(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料パージシステムの燃料蒸気経路内に大気圧とは異なる所定の圧力を導入して同経路内を密閉し、その後の燃料蒸気経路内における圧力に基づいて同経路の漏れ異常の有無を診断する蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、
前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に同経路内における圧力分布の不均衡を強制的に是正する是正手段を備え、
前記是正手段は、前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に前記燃料蒸気経路内における圧力導入過多となった部位に同部位の圧力を大気圧に近づける是正用圧力を導入し、前記燃料蒸気経路内を密閉した後の同経路内の圧力を検出するとともに、該検出される圧力に基づいて前記是正用圧力の導入開始時期を設定するものである
ことを特徴とする蒸発燃料パージシステムの故障診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、
前記是正手段は前記燃料蒸気経路内における圧力導入過多となった部位に前記是正用圧力として大気圧を導入するものである
ことを特徴とする蒸発燃料パージシステムの故障診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、
前記是正手段は前記燃料蒸気経路内に前記是正用圧力の導入を開始した後の同経路内の圧力を検出するとともに、該検出される圧力に基づいて前記是正用圧力の導入終了時期を設定するものである
ことを特徴とする蒸発燃料パージシステムの故障診断装置。
【請求項４】
燃料タンクに発生する燃料蒸気を捕集するキャニスタと、同キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、同パージ通路を通じて前記キャニスタ内の燃料蒸気を前記吸気通路にパージする際に前記キャニスタ内に大気を導入する大気導入通路と、前記パージ通路の通路断面積を調節してパージ量を制御するパージ制御弁とを有する蒸発燃料パージシステムに適用され、前記燃料タンクの内圧を検出する圧力センサと、前記キャニスタと前記燃料タンクとを連通するバイパス通路と、同バイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記大気導入通路を開閉する大気導入弁とを備え、前記大気導入弁を閉状態にするとともに前記バイパス弁及び前記パージ制御弁を開状態にして、前記パージ通路、前記キャニスタ、前記バイパス通路、並びに前記燃料タンクからなる燃料蒸気経路内に前記吸気通路の負圧を導入し、前記検出される燃料タンクの内圧が所定の目標負圧に達したときに前記パージ制御弁を閉弁して前記燃料蒸気経路内を密閉した後、前記燃料タンクの内圧が上昇する際の圧力挙動に基づいて前記燃料蒸気経路の漏れ異常の有無を診断する蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、
前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に前記キャニスタ内に大気を導入すべく前記大気導入弁を開弁させる弁制御手段を備える
ことを特徴とする蒸発燃料パージシステムの故障診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、
前記弁制御手段は前記燃料蒸気経路内を密閉した後における前記燃料タンクの内圧に基づいて前記大気導入弁の開弁時期を設定するものである
ことを特徴とする蒸発燃料パージシステムの故障診断装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、
前記弁制御手段は前記大気導入弁を開弁した後における前記燃料タンクの内圧に基づいて前記大気導入弁の閉弁時期を設定するものである
ことを特徴とする蒸発燃料パージシステムの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクからの燃料蒸気を内燃機関の吸気系へパージして処理する蒸発燃料パージシステムの故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関に適用される蒸発燃料パージシステムでは、燃料タンクに発生する燃料蒸気をベーパ通路を介してキャニスタ内に導入し、同キャニスタによって捕集するとともに、その捕集された燃料蒸気を適宜キャニスタからパージ通路を通じて吸気通路に排出する（パージする）ようにしている。
【０００３】
また、こうした蒸発燃料パージシステムの故障、すなわち燃料蒸気経路（燃料タンク、ベーパ通路、キャニスタ、並びにパージ通路により構成される）の穴開き等に起因する漏れを診断するための装置もよく知られている。そして、同装置の多くは、吸気通路内の負圧をパージ通路を通じて燃料蒸気経路内に導入した後、一旦これを密閉し、この密閉した経路内における圧力の挙動を監視して上記故障の有無を診断するようにしている。
【０００４】
すなわち詳しくは、燃料蒸気経路内を密閉した後の圧力上昇が、燃料タンク内における燃料蒸気の発生によって生じたものか、あるいは上記穴開き等に起因して生じたものかをその上昇態様に基づいて診断するようにしている。
