(57)【要約】  【課題】リークの早期診断に要する期間の最適化を図る。  【解決手段】制御部２４は、吸気系から蒸発燃料処理系に負圧を導入した際に、内圧検出部１５によって検出された内圧値Ｐtankが予め設定された目標圧力値Ｐtrgに到達する密閉タイミングｔ3で、蒸発燃料処理系を密閉する。診断部２６は、密閉タイミングｔ3よりも後の診断タイミングｔdiagにおける内圧値Ｐtankを予め設定された判定しきい値Ｐstrと比較することにより、蒸発燃料処理系のリーク診断を行う。この診断タイミングｔdiagは、算出部２５によって、吸気圧検出部２３において検出された吸気負圧値Ｐinに基づいて、可変に設定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクを含む蒸発燃料処理系に負圧を導入した後に、前記蒸発燃料処理系内を密閉して、前記蒸発燃料処理系のリーク診断を行う蒸発燃料処理システムの診断装置において、
前記蒸発燃料処理系の内圧を検出する内圧検出部と、
吸気系の吸気負圧を検出する吸気圧検出部と、
前記吸気系から前記蒸発燃料処理系に負圧を導入した際に、前記内圧検出部によって検出された内圧値が予め設定された目標圧力値に到達する密閉タイミングで、前記蒸発燃料処理系を密閉する制御部と、
前記密閉タイミングよりも後に設定された診断タイミングにおける前記内圧値を予め設定された判定しきい値と比較することにより、前記蒸発燃料処理系のリーク診断を行う診断部と、
前記吸気圧検出部によって検出された吸気負圧値に基づいて、前記診断タイミングを可変に設定する算出部と
を有することを特徴とする蒸発燃料処理システムの診断装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記吸気負圧値が小さくなるほど、前記密閉タイミングを基準とした前記診断タイミングを遅らせることを特徴とする請求項１に記載された蒸発燃料処理システムの診断装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記蒸発燃料処理系に負圧を導入する期間における前記吸気負圧値の平均値に基づいて、前記診断タイミングを設定することを特徴とする請求項１または２に記載された蒸発燃料処理システムの診断装置。
【請求項４】
前記診断部は、前記診断タイミングにおける前記内圧値が前記判定しきい値よりも小さい場合には、前記蒸発燃料処理系にリークがないと判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された蒸発燃料処理システムの診断装置。
【請求項５】
燃料タンクを含む蒸発燃料処理系に負圧を導入した後に、前記蒸発燃料処理系内を密閉して、前記蒸発燃料処理系のリーク診断を行う蒸発燃料処理システムの診断方法において、
吸気系から前記蒸発燃料処理系に負圧を導入する第１のステップと、
前記蒸発燃料処理系の内圧として検出された内圧値が予め設定された目標圧力値に到達する密閉タイミングで、前記蒸発燃料処理系を密閉する第２のステップと、
前記吸気系の吸気負圧として検出された吸気負圧値に基づいて、前記密閉タイミングよりも後の診断タイミングを可変に設定する第３のステップと、
前記診断タイミングにおける前記内圧値を予め設定された判定しきい値と比較することにより、前記密閉された蒸発燃料処理系のリーク診断を行う第４のステップと
を有することを特徴とする蒸発燃料処理システムの診断方法。
【請求項６】
前記第３のステップは、前記吸気負圧値が小さくなるほど、前記密閉タイミングを基準とした前記診断タイミングを遅らせるステップであることを特徴とする請求項５に記載された蒸発燃料処理システムの診断方法。
【請求項７】
前記第３のステップは、前記蒸発燃料処理系に負圧を導入する期間における前記吸気負圧値の平均値に基づいて、前記診断タイミングを設定するステップであることを特徴とする請求項５または６に記載された蒸発燃料処理システムの診断方法。
【請求項８】
