(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、キャニスタに一時的に吸着し、内燃機関の吸気系に供給する蒸発燃料処理系のリーク判定装置であって、
前記蒸発燃料処理系内の圧力を検出する圧力検出手段と、
所定のリーク判定期間中に検出された前記蒸発燃料処理系内の検出圧力に応じて、前記蒸発燃料処理系のリークの有無を判定するリーク判定手段と、
前記リーク判定期間中に検出された前記蒸発燃料処理系内の圧力の変化状態に応じて、前記燃料タンク内で燃料の揺れが発生したか否かを判定する燃料揺れ判定手段と、
当該燃料揺れ判定手段により前記燃料タンク内で前記燃料の揺れが発生したと判定されたときに、前記リーク判定に用いる前記検出圧力の値を、前記検出された前記蒸発燃料処理系内の圧力の変化状態に基づいて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理系のリーク判定装置。
【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、キャニスタに一時的に貯留し、吸気系に適宜、供給する内燃機関の蒸発燃料処理系のリークの有無を判定する蒸発燃料処理系のリーク判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリーク判定装置として、例えば特開平６−１５９１５７号公報に記載されたものが知られている。この蒸発燃料処理系は、キャニスタ、燃料タンク、チャージ通路およびパージ通路などで構成されている。このキャニスタは、ベーパ通路を介して燃料タンクに接続され、パージ通路を介して内燃機関の吸気管に接続されている。チャージ通路には、圧力センサが設けられており、この圧力センサは、チャージ通路と燃料タンクとで形成される空間内の圧力（以下「タンク内圧」という）を検出する。
【０００３】
このリーク判定装置では、上記蒸発燃料処理系のリークの有無が判定されるとともに、その際に蒸発燃料が多量に生じるような燃料の揺れ（以下「スロッシュ」という）が発生することがあるため、スロッシュの有無が併せて判定される。このようなスロッシュの有無を判定するスロッシュ判定では、タンク内圧が所定時間ごとに検出され、その検出値の今回値と前回値との偏差が所定値未満のときには、スロッシュが発生していないと判定される一方、所定値以上のときには、スロッシュが発生したと判定される。そして、スロッシュが発生していないと判定されたときには、リークの有無を判定するリーク判定が実行される。一方、スロッシュが発生したと判定されたときには、スロッシュの発生による誤判定を防止するためにリーク判定が中止され、その後、タンク内圧の検出値の偏差が所定値未満になるまで、リーク判定の中止状態が継続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のリーク判定装置おいては、スロッシュが発生したと判定されたときには、蒸発燃料処理系のリーク判定が中止されるとともに、タンク内圧の検出値の偏差が所定値未満になるまでリーク判定が実行されないので、その場合には、リーク判定結果が得られるまでに時間がかかってしまうことがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、燃料の揺れが発生するような条件下でも、蒸発燃料処理系のリーク判定を中止することなく実行できるとともに、リーク判定結果を精度よく得ることができる蒸発燃料処理系のリーク判定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃料タンク２１内で発生した蒸発燃料を、キャニスタ２４に一時的に吸着し、内燃機関３の吸気系（吸気管５）に供給する蒸発燃料処理系２０のリーク判定装置１であって、蒸発燃料処理系２０内の圧力（タンク内圧ＰＴＡＮＫ）を検出する圧力検出手段（圧力センサ２６）と、所定のリーク判定期間（時刻ｔ１〜ｔ８の間）中に検出された蒸発燃料処理系２０内の検出圧力に応じて（第３差圧ＤＰ３と第３しきい値ＰＴ３との比較結果、または偏差（ＤＰ３−ＤＰ４）と第４しきい値ＰＴ４との比較結果に応じて）、蒸発燃料処理系２０のリークの有無を判定するリーク判定手段（ＥＣＵ２、ステップ５６〜５８，７７〜７９）と、リーク判定期間中（リークチェックモード中）に検出された蒸発燃料処理系内の圧力の変化状態に応じて（基準差圧偏差ＤＤＰＺと、スロッシュ判定用のしきい値ＤＤＰＺＧとの比較結果に基づいて）、燃料タンク２１内で燃料の揺れが発生した否かを判定する燃料揺れ判定手段（ＥＣＵ２、ステップ４７）と、燃料揺れ判定手段により燃料タンク２１内で燃料の揺れが発生したと判定されたとき（ステップ４７の判別結果がＹＥＳのとき）に、リーク判定に用いる検出圧力の値（タンク内圧ＰＴＡＮＫ）を、所定期間中に検出された蒸発燃料処理系内の圧力の変化状態（スロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩ）に基づいて補正する補正手段（ＥＣＵ２、ステップ１９）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この蒸発燃料処理系のリーク判定装置によれば、所定のリーク判定期間中に検出された蒸発燃料処理系内の圧力に応じて、蒸発燃料処理系のリークの有無が判定される。また、リーク判定期間中に検出された蒸発燃料処理系内の圧力の変化状態に応じて、燃料タンク内で燃料の揺れが発生したか否かが判定され、その結果、燃料の揺れが発生したと判定されたときには、リーク判定に用いる検出圧力の値が、検出された蒸発燃料処理系内の圧力の変化状態に基づいて補正される。このように、燃料の揺れが発生したときには、リーク判定に用いる検出圧力の値が、燃料の揺れに起因する圧力の変化状態に基づいて補正されるので、従来と異なり、燃料の揺れが発生したときでも、リーク判定を、燃料の揺れに起因する圧力の変化状態を反映させながらその判定精度を保つことで、適切に行うことができる。これにより、燃料の揺れが発生するような条件下でも、蒸発燃料処理系のリーク判定を中止することなく実行することができ、以上により、リーク判定結果を迅速にかつ精度よく得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る蒸発燃料処理系のリーク判定装置について説明する。図１は、本実施形態のリーク判定装置を適用した蒸発燃料処理系、およびこれを備えた内燃機関の概略構成を示している。このリーク判定装置１は、内燃機関（以下「エンジン」という）３の蒸発燃料処理系２０のリークの有無を判定するものであり、ＥＣＵ２を備えている。これらの蒸発燃料処理系２０およびＥＣＵ２の詳細については後述する。