【０００５】
ところで、こうした負圧の導入に伴って燃料蒸気経路内の圧力が低下する際の低下速度は、同経路内での位置に応じて異なっているため、密閉直後における同経路内の圧力分布は均一にはならない。すなわち、図６に線Ｌ１として例示するように、燃料蒸気経路内において吸気通路に近い部位（例えばキャニスタ内）では圧力の低下速度が大きいため（時刻ｔ１〜ｔ２）、密閉直後（時刻ｔ２）の圧力は大きな負圧となり、他方、同図に線Ｌ２として例示するように、吸気通路から離れた部位（例えば燃料タンク内）では圧力が緩やかに低下するため、密閉直後の圧力も比較的小さな負圧となる。そしてその後、上記のような圧力差が徐々に減少するように燃料蒸気経路内の圧力は変化し、その分布も不均一な状態から均一な状態へと徐々に移行するようになる（時刻ｔ２〜ｔ３）。
【０００６】
このように、燃料蒸気経路内を密閉した後も、その圧力分布が均一な状態になるまで同経路内の圧力は変化するようになる。このため、このときの圧力の変化を監視しても、同圧力変化には穴開きの有無による違いが的確には反映され難いものとなり、それに基づいて故障診断を行えばその診断精度が低下してしまうこととなる。
【０００７】
そこで従来は、例えば特開平５−１８００９９号公報に記載の装置にみられるように、負圧導入して燃料蒸気経路内を密閉した後、同経路内の圧力が安定するのを待って故障診断を開始するようにしている。これにより、燃料蒸気経路内を密閉してから診断を開始するまでの間に適宜遅延期間が設けられることなるため、同経路内の圧力分布が不均一な状態のときには故障診断が行われないようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記従来の装置のように、燃料蒸気経路内を密閉してから故障診断を開始するまでの間に遅延期間を設けるようにすることで、同診断の精度低下が防止できるようになる。
【０００９】
ところがその一方で、こうした遅延期間を設けると、故障診断に要する時間が実質的に長くなるため、同診断の実施頻度が低下するようになる。特に、蒸発燃料パージシステムの故障診断は、燃料タンク内の燃料蒸気の発生量が所定量以下になるとき等、所定の条件が満たされる限られた期間にしか実施することができないため、上記のようにその実施頻度が低下すると、診断結果が必ずしもシステムの現在の状況に対応したものとならず、その信頼性の低下も避けきれないものとなる。
【００１０】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、診断精度を確保しつつ迅速に故障を診断することのできる蒸発燃料パージシステムの故障診断装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
まず、請求項１記載の発明では、蒸発燃料パージシステムの燃料蒸気経路内に大気圧とは異なる所定の圧力を導入して同経路内を密閉し、その後の燃料蒸気経路内における圧力に基づいて同経路の漏れ異常の有無を診断する蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に同経路内における圧力分布の不均衡を強制的に是正する是正手段を備え、前記是正手段は、前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に前記燃料蒸気経路内における圧力導入過多となった部位に同部位の圧力を大気圧に近づける是正用圧力を導入し、前記燃料蒸気経路内を密閉した後の同経路内の圧力を検出するとともに、該検出される圧力に基づいて前記是正用圧力の導入開始時期を設定することとする。
【００１２】
上記構成によれば、燃料蒸気経路内を密閉した後に同経路内における圧力分布の不均衡を強制的に是正するようにしているため、同経路内での圧力分布の偏りが速やかに低減され、上記故障診断をより早期に開始することができるようになる。従って、高い診断精度を確保しつつ迅速に故障を診断することができるようになる。
【００１３】
さらに、前記是正手段は前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に前記燃料蒸気経路内における圧力導入過多となった部位に同部位の圧力を大気圧に近づける是正用圧力を導入することとする。
【００１４】
上記構成によれば、燃料蒸気経路内において圧力導入過多となった部位の圧力を大気圧に近づけて同部位とそれ以外の部位との間の圧力差を減少させることにより、上記作用効果を奏することができるようになる。
【００１７】
また、前記是正手段は前記燃料蒸気経路内を密閉した後の同経路内の圧力を検出するとともに、該検出される圧力に基づいて前記是正用圧力の導入開始時期を設定することとする。
【００１８】
燃料蒸気経路内を密閉した後の同経路内の圧力は、その圧力分布の偏り度合に応じて変化するようになる。従って、上記構成のように、燃料蒸気経路内を密閉した後の同経路内の圧力に基づいて是正用圧力の導入開始時期を設定することで、これを上記圧力分布の偏りを解消する上でより適切な時期に設定することができるようになる。従って、上記作用効果をより確実に奏することができるようになる。
また、請求項２記載の発明では、請求項１に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、前記是正手段は前記燃料蒸気経路内における圧力導入過多となった部位に前記是正用圧力として大気圧を導入することとする。