前記第４のステップは、前記診断タイミングにおける前記内圧値が前記判定しきい値よりも小さい場合には、前記蒸発燃料処理系にリークがないと判定するステップを含むことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載された蒸発燃料処理システムの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発燃料処理システムの診断装置および診断方法に係り、特に、燃料タンクを含む蒸発燃料処理系におけるリークの早期診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内で蒸発した燃料が大気へ放出されるのを防止するため、蒸発燃料処理システムを備えた内燃機関が知られている。このシステムでは、燃料タンク内に生じた蒸発燃料（エバポレーションガス）がキャニスタの内部に充填された吸着剤に一時的に吸着されるとともに、所定の運転条件下で、吸着された蒸発燃料がパージ通路を介して内燃機関の吸気系へ放出される。ところが、何らかの原因で、このシステムの一部が破損または破裂した場合、蒸発燃料が大気中に放出されてしまう。かかる事態を防止すべく、燃料タンクを含む蒸発燃料処理系を密閉した状態で、その内圧の経時的な変化量をモニタリングすることによって、蒸発燃料処理系のリークの有無を判定するリーク診断が行われる（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、このような経時的な変化量ベースのリーク診断に先立ち、いわゆる早期診断を行うことも知られている。早期診断は、ある診断タイミングにおける蒸発燃料処理系の内圧を所定の判定しきい値と比較することにより、リークの有無を判定する手法である。早期診断においてリークなしと判定された場合、すなわち、蒸発燃料処理系の内圧が判定しきい値を下回っている場合には、これに続く変化量ベースのリーク診断をキャンセルして、リークなしとの診断結果が得られる。
【特許文献１】特開平２００１−４１１１６号公報
【特許文献２】特開平２００３−５６４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蒸発燃料処理系内の圧力状態は、吸気系から導入された吸気負圧の影響によって密閉直後には未だ安定しておらず、これが安定するまでには、ある程度の時間を必要とする。そのため、密閉直後において、蒸発燃料処理系の内圧が経時的に目標値よりも下がり続けるという現象、すなわち、オーバーシュートが発生する。オーバーシュートの程度は吸気負圧の大きさに依存しており、この負圧が深くなるほど、大きなオーバーシュートが発生する。
【０００５】
従来の早期診断における診断タイミングは、蒸発燃料処理系の密閉時から一定時間が経過したタイミングとして、一律かつ固定的に設定されている。この場合、最も大きなオーバーシュートが生じるケースを見越した上で、診断タイミングを設定する必要がある。そのため、オーバーシュートの程度に関わりなく、診断タイミングを一律に設定する従来の手法では、すべての吸気負圧領域において、早期診断に要する期間の最適化を図ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リークの早期診断に要する期間の最適化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、燃料タンクを含む蒸発燃料処理系に負圧を導入した後に、蒸発燃料処理系内を密閉して、蒸発燃料処理系のリーク診断を行う蒸発燃料処理システムの診断装置を提供する。この診断装置において、内圧検出部は、蒸発燃料処理系の内圧を検出するとともに、吸気圧検出部は、吸気系の吸気負圧を検出する。制御部は、吸気系から蒸発燃料処理系に負圧を導入した際に、内圧検出部によって検出された内圧値が予め設定された目標圧力値に到達する密閉タイミングで蒸発燃料処理系を密閉する。診断部は、密閉タイミングよりも後に設定された診断タイミングにおける内圧値を予め設定された判定しきい値と比較することにより、蒸発燃料処理系のリーク診断を行う。算出部は、吸気圧検出部によって検出された吸気負圧値に基づいて、診断タイミングを可変に設定する。
【０００８】
ここで、第１の発明において、算出部は、吸気圧検出部によって検出された吸気負圧値が小さくなるほど、換言すれば、吸気系の吸気負圧が深くなるほど、密閉タイミングを基準とした診断タイミングを遅らせることが好ましい。また、算出部は、蒸発燃料処理系に負圧を導入する期間における吸気負圧値の平均値に基づいて、診断タイミングを設定してもよい。
【０００９】
