(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料をパージ系を介して機関吸気系に導入し処理する蒸発燃料処理装置と、前記蒸発燃料処理装置の故障を診断する故障診断装置とを備えた蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、
パージ系内に圧力を導入する圧力導入手段と、
前記圧力導入手段による圧力導入中に、パージ系内とパージ系外との間を流通するガス流量を検知する流量検知手段と、
この圧力導入に伴うパージ系内の圧力状態を検出する圧力状態検出手段と、
前記流量検知手段で検出されたガス流量と前記圧力状態検出手段で検出された圧力状態とをもとに、前記パージ系内の空間容積を推定する容積推定手段と、
前記容積推定手段で推定されたパージ系内の空間容積をもとに、前記蒸発燃料処理装置の故障を判定する判定手段とを備える蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
【請求項２】
前記燃料タンク内の燃料残量をもとに、前記パージ系内の実空間容積を設定する実空間容積設定手段をさらに備えており、
前記判定手段は、この実空間容積と前記容積推定手段で推定された空間容積との比較結果をもとに故障を判定する請求項１記載の蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
【請求項３】
圧力導入中に流通するガス流量とその流通時間との関係を変化させる流量制御手段を備えており、
前記容積推定手段では、前記流量制御手段で変化させた各関係毎に、前記圧力状態検出手段の検出結果をもとに、前記パージ系内の空間容積を推定し、
前記判定手段では、前記容積推定手段でそれぞれ推定された各空間容積の比較結果をもとに故障を判定する請求項１記載の蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
【請求項４】
故障診断中に発生する燃料の蒸発量をもとに、前記圧力状態検出手段で検出される圧力状態を補正する補正手段をさらに備える請求項１、２又は３記載の蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気系に導入して処理する蒸発燃料処理装置の故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸発燃料処理装置の故障診断装置の一例が、例えば特開平６−２３５３５５号に開示されている。この故障診断装置では、燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸気系に導入するパージ系内に吸気系の負圧を導入し、導入後に収束するパージ系内の負圧力値を検出する。そして、検出された負圧力値とリーク判定値を比較することで故障診断を実施している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の故障診断装置では、パージ系に導入した圧力の推移を検出することで診断しているが、パージ系を構成する空間容積が大きいほど、圧力値が収束するまで時間がより長くなる。診断時間が長くなると、その間の気温変化、気圧変化、燃料温度変化、燃料の蒸発量、燃料消費量などの外乱が複雑に影響して、診断中に圧力が変化する場合がある。この結果、故障を誤判定するおそれがあった。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、故障診断をより短時間に実施することで外乱の影響を十分に排除し、より正確に故障診断を実施し得る蒸発燃料処理装置の故障診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をパージ系を介して機関吸気系に導入し処理する蒸発燃料処理装置と、蒸発燃料処理装置の故障を診断する故障診断装置とを備えた蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、パージ系内に圧力を導入する圧力導入手段と、圧力導入手段による圧力導入中に、パージ系内とパージ系外との間を流通するガス流量を検知する流量検知手段と、この圧力導入に伴うパージ系内の圧力状態を検出する圧力状態検出手段と、流量検知手段で検出されたガス流量と圧力状態検出手段で検出された圧力状態とをもとに、パージ系内の空間容積を推定する容積推定手段と、容積推定手段で推定されたパージ系内の空間容積をもとに、蒸発燃料処理装置の故障を判定する判定手段とを備えて構成する。