上記構成によれば、燃料蒸気経路内における圧力導入過多となった部位を部分的に開放して大気を導入するだけで同経路内に是正用圧力を導入することができるため、同是正用圧力を発生させるためのポンプ等を別途設ける必要がない。従って、構成の複雑化を招くことなく、請求項１に記載した発明の作用効果を奏することができるようになる。
【００１９】
また、請求項３記載の発明では、請求項１又は２に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、前記是正手段は前記燃料蒸気経路内に前記是正用圧力の導入を開始した後の同経路内の圧力を検出するとともに、該検出される圧力に基づいて前記是正用圧力の導入終了時期を設定することとする。
【００２０】
燃料蒸気経路内に圧力是正用圧力を導入した後の同経路内の圧力は、その圧力分布の偏り度合に応じて変化するようになる。従って、上記構成のように、燃料蒸気経路内に圧力是正用圧力を導入した後の同経路内の圧力に基づいて是正用圧力の導入終了時期を設定することで、これを上記圧力分布の偏りを解消する上でより適切な時期に設定することができるようになる。従って、請求項１又は２に記載した発明の作用効果をより確実に奏することができるようになる。
【００２１】
尚、上記のように、同経路内の圧力に基づいて導入開始時期や導入終了時期を決定する際には、これらを同経路内の圧力値やその変化度合又はその双方に基づいて設定してもよい。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明では、燃料タンクに発生する燃料蒸気を捕集するキャニスタと、同キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、同パージ通路を通じて前記キャニスタ内の燃料蒸気を前記吸気通路にパージする際に前記キャニスタ内に大気を導入する大気導入通路と、前記パージ通路の通路断面積を調節してパージ量を制御するパージ制御弁とを有する蒸発燃料パージシステムに適用され、前記燃料タンクの内圧を検出する圧力センサと、前記キャニスタと前記燃料タンクとを連通するバイパス通路と、同バイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記大気導入通路を開閉する大気導入弁とを備え、前記大気導入弁を閉状態にするとともに前記バイパス弁及び前記パージ制御弁を開状態にして、前記パージ通路、前記キャニスタ、前記バイパス通路、並びに前記燃料タンクからなる燃料蒸気経路内に前記吸気通路の負圧を導入し、前記検出される燃料タンクの内圧が所定の目標負圧に達したときに前記パージ制御弁を閉弁して前記燃料蒸気経路内を密閉した後、前記燃料タンクの内圧が上昇する際の圧力挙動に基づいて前記燃料蒸気経路の漏れ異常の有無を診断する蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、前記燃料蒸気経路内を密閉してから前記診断の開始前に前記キャニスタ内に大気を導入すべく前記大気導入弁を開弁させる弁制御手段を備えることとする。
【００２３】
上記燃料蒸気経路内に吸気通路の負圧を導入した場合、同吸気通路に対してより近い位置にあるキャニスタの内圧は、燃料タンクの内圧よりも大きな速度をもって低下するようになる。このため、燃料タンクの内圧が目標負圧に達したときに燃料蒸気経路内を密閉すると、その時のキャニスタの内圧は燃料タンクの内圧、即ち目標負圧よりも低い圧力となる。従って、燃料蒸気経路内を密閉した後、燃料タンクの内圧は更に低下して目標負圧を下回る（オーバーシュートする）ようになる。その結果、燃料タンクの内圧が上昇に転じるタイミングが遅れるようになり、これに伴って故障診断の開始も遅れるようになる。更に、故障診断時における燃料タンク内の圧力挙動がオーバーシュート量の大きさに応じて変動してしまうようになる。
【００２４】
この点、上記請求項４に記載した発明の構成では、燃料蒸気経路内を密閉してから故障診断を開始する前に、大気導入弁を開弁させてキャニスタ内に大気を導入することにより、密閉時に生じたキャニスタと燃料タンクとの間の圧力差を減少させ、燃料蒸気経路内での圧力分布の偏りを速やかに低減させるようにしている。従って、こうした圧力分布の偏りに起因して発生する燃料タンクの内圧のオーバーシュートが抑えられるようになり、上記故障診断をより早期に開始することができるようになる。しかも、オーバーシュートの発生を抑制することで、故障診断時における燃料タンク内の圧力挙動の安定化を図ることができる。従って、高い診断精度を確保しつつ迅速に故障を診断することができるようになる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、前記弁制御手段は前記燃料蒸気経路内を密閉した後における前記燃料タンクの内圧に基づいて前記大気導入弁の開弁時期を設定することとする。
【００２６】