【０００９】
このエンジン３は、ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。エンジン３の本体には、エンジン回転数センサ１２が取り付けられており、このエンジン回転数センサ１２は、エンジン回転数ＮＥを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に送る。
【００１０】
また、エンジン３の吸気管５（吸気系）には、スロットルバルブ６が設けられ、その下流側には、吸気管内絶対圧センサ１３が取り付けられている。この吸気管内絶対圧センサ１３は、吸気管５内の吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に送る。
【００１１】
さらに、吸気管５の吸気管内絶対圧センサ１３よりも下流側の部分には、インジェクタ７が、図示しない吸気ポートに臨むように取り付けられている。このインジェクタ７の開弁時間である燃料噴射時間ＴＯＵＴは、ＥＣＵ２によって制御される。また、インジェクタ７は、燃料供給管８を介して燃料タンク２１に接続されている。この燃料供給管８の途中には、インジェクタ７に燃料を圧送する燃料ポンプ９が設けられている。
【００１２】
一方、エンジン３の排気管１０の触媒装置１１よりも上流側の部分には、Ｏ２センサ１４が取り付けられている。このＯ２センサ１４は、触媒装置１１の上流側の排気ガス中の酸素濃度を検出し、その酸素濃度に応じた検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＯ２センサ１４の検出信号に基づき、前述した燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出に用いる空燃比補正係数ＫＯ２を求める。
【００１３】
さらに、ＥＣＵ２には、車速センサ１５から車両の速度（車速）ＶＰを表す検出信号が入力される。
【００１４】
また、前述した蒸発燃料処理系２０は、燃料タンク２１内で発生した蒸発燃料を、キャニスタ２４に一時的に貯留し、吸気管５内に適宜、放出するものであり、チャージ通路２２、バイパス通路２３、キャニスタ２４およびパージ通路２５などで構成されている。
【００１５】
キャニスタ２４は、チャージ通路２２を介して、燃料タンク２１に接続されており、燃料タンク２１内で発生した蒸発燃料は、チャージ通路２２を介してキャニスタ２４に送られる。チャージ通路２２の燃料タンク２１に近い部分には、圧力センサ２６（圧力検出手段）が配置されている。この圧力センサ２６は、例えば圧電素子で構成され、チャージ通路２２内の圧力を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。このチャージ通路２２内の圧力は、通常は燃料タンク２１内の圧力にほぼ等しいので、以下、タンク内圧ＰＴＡＮＫ（蒸発燃料処理系内の圧力）という。
【００１６】
また、チャージ通路２２の圧力センサ２６とキャニスタ２４との間には、２方向弁２７が設けられている。この２方向弁２７は、いずれもダイアフラム式の正圧弁および負圧弁を組み合わせた機械式弁で構成されている。この正圧弁は、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧よりも所定圧分、高くなったときに開弁する用に構成されており、その開弁により、燃料タンク２１内の蒸発燃料がキャニスタ２４に送られる。また、負圧弁は、タンク内圧ＰＴＡＮＫがキャニスタ２４側の圧力よりも所定圧分、低くなったときに開弁するように構成されており、その開弁により、キャニスタ２１に貯えられていた蒸発燃料が燃料タンク２１に戻される。
【００１７】
さらに、バイパス通路２３は、２方向弁２７をバイパスするものであり、チャージ通路２２の２方向弁２７よりもキャニスタ２４側の部分と圧力センサ２６側の部分とに、接続されている。このバイパス通路２３の途中には、バイパス弁３０が設けられている。このバイパス弁３０は、常閉タイプの電磁弁で構成されており、通常はバイパス通路２３を閉鎖し、ＥＣＵ２の制御によって励磁されたときに開弁することにより、バイパス通路２３を開放する。
【００１８】
また、燃料タンク２１には、フロート弁２１ａが設けられている。このフロート弁２１ａは、チャージ通路２２の燃料タンク２１側のポートを開閉するものであり、通常はポートを開放する一方、燃料タンク２１が満タン状態のときやタンク内の燃料が揺れたときなどに、ポートを閉鎖することにより、燃料がチャージ通路２２側に流れ込むのを阻止する。
【００１９】
一方、キャニスタ２４は、活性炭を内蔵しており、この活性炭によって蒸発燃料が吸着される。また、キャニスタ２４には、大気側に開口する大気通路２９が接続されており、この大気通路２９には、これを開閉するベントシャット弁３１が設けられている。このベントシャット弁３１は、常開タイプの電磁弁で構成されており、通常は大気通路２９を開放状態に保持するとともに、ＥＣＵ２の制御によって励磁されたときに大気通路２９を閉鎖する。
【００２０】
また、前述したパージ通路２５の途中には、これを開閉するパージ制御弁３２が設けられている。このパージ制御弁３２は、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号のデューティ比に応じて連続的に変化する電磁弁で構成されている。上記ベントシャット弁３１が開弁状態のときに、このパージ制御弁３２が開弁することにより、キャニスタ２４により吸着された蒸発燃料が、吸気管５内の負圧によって吸気管５に送り込まれる。ＥＣＵ２は、このパージ制御弁３２の開度をデューティ制御することにより、キャニスタ２４から吸気管５に送り込まれる蒸発燃料の流量、すなわちパージ流量を制御する。