【０００６】
容積推定手段では、ボイル−シャルルの法則に基づき、パージ系内とパージ系外との間を流通するガス流量とその際のパージ系内の圧力状態とをもとに、パージ系内の空間容積を推定する。そして、パージ系に穴あきなどの故障が発生している場合には、容積推定手段によって、パージ系内の空間容積が実際よりも大きな容積として推定されることになるため、判定手段では、容積推定手段で推定された空間容積の大きさをもとに故障を判定する。
【０００７】
請求項２にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置は、請求項１にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置が、燃料タンク内の燃料残量をもとに、パージ系内の実空間容積を設定する実空間容積設定手段をさらに備えており、判定手段は、この実空間容積と容積推定手段で推定された空間容積との比較結果をもとに故障を判定する。
【０００８】
パージ系を構成する全空間容積は予め求めておくことができるが、パージ系を構成する燃料タンク内では、燃料消費や給油等により燃料残量が増減変化する。そこで、実空間容積設定手段では、予め求めた全空間容積と燃料残量とをもとに、パージ系内の実際の空間容積となる実空間容積を設定する。
【０００９】
請求項３にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置は、請求項１にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置が、圧力導入中に流通するガス流量とその流通時間との関係を変化させる流量制御手段を備えており、容積推定手段では、流量制御手段で変化させた各関係毎に、圧力状態検出手段の検出結果をもとに、パージ系内の空間容積を推定し、判定手段では、容積推定手段でそれぞれ推定された各空間容積の比較結果をもとに故障を判定する。
【００１０】
空間容積の推定演算には、例えば、診断中にパージ系の内外間を流通するガス流量を少なくした方が故障に伴うリーク流量による影響をより大きく反映させることができる。一例として、流量制御手段によって、ガス流量を大、小に変化させた場合には、穴あきなどの故障が発生していな状況下では各流量毎に容積推定手段で推定される空間容積は略一致するが、故障発生時にはガス流量を小とした状況で推定される空間容積の方が、故障に伴うリーク流量による影響がより大きく反映され、ガス流量を大とした状況で推定される空間容積との間に差が生じることになる。判定手段では、このように各流量毎に推定される空間容積の異同をもとに故障を判定する。なお、流量を変化させる場合について説明したが、流量を一定として、その流通時間を変化させた場合には、流通時間が大の方が故障に伴うリーク流量による影響がより大きく反映され、流通時間を小とした状況で推定される空間容積との間に差が生じることになり、同様に判定することができる。
【００１１】
請求項４にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置は、請求項１、２又は３にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置が、故障診断中に発生する燃料の蒸発量をもとに、圧力状態検出手段で検出される圧力状態を補正する補正手段をさらに備えて構成する。
【００１２】
燃料タンク内の燃料が蒸発して、診断中におけるパージ系内の圧力状態に影響を及ぼす場合があるため、補正手段によって、燃料の蒸発量をもとに検出結果を補正することで、診断中におけるパージ系内の圧力状態より正確に検出する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に、第１の実施形態にかかる故障検出装置を備えた蒸発燃料処理装置を概略的に示す。この装置は、燃料タンク１０内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着させるチャコールキャニスタ２０を備えており、燃料タンク１０とチャコールキャニスタ２０とをベーパ通路３１で接続している。また、チャコールキャニスタ２０はパージ通路３２を介して内燃機関の吸気管４０と接続しており、機関運転中に吸気管４０で発生する負圧を利用して、チャコールキャニスタ２０に吸着した蒸発燃料を離脱させて吸気管４０内に導入し、内燃機関の燃焼室で燃焼処理する蒸発燃料処理装置を構成している。