燃料蒸気経路内を密閉した後の燃料タンクの内圧は、同経路内での圧力分布の偏り度合に応じて変化するようになる。従って、上記構成のように、大気導入弁の開弁時期、換言すればキャニスタ内への大気導入開始時期を、燃料蒸気経路内を密閉した後における燃料タンクの内圧に基づいて設定することで、これを上記圧力分布の偏りを解消する上でより適切な期間に設定することができるようになる。従って、請求項４に記載した発明の作用効果をより確実に奏することができるようになる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明では、請求項４又は５に記載した蒸発燃料パージシステムの故障診断装置において、前記弁制御手段は前記大気導入弁を開弁した後における前記燃料タンクの内圧に基づいて前記大気導入弁の閉弁時期を設定することとする。
【００２８】
大気導入弁を開弁した後の燃料タンクの内圧は、同経路内での圧力分布の偏り度合および大気の導入量に応じて変化するようになる。従って、上記構成のように、大気導入弁の閉弁時期、換言すればキャニスタ内への大気導入終了時期を、大気導入弁を開弁した後における燃料タンクの内圧に基づいて設定することで、これを上記圧力分布の偏りを解消する上でより適切な期間に設定することができるようになる。従って、請求項４又は５に記載した発明の作用効果をより確実に奏することができるようになる。
【００２９】
尚、請求項１乃至３に記載した発明のように、燃料タンクの内圧に基づいて大気導入弁の開弁時期や閉弁時期を決定する際には、これらを同燃料タンク内の圧力値やその変化度合又はその双方に基づいて設定してもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明にかかる故障診断装置を車両用エンジンの蒸発燃料パージシステムに適用するようにした一実施の形態について説明する。
【００３１】
はじめに、蒸発燃料パージシステムの概要並びにその故障診断装置の構成について、図１を参照して説明する。
蒸発燃料パージシステム２０は、大きくは、燃料タンク３０に発生する燃料蒸気を捕集するキャニスタ４０、その捕集された燃料蒸気をエンジン１０の吸気通路１２にパージするためのパージ通路７１、このパージを行う際にキャニスタ４０内に大気を導入する大気導入通路７２等を備えて構成される。
【００３２】
キャニスタ４０の内部には、仕切板４１により隔てられた主室４２及び副室４３と、これら各室４２，４３を連通する拡散室４４とが形成されている。また、主室４２及び副室４３の内部には、燃料蒸気を吸着する吸着材（活性炭）が充填されている。
【００３３】
キャニスタ４０において主室４２側の部分には、吸気通路１２に通じるパージ通路７１が接続されている。このパージ通路７１には同通路７１の通路断面積を調節するパージ制御弁７１ａが設けられている。このパージ制御弁７１ａの開度はエンジン１０の運転状態に基づいて設定されている。従って、主室４２内から吸気通路１２にパージされる燃料蒸気の量（パージ流量）も同運転状態に応じて制御されることとなる。
【００３４】
また、キャニスタ４０において主室４２側の部分には、タンク内圧制御弁６０が取り付けられており、同制御弁６０はベーパ通路３５を介して燃料タンク３０に接続されている。このタンク内圧制御弁６０は、燃料タンク３０の内圧がキャニスタ４０の内圧より所定圧以上高くなるとき開弁する。このタンク内圧制御弁６０の開弁により、燃料タンク３０内の燃料蒸気がベーパ通路３５を通じてキャニスタ４０の主室４２内に導入される。
【００３５】
更に、燃料タンク３０にはブリーザ制御弁３３が取り付けられており、この弁３３はブリーザ通路３４を介してキャニスタ４０に接続されている。ブリーザ制御弁３３は、給油時において燃料タンク３０の内圧がキャニスタ４０の内圧より所定圧以上高くなるときにのみ開弁する。このブリーザ制御弁３３の開弁により、燃料タンク３０内の燃料蒸気がブリーザ通路３４を通じて主室４２内に導入される。
【００３６】
キャニスタ４０において副室４３側の部分には、大気弁７０が取り付けられており、同大気弁７０には吸気通路１２のエアクリーナ１２ｄに通じる大気導入通路７２と、一端が大気に開放された大気排出通路７３とがそれぞれ接続されている。また、上記大気導入通路７２には、同通路７２を開閉する大気導入弁７２ａが設けられている。この大気導入弁７２ａは、通常時には開弁状態に保持される一方、後述する故障診断時には閉駆動されて大気導入通路７２を閉鎖する。
【００３７】
上記大気弁７０は、互いに異なる機能を有した２つのダイヤフラム弁７４，７５により構成されている。第１のダイヤフラム弁７４は、パージの実行に際して、パージ通路７１内が所定圧以下の負圧になると開弁する。この第１のダイヤフラム弁７４の開弁により、大気導入通路７２を通じて大気が副室４３内に導入される。一方、第２のダイヤフラム弁７５は、副室４３の内圧が所定圧以上の正圧になると開弁する。この第２のダイヤフラム弁７５の開弁により、大気排出通路７３を通じて副室４３の空気が大気中に排出される。
【００３８】
また、副室４３にはバイパス通路８０が接続されており、同通路８０はタンク内圧制御弁６０の内部及びベーパ通路３５を通じて燃料タンク３０に接続されている。このバイパス通路８０にはバイパス弁８０ａが設けられており、同弁８０ａは通常時には閉弁状態に保持される一方、後述する故障診断時においてのみ開駆動される。このようにバイパス弁８０ａが開駆動されることにより、キャニスタ４０の内部（副室４３）と燃料タンク３０の内部とが連通された状態になる。
【００３９】