【００２１】
一方、ＥＣＵ２（リーク判定手段、燃料揺れ判定手段、補正手段）は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ１２〜１５の検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エンジン３の運転状態を判別し、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラムやＲＡＭに記憶されたデータなどに従い、前述した各種の弁３０〜３２を駆動するとともに、以下に述べる蒸発燃料処理系２０のリーク判定処理を実行する。
【００２２】
以下、図２〜図７を参照しながら、このリーク判定処理について説明する。この処理は、燃料タンク２１を含む、蒸発燃料処理系２０のうちの２方向弁２７およびバイパス弁３０よりも上流側の部分におけるリークの有無を判定するものである。図２は、本処理のメインルーチンを示している。この処理は、タイマ設定により、所定時間（例えば８０ｍｓｅｃ）ごとに実行されるとともに、本処理におけるリーク判定は、エンジン３の運転開始から終了までの間に１回のみ実行される。
【００２３】
まず、ステップ１（図ではＳ１と略す。以下同様）において、モニタ実施条件が成立しているか否かを判別する。このモニタ実施条件は、リーク判定処理の実行条件が成立しているか否かを判別するためのものであり、例えば以下の条件（１）〜（４）がいずれも成立しているときに、モニタ実施条件が成立していると判別される。
（１）パージ制御弁３２によるパージ制御を実行中であること。
（２）エンジン３が所定の定常運転状態にあること（例えば吸気管内絶対圧ＰＢＡおよびエンジン回転数ＮＥなどにより判定される）。
（３）車速ＶＰの変化が小さいクルージング運転中であること。
（４）空燃比補正係数ＫＯ２が所定値以上であって、空燃比Ａ／Ｆに対するパージ燃料の影響が小さい状態であること。
【００２４】
ステップ１の判別結果がＹＥＳで、上記（１）〜（４）の条件がいずれも成立しているときには、リーク判定を実行可能な状態にあるとして、ステップ２〜６の大気開放モード処理、減圧モード処理、リークチェックモード処理、圧力復帰モード処理および補正チェックモード処理を順に実行した後、本処理を終了する。これらの各種のモード処理の内容については、後述する。
【００２５】
一方、ステップ１の判別結果がＮＯで、モニタ実施条件が成立していないときには、ステップ７に進み、初期化処理を実行した後、本処理を終了する。この初期化処理では、図示しないが、リーク判定タイマのタイマ値Ｔおよびスロッシュ判定タイマのタイマ値ＴＰＨＥＮがいずれも値０にセットされる。これらのリーク判定タイマおよびスロッシュ判定タイマはいずれもアップカウント式のタイマで構成されている。
【００２６】
一方、上記ステップ２の大気開放モード処理では、バイパス弁３０およびベントシャット弁３１を開放状態に、パージ制御弁３２を閉鎖状態にそれぞれ保持することにより、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧にほぼ等しい状態とされる。
【００２７】
また、ステップ２に続くステップ３の減圧モード処理では、バイパス弁３０を開放状態に、ベントシャット弁３１を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、パージ制御弁３２を所定減圧時間Ｔ１、デューティ制御することにより、蒸発燃料処理系２０内を減圧する。そして、この減圧後に、リーク判定タイマのタイマ値Ｔを値０にセットするとともに、前記リークチェックモード処理を実行可能であることを表すために、リークチェックモード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ２を「１」にセットする。
【００２８】
次に、図３を参照しながら、前記ステップ４のリークチェックモード処理の内容について説明する。まず、ステップ１１で、リークチェックモード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ２が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する一方、この判別結果がＹＥＳで、蒸発燃料処理系２０がリークチェックモードを実行可能な状態にあるときには、ステップ１２に進み、バイパス弁（図では「ＢＰＳ」と略す。以下同様）３０、ベントシャット弁（図では「ＶＳＳＶ」と略す。以下同様）３１およびパージ制御弁（図では「ＰＣＳ」と略す。以下同様）３２をいずれも閉鎖状態に保持する。これにより、蒸発燃料処理系２０がリークチェックモードに移行する。
【００２９】
次いで、ステップ１３に進み、リーク判定タイマのタイマ値Ｔが第１所定時間Ｔ２１（例えば０．５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわちリークチェックモードへの移行後に第１所定時間Ｔ２１が経過していないときには、以下に述べるステップ２０〜２４を実行した後、本処理を終了する。
【００３０】
すなわち、現時点で圧力センサ２６により検出されているタンク内圧（以下「タンク内圧の今回値」という）ＰＴＡＮＫを第１および第２検出圧Ｐ１，Ｐ２としてセットし（ステップ２２，２３）、次いで、スロッシュ補正タイマのタイマ値ＴＰＨＥＮを値０にセットし（ステップ２４）、差圧算出終了フラグＦＰＨＥＮおよび補正値算出終了フラグＦＨＯＳＥＩをそれぞれ「０」にセットし（ステップ２５，２６）、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫを第３検出圧Ｐ３としてセットした（ステップ２７）後、本処理を終了する。