【００１５】
パージ通路３２には、パージ通路３２を開閉するパージコントロールバルブ５０を設けており、電子制御装置（以下、ＥＣＵと称す）６０からのデューティ信号を受け、デューティ比に応じた開閉動作をすることで、吸気管４０に流入させる蒸発燃料のパージ流量を制御する。
【００１６】
チャコールキャニスタ２０には、蒸発燃料を吸気管４０に導入する際に開弁してチャコールキャニスタ２０と大気とを連通させ、故障診断の際に閉弁してチャコールキャニスタ２０と大気とを遮断する大気弁２１を備えており、ＥＣＵ６０からの制御信号によって開閉する機構となっている。
【００１７】
燃料タンク１０には、後述するように故障診断時にパージ系内の圧力を検出する圧力センサ１１と、燃料タンク１０内の燃料残量を検出する燃料ゲージ１２を設けており、それぞれの検出結果はＥＣＵ６０に与えられる。また、吸気管４０にも吸気管４０内の圧力を検出する圧力センサ４１を設けており、その検出結果もＥＣＵ６０に与えられる。
【００１８】
ここで、この故障診断装置で実施する診断方法について説明する。
【００１９】
この診断では、ボイル−シャルルの法則に基づいてパージ系内の空間容積を推定する。例えば、診断対象となるパージ系の空間容積をＶ、このパージ系に収容された気体の重さをＧ、圧力をＰ、温度（絶対温度）をＴ、ガス定数をＲとすると、
Ｐ・Ｖ＝Ｇ・Ｒ・Ｔ                    …（１）
となる。そして、このパージ系に収容された気体のうち重さΔＧ分だけがパージ系外に流出し、このときのガス流量をＱとすると、流出したガスについて
Ｐ・Ｑ＝ΔＧ・Ｒ・Ｔ                  …（２）
が成立する。また、流出後のパージ系内では、
（Ｐ−ΔＰ）・Ｖ＝（Ｇ−ΔＧ）・Ｒ・Ｔ        …（３）
が成立する。そこで、（１）式及び（３）式よりΔＰ・Ｖ０＝ΔＧ・Ｒ・Ｔとなり、（２）式を代入して整理すると、
Ｖ＝Ｐ・Ｑ／ΔＰ                              …（４）
が得られる。すなわち、Ｐ、Ｑ及びΔＰを検出することで、パージ系の空間容積Ｖを推定することができる。そして、診断したパージ系に穴あきなどが発生している場合には、予め検出した実際の空間容積（実空間容積）Ｖ０に比べ、推定される空間容積Ｖが大となるため、この両空間容積Ｖ、Ｖ０を比較することで、パージ系の故障の診断できる。
【００２０】
以下、パージ系の故障診断処理につき、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００２１】
このフローチャートはイグニションスイッチのオン操作によって起動し、まず、ステップ１０２（以下、ステップを「Ｓ」と記す）に進み、後述する診断時間ｔ、パージ流量Ｑｔｏｔａｌ、診断終了フラグなどをリセットする初期化処理が実施される。
【００２２】
続くＳ１０４では、パージ実行中を示すパージ実行フラグがセットされているかを判断する。このパージ実行フラグは、他のパージ制御ルーチンにおいてパージ実行条件が成立し、パージが実行された場合にセットされ、Ｓ１０４ではパージ実行フラグがセットされるまで待機状態となる。
【００２３】
パージ実行中には大気弁２１が開弁状態であり、吸気管４０内の負圧によって大気が大気弁２１を介してパージ系内に導入されている。またこの際、パージコントロールバルブ５０の開閉動作がＥＣＵ６０によってデューティ制御され、吸気管４０に導入されるパージ流量の制御が実施されている。
【００２４】
そこで、Ｓ１０４で「Ｙｅｓ」と判定された場合にはＳ１０６に進み、このときのパージ系内の圧力Ｐ０を圧力センサ１１で測定し、続くＳ１０８では大気弁２１を閉弁する。これにより、大気弁２１からパージ系内への大気の流入がストップされる。
【００２５】
続くＳ１１０では、診断時間を計時するタイマをスタートさせてＳ１１２に進み、タイマによる計時Ｔが所定時間ｄを経過したか否かを判断する。タイマによる計時Ｔが所定時間ｄとなった時点でＳ１１４に進み、診断時間ｔに所定時間ｄを加算し、診断時間ｔの値を更新する。なお、診断時間ｔはＳ１０２で初期化されており、初回のＳ１１４の処理では診断時間ｔの値はｄに更新されることになる。
【００２６】
このときパージが継続して実行されているため、吸気管４０の負圧がパージ系内に導入され、図３に示すように、パージ系内の圧力はＳ１０６で大気弁２１が閉弁された診断時間ｔ＝０の時点から次第に低下していく。
【００２７】
