(57)【要約】【課題】新たな構成を追加することなく圧力検出手段の故障診断を実施するエンジンの蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】蒸発燃料を吸着するキャニスタ４と、このキャニスタと燃料タンクを接続する第１通路２と、前記キャニスタとエンジンの吸気通路を接続する第２通路６と、第１または第２通路に設置された通路内の蒸発燃料の流量を検出するための圧力検出手段１３と、前記吸気通路への蒸発燃料の導入を制御する制御弁１１と、パージ処理時に第１または第２通路の圧力検出値の変化が所定値以下の場合に蒸発燃料処理装置の異常と診断する異常診断手段２１とを備えたエンジンの蒸発燃料処理装置において、前記異常診断手段は、蒸発燃料処理装置の異常診断時に前記制御弁を遮蔽状態から所定開度で解放し、制御弁の解放に伴う空燃比の変化に基づいて前記圧力検出手段１３の異常を診断する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
このキャニスタと燃料タンクを接続する第１通路と、
前記キャニスタとエンジンの吸気通路を接続する第２通路と、
第１または第２通路に設置された通路内の蒸発燃料の流量を検出するための圧力検出手段と、
前記吸気通路への蒸発燃料の導入を制御する制御弁と、
パージ処理時に第１または第２通路の圧力検出値の変化が所定値以下の場合に蒸発燃料処理装置の異常と診断する異常診断手段と、
を備えたエンジンの蒸発燃料処理装置において、
前記異常診断手段は、蒸発燃料処理装置の異常診断時に前記制御弁を遮蔽状態から所定開度で解放し、制御弁の解放に伴う空燃比の変化に基づいて前記圧力検出手段の異常を診断することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記制御弁の解放時に空燃比が変化する場合に前記圧力検出手段が故障していると診断することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記異常診断手段は、蒸発燃料処理装置の異常診断時に前記制御弁を解放後、遮蔽し、制御弁の遮蔽に伴う空燃比の変化に基づいて前記圧力検出手段の異常を診断することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、エンジンの蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸発燃料処理装置において、蒸発流路内の圧力を検出する圧力センサの故障診断装置の一例として、特開平９−１００７５２号公報に記載の技術がある。この技術は、圧力センサが燃料タンクからキャニスタまでの蒸発燃料流路の圧力とキャニスタから吸気通路までの圧力とを検出できるように燃料流路を開閉する制御弁を設け、検出されたそれぞれの圧力値に基づいて圧力センサの故障を診断するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、上記従来技術においては、圧力センサの故障診断のために新たな制御弁を構成として設置する必要があり、コスト上昇や制御弁自体の故障を危惧する必要が生じる。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来の蒸発燃料処理装置におけるこのような技術的課題を鑑みてなされたものであり、圧力センサの故障診断用に新たな構成を追加することなく、圧力センサの故障診断を行うことを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、このキャニスタと燃料タンクを接続する第１通路と、前記キャニスタとエンジンの吸気通路を接続する第２通路と、第１または第２通路に設置された通路内の蒸発燃料の流量を検出するための圧力検出手段と、前記吸気通路への蒸発燃料の導入を制御する制御弁と、パージ処理時に第１または第２通路の圧力検出値の変化が所定値以下の場合に蒸発燃料処理装置の異常と診断する異常診断手段とを備えたエンジンの蒸発燃料処理装置において、前記異常診断手段は、蒸発燃料処理装置の異常診断時に前記制御弁を遮蔽状態から所定開度で解放し、制御弁の解放に伴う空燃比の変化に基づいて前記圧力検出手段の異常を診断する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る蒸発燃料処理装置においては、制御弁を遮蔽状態から所定開度で解放し、解放前後での空燃比の変化を検出することで、空燃比の変化に対して圧力検出手段の出力の変化から圧力検出手段の故障を判断できるため、新たな構成を追加することなく、圧力検出手段の故障診断を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係る蒸発燃料処理装置の全体構成を示したものである。
【０００９】
この蒸発燃料処理装置はエンジン１０の燃料タンク１内で発生する蒸発燃料を処理するためのものであり、キャニスタ４と、キャニスタ４と燃料タンク１を連通する配管２と、キャニスタ４とエンジン１０のスロットルバルブ７下流の吸気通路８を連通する配管６とを備える。