【００３１】
一方、ステップ１３の判別結果がＹＥＳで、リークチェックモードへの移行後に第１所定時間Ｔ２１が経過したときには、ステップ１４に進み、タイマ値Ｔが第１所定時間Ｔ２１よりも長い第２所定時間Ｔ２２（例えば５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわちリークチェックモードへの移行後に第２所定時間Ｔ２２が経過していないときには、上述したステップ２３〜２７を実行した後、本処理を終了する。一方、ステップ１３の判別結果がＹＥＳで、第２所定時間Ｔ２２が経過したときには、ステップ１５に進み、後述するスロッシュ補正判定処理を実行する。
【００３２】
次いで、ステップ１６に進み、タイマ値Ｔが第２所定時間Ｔ２２よりも長い第３所定時間Ｔ２３（例えば３０ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわちリークチェックモードへの移行後に第３所定時間Ｔ２３が経過していないときには、前述したステップ２７を実行した後、本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、第３所定時間Ｔ２３が経過したときには、ステップ１７に進み、タイマ値Ｔが第３所定時間Ｔ２３よりも長い所定リークチェック時間Ｔ２（例えば３０．５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。
【００３３】
この判別結果がＮＯのとき、すなわちリークチェックモードへの移行後に所定リークチェック時間Ｔ２が経過していないときには、本処理を終了する。一方、ステップ１７の判別結果がＹＥＳで、所定リークチェック時間Ｔ２が経過したときには、ステップ１８に進み、補正値算出終了フラグＦＨＯＳＥＩが「１」であるか否かを判別する。この補正値算出終了フラグＦＨＯＳＥＩは、後述するように、スロッシュ補正判定処理おいて、燃料タンク２１内で多量の蒸発燃料が発生するような燃料の大きな揺れ、すなわちスロッシュが発生したと判定されたときに、「１」にセットされる。
【００３４】
この判別結果がＹＥＳで、スロッシュが発生しているときには、ステップ１９に進み、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫから、後述するスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを減算した値（ＰＴＡＮＫ−ＤＤＰＺＨＯＳＥＩ）を、今回値ＰＴＡＮＫとしてセットした後、ステップ２０に進む。一方、ステップ１８の判別結果がＮＯで、スロッシュが発生していないときには、ステップ１９をスキップして、ステップ２０に進む。
【００３５】
このステップ２０では、ステップ１８で補正したタンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫから第２検出圧Ｐ２を減算した値（ＰＴＡＮＫ−Ｐ２）を、第２差圧ＤＰ２としてセットする。このように、第２差圧ＤＰ２は、リークチェックモードの開始から第２所定時間Ｔ２２が経過した時点と、リークチェックモード終了時点との間におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの変動量を表すものとして算出され、その間にスロッシュが発生したときには、それに起因するタンク内圧ＰＴＡＮＫの上昇分を排除した値として算出される。
【００３６】
次いで、ステップ２１に進み、リークチェックモード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ２を「０」にセットし、蒸発燃料処理系２０が圧力復帰モードを実行可能な状態にあることを表すために圧力復帰モード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ３を「１」にセットし、タイマ値Ｔを値０にセットした後、本処理を終了する。このステップ２１でリークチェックモード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ２が「０」とされることにより、本処理の次回以降のループでは、前記ステップ１１の判別結果がＮＯとなり、その場合には、ステップ１２〜２７をスキップして、前記ステップ５の圧力復帰モードに進む。
【００３７】
次に、図４を参照しながら、前記ステップ１５のスロッシュ補正判定処理の内容について説明する。このスロッシュ補正判定処理は、スロッシュが燃料タンク２１内で発生したか否かを判定するとともに、スロッシュが発生したと判定したときに、それによるタンク内圧ＰＴＡＮＫの上昇分に相当するスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを算出するものである。本処理では、同図に示すように、まず、ステップ３１で、補正値算出終了フラグＦＨＯＳＥＩが「１」であるか否かを判別する。
【００３８】
この判別結果がＹＥＳで、スロッシュの発生に応じてスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを算出済みのときには、そのまま本処理を終了する一方、この判別結果がＮＯのときには、ステップ３２に進み、差圧算出終了フラグＦＰＨＥＮが「１」であるか否かを判別する。
【００３９】
この判別結果がＮＯで、後述する基準差圧ＤＰＺが算出されていないときには、ステップ３３に進み、スロッシュ判定タイマのタイマ値ＴＰＨＥＮが所定スロッシュ判定時間Ｔ５（例えば５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、本処理の開始から所定スロッシュ判定時間Ｔ５が経過していないときには、後述するステップ３８に進む。
【００４０】