また、第１の発明において、診断部は、診断タイミングにおける内圧値が判定しきい値よりも小さい場合には、蒸発燃料処理系にリークがないと判定することが好ましい。
【００１０】
第２の発明は、燃料タンクを含む蒸発燃料処理系に負圧を導入した後に、蒸発燃料処理系内を密閉して、蒸発燃料処理系のリーク診断を行う蒸発燃料処理システムの診断方法を提供する。この診断方法では、第１のステップとして、吸気系から蒸発燃料処理系に蒸発燃料処理系に負圧を導入する。第２のステップとして、蒸発燃料処理系の内圧として検出された内圧値が予め設定された目標圧力値に到達する密閉タイミングで、蒸発燃料処理系を密閉する。第３のステップとして、吸気系の吸気負圧として検出された吸気負圧値に基づいて、密閉タイミングよりも後の診断タイミングを可変に設定する。第４のステップとして、診断タイミングにおける内圧値を予め設定された判定しきい値と比較することにより、密閉された蒸発燃料処理系のリーク診断を行う。
【００１１】
ここで、第２の発明における第３のステップは、吸気負圧値が小さくなるほど、密閉タイミングを基準とした診断タイミングを遅らせるステップであることが好ましい。また、この第３のステップは、蒸発燃料処理系に負圧を導入する期間における吸気負圧値の平均値に基づいて、診断タイミングを設定するステップであってもよい。
【００１２】
また、第２の発明における第４のステップは、診断タイミングにおける内圧値が判定しきい値よりも小さい場合には、蒸発燃料処理系にリークがないと判定するステップを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、吸気系から蒸発燃料処理系に負圧を導入した後に、内圧値が目標圧力値に到達する密閉タイミングで蒸発燃料処理系が密閉される。この密閉タイミングよりも後の診断タイミングにおいて、内圧値と判定しきい値と比較することにより、蒸発燃料処理系のリーク診断が行われる。この場合、吸気負圧値に基づいて、診断タイミングが可変に設定されている。これにより、密閉タイミングから診断タイミングまでの期間を適切に設定することができるので、リーク診断に要する期間の最適化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本実施形態にかかる蒸発燃料処理システムの診断装置のブロック構成図である。エアクリーナ１により大気中の塵埃等が除去された空気は、図示しない電動スロットルバルブの開度に応じて、その流量が制御される。このスロットルバルブは、エアクリーナ１とエアチャンバ２との間の吸気通路に設けらたスロットルボディ３に設けられており、その開度（スロットル開度）は電動モータによって設定される。スロットル開度は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御装置１８（以下「ＥＣＵ」という）からの出力信号によって設定される。スロットル開度によって流量が制御された吸入空気は、エアチャンバ２、インテークマニホールド４を流れ、図示しないインジェクタから噴射された燃料（ガソリン）と混合される。このインジェクタは、インテークマニホールド４内に先端が突出するように配置され、エンジンの気筒毎に設けられている。各インジェクタには、燃料タンク５と連通した燃料配管（図示せず）を介して、調圧された燃料が供給される。インテークマニホールド４の内部において形成された混合気は、吸気バルブの開弁によってエンジンの燃焼室に流入する。そして、点火プラグで混合気を着火し、混合気を燃焼させることで、エンジンの駆動力が発生する。燃焼後のガスは、排気バルブの開弁によって、燃焼室から排気通路へと排出される。
【００１５】
燃料タンク５の内部において発生した蒸発燃料は、蒸発燃料処理システムを介して、吸気系のエアチャンバ２に放出される。具体的には、燃料タンク５は、その上部に設けられたエバポ通路６を介して、キャニスタ７と連通している。燃料タンク５内の蒸発燃料は、キャニスタ７の内部に充填された活性炭等の吸着剤に吸着される。キャニスタ７内の燃料成分（特に炭化水素（ＨＣ）等）を含まない気体は、新気導入通路８を介し、ドレーンフィルタ９によって浄化された後に、大気中に放出される。この新気導入通路８には、ＥＣＵ１８によって開閉制御されるドレーンバルブ１０が介装されている。通常制御時において、ドレーンバルブ１０は、電磁ソレノイドがオフしており、開いた状態（開状態）に設定される。これに対して、リーク診断時には、ＥＣＵ１８の制御信号に応じて電磁ソレノイドがオンして、ドレーンバルブ１０は閉まった状態（閉状態）に設定される。