このように構成された蒸発燃料パージシステム２０では、燃料タンク３０内に燃料蒸気が発生してタンク内圧制御弁６０が開弁すると、燃料タンク３０内の燃料蒸気はベーパ通路３５を通じてキャニスタ４０内に導入される。また、給油時においてはブリーザ制御弁３３も開弁するため、燃料タンク３０内の燃料蒸気はベーパ通路３５のみならずブリーザ通路３４を通じてキャニスタ４０内に導入されるようになる。そして、こうしてキャニスタ４０内に導入された燃料蒸気は、主室４２或いは副室４３の吸着材に一旦吸着される。
【００４０】
一方、エンジン１０の運転時にパージ制御弁７１ａが開かれると、パージ通路７１内に吸気通路１２の負圧が導入され、この負圧の導入に伴って第１のダイヤフラム弁７４が開弁し、キャニスタ４０内に大気が導入される。そして、この大気によって上記各室４２，４３内の燃料蒸気は吸着材から離脱されるとともに、パージ通路７１を通じて吸気通路１２にパージされる。
【００４１】
また、この蒸発燃料パージシステム２０の故障診断装置は、パージ制御弁７１ａ、大気導入弁７２ａ、バイパス通路８０、及びバイパス弁８０ａの他、燃料タンク３０の上部に設けられてその内圧（タンク内圧Ｐ）を検出する圧力センサ３２、故障診断の実行に際して圧力センサ３２の検出信号を適宜取り込むとともに、上記各弁７１ａ，７２ａ，８０ａの開閉状態を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）５０等を備えて構成される。
【００４２】
この故障診断装置では、燃料タンク３０の内部、ベーパ通路３５、ブリーザ通路３４、キャニスタ４０の内部、バイパス通路８０、及びパージ通路７１といった燃料蒸気が導入される部位と、大気導入通路７２とにより構成される経路（以下、これらを併せて「燃料蒸気経路」と称する）の穴あきや配管の外れ等の有無をその診断対象としている。
【００４３】
以下、こうした故障診断装置による故障診断の実行手順について図２に示すタイミングチャートを参照して説明する。
この故障診断は、燃料タンク３０の内圧（タンク内圧Ｐ）が安定していること、エンジン１０の始動時から所定時間が経過していないこと、圧力センサ３２に異常がないこと等の条件に加え、パージ処理が実行されていること、即ちパージ制御弁７１ａが運転状態に基づく所定開度で開弁していることを前提に実行される。
【００４４】
そして、こうした実行条件が満たさると、まず、ＥＣＵ５０により大気導入弁７２ａが閉駆動されるとともに、バイパス弁８０ａが開駆動される（タイミングｔ０）。その結果、燃料タンク３０の内部、ベーパ通路３５、ブリーザ通路３４、キャニスタ４０の内部、パージ通路７１、及び大気導入通路７２が互いに連通されて、燃料蒸気経路が単一の空間により構成されるようになるとともに、同経路内には吸気通路１２から負圧が導入される。
【００４５】
このように燃料蒸気経路内に負圧が導入されると、図２に二点鎖線で示されるように、その後、タンク内圧Ｐは徐々に低下するようになる（タイミングｔ０〜ｔ１）。因みに、このときのタンク内圧Ｐの低下速度は、パージ流量に応じて、換言すればエンジン１０の運転状態に応じて異なったものとなる。
【００４６】
次に、タンク内圧Ｐが目標負圧である所定圧ＰＡ（例えば、「−２０ｍｍＨｇ」）に達すると（タイミングｔ１）、ＥＣＵ５０によりパージ制御弁７１ａが強制的に閉じられる。その結果、燃料蒸気経路内は密閉された状態になる。尚、負圧の導入を開始してから所定時間が経過してもタンク内圧Ｐが上記所定圧ＰＡにまで低下しない場合には、燃料蒸気経路内に比較的大きな漏れが発生していると判断され、システム２０が異常である旨診断される。
【００４７】
上記のように燃料蒸気経路内が低圧（負圧ＰＡ）下に置かれた状態で密閉されると、タンク内圧Ｐは、上記所定圧ＰＡを一時的に下回るものの、その後、同経路内の燃料（例えば燃料タンク３０内の燃料やキャニスタ４０の吸着材に吸着されている燃料）が蒸発するに伴って徐々に上昇し始める（タイミングｔ１〜ｔ２）。
【００４８】
そして、このようにタンク内圧Ｐが所定圧ＰＡを下回った後、再び同所定圧ＰＡに達すると（タイミングｔ２）、その時から所定時間ΔＳにおけるタンク内圧Ｐの変化量ΔＰＡが検出される。
【００４９】
その後、タンク内圧Ｐが更に上昇して所定圧ＰＢ（例えば、「−１５ｍｍＨｇ」）に達すると（タイミングｔ３）、その時から所定時間Δｓにおけるタンク内圧Ｐの変化量ΔＰＢが検出される。
【００５０】
ここで、上記のように燃料蒸気経路内の密閉後、タンク内圧Ｐが上昇する際、同経路に漏れが無い場合には、同図に実線で示されるように、その上昇速度は、同経路の密閉直後（タイミングｔ２）において最も大きく、同タンク内圧Ｐが上昇するに伴って徐々に減少する傾向がある。燃料蒸気経路の内圧が低いほど、同経路内での燃料蒸発量が多くなり、その上昇速度も大きくなるからである。
【００５１】
一方、燃料蒸気経路に漏れが有る場合には、例えば同図に一点鎖線にて示されるように、タンク内圧Ｐの上昇速度は略一定になり、同タンク内圧Ｐの上昇態様は直線的になる傾向がある。
【００５２】
従って、上記各変化量ΔＰＡ，ΔＰＢの比（速度比）ΔＰＡ／ΔＰＢをとると、この速度比ΔＰＡ／ΔＰＢが大きいほど、タンク内圧Ｐの上昇速度が大きく変化しているため、燃料蒸気経路に漏れが発生している可能性が低く、逆に上記速度比ΔＰＡ／ΔＰＢが小さくなって「１」に近くなるほど、同タンク内圧Ｐの上昇態様が直線的になっているため、その可能性が高いと判断することができる。
【００５３】