一方、この判別結果がＹＥＳで、本処理の開始から所定スロッシュ判定時間Ｔ５が経過したときには、第２検出圧Ｐ２（すなわち現時点より所定スロッシュ判定時間Ｔ５前のタイミングで検出されたタンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫ）を基準圧の前回値ＰＹとしてセットし（ステップ３４）、次いで、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫを、その基準圧の今回値ＰＸとしてセットする（ステップ３５）。
【００４１】
次に、ステップ３６に進み、基準圧の今回値ＰＸから前回値ＰＹを減算した値を、基準差圧ＤＰＺとしてセットする。次いで、ステップ３７に進み、差圧算出終了フラグＦＰＨＥＮを「１」にセットする。このステップ３７またはステップ３３に続くステップ３８では、基準差圧偏差ＤＤＰＺを「０」にセットする。次いで、ステップ３９に進み、補正値算出終了フラグＦＨＯＳＥＩを「０」にセットした後、本処理を終了する。
【００４２】
一方、ステップ３２の判別結果がＹＥＳで、基準差圧ＤＰＺを算出済みのときには、ステップ４０に進み、前記ステップ３３と同様に、スロッシュ判定タイマのタイマ値ＴＰＨＥＮが所定スロッシュ判定時間Ｔ５以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、基準差圧ＤＰＺの算出後に所定スロッシュ判定時間Ｔ５が経過していないときには、前述したステップ３９を実行した後、本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ４０の判別結果がＹＥＳで、基準差圧ＤＰＺの算出後に所定スロッシュ判定時間Ｔ５が経過したときには、基準圧の今回値ＰＸ（すなわち現時点より所定スロッシュ判定時間Ｔ５前のタイミングで検出されたタンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫ）を前回値ＰＹとしてセットし（ステップ４１）、次いで、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫを基準圧の今回値ＰＸとしてセットした（ステップ４２）後、基準差圧ＤＰＺを基準差圧の前回値ＤＰＺ１としてセットする（ステップ４３）。
【００４４】
次いで、ステップ４４に進み、基準圧の今回値ＰＸから前回値ＰＹを減算した値を基準差圧の今回値ＤＰＺ２としてセットした後、基準差圧の今回値ＤＰＺ２から前回値ＤＰＺ１を減算した値を基準差圧偏差ＤＤＰＺとしてセットする。
【００４５】
次に、ステップ４６に進み、基準差圧の今回値ＤＰＺ２を基準差圧ＤＰＺとしてセットした後、ステップ４７に進み、基準差圧偏差ＤＤＰＺがスロッシュ補正用のしきい値ＤＤＰＺＧ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、スロッシュが発生していないとして、それを表すために前記ステップ３９を実行した後、本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳのときには、スロッシュが発生したとして、基準差圧偏差ＤＤＰＺをスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩとしてセットし（ステップ４８）、補正値算出終了フラグＦＨＯＳＥＩを「１」にセットした（ステップ４９）後、本処理を終了する。
【００４６】
これにより、次回のループでは、前記ステップ１８の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、前記ステップ１９において、スロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを用いたタンク内圧ＰＴＡＮＫの補正が実行される。すなわち、前述したように、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫからスロッシュによるタンク内圧ＰＴＡＮＫの上昇分であるスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを減算して補正した値を、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫとしてセットすることにより、スロッシュによる圧力上昇の影響を排除しながら、スロッシュがない状態を反映した適切なタンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫを求めることができる。
【００４７】
次に、図５を参照しながら、ステップ５の圧力復帰モード処理の内容について説明する。この圧力復帰モード処理は、以下に述べるように、バイパス弁３０およびベントシャット弁３１を所定圧力復帰時間Ｔ３、開放することにより、タンク内圧ＰＴＡＮＫを大気圧状態に復帰させるとともに、その際にリークの有無を判定するものである。
【００４８】
同図に示すように、本処理では、まず、ステップ５１で、圧力復帰モード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ３が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、蒸発燃料処理系２０が圧力復帰モードを実行可能な状態にないとして、本処理を終了する。一方、判別結果がＹＥＳのときには、ステップ５２に進み、リーク判定タイマのタイマ値Ｔが所定圧力復帰時間Ｔ３（例えば１０ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわち圧力復帰モードへの移行後、所定圧力復帰時間Ｔ３が経過していないときには、ステップ５３に進み、バイパス弁３０およびベントシャット弁３１を開放状態に、ベントシャット弁３１を閉鎖状態にそれぞれ保持して、本処理を終了する。
【００４９】
