(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクからの蒸発燃料を新気導入口を有するキャニスタに導いて一時的に吸着させ、該キャニスタに吸着された蒸発燃料を新気導入口から導入される新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させる蒸発燃料処理装置において、燃料タンクからキャニスタを経てパージ制御弁に至るパージラインからの蒸発燃料のリークを診断するリーク診断装置であって、
前記キャニスタの新気導入口を、大気開放口と電動式エアポンプの吐出口とに選択的に接続する切換弁と、前記エアポンプの吐出口から前記切換弁をバイパスして前記キャニスタの新気導入口に至り、基準口径を有する基準オリフィスが介装されたバイパス通路と、を備えると共に、
前記エアポンプをＯＮすると共に、前記切換弁を大気開放口側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記バイパス通路の基準オリフィスを経由させた後、前記切換弁を経て大気開放口より大気に開放した状態で、前記エアポンプの作動電流値を判定レベルとして計測する判定レベル計測手段と、
判定レベルの計測後に、前記エアポンプをＯＮすると共に、前記切換弁をエアポンプ側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記切換弁を経て前記キャニスタの新気導入口より前記パージラインに供給した状態で、前記エアポンプの作動電流値をリークレベルとして計測するリークレベル計測手段と、
前記リークレベルと前記判定レベルとを比較して、リークの有無を判定するリーク判定手段と、を備えるものにおいて、
前記判定レベル計測手段による判定レベルの計測時の温度条件によって判定レベル再計測条件か否かを判定する判定レベル再計測条件判定手段と、判定レベル再計測条件にて、前記リークレベル計測手段によるリークレベルの計測後に、判定レベルの再計測を行わせる判定レベル再計測手段と、前記リーク判定手段にて比較する判定レベルを前記判定レベル再計測手段により計測された判定レベルによって更新する判定レベル更新手段と、を設けたことを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
【請求項２】
前記判定レベル再計測条件判定手段は、外気温センサにより検出される外気温が所定値以下であることを判定レベル再計測条件とすることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
【請求項３】
前記判定レベル再計測条件判定手段は、前記判定レベル計測手段により計測された判定レベルが所定の範囲内であることを判定レベル再計測条件とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用内燃機関の蒸発燃料処理装置のリーク診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の蒸発燃料処理装置では、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに導いて一時的に吸着させ、該キャニスタに吸着された蒸発燃料をキャニスタの新気導入口から導入される新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させることによって、蒸発燃料の外気への放散を防止するようにしている（特開平５−２１５０２０号等参照）  。
【０００３】
ところで、上記装置では、燃料タンクからキャニスタを経てパージ制御弁へ至るパージラインの配管に万一亀裂が生じたり、配管の接合部にシール不良が生じたりすると、蒸発燃料のリークを生じ、本来の放散防止効果を十分に発揮させることができなくなる。
【０００４】
そこで、パージラインからの蒸発燃料のリークの有無を診断するリーク診断装置として、以下の方式が考えられた。
すなわち、電動式エアポンプによって基準口径を有した基準オリフィスを経由させて空気を圧送したときのエアポンプの作動電流値を判定レベルとして計測した後、前記エアポンプによって前記基準オリフィスをバイパスして蒸発燃料処理装置のパージラインに空気を圧送したときのエアポンプの作動電流値をリークレベルとして計測し、このリークレベルを判定レベルと比較して、リークレベルが判定レベルより小さいときに、リーク有りと診断する。
【０００５】