また、漏れが発生していなければ、上記のようにタンク内圧Ｐの上昇速度は徐々に減少することから、同タンク内圧Ｐがある程度上昇した後における上昇速度、即ち上記変化量ΔＰＢが小さいほど、漏れ発生の可能性が低く、逆に同変化量ΔＰＢが大きいほど、その可能性が高いと判断することができる。
【００５４】
本実施の形態の故障診断装置では、上記のようにしてタンク内圧Ｐの速度比ΔＰＡ／ΔＰＢとその変化量ΔＰＢとに基づいて蒸発燃料パージシステム２０の故障が診断される。また、ＥＣＵ５０のメモリには、速度比ΔＰＡ／ΔＰＢと変化量ΔＰＢとに基づいて故障か否かを判断するための診断用マップが記憶されており、故障診断に際してこのマップが参照される。
【００５５】
ところで、こうした負圧の導入に伴って燃料蒸気経路内の圧力が低下する際の低下速度は、同経路内での位置に応じて異なっているため、密閉直後における同経路内の圧力分布は均一にはならない。すなわち、燃料蒸気経路内において吸気通路１２から離れた位置にある部位ほど、負圧の導入に伴う圧力の低下速度が小さくなり、密閉直後の圧力は比較的小さな負圧となる（高くなる）。従って、例えばタンク内圧Ｐとキャニスタ４０の内圧とを比較すると、燃料蒸気経路内の密閉直後において、同タンク内圧Ｐはキャニスタ４０の内圧よりも高くなる。
【００５６】
そしてこのように、タンク内圧Ｐがキャニスタ４０の内圧よりも高くなっていると、同タンク内圧Ｐが上記所定圧ＰＡに達したときにパージ制御弁７１ａを閉駆動して負圧の導入を停止しても、燃料タンク３０内にはキャニスタ４０から更に負圧が導入され続けるようになる。このため、タンク内圧Ｐが所定圧ＰＡを一時的に下回る現象、即ちオーバーシュートが発生するようになる。
【００５７】
こうしたオーバーシュートが発生すると、タンク内圧Ｐが再び上昇して所定圧ＰＡに達するまである程度の時間を要するようになり、上記変動量ΔＰＡの検出もこの時間分だけ遅れるようになる。その結果、故障診断を完了するまでの時間が長くなることとなる。
【００５８】
また、こうした密閉直後に生じる燃料タンク３０とキャニスタ４０との間の内圧差は、燃料蒸気経路内に負圧を導入する際の導入速度、換言すればベーパ流量に応じて変化するため、オーバーシュート量（タンク内圧Ｐと目標負圧ＰＡとの差）もまたこのベーパ流量に応じて変化するようになる。そして、このようにオーバーシュート量が変化すると、タンク内圧Ｐが上昇に転じた後の上昇速度、特に上記各変動量ΔＰＡ，ΔＰＢがオーバーシュート量に応じて変動してしまうようになる。その結果、これら各変動量ΔＰＡ，ΔＰＢが必ずしも燃料蒸気経路の漏れの有無のみを反映するものとはならなくなり、故障診断の精度低下も避けきれないものとなる。
【００５９】
そこで、この実施の形態の装置による故障診断では、燃料蒸気経路内を密閉した後、キャニスタ４０内に大気を導入してその内圧を上昇させて燃料蒸気経路内における圧力分布の不均衡を強制的に是正する処理（以下、「是正処理」という）を適宜実行することにより、上記オーバーシュートの発生を抑制するようにしている。
【００６０】
以下、この是正処理の詳細について図３及び図４を併せ参照して説明する。図３は、上記是正処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示す一連の処理は、所定時間毎（例えば６５ｍｓ毎）の割り込み処理としてＥＣＵ５０により実行される。尚、この処理は前述した故障診断にかかる処理の一部として実行されるものである。従って、故障診断の前提条件が成立しているときにのみ実行される。
【００６１】
この是正処理に際しては、先ず、ステップＳ１０１において、パージ制御弁７１ａの閉弁等に基づいて負圧の導入が完了したか否かが判断される。
そして、負圧の導入がまだ完了していないと判断される場合には、ステップＳ１０２へ移行して、負圧の導入を継続させるべく大気導入弁７２ａの閉弁を継続させて一旦処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ１０１において、負圧の導入が完了していると判断される場合には、ステップＳ１０３へ移行して、現在のタンク内圧Ｐが、負圧導入時の目標負圧ＰＡよりも更に低い第１の判定圧Ｐ１（例えば「−２１．２ｍｍＨｇ」）より低いか否かが判断される。
【００６３】
ここで、タンク内圧Ｐが第１の判定圧Ｐ１以上であると判断される場合には、タンク内圧Ｐのオーバシュート量が小さく、従ってキャニスタ４０内に大気を導入する必要はないものとして、上記ステップＳ１０２の処理を実行した後、一旦処理を終了する。
【００６４】
一方、ステップＳ１０３において、タンク内圧Ｐが第１の判定圧Ｐ１より低いと判断される場合には、オーバシュート量が増大しつつあり、キャニスタ４０内に大気を導入する必要が生じることがあるため、ステップＳ１０４へ移行する。
【００６５】
ステップＳ１０４においては、前回の制御周期におけるタンク内圧Ｐの値Ｐ(i-1)と今回の制御周期におけるタンク内圧Ｐの値Ｐ(i)との差ΔＰ（＝Ｐ(i-1)−Ｐ(i)）、タンク内圧Ｐの変化速度（下降速度）ΔＰが第１の判定速度ΔＰ１（例えば「０．０２３ｍｍＨｇ／秒」）より大きいか否かが判断される。
【００６６】