一方、ステップ５２の判別結果がＹＥＳで、圧力復帰モードへの移行後、所定圧力復帰時間Ｔ３が経過したときには、ステップ５４に進み、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫから前記ステップ２０でセットした第１検出圧Ｐ１を減算した値を第１差圧ＤＰ１として、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫから前記ステップ２４でセットした第３検出圧Ｐ３を減算した値を第３差圧ＤＰ３として、それぞれセットする。このように、第１差圧ＤＰ１は、リークチェックモードの開始から第１所定時間Ｔ２１が経過した時点と、圧力復帰モード終了時点との間におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの変動量を表し、第３差圧ＤＰ３は、リークチェックモードの開始から第３所定時間Ｔ２３が経過した時点と、圧力復帰モード終了時点との間におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの変動量を表すものである。
【００５０】
次に、ステップ５５に進み、前記ステップ１８で算出された第２差圧ＤＰ２が第２しきい値ＰＴ２未満であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、リークチェックモード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化が小さかったときには、ステップ５６に進み、第３差圧ＤＰ３が第３しきい値ＰＴ３未満であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、リークチェックモード終了前の所定時点（例えば図７の時刻ｔ４）でのタンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧ＰＡＴＭよりも所定圧以上、低くなっていたときには、減圧モードで十分に減圧されかつタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化が小さいことで、蒸発燃料処理系２０にリークがないと判定し、ステップ５７に進み、それを表すために、リーク判定フラグＦＬＥＡＫを「０」にセットする。
【００５１】
一方、この判別結果がＹＥＳで、リークチェックモード終了前の所定時点でのタンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧ＰＡＴＭに近いとき、すなわち減圧モード中の減圧度合が小さくかつリークチェックモード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化が小さいときには、比較的、多量のリークが蒸発燃料処理系２０に発生していると判定し、ステップ５８に進み、それを表すために、リーク判定フラグＦＬＥＡＫを「１」にセットする。これらのステップ５７，５８に続くステップ６１では、リーク判定が終了したことを表すために、リーク判定終了フラグＦＤＯＮＥを「１」にセットした後、本処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップ５５の判別結果がＮＯで、リークチェックモード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化が大きかったときには、ステップ５９に進み、第１差圧ＤＰ１が第１しきい値ＰＴ１より大きいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、減圧モードでのタンク内圧ＰＴＡＮＫの減圧度合が大きすぎることで、燃料タンク２１が満タン状態であることによりフロート弁２１ａが閉鎖状態にあると想定されるので、蒸発燃料処理系２０が補正チェックモードを実行可能な状態にないとして、本処理を抜けて図２に戻り、ステップ５，６をスキップし、リーク判定を禁止し、リーク判定処理を終了する。
【００５３】
一方、ステップ５９の判別結果がＮＯのときには、補正チェックモードを実行可能な状態にあるとして、ステップ６０に進み、圧力復帰モード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ３を「０」にセットするとともに、補正チェックモード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ４を「１」にセットし、リーク判定タイマのタイマ値Ｔを値０にセットした後、本処理を終了する。このステップ６０で圧力復帰モード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ３が「０」とされることにより、本処理の次回以降のループでは、ステップ５１の判別結果がＮＯとなり、その場合には、ステップ５２〜６０をスキップして、前記ステップ６の補正チェックモードに進む。
【００５４】
次に、図６を参照しながら、ステップ６の補正チェックモード処理の内容について説明する。この補正チェックモード処理は、以下に述べるように、３つの弁３０〜３２をいずれも所定補正チェック時間Ｔ４、閉鎖状態に保持するとともに、その際にリークの有無を判定するものである。
【００５５】
同図に示すように、本処理では、まず、ステップ７１で、補正チェックモード実行許可フラグＦ＿ＥＶＡＰ４が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、補正チェックモードを実行する状態にないとして、本処理を終了する。一方、判別結果がＹＥＳのときには、ステップ７２に進み、バイパス弁３０、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２をいずれも閉鎖状態に保持する。
【００５６】
次に、ステップ７３に進み、リーク判定タイマのタイマ値Ｔが所定遅延時間Ｔ４１（例えば０．５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、補正チェックモードへの移行後、所定遅延時間Ｔ４１が経過していないときには、ステップ７４に進み、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫを第４検出圧Ｐ４としてセットした後、本処理を終了する。