この方式によれば、配管に細かな孔が生じた場合のような小量のリーク発生時でも、高精度に診断することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記方式では、判定レベルの計測時に温度が低く、その後のリークレベルの計測時までに、電動式エアポンプのモータ部の自己発熱による影響で、温度上昇すると、実際にはリーク発生と診断されるような孔等の発生を生じているような場合であっても、リークレベルの計測時に、電動式エアポンプの温度特性によってポンプ作動電流が増大することから、判定レベルを超えて、リーク有りをリーク無しと誤診断してしまう可能性があった。このような傾向は、外気温が低い場合に、モータ部の自己発熱による影響が大きくなることから、顕著となる。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、電動式エアポンプの自己発熱による温度上昇の影響を確実に回避して、診断精度を向上させることのできる蒸発燃料処理装置のリーク診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料タンクからの蒸発燃料を新気導入口を有するキャニスタに導いて一時的に吸着させ、該キャニスタに吸着された蒸発燃料を新気導入口から導入される新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させる蒸発燃料処理装置において、燃料タンクからキャニスタを経てパージ制御弁に至るパージラインからの蒸発燃料のリークを診断するリーク診断装置であって、前記キャニスタの新気導入口を、大気開放口と電動式エアポンプの吐出口とに選択的に接続する切換弁と、前記エアポンプの吐出口から前記切換弁をバイパスして前記キャニスタの新気導入口に至り、基準口径を有する基準オリフィスが介装されたバイパス通路と、を備えると共に、前記エアポンプをＯＮすると共に、前記切換弁を大気開放口側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記バイパス通路の基準オリフィスを経由させた後、前記切換弁を経て大気開放口より大気に開放した状態で、前記エアポンプの作動電流値を判定レベルとして計測する判定レベル計測手段と、判定レベルの計測後に、前記エアポンプをＯＮすると共に、前記切換弁をエアポンプ側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記切換弁を経て前記キャニスタの新気導入口より前記パージラインに供給した状態で、前記エアポンプの作動電流値をリークレベルとして計測するリークレベル計測手段と、前記リークレベルと前記判定レベルとを比較して、リークの有無を判定するリーク判定手段と、を備えるものであることを前提とする。
【０００９】
ここにおいて、請求項１に係る発明では、前記判定レベル計測手段による判定レベルの計測時の温度条件によって判定レベル再計測条件か否かを判定する判定レベル再計測条件判定手段と、判定レベル再計測条件にて、前記リークレベル計測手段によるリークレベルの計測後に、判定レベルの再計測を行わせる判定レベル再計測手段と、前記リーク判定手段にて比較する判定レベルを前記判定レベル再計測手段により計測された判定レベルによって更新する判定レベル更新手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明では、前記判定レベル再計測条件判定手段は、外気温センサにより検出される外気温が所定値以下であることを判定レベル再計測条件とすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明では、前記判定レベル再計測条件判定手段は、前記判定レベル計測手段により計測された判定レベルが所定の範囲内であることを判定レベル再計測条件とすることを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、判定レベルの計測時の温度条件によって定められる判定レベル再計測条件においては、リークレベルの計測後に、判定レベルの再計測を行って、判定レベルを更新するので、ポンプの自己発熱による判定レベルの変動による誤診断を防止できる。また、診断中の環境変化にも対応できる。また、ポンプの温度特性が問題とならない時には、再計測を行わないので、必要以上に診断時間が長くなったり、電力消費量が増大するのも防止できる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、外気温センサにより検出される外気温が所定値以下であることを判定レベル再計測条件とすることで、ポンプの温度特性が問題となる条件にて、判定レベルの再計測により、診断精度を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、最初に計測された判定レベルが所定の範囲内であることを判定レベル再計測条件とすることで、判定レベルの計測時の温度が低いことを推定して、判定レベルの再計測により、診断精度を向上させることができ、また、外気温センサ等を用いることなく、より簡易に実施できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシステム図である。