続くＳ１１６では、図４に示すグラフに基づき、圧力センサ４１で検出された吸気管４０内の圧力（吸気管圧力）をもとにパージの最大流量Ｑｍａｘを設定する。
【００２８】
続くＳ１１８では、Ｓ１１６で設定された最大流量Ｑｍａｘ、このときのパージコントロールバルブ５０のデューティ比、Ｓ１１２で採用した所定時間ｄをもとに、この間にパージ系から吸気管４０内に導入されたパージ流量Ｑｉを、Ｑｉ＝Ｑｍａｘ＊ｄｕｔｙ比＊ｄとして求める。
【００２９】
続くＳ１２０では、故障診断中に導入された全パージ流量ＱｔｏｔａｌにＳ１１８で求めたパージ流量Ｑｉを加算し、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌの値を更新する。なお、全パージ流量ＱｔｏｔａｌはＳ１０２で初期化されており、初回のＳ１２０の処理では全パージ流量Ｑｔｏｔａｌの値はＱｉに更新されることになる。
【００３０】
続くＳ１２２では、Ｓ１２０で更新された全パージ流量Ｑｔｏｔａｌの値が予め定めたしきい値Ｑｔｈより大となったかを判断し、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌがしきい値Ｑｔｈ以下の場合には（Ｓ１２２で「Ｎｏ」）、Ｓ１２４に進んで診断時間を計時するタイマがリセットされ、再びＳ１１０以下の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ１２２で「Ｙｅｓ」と判断されるまでＳ１１０からＳ１２４までの処理が繰り返し実行される。
【００３１】
Ｓ１２２で、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌの値がしきい値Ｑｔｈより大となったと判断されるとＳ１２６に進んで、この間の診断時間ｔをｔ１として記憶した後、Ｓ１２８に進んで、このときのパージ系内の圧力Ｐ１を圧力センサ１１で測定する。
【００３２】
続くＳ１３０では大気弁２１を開弁してパージ系内に大気を導入する。大気弁２１が開弁されることで、図３に示すように、パージに伴い診断中に低下したパージ系内の圧力は再び上昇すると共に、通常のパージ制御が再開される。すなわち、故障診断に伴う検出処理はＳ１２８で終了し、Ｓ１３２以下の判定処理に移る。
【００３３】
Ｓ１３２に進み、燃料タンク１０からパージコントロールバルブ５０までの診断対象となるパージ系を構成する既知の全空間容積Ｖｔから、燃料ゲージ１２で検出された燃料残量を減じ、パージ系の実空間容積Ｖ０を算出する。
【００３４】
続くＳ１３４では、故障診断中にも燃料タンク１０内の燃料が蒸発してパージ系内の圧力に影響を及ぼすため、故障診断中の燃料蒸発量に基づく補正圧ΔＰｃを演算する。図５に示すように、補正圧ΔＰｃはＱｔｏｔａｌ／Ｖ０に比例するが、その比例係数となる図５のグラフの傾きαは診断時間に応じて変化することになる。すなわち、診断時間が長いとその間の燃料蒸発量も増大し補正圧ΔＰｃも増大するため、診断時間に応じて傾きαも変化することになる。そこで、診断時間をごく短時間（例えば１０〜２０秒程度）とすることで、診断時間に対応した傾きαの値を固定値として設定する。これにより補正圧ΔＰｃ自体も小さな値に設定されるため、補正誤差も十分に抑えられる。
【００３５】
Ｓ１３４では、このようにして傾きαを定めた図５のグラフに基づき、Ｓ１２０で設定された全パージ流量ＱｔｏｔａｌとＳ１３２で算出されたパージ系の実空間容積Ｖ０とを用いて、補正圧ΔＰｃを、ΔＰｃ＝α＊（Ｑｔｏｔａｌ／Ｖ０）として算出する。
【００３６】
続く１３６では、Ｓ１３４で算出した補正圧ΔＰｃを用いて、診断中に変化したパージ系内の圧力変化ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ０−Ｐ１＋ΔＰｃとして算出する。
【００３７】
続くＳ１３８では、Ｓ１３６で算出した圧力変化ΔＰを用いて前出の（４）式に各値を代入し、Ｖ＝Ｐ０＊Ｑｔｏｔａｌ／ΔＰを演算することで、パージ系の空間容積Ｖの推定処理を行う。
【００３８】
続く１４０では、Ｓ１３２で算出したパージ系の実空間容積Ｖ０、Ｓ１３８で推定したパージ系の空間容積Ｖ及びＳ１２６で記憶した診断時間ｔ１を用いて、パージ系の系外に漏れる単位時間あたりの漏れ量をΔＶ／Δｔ＝（Ｖ−Ｖ０）／ｔ１として算出する。
【００３９】
続くＳ１４２では、図６に示すグラフをもとに、漏れ量ΔＶ／Δｔに対応したリーク径φの大きさを判定してＳ１４４に進み、Ｓ１４２で判定したリーク径φが所定値Ｒ（例えばＲ＝０．５ｍｍ）以上であるかを判断する。
【００４０】