【００５７】
一方、ステップ７３の判別結果がＹＥＳで、補正チェックモードへの移行後、所定遅延時間Ｔ４１が経過したときには、ステップ７５に進み、タイマ値Ｔが所定補正チェック時間Ｔ４（例えば３０ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、補正チェックモードへの移行後、所定補正チェック時間Ｔ４が経過していないときには、本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、補正チェックモードへの移行後、所定補正チェック時間Ｔ４が経過したときには、ステップ７６に進み、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫから第４検出圧Ｐ４を減算した値を第４差圧ＤＰ４としてセットする。このように、第４差圧ＤＰ４は、補正チェックモードの開始から所定遅延時間Ｔ４１が経過した時点と、補正チェックモード終了時点との間におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの変動量を表すものである。
【００５８】
次に、ステップ７７に進み、前記ステップ５６で算出された第３差圧ＤＰ３と第４差圧ＤＰ４との偏差（ＤＰ３−ＤＰ４）が、第４しきい値ＰＴ４よりも小さいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、圧力復帰モード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量と、補正チェックモード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量との差が小さいときには、リークチェックモード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの上昇の原因は蒸発燃料が多いためであるとして、蒸発燃料処理系２０にリークがないと判定し、ステップ７８に進み、それを表すために、リーク判定フラグＦＬＥＡＫを「０」にセットする。次に、ステップ８０に進み、リーク判定が終了したことを表すために、リーク判定終了フラグＦＤＯＮＥを「１」にセットした後、本処理を終了する。
【００５９】
一方、ステップ７７の判別結果がＹＥＳで、圧力復帰モード中のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量と、補正チェックモードのタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量との差が大きいときには、蒸発燃料が少ないにもかかわらずリークチェックモード中にタンク内圧ＰＴＡＮＫが上昇した原因は、主としてリークによるものであるとして、所定の口径の孔がある状態と同等のリークが蒸発燃料処理系２０に発生していると判定し、ステップ７９に進み、それを表すために、リーク判定フラグＦＬＥＡＫを「１」にセットする。次に、前記ステップ８０を実行した後、本処理を終了する。
【００６０】
次に、以上のリーク判定処理を実行した場合に得られるタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移の一例を、図７に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。図７は、リークチェックモード中にスロッシュが発生した場合のタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移を示している。
【００６１】
同図に示すように、まず、減圧モードで減圧が開始されると（時刻ｔ０）、タンク内圧ＰＴＡＮＫが低下する。その後、タンク内圧ＰＴＡＮＫが所定負圧まで低下し、所定減圧時間Ｔ１が経過した時点（時刻ｔ１）で、パージ制御弁３２が閉鎖され、蒸発燃料処理系２０が閉鎖され、リークチェックモードに移行する。その後、タンク内圧ＰＴＡＮＫがゆっくりと上昇し、第１所定時間Ｔ２１が経過した時点で、第１検出圧Ｐ１がサンプリングされる。次いで、第２所定時間Ｔ２２が経過した時点（時刻ｔ２）で、第２検出圧Ｐ２がサンプリングされるとともに、この時点から所定スロッシュ判定時間Ｔ５が経過した時点（時刻ｔ３）で、基準圧の今回値ＰＸ（時刻ｔ３でのタンク内圧ＰＴＡＮＫ）から前回値ＰＹ（時刻ｔ３から所定スロッシュ判定時間Ｔ５前のタンク内圧ＰＴＡＮＫ）を減算することにより、基準差圧ＤＰＺが算出される。
【００６２】
この時点から再度、所定スロッシュ判定時間Ｔ５が経過した時点（時刻ｔ４）で、基準圧の今回値ＰＸ（時刻ｔ４でのタンク内圧ＰＴＡＮＫ）から前回値ＰＹ（時刻ｔ４から所定スロッシュ判定時間Ｔ５前のタンク内圧ＰＴＡＮＫ）を減算することにより、基準差圧の今回値ＤＰＺ２が算出される。これと同時に、この基準差圧の今回値ＤＰＺ２と、前回値ＤＰＺ１（基準差圧ＤＰＺ）との偏差である基準差圧偏差ＤＤＰＺが算出され、これがスロッシュ判定用のしきい値ＤＤＰＺＧと比較される。その場合、スロッシュの発生により、基準差圧偏差ＤＤＰＺがスロッシュ判定用のしきい値ＤＤＰＺＧ以上になったときには、スロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩが算出され、このスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩにより補正されたタンク内圧ＰＴＡＮＫを用いて、第２差圧ＤＰ２が算出される。そして、第３所定時間Ｔ２３が経過した時点（時刻ｔ５）で、第３検出圧Ｐ３がサンプリングされ、さらに、所定リークチェック時間Ｔ２が経過した時点（時刻ｔ６）で、リークチェックモードを終了すると同時に、圧力復帰モードが開始される。
【００６３】