【００１６】
内燃機関１の吸気系には、スロットル弁２が設けられていて、これにより吸入空気量が制御される。また、スロットル弁２下流の吸気管３のマニホールド部には各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が設けられている。燃料噴射弁４は、コントロールユニット２０から機関回転に同期して出力される駆動パルス信号により開弁して、燃料噴射を行い、噴射された燃料は機関１の燃焼室内で燃焼する。
【００１７】
蒸発燃料処理装置としては、燃料タンク５にて発生する蒸発燃料を蒸発燃料導入通路６により導いて一時的に吸着するキャニスタ７が設けられている。キャニスタ７は、容器内に活性炭などの吸着材８を充填したものである。
【００１８】
キャニスタ７にはまた、新気導入口９が形成されると共に、パージ通路１０が導出されている。パージ通路１０は、パージ制御弁１１を介して、スロットル弁２下流の吸気管３に接続されている。パージ制御弁１１は、コントロールユニット２０から出力される信号により開弁するようになっている。
【００１９】
従って、機関１の停止中などに燃料タンク５にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入通路６によりキャニスタ７に導かれて、ここに吸着される。そして、機関１が始動されて、所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁１１が開き、機関１の吸入負圧がキャニスタ７に作用する結果、新気導入口９から導入される新気によってキャニスタ７に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１０を通って吸気管３内に吸入され、この後、機関１の燃焼室内で燃焼処理される。
【００２０】
蒸発燃料処理装置のリーク診断装置としては、キャニスタ７の新気導入口９側に、以下の装置が設けられる。
大気開放口１２が設けられると共に、電動式エアポンプ１３が設けられる。そして、キャニスタ７の新気導入口９を、大気開放口１２と、エアポンプ１３の吐出口１３ａとに選択的に接続する電磁式の切換弁１４が設けられる。また、エアポンプ１３の吐出口１３ａから切換弁１４をバイパスしてキャニスタ７の新気導入口９に至るバイパス通路１５が設けられ、このバイパス通路１５には基準口径（例えば０．５ｍｍ）を有する基準オリフィス１６が設けられる。大気開放口１２とエアポンプ１３の吸入口１３ｂとには、エアフィルタ１７が設けられる。
【００２１】
尚、切換弁１４はＯＦＦ状態で大気開放口１２側、ＯＮ状態でエアポンプ１３側に切換えられるようになっており、通常はＯＦＦで大気開放口１２側に切換えられ、キャニスタ７の新気導入口９を大気開放口１２に連通させている。
【００２２】
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力されている。
【００２３】
前記各種センサとしては、機関１の回転に同期してクランク角信号を出力しこれにより機関回転数を検出可能なクランク角センサ２１、吸入空気量を計測するエアフローメータ２２、車速を検出する車速センサ２３、燃料タンク内５の燃温を検出する燃温センサ２４、燃料タンク５内の燃料残量（タンク残量）を検出するタンク残量センサ２５、外気温を検出する外気温センサ２６などが設けられ、更に、エアポンプ１３の作動電流値を検出する電流センサ２７が設けられている。
【００２４】
ここにおいて、コントロールユニット２０は、機関運転条件に基づいて燃料噴射弁４の作動を制御し、また、機関運転条件に基づいてパージ制御弁１１の作動を制御する。更に、機関停止後に、リーク診断装置をなすエアポンプ１３及び切換弁１４の作動を制御して、蒸発燃料処理装置のリーク診断を行う。
【００２５】
かかる蒸発燃料処理装置のリーク診断のため、コントロールユニット２０には、図２に示すように、判定レベル計測手段、リークレベル計測手段、リーク判定手段の他、判定レベル再計測条件判定手段、判定レベル再計測手段及び判定レベル更新手段としての機能がソフトウエア的に備えられる。