【００１０】
配管６には、キャニスタ４内の燃料吸着剤（活性炭）４ａに吸着している燃料を脱離させるときに開かれるパージバルブ（制御弁）１１が設けられる。また、キャニスタ４は大気解放口５を備え、この大気解放口５はドレンカットバルブ１２によって開閉される。
【００１１】
燃料タンク１で発生した蒸発燃料は、配管（第１通路）２を介してキャニスタ４に導かれ、燃料成分だけがキャニスタ４内の活性炭４ａに吸着され、残りの空気は大気解放口５より外部に放出される。そして、この活性炭４ａに吸着された燃料を処理するには、パージバルブ１１を開き、スロットルバルブ７下流に発達する吸入負圧を利用して大気解放口５からキャニスタ４内に新気を導入する。これによって新気により活性炭４ａに吸着されていた燃料が脱離し、新気とともに配管（第２通路）６を介してエンジン１０の吸気通路８内に導入される。また燃料タンク内で蒸発した燃料がキャニスタを通過せずに直接吸気通路８に導入される通過燃料も存在する（以下、この脱離燃料と通過燃料とを吸気通路に導入する処理を「パージ処理」という。）。
【００１２】
また、コントローラ２１は、エアフローメータ等で検出された吸入空気量に応じて目標空燃比（通常は理論空燃比）を実現するのに必要な燃料量に対応するパルス幅でもって燃料噴射弁１５を駆動する。このとき、コントローラ２１は、排気通路１７に取り付けられた酸素濃度センサ１８によって燃焼後の空燃比を検出し、その目標空燃比とのずれに応じて燃料噴射量の補正を行う（以下、「空燃比フィードバック制御」という。）。空燃比フィードバック制御においては目標空燃比と酸素濃度センサ１８によって検出された実空燃比とのずれが空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡに反映される。
【００１３】
また、パージ流量の検出のためにパージの流通ライン、例えばキャニスタ４内に設置された圧力センサ１３を備え、この出力はコントローラ２１に出力される。さらに燃料タンク１に設置された燃料残量検出センサ２０と、燃料温度を検出する温度センサ２３との出力がコントローラ２１に出力され、コントローラ２１からは燃料をエンジンに供給する燃料ポンプ２２の制御信号が出力される。
【００１４】
図２は、コントローラ２１が実施する圧力センサ１３の故障診断のための制御内容を説明するフローチャ−トである。なお、圧力センサ１３の故障のうち、センサ接続ハーネスのショートや接続コネクタのはずれによる故障は、コントローラ２１に断線検出回路を設け、検出することができるため、ここでは、圧力センサ１３の出力が大気圧相当値で固定したまま故障が発生した中間値固定故障状態を検出することを目的とする。この中間値固定故障は、たとえば、センサコネクタの接続端子を逆に接続した場合等に発生する故障モードである。
【００１５】
図３には各故障状態での圧力センサ１３の出力電圧の特性を示す。
【００１６】
まずステップ１では、蒸発燃料処理装置の故障診断を実施し、装置に故障あるか否かを判定する。これはパージ制御中に生じる流通ライン内の圧力変化を予め記憶し、実際に検出された圧力変化がこの所定値以上でない場合にはパージが実施されていないとして故障診断するものである。例えば、パージ実施時と不実施時の流通ライン内の圧力変化を比較し、その差圧に基づき処理装置の故障診断を行う。
【００１７】
処理装置が故障していると判断された場合にはステップ２に進む。ステップ１での診断結果では、故障の原因がパージが実際に行われていないのか、圧力センサ１３が故障しているのか特定することができない。そこで、アイドル状態で車両停止中等の空燃比が安定した状態を設定し（ステップ２、３）、アイドルパージ制御を実施する（ステップ４）。
【００１８】
ここでアイドルパージ制御は、車両停止状態でかつアイドル状態の場合に、パージバルブ１１を所定開度に維持した状態で空燃比（空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡ）を検出し、その空燃比の変化を判定することで、流通ライン内を蒸発燃料が流通したかどうかを判定するためのものである。前記アイドル状態時に空燃比を検出するのは、走行時に比して吸入空気量が少なく、安定した空燃比を検出できるためである。
【００１９】
またパージバルブ１１の開度は、吸入空気量に対して所定パージ率（希釈率）となるように制御し、パージガス濃度の確認が容易となり、判定精度を向上させる。
【００２０】
なお、ステップ１で装置に故障が検出されなかった場合、ステップ２でアイドル状態にない場合、ステップ３で車両が走行時の場合には制御を終了する。
【００２１】
続くステップ５で、（空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡ−１００）％値の絶対値が所定の偏差ＣＨＰＲＧ＃以上か否かを判定する。パージガスを吸気通路に供給することで空燃比が変動するため、この空燃比変動に基づいてキャニスタからのパージガスがパージバルブ１１まで到達していると判定できる。したがって、空燃比変動が生じているにもかかわらず、圧力センサ１３の出力に変化がない場合には、圧力センサ１３は中間値固定故障であると診断できる。
