(57)【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運転中であってアイドル状態で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車速が停止状態判定値以下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】
エンジン運転中であってアイドル状態でないときは、
（１）エンジンの回転数が判定値を超えるとき、
（２）エンジンの負荷が判定値を超えるとき、
（３）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。
【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３２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運転中であってアイドル状態で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車速が停止状態判定値以下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運転中であってアイドル状態でないときが、（１）エンジンの回転数が判定値を超えるとき、（２）エンジンの負荷が判定値を超えるとき、（３）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＋10mmHg)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１２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２１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１４)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１２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１１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、（１）エンジン回転数が判定値を超えるとき、（２）エンジンの負荷が判定値を超えるとき、（３）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
【図１】
0003707520.tif 000002
【図２】
0003707520.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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