【００１６】
また、エバポ通路６には、燃料タンク５の内部圧力を調整すべく、機械的な調圧機構を有する圧力制御ソレノイドバルブ１１（以下「ＰＣＶ」という）が介装されている。このＰＣＶ１１は、内蔵された電磁ソレノイドがオフする通常時には、燃料タンク５の内部圧力と大気圧との圧力差、または、燃料タンク５の内部圧力とキャニスタ７の内部圧力との圧力差に応じて、機械的に開閉する。具体的には、燃料タンク５の内部圧力が大気圧よりも上昇した場合には、ＰＣＶ１１が開弁し、燃料タンク５内の蒸発燃料がキャニスタ７に向かって流れる（図示したエバポ通路６のｂ→ａ方向）。これにより、燃料タンク５内の圧力状態が大気圧に調整され、燃料タンク５の内部圧力の上昇が抑制される。また、燃料タンク５の内部圧力がキャニスタ７の内部圧力よりも低下した場合、すなわち、燃料タンク５の内部圧力が負圧になった場合にも、ＰＣＶ１１が開弁し、キャニスタ７内の気体が燃料タンク５に向かって流れる（図示したエバポ通路６のａ→ｂ方向）。これにより、燃料タンク５内の圧力状態が大気圧に調整されるため、燃料タンク５の内部圧力の低下が抑制される。このようなＰＣＶ１１の機械的な調圧機構により、燃料タンク５の変形や破損を有効に防止できる。これに対して、リーク診断時において、ＰＣＶ１１は、ＥＣＵ１８の制御信号に応じて電磁ソレノイドがオンして、強制的に開弁する。この開弁状態では、燃料タンク５の内部圧力とキャニスタ７の内部圧力との圧力差に応じて、燃料タンク５からキャニスタ７、または、キャニスタ７から燃料タンク５の一方へ気体が流れる。
【００１７】
一方、キャニスタ７と吸気系のエアチャンバ２との間を連通するパージ通路１２には、チャンバ１３が形成されているとともに、その下流にはパージ制御ソレノイドバルブ１４（以下「パージバルブ」という）が介装されている。パージバルブ１４は、ＥＣＵ１８から出力された制御信号のデューティ比に応じて開度が設定されるデューティソレノイドバルブであり、リーク診断時には、診断状況に応じてその開度が調整される。一方、通常制御時には、運転状態に応じてパージバルブ１４の開度が制御され、これによりパージ量が調整される。パージバルブ１４の上流側に設けられたチャンバ１３は、パージバルブ１４の開閉によって発生する気流音や脈動音を消音するために設けられている。
【００１８】
燃料タンク５の上部には、燃料タンク５の内部圧力を検出する圧力センサ１５が取付けられている。この圧力センサ１５は、大気圧と燃料タンク５の内部圧力との差圧を内圧として検出するセンサであり、これを内圧値ＰtankとしてＥＣＵ１８に出力する。また、圧力センサ１５へ大気を導入する大気導入通路１６には、ＥＣＵ１８によって開閉制御されるタンク内圧切替ソレノイドバルブ１７（以下「タンク内圧バルブ」という）が設けられている。このバルブ１７を設ける理由は、走行時における高度変化に伴い大気圧が変動すると、燃料タンク５内の絶対的な圧力が一定であったとしても、内圧値Ｐtankが変動してしまうので、これに対処するためである。通常時には、内蔵された電磁ソレノイドがオフし、タンク内圧バルブ１７が開状態に設定されており、これにより、大気導入通路１６が大気に開放されている。これに対して、リーク診断時には、ＥＣＵ１８の制御信号に応じて電磁ソレノイドがオンし、タンク内圧バルブ１７が閉状態に設定される。これにより、圧力センサ１５とタンク内圧バルブ１７との間の大気導入通路１６内の圧力状態が大気圧に調整される。
【００１９】
ＥＣＵ１８は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、インジェクタの燃料噴射量、その噴射タイミング、点火プラグの点火タイミング、およびスロットル開度等に関する演算を行う。ＥＣＵ１８は、この演算によって算出された制御量（制御信号）を各種アクチュエータに対して出力する。また、ＥＣＵ１８は、上述した蒸発燃料処理システムにおける燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系のリーク診断を行う。ＥＣＵ１８がリーク診断を行う際に必要な情報として、圧力センサ１５および各種センサ１９〜２３からの検出信号等が挙げられる。ここで、燃料レベルセンサ１９は、燃料タンク５内に取付けられており、蓄えられた燃料の残量レベルＬを検出するセンサである。燃料温度センサ２０は燃料温度Ｔを検出するセンサであり、車速センサ２１は車速ｖを検出するセンサである。エンジン回転数センサ２２はエンジン回転数Ｎｅを検出するセンサである。また、吸気圧センサ２３は、吸気系の一部を構成するスロットルバルブ下流（例えばエアチャンバ２）における吸気負圧を検出し、これを吸気負圧値ＰinとしてＥＣＵ１８に出力する。