Ｓ１４４でリーク径φがＲ未満であると判断された場合にはＳ１４６に進み、故障診断が終了したことを示す診断終了フラグをセットして、この診断ルーチンを終了する。
【００４１】
一方、Ｓ１４４でリーク径φがＲ以上であると判断された場合にはＳ１４８に進んで、パージ系に故障が発生していることを示す警告ランプを点灯させ、運転者にパージ系の故障を知らせる。この後、Ｓ１４６に進み診断終了フラグをセットして、この診断ルーチンを終了する。
【００４２】
このようにしてパージ系の故障を診断することで、診断中に推移する圧力値が収束するまで待つ必要が無く、短時間で故障診断を終了させることができる。
【００４３】
次に第２の実施形態について説明する。
【００４４】
第２の実施形態では、図７に示すように、図１に示した大気弁２１に加え、パージ系内を加圧する加圧ポンプ２２をチャコールキャニスタ２０に設けている。以下に、加圧ポンプ２２を備えた場合のパージ系の故障診断処理につき、図８のフローチャートに沿って説明する。
【００４５】
このフローチャートもイグニションスイッチのオン操作によって起動し、まず、Ｓ２０２に進み、診断時間ｔ、パージ流量Ｑｔｏｔａｌ、診断終了フラグなどをリセットする初期化処理が実施される。
【００４６】
続くＳ２０４では、パージ実行中を示すパージ実行フラグがセットされているかを判断し、パージ実行フラグがセットされるまでＳ２０４で待機状態となる。
【００４７】
Ｓ２０４でパージ実行フラグのセットが確認されるとＳ２０６に進み、パージコントロールバルブ５０を閉弁する。パージコントロールバルブ５０を閉弁すると、パージ系と吸気管４０との間が遮断され、負圧状態のパージ系内に開弁中の大気弁２１から大気が導入されるため、続くＳ２０８では、導入された大気圧が安定するまでの時間となるｔ０時間が、Ｓ２０６後に経過したかを判断する。
【００４８】
Ｓ２０８で、ｔ０時間が経過したと判断されるとＳ２１０に進み、このときのパージ系内の圧力Ｐ０を圧力センサ１１で測定する。そして、Ｓ２１２に進んで大気弁２１を閉弁してパージ系を閉塞させた後、Ｓ２１４に進んで加圧ポンプ２２を駆動する。
【００４９】
続くＳ２１６では、診断時間を計時するタイマをスタートさせてＳ２１８に進み、タイマによる計時Ｔが所定時間ｄを経過したか否かを判断する。タイマによる計時Ｔが所定時間ｄとなった時点でＳ２２０に進み、診断時間ｔに所定時間ｄを加算し、診断時間ｔの値を更新する
パージコントロールバルブ５０が閉状態の際に、Ｓ２１４で加圧ポンプ２２を駆動することで、図９に示すように、パージ系内の圧力は加圧ポンプ２２を駆動した診断時間ｔ＝０の時点から次第に増加していく。
【００５０】
続くＳ２２２では、加圧ポンプ２２から単位時間当たりに導入される既知のエアー流量をＱａとして、時間ｄの間にパージ系内に導入されたエアー流量Ｑｉを、Ｑｉ＝Ｑａ＊ｄとして求める。
【００５１】
続くＳ２２４では、故障診断中に加圧ポンプ２２から導入された全エアー流量Ｑｔｏｔａｌに、Ｓ２２２で求めたエアー流量Ｑａを加算し、全エアー流量Ｑｔｏｔａｌの値を更新する。
【００５２】
続くＳ２２６では、Ｓ２２４で更新された全エアー流量Ｑｔｏｔａｌの値が予め定めたしきい値Ｑｔｈより大となったかを判断し、全エアー流量Ｑｔｏｔａｌがしきい値Ｑｔｈ以下の場合には（Ｓ２２６で「Ｎｏ」）、Ｓ２２８に進んで診断時間を計時するタイマがリセットされ、再びＳ２１６以下の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ２２６で「Ｙｅｓ」と判断されるまでＳ２１６からＳ２２８までの処理が繰り返し実行される。
【００５３】
Ｓ２２６で、全エアー流量Ｑｔｏｔａｌの値がしきい値Ｑｔｈより大となったと判断されるとＳ２３０に進んで、この間の診断時間ｔをｔ１として記憶し、Ｓ２３２に進んで、このときのパージ系内の圧力Ｐ１を圧力センサ１１で測定する。
【００５４】
続くＳ２３４で加圧ポンプ２２を停止させた後、Ｓ２３６に進んでパージコントロールバルブ５０を開弁すると共に、Ｓ２３８に進んで大気弁２２を開弁してチャコールキャニスタ２０を大気と連通させる。これにより、通常のパージ制御が再開される。
【００５５】
続くＳ２４０〜Ｓ２５６で実行される判定処理は、先に説明した図２のフローチャートにおけるＳ１３２〜Ｓ１４８と実質的に同一の処理であり、説明は省略する。なお、変更箇所は、Ｓ１３６の演算式に対し、Ｓ２４４においてＰ０、Ｐ１、ΔＰｃの符号が反転する。
【００５６】