ここで、上記変化速度ΔＰが第１の判定速度ΔＰ１以下である場合には、オーバシュートが発生しているものの、タンク内圧Ｐの下降が緩やかであるため、その後、オーバシュート量が大きく増大することはないと判断される。すなわちこの場合には、燃料蒸気経路内の圧力分布の偏りが解消しつつあるため、敢えて、キャニスタ４０内に大気を導入する必要が無いと判断され、前記ステップＳ１０２の処理を実行した後、一旦処理を終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ１０４において、タンク内圧Ｐの変化速度ΔＰが第１の判定速度ΔＰ１より大きいと判断される場合には、その後、オーバシュート量が大きくなるおそれがあると判断され、ステップＳ１０５へ移行する。
【００６８】
ステップＳ１０５においては、タンク内圧Ｐが上記第１の判定圧Ｐ１より低い第２の判定圧Ｐ２（例えば「−２１．５ｍｍＨｇ」）より低い圧力であるか否かが判断される。
【００６９】
ここで、タンク内圧Ｐが第２の判定圧Ｐ２より低い場合には、タンク内圧Ｐが既に大きくオーバシュートしていると判断されてステップＳ１０６において、大気導入弁７２ａを開弁してキャニスタ４０内に大気を導入する。即ち、圧力是正処理を実質的に開始させた上で、一旦処理を終了する。
【００７０】
一方、ステップＳ１０５において、タンク内圧Ｐが第２の判定圧Ｐ２以上であると判断される場合には、同タンク内圧Ｐの変化速度ΔＰを再度判断すべくステップＳ１０７へ移行する。
【００７１】
そして、ステップＳ１０７において、タンク内圧Ｐの変化速度ΔＰが上記第１の判定速度ΔＰ１より大きい第２の判定速度ΔＰ２（例えば「０．０９０ｍｍＨｇ／秒」）より大きいか否かが判断される。
【００７２】
ここで、上記変化速度ΔＰが第２の判定速度ΔＰ２以下である場合には、タンク内圧Ｐ（Ｐ２≦Ｐ＜Ｐ１）のオーバシュート量がまだ小さく、その変化速度ΔＰ（ΔＰ１＜ΔＰ≦ΔＰ２）もそれほど大きくないため、その後オーバシュート量の増大は小さいと判断される。この場合には、ステップＳ１０２の処理を実行して一旦処理を終了する。
【００７３】
一方、ステップＳ１０７において、タンク内圧Ｐの変化速度ΔＰが第２の判定速度ΔＰ２より大きいと判断される場合には、タンク内圧Ｐのオーバシュート量はそれほど大きくはないが、同タンク内圧Ｐが急激に低下しており、その後においてオーバシュート量が大きく増大するおそれがあるため、ステップＳ１０６に移行する。
【００７４】
そして、ステップＳ１０６において、大気導入弁７２ａを開弁した後、一旦処理を終了する。
このように、上記是正処理にあっては、燃料蒸気経路内に負圧を導入して密閉した後に、タンク内圧Ｐ及びその変化速度ΔＰに基づいて、大気導入弁７２ａの開閉状態を制御するようにしている。
【００７５】
図４は、こうした大気導入弁７２ａの開閉状態と上記タンク内圧Ｐ及び変化速度ΔＰとの関係を示すマップである。同図に示されるように、上記是正処理では、
（イ）タンク内圧Ｐが第１の判定圧Ｐ１より低く、第２の判定圧Ｐ２以上であり、かつ、その変化速度ΔＰが第２の判定速度ΔＰ２より大きい。
（ロ）タンク内圧Ｐが第２の判定圧Ｐ２より低く、かつ、その変化速度ΔＰが第１の判定速度ΔＰ１より大きい。
といった条件の何れかが満たされるとき、大気導入弁７２ａが開弁されてキャニスタ４０内に大気が導入される。即ち、上記（イ）、（ロ）の条件が成立するときには、燃料蒸気内における圧力分布の偏り度合が大きいと判断することができ、キャニスタ４０の内圧を上昇させて、同キャニスタ４０の内圧とタンク内圧Ｐとの圧力差を強制的に減少させることでオーバシュートを好適に抑制することができるようになる。
【００７６】
図５は、上記是正処理の具体的な処理態様を示している。尚、同図において破線で示されるタイミングは、先の図３に示す処理の制御周期に該当する。
例えば、同図（ａ）に示されるように、タンク内圧Ｐが第２の判定圧Ｐ２を下回ることはなく、また、その変化速度ΔＰも常に第１の判定速度ΔＰ１以下であるときには、大気導入弁７２ａは開弁されることはなく閉弁状態に保持される。従って、キャニスタ４０内への大気導入は行われない。
【００７７】
一方、同図（ｂ）に示されるように、タンク内圧Ｐの変化速度ΔＰが第２の判定速度ΔＰ２を上回ることはないものの、同タンク内圧Ｐが第２の判定圧Ｐ２を下回るとき（同図（ｂ）；タイミングｔ２１〜ｔ２２）には、大気弁７２ａが開弁される。その結果、キャニスタ４０内に大気が導入されて燃料蒸気経路内の圧力分布の偏りが解消されるため、タンク内圧Ｐのオーバシュート量の増大が抑えられるようになる。
【００７８】
また、同図（ｃ）に示されるように、タンク内圧Ｐが第２の判定圧Ｐ２まで低下していなくても、その変化速度ΔＰが第２の判定速度ΔＰ２を上回るようになると（同図（ｃ）；タイミングｔ３１）、大気弁７２ａは開弁され、その後、タンク内圧Ｐの変化速度ΔＰが第１の判定圧ΔＰ１を下回るようになるまで（タイミングｔ３２）開弁状態のまま保持される。この場合も同様にオーバシュート量の増大が抑えられるようになる。
【００７９】
以上説明したように本実施の形態の装置によれば、以下に列記するような多くの優れた効果が得られるようになる。
（１）負圧導入が完了した後に、燃料タンク３０より内圧が相対的に低いキャニスタ４０内に大気を導入してその内圧を上昇させ、燃料蒸気経路内における圧力の不均衡を強制的に是正するようにしている。その結果、同キャニスタ４０の内圧を燃料タンク３０の内圧に近づけて、燃料タンク３０とキャニスタ４０との内圧差を小さくすることにより、同経路内での圧力分布の偏りを速やかに低減して、上記故障診断をより早期に開始することができるようになる。更に、オーバーシュートの発生を抑制して、故障診断時における燃料タンク３０内の圧力挙動の安定化を図ることができるようになる。従って、高い診断精度を確保しつつ迅速に故障を診断することができる。