【００２０】
図２は、ＥＣＵ１８の機能的なブロック図である。リーク診断を実行するＥＣＵ１８を機能的に捉えると、このＥＣＵ１８は、バルブ制御部２４、算出部２５および診断部２６で構成される。バルブ制御部２４は、診断部２６におけるリーク診断の状況に応じて、各バルブ１０，１１，１７の開閉状態を指示する制御信号を出力する。これらの制御信号により、電磁ソレノイドがオン／オフして、対応するバルブ１０，１１，１７の開閉状態が設定される。また、バルブ制御部２４は、パージバルブ１４に対して制御信号を出力することにより、このパージバルブ１４を制御信号のデューティ比に応じた開度に設定する。算出部２５は、吸気圧センサ２３によって検出された吸気負圧値Ｐinに基づいて、早期診断における診断タイミングを可変に設定する。診断部２６は、この設定された診断タイミングにおける蒸発燃料処理系の内圧値（正確には、この蒸発燃料処理系に連通する燃料タンク５の内圧値Ｐtank）を、予め設定された圧力値（本実施形態では、計測開始負圧値Ｐstr）と比較することにより、蒸発燃料処理系のリーク診断を行う。そして、内圧値Ｐtankが、計測開始負圧値Ｐstrよりも小さい場合には、蒸発燃料処理系にリークがないと判定する（早期診断）。一方、内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstr以上の場合には、経時的な変化量ベースでのリーク診断を行う。診断部２６は、蒸発燃料処理系にリークがあると判断した場合には、「異常」との診断を行い、リークがないと判断した場合には、「正常」との診断を行う。
【００２１】
図３は、本実施形態にかかるリーク診断ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、エンジンが始動してからエンジンが停止するまでの間、すなわち、１運転サイクルにおいて、所定間隔（例えば10ms）で呼び出され、ＥＣＵ１８によって実行される。なお、本実施形態におけるリーク診断の対象は、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系（エバポ通路６、キャニスタ７、パージバルブ１４とキャニスタ７との間を連通するパージ通路１２等）である。
【００２２】
まず、ステップ１において、診断実行フラグＦdiagが「０」であるか否かが判断される。診断実行フラグＦdiagは、初期的には「０」に設定されており、リーク診断が適切に完了した場合、すなわち、１運転サイクルにおいて「正常」または「異常」の診断結果が得られた場合に「１」にセットされる。そのため、あるタイミングで診断実行フラグＦdiagが「０」から「１」に一旦変更されると、それ以降は運転サイクルが継続する限り、ステップ１の否定判定に従い、ステップ３のリーク診断をスキップして、ステップ４に進む。この場合は、後述するように、ＥＣＵ１８はバルブの通常制御を実行した上で、本ルーチンを抜ける。一方、ステップ１において肯定判定された場合、すなわち、リーク診断が完了していない場合には、ステップ２に進む。
【００２３】
ステップ２において、診断実行条件が成立するか否かが判断される。この診断実行条件はリーク診断を行うのに適した運転状態を規定した条件であり、不適切な運転状態での診断実行を回避すべく、ステップ３のリーク診断に先立ち、ステップ２の判断が設けられている。診断実行条件としては、例えば、以下に示す（１）〜（４）の条件が挙げられる。
診断実行条件
（１）エンジン始動後の時間が所定時間以上経過していること（例えば、325sec）
エンジンを始動した直後では、エンジン回転数が安定せずに内圧値Ｐtankが不安定になり、リーク診断における誤判定の可能性が生じる。そこで、エンジン始動からの経過時間が短い場合は、エンジン回転数が安定していないと判断して、リーク診断の実行を許可しない。
