と判定する。
　一実施例では、一方のパージ制御バルブ８が閉じていることを考慮して、第２の閾値Ｌｉｍ２は、第１の閾値Ｌｉｍ１よりも相対的に高い圧力（大気圧により近い負圧）に設定される。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、診断時の種々の条件を考慮してそれぞれ最適に設定することができる。
　また上記の例では、ステージ２の診断の際にドレインカットバルブ１０を閉じることでキャニスタ３を含むパージ系統が密閉された状態となり、この密閉された中にパージ制御バルブ８を介して負圧が導入される形となる。そのため、パージ制御バルブ８等が正常であるときのパージ通路圧力の低下がより確実に生じる。例えば、アドミッションバルブ１４によって生成された負圧が比較的弱いような場合でも診断の精度が高く得られる。
　なお、図２に示すように、図示例のステージ２の診断では、第１パージ制御バルブ８Ａおよび第２パージ制御バルブ８Ｂの強制的は開制御をそれぞれ１回だけ行って異常の有無を判定しているが、それぞれの開制御および圧力判定を複数回繰り返し行った上で、最終的な異常の有無を判定するようにしてもよい。
　次に、図３の説明図に基づいて、最終的に得られる診断結果について説明する。まず、ステージ１の診断で異常がなければ、つまりパージ通路圧力が第１の閾値Ｌｉｍ１以下であれば、前述したように、ステージ２の診断を行うことなく「故障なし」と最終診断される。一方、ステージ１の診断で何らかの故障がある（ＮＧカウンター値が所定値に達した）と判定したときは、上述したようにステージ２の診断が実行される。ステージ２の診断では、何らかの要因による誤診断がない限りは、第１パージ制御バルブ８Ａについての診断が正常であって第２パージ制御バルブ８Ｂについての診断が異常である場合、第２パージ制御バルブ８Ｂについての診断が正常であって第１パージ制御バルブ８Ａについての診断が異常である場合、第１パージ制御バルブ８Ａについての診断および第２パージ制御バルブ８Ｂについての診断の双方が異常である場合、の３通りの中のいずれかとなる。
　図３に示すように、ステージ２の診断において第１パージ制御バルブ８Ａについての診断が正常（ＯＫ）であって第２パージ制御バルブ８Ｂについての診断が異常（ＮＧ）である場合は、第２パージ制御バルブ８Ｂの閉固着もしくはその前後の通路（パージ通路５ｂ）の詰まり、であると最終診断される。第２パージ制御バルブ８Ｂについての診断が正常（ＯＫ）であって第１パージ制御バルブ８Ａについての診断が異常（ＮＧ）である場合は、第１パージ制御バルブ８Ａの閉固着もしくはその前後の通路（パージ通路５ａ）の詰まり、であると最終診断される。第１パージ制御バルブ８Ａについての診断および第２パージ制御バルブ８Ｂについての診断の双方が異常（ＮＧ）である場合は、パージ通路５ａ，５ｂの双方（あるいは分岐していない部分のパージ通路５）の詰まりもしくは２つのパージ制御バルブ８の閉固着、あるいはホースの抜け等によるパージ系統の漏洩（つまり大気の流入）、であると最終診断される。
　いずれかの故障である場合は、各々に対応した故障コードが生成されてエンジンコントローラ９のメモリに保持される。また、故障であることを報知するために、例えば運転席における警告灯（ＭＩＬ）の点灯が行われる。
　このように、上記実施例の故障診断では、通常の内燃機関１の運転中にステージ１の診断が実行されるが、このステージ１の診断ではキャニスタ３からのパージが通常通りに継続される。そして、ステージ１の診断において何らかの故障があると診断されるまではステージ２の診断を実行しないので、故障診断によってキャニスタ３からのパージが損なわれることがない。
　なお、内燃機関１の運転の頻度が少ないシリーズハイブリッド車等においては、キャニスタ３のパージの機会が少ないので、故障診断によってパージが損なわれることは好ましくない。上記実施例の故障診断では、基本的にパージへの影響がない。
　以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。上記実施例では、シリーズハイブリッド車における発電用の内燃機関に適用した例を説明したが、この発明は、シリーズハイブリッド車以外の車両つまり内燃機関が車両走行駆動源となる車両においても同様に適用が可能である。また、パージ制御バルブを３個以上備える場合にも同様に適用することができる。なお、非過給内燃機関であれば、スロットルバルブ下流に生じる負圧を利用することができる。

Claims (7)

  1. 　キャニスタと内燃機関の吸気系との間のパージ通路に複数のパージ制御バルブが互いに並列に配置された蒸発燃料処理装置の故障診断方法であって、
    　複数のパージ制御バルブがともに開制御されているときの上記パージ通路の圧力に基づいてパージ系統についての第１の診断を行い、
    　この第１の診断でパージ系統に故障があると判定したら、複数のパージ制御バルブを１つずつ開制御し、各々の状態での上記パージ通路の圧力に基づいて故障箇所を特定する第２の診断を行う、
    　蒸発燃料処理装置の故障診断方法。
  2. 　第１の診断ではパージ通路の圧力が負圧側の第１の閾値よりも高いときに異常と判定し、第２の診断ではパージ通路の圧力が負圧側の第２の閾値よりも高いときに異常と判定し、第１の閾値は第２の閾値よりも低い圧力に設定される、
    　請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の故障診断方法。
  3. 　第１の診断は、各パージ制御バルブのオンデューティ比が診断許可デューティ比以上であることを条件として診断を行う、
    　請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の故障診断方法。
  4. 　第２の診断において、いずれか１つのパージ制御バルブの開制御時のパージ通路圧力が異常であり、他のパージ制御バルブの開制御時のパージ通路圧力が異常でない場合は、当該１つのパージ制御バルブの故障であると特定する、
    　請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の故障診断方法。
  5. 　第２の診断において、全てのパージ制御バルブの開制御時のパージ通路圧力が異常である場合は、全てのパージ制御バルブの故障もしくはパージ通路の漏洩であると特定する、
    　請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の故障診断方法。
  6. 　第２の診断の実行時に、キャニスタのドレイン通路を閉じた状態とする、
    　請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の故障診断方法。
  7. 　燃料タンクにチャージポートが接続されたキャニスタと、このキャニスタのパージポートと内燃機関の吸気系とを接続し、かつ互いに並列に位置する複数のパージ制御バルブを備えたパージ通路と、上記パージ通路に設けられた圧力センサと、を備えた蒸発燃料処理装置の故障診断装置であって、
    　複数のパージ制御バルブがともに開制御されているときの上記パージ通路の圧力に基づいてパージ系統についての第１の診断を行い、
    　この第１の診断でパージ系統に故障があると判定したら、複数のパージ制御バルブを１つずつ開制御し、各々の状態での上記パージ通路の圧力に基づいて故障箇所を特定する第２の診断を行う、蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
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