この圧力復帰モードでは、前述したように、第２差圧ＤＰ２が第２しきい値ＰＴ２未満のときに、第３差圧に基づいてリーク判定が行われる。一方、第２差圧ＤＰ２が第２しきい値ＰＴ２以上のときには、リーク判定が行われず、第１差圧ＤＰ１が第１しきい値ＰＴ１未満であることを条件として、所定圧力復帰時間Ｔ３が経過した時点（時刻ｔ７）で、補正チェックモードが開始される。その後、所定遅延時間Ｔ４１が経過した時点で第４検出圧Ｐ４がサンプリングされる。そして、所定補正チェック時間Ｔ４が経過した時点（時刻ｔ８）で、第４差圧ＤＰ４が算出され、第３差圧ＤＰ３と第４差圧ＤＰ４との偏差（ＤＰ３−ＤＰ４）を第４しきい値ＰＴ４と比較することにより、リーク判定が実行される。
【００６４】
以上のように、本実施形態のリーク判定装置１によれば、リーク判定処理中の蒸発燃料処理系２０内のタンク内圧ＰＴＡＮＫに基づいて算出された第１〜第４差圧ＤＰ１〜ＤＰ４を用いて、蒸発燃料処理系２０のリークの有無が判定される。また、リークチェックモード中に検出された蒸発燃料処理系２０内のタンク内圧ＰＴＡＮＫの値と、これよりも所定スロッシュ判定時間Ｔ５前のタンク内圧ＰＴＡＮＫの値との差圧である基準差圧ＤＰＺを用い、その今回値ＤＰＺ２と前回値ＤＰＺ１との偏差である基準差圧偏差ＤＤＰＺと、スロッシュ判定用のしきい値ＤＤＰＺＧとの比較結果に基づいて、スロッシュが発生したか否かが判定される。その結果、スロッシュが発生したと判定されたときには、タンク内圧ＰＴＡＮＫからスロッシュによる圧力上昇分に相当するスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを減算した値をタンク内圧ＰＴＡＮＫとして用いることにより、リーク判定に用いる第２差圧ＤＰ２が算出される。このように、スロッシュが発生したと判定されたときには、スロッシュに起因する圧力上昇の影響を排除しながら、リーク判定に用いる第２差圧ＤＰ２が算出されるので、従来と異なり、スロッシュが発生したときでも、リーク判定を、スロッシュが発生していない場合と同様の判定精度を保ちながら、適切に行うことができる。これにより、スロッシュが発生するような条件下でも、蒸発燃料処理系２０のリーク判定を中止することなく実行することができ、以上により、リーク判定結果を迅速にかつ精度よく得ることができる。
【００６５】
なお、スロッシュの有無の判定は、基準差圧の今回値ＤＰＺ２と前回値ＤＰＺ１との偏差である基準差圧偏差ＤＤＰＺとスロッシュ判定用のしきい値ＤＤＰＺＧとを比較する実施形態の手法に限らず、基準差圧の今回値ＤＰＺ２と前回値ＤＰＺ１との比を所定値と比較することにより行ってもよい。また、基準圧の今回値Ｐと前回値ＰＹとの基準圧比を算出し、この基準圧比の今回値と前回値との比を所定値と比較することにより、スロッシュの有無を判定してよい。
【００６６】
また、スロッシュが発生したと判定されたときには、ステップ５４において、タンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫからスロッシュ補正値ＤＤＰＺＨＯＳＥＩを減算した値をタンク内圧の今回値ＰＴＡＮＫとして用いることにより、第３差圧ＤＰ３を算出してもよい。
【００６７】
さらに、実施形態は、リークチェックモード中、バイパス弁３０を閉鎖することにより、バイパス弁３０および２方向弁２７よりも燃料タンク２１側の空間をリーク判定の対象とした例であるが、これに代えてまたは併せて、リークチェックモード中、バイパス弁３０を開弁したままとすることにより、キャニスタ２４側も含む蒸発燃料処理系２０全体をリーク判定の対象としてもよい。この場合、２つの形態のリーク判定を双方とも実行することにより、リークの部位がバイパス弁３０よりもキャニスタ２４側または燃料タンク２１側のいずれであるかを特定することが可能になる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の蒸発燃料処理系のリーク判定処理によれば、燃料の揺れが発生するような条件下でも、蒸発燃料処理系のリーク判定を中止することなく実行できるとともに、リーク判定結果を精度よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態に係るリーク判定装置を適用した蒸発燃料処理系およびこれを備えた内燃機関の概略構成図である。
【図２】
リーク判定装置が実行するリーク判定処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】
図２のリークチェックモードのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】
図３のスロッシュ補正判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】
図２の圧力復帰モードのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】
図２の補正チェックモードのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】
リーク判定処理を実行した場合に、スロッシュが発生したときのタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１    リーク判定装置
２    ＥＣＵ（リーク判定手段、燃料揺れ判定手段、補正手段）
３    内燃機関
５    吸気管（吸気系）
２０    蒸発燃料処理系
２１    燃料タンク
２４    キャニスタ
２６    圧力センサ（圧力検出手段）
ＰＴＡＮＫ      タンク内圧（蒸発燃料処理系内の圧力）
ＤＤＰＺ    基準差圧偏差（燃料の揺れ判定を行うための偏差）
ＤＤＰＺＧ    スロッシュ補正用のしきい値（燃料の揺れ判定を行うためのしきい値）
ＤＤＰＺＨＯＳＥＩ  スロッシュ補正値（検出圧力の値を補正するための補正値）
ＤＰ１〜ＤＰ４  第１〜第４差圧（リーク判定を行うための差圧）
ＰＴ１〜ＰＴ４  第１〜第４しきい圧（リーク判定を行うためのしきい値）
【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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