（２）燃料温度Ｔが所定温度の範囲内であること（例えば、-10≦Ｔ≦35℃）
燃料温度Ｔが高いと蒸発燃料の発生量が多くなるため、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系のリークの有無を区別しにくくなる。そこで、燃料温度センサ２０を用いて燃料温度Ｔを検出し、燃料温度Ｔが適切に設定された範囲とならない場合は、リーク診断の実行を許可しない。
（３）燃料タンク内の燃料揺れが小さいこと
燃料タンク５内の燃料が大きく揺れている状況では、燃料タンク５内の圧力が大きく変動するため、リーク診断における誤判定の可能性が生じる。そこで、燃料レベルセンサ１９を用いて燃料タンク５内の燃料揺れを特定する。燃料揺れは、燃料レベルセンサ１９により検出された燃料量Ｌの単位時間当たりの変化量ΔＬから推定することができる。すなわち、この変化量ΔＬが適切に設定された判定値よりも大きい場合は、燃料揺れが大きいものと判断して、リーク診断の実行を許可しない。
（４）エンジン回転数Ｎeおよび車速ｖが所定値よりも大きいこと（Ｎe≧1500rpm，ｖ≧70km/h）
低速走行時では、走行状態が不安定なため、リーク診断における誤判断の可能性が生じる。そこで、走行状態が比較的安定した高速走行時にリーク診断を行う。
【００２４】
ステップ２において否定判定された場合、すなわち、すべての診断実行条件が成立しない場合には、ステップ３のリーク診断をスキップして、ステップ４に進む。そして、ステップ４において、下記のバルブの通常制御を行った後に、本ルーチンを抜ける。
通常制御
ドレーンバルブ１０      開
ＰＣＶ１１              メカニカルな機構により開閉
パージバルブ１４        運転状況に応じて開閉
タンク内圧バルブ１７    開
【００２５】
一方、ステップ２において肯定判定された場合、すなわち、すべての診断実行条件が成立している場合には、ステップ３に進む。
【００２６】
図４および図５は、ステップ３におけるリーク診断ルーチンの詳細を示すフローチャートである。図６および図７は、リーク診断におけるタイミングチャートである。ステップ３におけるリーク診断は、原則として、蒸発燃料処理系内の圧力状態の安定化（その期間ｔ0〜ｔ1）、蒸発燃料発生量の推定（その期間ｔ1〜ｔ2）、蒸発燃料処理系への負圧導入（その期間ｔ2〜ｔ3）、負圧保持（その期間ｔ3〜ｔ4）、圧力変化算出（その期間ｔ4〜ｔ5）の順に進行する。リーク診断におけるこれらの一連の手順では、原則として、蒸発燃料処理系の内圧値Ｐtankの圧力変化量に基づいて、「正常」または「異常」の診断結果が得られる。ただし、図６のタイミングチャートに示すように、ある診断タイミング（本実施形態では、負圧保持の終了タイミング（圧力変化算出の開始タイミング））において蒸発燃料処理系の内圧値Ｐtankが所定の条件を具備した場合に限り、「正常」との診断が行われる。
【００２７】
まず、ステップ１０において、初回判別フラグＦiniが「１」であるか否かが判定される。この初回判別フラグＦiniは、以下の３つのケースにおいて「０」に設定されている。
（ケース１）運転サイクルにおける本ルーチンの初回実行時
（ケース２）ステップ２で否定判定された直後の本ルーチンの実行時
（ケース３）ステップ３５で初回判別フラグＦiniが「０」にリセットされた直後の本ルーチンの実行時
【００２８】
リーク診断では、各種バルブ１０，１１，１４，１７の開閉状態を設定し、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系の内部を大気圧から目標負圧値Ｐtrgに変圧する。そして、圧力センサ１５によって検出された内圧値Ｐtankの変化をモニターすることにより、システムのリーク診断が行われる。そのため、この内圧値Ｐtankをモニターする前提として、初めての診断サイクルの実行時（ケース１）、或いは、診断サイクルの再実行時（ケース２またはケース３）には、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系の内部圧力を大気圧にリセットとする必要が生じる。そこで、初回判別フラグＦiniが「０」の場合には、ステップ１０の否定判定に従い、ステップ１１に進む。一方、初回判別フラグＦiniが「１」の場合、すなわち、リーク診断が前回のルーチンから継続している場合には、ステップ１１，１２をスキップして、ステップ１３に進む。