【００２６】
次に、コントロールユニット２０による蒸発燃料処理装置のリーク診断について、図３のフローチャートによって説明する。尚、本フローはエンジンキースイッチのＯＮ→ＯＦＦ後に起動される。
【００２７】
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、所定の診断実行条件、具体的には、次の（１）〜（５）の条件が全て成立しているか否かを判定する。
（１）機関回転数≦所定値
（２）車速≦所定値
（３）パージ制御弁１１について、別途実行される故障診断ルーチンにおいて、故障が無いと診断されている
（４）燃温≦所定値
（５）下限側所定値≦タンク残量≦上限側所定値。
【００２８】
診断実行条件が成立していると判定されたときはステップ２へ進む。
ステップ２では、パージライン雰囲気の初期化を行う。具体的には、（１）  パージ制御弁１１を開弁し、（２）  切換弁１４をＯＦＦにして大気開放口１２側に切換え、（３）  エアポンプ１３をＯＮにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【００２９】
このとき、図４に示すように、エアポンプ１３によって吸入吐出された空気がバイパス通路１５を通って、キャニスタ７の新気導入口９からキャニスタ７内を通り、パージ通路１０のパージ制御弁１１を経て吸気管３内に流出する。また、一部の空気は、バイパス通路１５を通った後、切換弁１４を逆流して大気開放口１２より大気中に放出される。
【００３０】
この結果、パージ通路１０内の残圧（負圧）  及び残留ガスが除去される。
次にステップ３では、リーク診断用の判定レベルの計測を行う。具体的には、（１）  パージ制御弁１１を閉弁し、（２）  切換弁１４をＯＦＦにして大気開放口１２側に切換え、（３）  エアポンプ１３をＯＮにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【００３１】
このとき、図５に示すように、エアポンプ１３によって吸入吐出された空気がバイパス通路１５（基準オリフィス１６）を通った後、切換弁１４を逆流して大気開放口１２より大気中に放出される。
【００３２】
そして、この状態を所定時間維持後のエアポンプ１３の作動電流値を電流センサ２７によって計測し、これを判定レベルＳＬ１とする。すなわち、エアポンプ１３から圧送される空気を基準口径を有する基準オリフィス１６を介して大気に開放したときのエアポンプ１３の作動電流値を判定レベルＳＬ１として計測する。この部分が判定レベル計測手段に相当する。
【００３３】
次にステップ４では、このとき計測した判定レベルＳＬ１を判定レベルＳＬとして、判定レベルＳＬを設定する（ＳＬ＝ＳＬ１）。
次にステップ５では、所定の判定レベル再計測条件、具体的には、次の（１）又は（２）の条件が成立しているか否かを判定する。
【００３４】
（１）外気温≦所定値（例えば２０℃）
（２）下限側所定値≦判定レベルＳＬ１≦上限側所定値。
この結果、判定レベル再計測条件が成立していない場合は、ステップ６で、リトライフラグ＃ＲＥＴＲＹを０にし、判定レベル再計測条件が成立している場合は、ステップ７で、リトライフラグ＃ＲＥＴＲＹを１にする。
【００３５】
すなわち、外気温センサ２６により検出される外気温が所定値以下であるときは、ポンプの温度特性が問題となる条件であるので、後に判定レベルの再計測を行うように、リトライフラグ＃ＲＥＴＲＹを１にする。
【００３６】
又は、最初に計測された判定レベルＳＬ１が所定の範囲内であることをもって、判定レベルの計測時の温度が低いと推定し、後に判定レベルの再計測を行うように、リトライフラグ＃ＲＥＴＲＹを１にする。
【００３７】
ここで、ステップ５〜７の部分が判定レベル再計測条件判定手段に相当する。尚、（１）外気温≦所定値、かつ、（２）下限側所定値≦判定レベルＳＬ１≦上限側所定値であることを、判定レベル再計測条件としてもよい。
【００３８】
次にステップ８では、リークレベルの計測を行う。具体的には、（１）  パージ制御弁１１を閉弁し、（２）  切換弁１４をＯＮにしてエアポンプ１３側に切換え、（３）  エアポンプ１３をＯＮにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【００３９】
このとき、図６に示すように、エアポンプ１３によって吸入吐出された空気が切換弁１４を経てキャニスタ７の新気導入口９からキャニスタ７内を通り、燃料タンク５からキャニスタ７を経てパージ制御弁１１に至るパージライン（６，１０）内に流入する。