【００８０】
（２）また、大気導入通路７２に設けられた大気導入弁７２ａを開弁して、キャニスタ４０内に大気を導入するようにしたことで、燃料蒸気経路内の圧力分布の不均衡是正用の圧力を発生させるためのポンプ等を別途設ける必要がない。従って、構成の複雑化を招くこともない。
【００８１】
（３）負圧導入が完了した後の燃料タンク内圧に基づいて、大気導入弁７２ａを開弁して、キャニスタ４０内への大気導入を開始するようにしたことで、燃料蒸気経路内の圧力分布の状態に即して、大気導入の開始時期が設定されるようになる。このため、大気導入を同経路内における圧力分布の偏りを解消する上で、より適切な時期に行うことができる。
【００８２】
（４）燃料蒸気経路内に大気を導入した後の同経路内の圧力に基づいて、大気導入弁７２ａを閉弁し、大気導入を終了するようにしたことで、燃料蒸気経路内の圧力分布の状態に即して、大気導入の終了時期が設定されるようになる。このため、大気導入を同経路内における圧力分布の偏りを解消する上で、より適切な時期に行うことができる。
【００８３】
（５）負圧導入完了後の燃料タンク３０の内圧の挙動として、特にその変化速度ΔＰを監視するようにしたため、燃料タンク３０の内圧の挙動を予測しつつ燃料蒸気経路内への大気導入を開始及び終了することができる。従って、大気導入を圧力分布の偏りを解消する上で、より適切な時期に行うことができる。
【００８４】
尚、上記実施の形態は、以下のようにその構成を適宜変更することもできる。
・  上記実施の形態では、大気の導入開始及び停止をそのときのタンク内圧Ｐ及び変化速度ΔＰに基づいて行ったが、タンク内圧Ｐのみに基づいて設定するようにしてもよい。
【００８５】
・  上記実施の形態では、診断用の圧力として燃料蒸気経路内に所定の負圧を導入したが、加圧ポンプなどの正圧導入手段により、燃料蒸気経路内に所定の正圧を導入して、その後の圧力変動に基づいて故障を診断するようにしてもよい。
【００８６】
・  上記実施の形態では、大気導入弁７２ａを介して燃料蒸気経路内に大気を導入して圧力を是正するようにしたが、同経路に別途差圧弁を設けて大気を導入するようにしてもよい。このように構成すれば、同差圧弁の制御を行うことなく、簡便にオーバシュートの発生を抑制することができる。
【００８７】
・  上記実施の形態では、大気の導入開始及び停止をそのときのタンク内圧Ｐ及び変化速度ΔＰに基づいて行ったが、その導入期間等を大気の導入開始時又はそれ以前におけるタンク内圧Ｐ及び変化速度ΔＰに基づいて設定するようにしてもよい。
【００８８】
・  上記実施の形態では、大気の導入開始及び停止をそのときのタンク内圧Ｐ及び変化速度ΔＰに基づいて行ったが、その導入期間を燃料蒸気経路内に負圧を導入する際の負圧導入速度、例えば負圧導入開始から完了までの時間等によって可変設定するようにしてもよい。
【００８９】
・  上記実施の形態では、大気導入弁７２ａを開閉制御することで大気の導入期間のみを設定しているが、大気導入弁７２ａの開度を可変として大気の導入量を調節するようにしてもよい。このように構成すれば、タンク内圧Ｐと目標導入負圧との差に基づいて大気の導入ができるようになって、タンク内圧Ｐのオーバシュートをより好適に抑制できるようになる。
【００９０】
・  上記故障診断の方法は、所定負圧導入後の圧力挙動に基づいて判定される方法であればどのような方法でもよく、負圧導入完了時から所定時間経過した後のタンク内圧Ｐや、負圧導入完了後の所定時間におけるタンク内圧Ｐの圧力変化速度、更には負圧導入完了後からタンク内圧Ｐが所定圧力まで上昇するのに要する時間等に基づいて判定を行ってもよい。このように判定を行っても、上記故障診断がより早期に開始され、更に、故障診断時における燃料タンク３０内の圧力挙動が安定化されることによって、高い診断精度を確保しつつ迅速に故障を診断することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蒸発燃料パージシステム及びその故障診断装置を示す概略構成図。
【図２】故障診断装置による故障診断の手順を説明するためのタイミングチャート。
【図３】故障診断装置による是正処理の手順を示すフローチャート。
【図４】燃料タンクの内圧及びその変化速度と大気導入弁の開閉弁状態との関係を示すマップ。
【図５】故障診断装置による是正処理の具体的な態様を示すタイミングチャート。
【図６】燃料蒸気経路内における圧力分布の偏りの態様を示すグラフ。
【符号の説明】
１２…吸気通路、３０…燃料タンク、３２…圧力センサ、３４…ブリーザ通路、３５…ベーパ通路、４０…キャニスタ、５０…ＥＣＵ、７１…パージ通路、７１ａ…パージ制御弁、７２…大気導入通路、７２ａ…大気導入弁、８０…バイパス通路、８０ａ…バイパス弁。
【図１】
0003539285.tif 000002
【図２】
0003539285.tif 000003
【図３】
0003539285.tif 000004
【図４】
0003539285.tif 000005
【図５】
0003539285.tif 000006
【図６】
0003539285.tif 000007