【００２９】
ステップ１１において、蒸発燃料処理系内の圧力状態の安定化（圧力状態のリセット）が行われる。具体的には、パージバルブ１４が閉弁され、ＰＣＶ１１が強制的に開弁されるとともに、ドレーンバルブ１０が開弁される。これにより、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系の内部が、大気圧と同じ圧力状態に調整される。これとともに、タンク内圧バルブ１７も開弁される。そして、ステップ１２において、初回判別フラグＦiniが「１」にセットされるとともに、診断カウンタのカウント値ｔが「０」にリセットされる。
【００３０】
ステップ１３において、診断カウンタのカウント値ｔが、蒸発燃料処理系内の圧力状態の安定化期間ｔ0〜ｔ1における終了タイミングｔ1に到達したか否かが判定される。このステップ１３において否定判定された場合、すなわち、カウント値ｔが終了タイミングｔ1に到達していない場合（ｔ＜ｔ1）、ステップ１４以降の処理をスキップして、図５に示すステップ３７に進む。この場合、カウント値ｔがインクリメントされた後（ステップ３７）、本ルーチンを抜ける。一方、診断サイクルが継続し、カウント値ｔが終了タイミングｔ1に到達すると（ｔ≧ｔ1）、それ以降は診断サイクルが継続する限りステップ１３における肯定判定に従い、ステップ１４に進む。
【００３１】
ステップ１４において、診断カウンタのカウント値ｔが蒸発燃料発生量の推定期間ｔ1〜ｔ2における終了タイミングｔ2に到達したか否かが判定される。このステップ１４において否定判定された場合、すなわち、カウント値ｔが終了タイミングｔ2に到達していない場合（ｔ1≦ｔ＜ｔ2）、ステップ１６以降の処理をスキップして、ステップ１５に進む。このステップ１５では、ドレーンバルブ１０が閉弁されるとともに、タンク内圧バルブ１７が閉弁される。ドレーンバルブ１０を閉弁することにより、蒸発燃料処理系の内部圧力は、大気圧に調整された上で密閉される（タイミングｔ1）。そして、ステップ１５に続くステップ３７において、診断カウンタのカウント値ｔがインクリメントされた後、本ルーチンを抜ける。
【００３２】
一方、診断サイクルが継続し、カウント値ｔが推定期間における終了タイミングｔ2に到達すると（ｔ≧ｔ2）、それ以降は診断サイクルが継続する限りステップ１４の肯定判定に従い、ステップ１６に進む。このステップ１６では、蒸発燃料発生量推定フラグＦestiが「１」であるか否かが判断される。このフラグＦestiは、初期的には「０」に設定されており、蒸発燃料発生量の推定が行われているケースにおいて「１」にセットされる。そのため、本診断サイクルにおいて、蒸発燃料発生量が推定されていない場合には（ステップ１６における否定判定）、ステップ１７に進む。一方、蒸発燃料発生量推定フラグＦestiが「０」から「１」に一旦変更されると、それ以降は診断サイクルが継続する限り、ステップ１６の肯定判定に従い、ステップ２０に進む。
【００３３】
ステップ１７において、内圧値Ｐtankの変化量ΔＰ1が算出される。上述したように、タンク内圧バルブ１７を閉弁することにより、圧力センサ１５と連通する大気導入通路１６は、このバルブ１７を閉弁したタイミングｔ1における大気圧に実質的にホールドされる。したがって、内圧値Ｐtankの変化量ΔＰ1は、大気圧の変動の影響を受けることなく、燃料タンク５内で生じる蒸発燃料の発生量に依存する。内圧値Ｐtankは、蒸発燃料の発生量が多いほど経時的に大きくなっていく。そこで、タイミングｔ1における内圧値Ｐtankと、現在のタイミングｔ2における内圧値Ｐtankとの差である変化量ΔＰ1を蒸発燃料の発生量と見なすことができる。なお、後述するように、この変化量ΔＰ1はリーク量を推定する際の補正値として用いられる。
【００３４】
ステップ１８において、蒸発燃料発生量推定フラグＦestiが「１」にセットされると、パージバルブ１４が開弁される（ステップ１９）。このステップ１９において、閉弁していたパージバルブ１４が開弁されるため、タイミングｔ2以降、吸気系から蒸発燃料処理系に負圧が導入され、この蒸発燃料処理系に連通する燃料タンク５の内圧値Ｐtankは急激に小さくなっていく。そして、ステップ１９に続くステップ３７において、カウント値ｔがインクリメントされた後、本ルーチンを抜ける。