以上説明した第２の実施形態では、大気弁２１と加圧ポンプ２２との双方を備える場合を例示したが、開弁・閉弁と同様な機能を有する加圧ポンプ２２であれば、大気弁２１の機能を加圧ポンプ２２で代用可能であり、この場合には大気弁２１は不要となる。
【００５７】
また、加圧ポンプ２２によってパージ系内を加圧状態とした後、パージを実行することで、このときのパージ流量とパージ系内の圧力変化とをもとに、パージ系の空間容積を推定する手法を採用することも可能である。
【００５８】
次に第３の実施形態について説明する。
【００５９】
以下に説明する第３の実施形態では、前述した第１及び第２の実施形態のように、パージ系内を減圧或いは加圧することで故障診断を実施することが可能である。ここでは、第１の実施形態と同様に、図１の装置構成を採用し、パージ系内を減圧する手法を採用した場合を例に、図１０のフローチャートに沿って説明する。
【００６０】
このフローチャートもイグニションスイッチのオン操作によって起動し、まず、Ｓ３０２に進み、診断時間ｔ、パージ流量Ｑｔｏｔａｌ、診断終了フラグなどをリセットする初期化処理が実施される。
【００６１】
続くＳ３０４では、パージ実行中を示すパージ実行フラグがセットされているかを判断し、パージ実行フラグがセットされるまでＳ３０４で待機状態となる。
【００６２】
Ｓ３０４でパージ実行フラグのセットが確認されるとＳ３０６に進み、パージコントロールバルブ５０を閉弁する。パージコントロールバルブ５０を閉弁すると、パージ系と吸気管４０との間が遮断され、開弁中の大気弁２１からパージ系内に大気が導入されるため、続くＳ３０８では、導入された大気圧が安定するまでの時間となるｔ０時間が、Ｓ３０６後に経過したかを判断する。
【００６３】
Ｓ３０８で、ｔ０時間が経過したと判断するとＳ３１０に進み、このときのパージ系内の圧力Ｐ０を圧力センサ１１で測定する。そして、Ｓ３１２に進んで大気弁２１を閉弁してパージ系を閉塞させる。
【００６４】
続くＳ３１４では、パージコントロールバルブ５０の開弁動作を所定のｄｕｔｙ比でデューティ制御することでパージを実行する。
【００６５】
続くＳ３１６では、診断時間を計時するタイマをスタートさせてＳ３１８に進み、タイマによる計時Ｔが所定時間ｄを経過したか否かを判断する。タイマによる計時Ｔが所定時間ｄとなった時点でＳ３２０に進み、診断時間ｔに所定時間ｄが加算され、診断時間ｔの値が更新される。
【００６６】
続くＳ３２２では、図４に示すマップに基づき、圧力センサ４１で検出された吸気管４０内の圧力（吸気管圧力）をもとにパージの最大流量Ｑｍａｘを設定する。
【００６７】
続くＳ３２４では、Ｓ３２２で設定された最大流量Ｑｍａｘ、このときのパージコントロールバルブ５０のデューティ比（ｄｕｔｙ比）、Ｓ３１８で採用した所定時間ｄをもとに、この間にパージ系から吸気管４０内に導入されたパージ流量Ｑ１を、Ｑ１＝Ｑｍａｘ＊ｄｕｔｙ比＊ｄとして算出する。
【００６８】
続くＳ３２６では、故障診断中に導入された全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ１にＳ３２４で求めたパージ流量Ｑ１を加算し、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ１の値を更新する。
【００６９】
続くＳ３２８では、Ｓ３２６で更新された全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ１の値が予め定めたしきい値Ｑｔｈ１より大となったかを判断し、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ１がしきい値Ｑｔｈ１以下の場合には（Ｓ３２８で「Ｎｏ」）、Ｓ３３０に進んで診断時間を計時するタイマがリセットされ、再びＳ３１６以下の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ３２８で「Ｙｅｓ」と判断されるまでＳ３１６からＳ３３０までの処理が繰り返し実行される。
【００７０】
Ｓ３２８で、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ１の値がしきい値Ｑｔｈ１より大となったと判断されるとＳ３３２に進んで、この間の診断時間ｔをｔ１として記憶した後、Ｓ３３４に進んで、このときのパージ系内の圧力Ｐ１を圧力センサ１１で測定する。
【００７１】
続くＳ３３６では、Ｓ３１０及びＳ３３４で測定したパージ系内の圧力Ｐ０とＰ１との圧力変化ΔＰ１を、ΔＰ１＝Ｐ０−Ｐ１として算出する。
【００７２】