【００４０】
そして、この状態を所定時間維持後のエアポンプ１３の作動電流値を電流センサ２７によって計測し、これをリークレベルＡＬとする。すなわち、エアポンプ１３から圧送される空気をパージラインに供給したときのエアポンプ１３の作動電流値をリークレベルＡＬとして計測する。この部分がリークレベル計測手段に相当する。
【００４１】
次にステップ９では、リトライフラグ＃ＲＥＴＲＹの値を判定し、＃ＲＥＴＲＹ＝０であれば、判定レベル再計測（ステップ１０，１１）を行うことなく、リーク判定（ステップ１２）へ進むが、＃ＲＥＴＲＹ＝１であれば、リーク判定（ステップ１２）に先立って、判定レベル再計測（ステップ１０，１１）を行う。
【００４２】
ステップ１０では、判定レベルの再計測を行う。
先ず、パージ制御弁１１を所定時間開弁（全開）する。タンク側からの影響を完全に無くすために、一度大気圧にするためである。
【００４３】
次に、前記ステップ３と同様に、（１）  パージ制御弁１１を閉弁し、（２）  切換弁１４をＯＦＦにして大気開放口１２側に切換え、（３）  エアポンプ１３をＯＮにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【００４４】
このときも、図５に示したように、エアポンプ１３によって吸入吐出された空気がバイパス通路１５（基準オリフィス１６）を通った後、切換弁１４を逆流して大気開放口１２より大気中に放出される。
【００４５】
そして、この状態を所定時間維持後のエアポンプ１３の作動電流値を電流センサ２７によって計測し、これを判定レベルＳＬ２とする。すなわち、エアポンプ１３から圧送される空気を基準口径を有する基準オリフィス１６を介して大気に開放したときのエアポンプ１３の作動電流値を判定レベルＳＬ２として計測する。この部分が判定レベル再計測手段に相当する。
【００４６】
判定レベルの再計測後は、ステップ１１で、再計測した判定レベルＳＬ２を判定レベルＳＬとして、判定レベルＳＬを更新する（ＳＬ＝ＳＬ２）。この部分が判定レベル更新手段に相当する。
【００４７】
最後にステップ１２では、前記ステップ８で計測されたリークレベル（作動電流値）ＡＬを、前記ステップ３又はステップ１０で計測された判定レベルＳＬと比較して、蒸発燃料のリーク診断を行う。すなわち、作動電流値が判定レベル以下と判定されたときは、リーク有りと診断し、ステップ１３で所定の故障コードをセットした後に、本フローを終了する。作動電流値が判定レベルより大きいと判定されたときは、リーク無しと診断し、そのまま本フローを終了する。
【００４８】
すなわち、エアポンプ１３から圧送される空気が基準口径を有する基準オリフィス１６を流通するのに要するエアポンプ１３の作動電流値に対し、前記リークレベル計測時の作動電流値の方が小さい場合、つまりエアポンプ１３の駆動負荷が減少した場合は、パージライン（６，１０）中に前記基準口径より大きな孔が開口したのと同等の失陥を生じて、判定レベル以上のリークが発生していると診断し、そうでない場合は、リーク無し（正常）  と診断するのである（図７参照）。この部分がリーク判定手段に相当する。
【００４９】
以上のようなリーク診断により、電動式エアポンプの自己発熱による温度上昇の影響を確実に回避して、診断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すシステム図
【図２】コントロールユニットのリーク診断機能を示すブロック図
【図３】リーク診断のフローチャート
【図４】パージライン雰囲気初期化時の空気の流れを示す図
【図５】判定レベル計測時の空気の流れを示す図
【図６】リークレベル計測時の空気の流れを示す図
【図７】リークレベル計測時のポンプ作動電流値を示す図
【符号の説明】
１  内燃機関
２  スロットル弁
３  吸気管
４  燃料噴射弁
５  燃料タンク
６  蒸発燃料導入通路
７  キャニスタ
８  吸着材
９  新気導入口
１０  パージ通路
１１  パージ制御弁
１２  大気開放口
１３  エアポンプ
１４  切換弁
１５  バイパス通路
１６  基準オリフィス
１７  エアフィルタ
２０  コントロールユニット
２１  クランク角センサ
２２  エアフローメータ
２３  車速センサ
２４  燃温センサ
２５  タンク残量センサ
２６  外気温センサ
２７  電流センサ
【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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