【００２２】
ステップ５で偏差の絶対値が所定偏差以上の場合にはステップ６に進み、圧力センサ１３の故障と判定し、運転者に告知したり、コントローラ２１に故障情報を記憶させて修理を迅速に行うことができる。
【００２３】
一方、判定条件が成立しない場合には、ステップ７に進み、目標パージ率が上限パージ率以上かを判定し、条件が成立する場合には制御を終了し、不成立の場合にはステップ２に戻り、制御を繰り返す。
【００２４】
図４は、これまで説明した圧力センサの故障診断を時系列で示したタイミングチャートである。
【００２５】
時刻ｔ１で車速０ｋｍ／ｈ、アイドル状態が成立し、この状態が安定する時刻ｔ２でアイドルパージ制御を開始する。つまりパージを開始し、目標パージ率を０％から段階的に増大するようにする。これに伴い空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡが徐々に減少し、時刻ｔ３で所定値ＣＨＰＲＧ＃に到達する。
【００２６】
時刻ｔ３で空燃比フィードバック係数ＡＬＰＨＡが所定値に達したことで、圧力センサ１３の故障が診断され、センサ故障フラグが１に設定される。
【００２７】
したがって、本発明においては蒸発燃料処理装置の故障診断で故障ありと診断された場合に、パージバルブ１１を開き、空燃比変動を検出することで、圧力センサ１３の故障かどうかを判定することができる。したがって、新たな構成を追加することなく、故障箇所を速やかに特定することができ、サービス性を向上することができる。
【００２８】
図５に示す第２の実施形態としてのフローチャートは、第１の実施形態に対して、空燃比変動をより正確に捉えるためにパージカットを実施し、パージカット前後での空燃比変動に基づいて圧力センサ１３の故障診断を行うものである。
【００２９】
ステップ５、６までの制御内容は、第１の実施形態の制御内容と同一であり、説明を省略する。
【００３０】
ステップ７では、空燃比フィードバック補正値ＡＬＰＨＡをパージカット前の補正値ＡＬＰＨＡの記憶値ＡＬＰＰＵＧとして記憶する。次にステップ８で目標パージ率を０％に下げ、ステップ９で目標パージ率が０％になったかどうかを判定する。０％の場合にはステップ１０に進み、それ以外の場合には、ステップ７に戻り制御を繰り返す。
【００３１】
ステップ１０では、パージカット後の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡと前述の記憶値ＡＬＰＰＵＧとの差を演算し、その差が所定値ＳＥＮＣＨＫより大きいかどうかを判定する。
【００３２】
大きい場合にはステップ１１に進み、圧力センサ１３が故障していると判断しテ制御を終える。一方、差が所定値　ＳＥＮＣＨＫ以下の場合には、圧力センサ１３の故障なしとして制御を終える。
【００３３】
したがって本実施形態においては、パージカット前後における空燃比変動（空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの変動）を算出することができるため、パージによる空燃比への影響代を検出することができる。このようにパージカット前後における空燃比の変動を圧力センサの故障診断に用いることで、基本空燃比（パージを実施していない空燃比フィードバック補正係数）が１００％からずれている場合でも、空燃比フィードバック補正係数の絶対値で圧力センサの故障診断を実施できるため診断精度が向上し、誤診断の可能性を抑制できる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態の構成は本発明が適用される構成の一例を示したものであり、本発明の範囲を上記構成に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蒸発燃料処理装置の全体構成図である。
【図２】コントローラにおける圧力センサの故障診断フローチャートある。
【図３】圧力センサ故障時の電圧特性の一例である。
【図４】圧力センサ故障診断時のタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態としての圧力センサの故障診断フローチャートである。
【図６】同じく圧力センサ故障診断時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　燃料タンク
２　配管
４　キャニスタ
６　配管
８　吸気通路
９　エアフローメータ
１０　エンジン
１１　パージバルブ
１５　燃料噴射弁
１７　排気通路
１８　空燃比センサ
２１　コントローラ
【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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