続くＳ３３８では、Ｓ３１０で測定したＰ０、Ｓ３２２で算出したＱｔｏｔａｌ１及びＳ３３６で算出した圧力変化ΔＰ１を用いて前出の（４）式に各値を代入し、Ｖ１＝Ｐ０＊Ｑｔｏｔａｌ１／ΔＰ１を演算することで、パージ系の空間容積Ｖ１の推定処理を行う。
【００７３】
そして、図１１のＳ３４０に進み、Ｓ３１４以降で実行したパージのデューティ比を示すｄｕｔｙ比の値を１／２となる１／２ｄｕｔｙ比に変更し、パージコントロールバルブ５０の開弁動作を１／２ｄｕｔｙ比でデューティ制御する。
【００７４】
続くＳ３４２では、診断時間を計時するタイマをスタートさせてＳ３４４に進み、タイマによる計時Ｔが所定時間ｄを経過したか否かを判断する。タイマによる計時Ｔが所定時間ｄとなった時点でＳ３４６に進み、診断時間ｔに所定時間ｄを加算し、診断時間ｔの値を更新する。
【００７５】
続くＳ３４８では、図４に示すマップに基づき、圧力センサ４１で検出された吸気管４０内の圧力（吸気管圧力）をもとにパージの最大流量Ｑｍａｘを設定する。
【００７６】
続くＳ３５０では、Ｓ３４８で設定された最大流量Ｑｍａｘ、このときのパージコントロールバルブ５０のデューティ比（１／２ｄｕｔｙ比）、Ｓ３４４で採用した所定時間ｄをもとに、この間にパージ系から吸気管４０内に導入されたパージ流量Ｑ２を、Ｑ２＝Ｑｍａｘ＊１／２ｄｕｔｙ比＊ｄとして求める。
【００７７】
続くＳ３５２では、故障診断中に導入された全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ２にＳ３５０で求めたパージ流量Ｑ２を加算し、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ２の値を更新する。
【００７８】
続くＳ３５４では、Ｓ３５２で更新された全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ２の値が予め定めたしきい値Ｑｔｈ２より大となったかを判断し、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ２がしきい値Ｑｔｈ２以下の場合には（Ｓ３５６で「Ｎｏ」）、Ｓ３５６に進んで診断時間を計時するタイマがリセットされ、再びＳ３４２以下の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ３５４で「Ｙｅｓ」と判断されるまでＳ３４２からＳ３５６までの処理が繰り返し実行される。
【００７９】
Ｓ３５４で、全パージ流量Ｑｔｏｔａｌ２の値がしきい値Ｑｔｈ２より大となったと判断されるとＳ３５８に進んで、この間の診断時間ｔをｔ２として記憶した後、Ｓ３６０に進んで、このときのパージ系内の圧力Ｐ２を圧力センサ１１で測定する。
【００８０】
続くＳ３６２では大気弁２１を開弁してパージ系内に大気を導入することで、通常のパージ制御が再開される。
【００８１】
続くＳ３６４では、Ｓ３３４及びＳ３６０で測定したパージ系内の圧力Ｐ１とＰ２との圧力変化ΔＰ２を、ΔＰ２＝Ｐ１−Ｐ２として算出する。
【００８２】
続くＳ３６６では、Ｓ３３４で測定したＰ１、Ｓ３５２で算出したＱｔｏｔａｌ２及びＳ３６４で算出した圧力変化ΔＰ２を用いて前出の（４）式に各値を代入し、Ｖ２＝Ｐ１＊Ｑｔｏｔａｌ２／ΔＰ２を演算することで、パージ系の空間容積Ｖ２の推定処理を行う。
【００８３】
このようにして、パージ系の空間容積の推定処理をパージのデューティ比と診断時間ｔを変えて２回実施し、デューティ比を変える前後ではパージ系内の圧力変化の態様は図１２に示すように異なるが、パージ系に故障が発生していない場合には、２回の推定処理で推定された空間容積はほぼ一致するはずである。しかし、パージ系に穴あきなどの故障が発生している場合には、パージ流量が少なく診断時間ｔも長い１／２ｄｕｔｙ比の方が、故障に伴うリーク流量による影響がより大きく反映され、空間容積もより大きく推定される。
【００８４】
そこで、続くＳ３６８では、Ｓ３３８で推定した空間容積Ｖ１、Ｓ３６６で推定した空間容積Ｖ２及びそれぞれの診断時間ｔ１、ｔ２とを用いて、パージ系の系外に漏れる単位時間あたりの漏れ量をΔＶ／Δｔ＝（Ｖ２−Ｖ１）／（ｔ２−ｔ１）として算出する。
【００８５】
ここで算出された漏れ量ΔＶ／Δｔをもとに、Ｓ３７０〜Ｓ３７６の判定処理が実施されるが、前述した図２のＳ１４２〜Ｓ１４８などと同一の処理であり説明は省略する。
【００８６】
この第３の実施形態では、先のＳ３４０において、デューティ比で示されるパージ流量を１／２に変更する場合を例示したが、この例に限定するものではなく適宜設定しても良い。この場合、小流量側に穴あき等の故障の影響がより大きく現れるように、パージ流量の差をより大きくとることが好ましい。
【００８７】
また、第３の実施形態では、診断時のパージ流量（ｄｕｔｙ比、１／２ｄｕｔｙ比）とその流通時間（診断時間ｔ１、ｔ２）をともに変化させる場合を例示したが、パージ流量を一定とし、図１２における診断時間ｔ１、ｔ２を相違させることで、故障診断を実施することもできる。この場合には、流通時間をより長くとって空間容積を推定した場合の方が、故障に伴うリーク流量による影響がより大きく反映され、流通時間が短い場合に推定した空間容積と比較することで、故障診断を実施することができる。なお、図１２における診断時間ｔ１、ｔ２が同一時間であっても、それぞれの診断時間ｔ１、ｔ２におけるパージ流量（デューティ比）を相違させることで故障診断を実施することもできる。
【００８８】
また、パージ流量とその流通時間との関係を変化させることで空間容積の推定処理を２回実行する場合を例示したが、パージ流量とその流通時間との関係を３回以上変化させて診断処理を実施することも可能である。この場合、各関係毎に、その際のパージ系内の圧力変化をもとにパージ系内の空間容積を推定し、推定された各空間容積を比較することで故障を診断する。このように多数回に亘って推定処理を実行することで、診断精度をより向上させることができる。
【００８９】
以上説明した各実施形態では、故障診断用のフローチャートとして独立して例示したが、パージ制御を含む燃料噴射量制御を実行するメインルーチン内で実施することも可能である。
【００９０】
また、各実施形態では、燃料タンク１０に設けた圧力センサ１１によってパージ系内の圧力を検出する場合を例示したが、圧力センサ１１はベーパ通路３１またはチャコールキャニスタ２０に設けても良い。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項にかかる蒸発燃料処理装置の故障診断装置によれば、圧力導入手段による圧力導入中にパージ系の内外間を流通するガス流量と、その際のパージ系内の圧力状態とをもとに、パージ系の空間容積を推定する容積推定手段を備えるので、判定手段では、推定された空間容積をもとに蒸発燃料処理装置の故障を直ちに判定することができる。従って、従来のように圧力値が収束するまで待つ必要が無く、短時間で故障診断を終了させることが可能となり、診断中の外乱の影響を十分に排除することができ、より正確に故障診断を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかる故障診断装置を備えた蒸発燃料処理装置の概略的に示す構成図である。
【図２】図１の故障診断装置における診断処理を示すフローチャートである。
【図３】診断時間とその際のパージ系内の圧力状態を示すグラフである。
【図４】吸気管圧力とパージの最大流量との関係を示すグラフである。
【図５】全パージ流量（Ｑｔｏｔａｌ）／パージ系の実空間容積（Ｖ０）と、補正圧ΔＰｃとの関係を示すグラフである。
【図６】単位時間当たりの漏れ量（ΔＶ／Δｔ）とリーク径φとの関係を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態にかかる故障診断装置を備えた蒸発燃料処理装置の概略的に示す構成図である。
【図８】第２の実施形態にかかる故障診断装置における診断処理を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態における診断時間とその際のパージ系内の圧力状態とを示すグラフである。
【図１０】第３の実施形態にかかる故障診断装置における診断処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に続く診断処理を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態における診断時間とその際のパージ系内の圧力状態とを示すグラフである。
【符号の説明】
１０…燃料タンク、１１…圧力センサ、１２…燃料ゲージ、２０…チャコールキャニスタ、２１…大気弁、２２…加圧ポンプ、３１，３２…パージ通路、４０…吸気管、５０…パージコントロールバルブ、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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