【００３５】
ステップ２０では、負圧保持フラグＦholdが「１」であるか否かが判断される。この負圧保持フラグＦholdは、初期的には「０」に設定されており、蒸発燃料処理系への負圧導入が完了した場合において「１」にセットされる。そのため、負圧保持フラグＦholdが「０」である限り、ステップ２０の否定判定に従い、ステップ２１に進む。一方、負圧保持フラグＦholdが「０」から「１」に変更されると、それ以降は診断サイクルが継続する限り、ステップ２０の肯定判定に従い、ステップ２６に進む。
【００３６】
ステップ２１では、吸気圧センサ２３により検出された吸気負圧値Ｐinの現在値を、負圧加算値Ｐinsum（初期値「0」）に加算することにより、この負圧加算値Ｐinsumの値が更新される。
【００３７】
そして、ステップ２２において、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgに到達したか否かが判断される。上述のステップ１９においてパージバルブ１４が開弁されているため、診断サイクルが継続するにつれ、内圧値Ｐtankは目標負圧値Ｐtrgに近づく方向に小さくなる（すなわち、蒸発燃料処理系内の負圧が深くなる）。ステップ２２において否定判定された場合、すなわち、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgよりも大きい場合（Ｐtank＞Ｐtrg）には、カウント値ｔをインクリメントした後（ステップ３７）、本ルーチンを抜ける。一方、診断サイクルが継続し、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgに到達した場合（Ｐtank≦Ｐtrg）には、ステップ２２の肯定判定に従い、ステップ２３に進む。
【００３８】
図５に示すステップ２３において、蒸発燃料処理系への負圧導入を終了すべく、パージバルブ１４が閉弁される。このパージバルブ１４を閉弁することにより、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系の内部圧力が、目標負圧値Ｐtrgに変圧された上で密閉される（密閉タイミングｔ3）。これにともない、ステップ２４において負圧保持フラグＦholdが「１」にセットされる。
【００３９】
ステップ２５では、負圧導入に引き続き行われる負圧保持において、その期間を規定する目標保持期間Δｔが推定される。この目標保持期間Δｔは、以下に示す数式１に基づき一義的に算出される。
（数式１）
Δｔ＝Ａ×Ｐinave＋Ｂ
Ｐinave＝Ｐinsum／（ｔ3−ｔ2）
【００４０】
ここで、Ｐinaveは、負圧導入期間ｔ2〜ｔ3における吸気負圧値Ｐinの平均値であり、Ａ，Ｂは定数である。同数式から分かるように、この目標保持期間Δtは、期間ｔ2〜ｔ3における吸気負圧値Ｐinの平均値Ｐinaveに基づき算出される値であり、具体的には、吸気負圧値Ｐinの平均値Ｐinaveに定数Ａを乗じた値と、定数Ｂとの和である。同数式により算出される目標保持期間Δｔは、蒸発燃料処理系にリークが存在しないと考えた場合に、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgから計測開始負圧値Ｐstrに到達するまでに必要とされる期間の推定値（理論値）である。同数式における定数Ａ，Ｂは、目標負圧値Ｐtrgに変圧された後のオーバーシュート、およびこのオーバーシュートの程度が吸気系における吸気負圧の大きさに依存するという知得に基づき、上記の関係を満たすような値として、予め実験やシミュレーションを通じて適切に設定されている。
【００４１】
ここで、計測開始負圧値Ｐstrは、負圧保持を終了し、これに引き続き行われる圧力変化算出へ移行するタイミングを規定する圧力値である。すなわち、密閉タイミングｔ3を基準に目標保持期間Δｔだけ経過したタイミングは、早期診断における診断タイミングであり、目標保持期間Δｔに応じて可変に設定されることとなる。この計測開始負圧値Ｐstrは、通常、目標負圧値Ｐtrgと同じ値、或いは、この目標負圧値Ｐtrgよりも大きな値に設定される。数式１から分るように、吸気負圧値Ｐinが小さくなるほど、目標保持期間Δｔは小さくなり、密閉タイミングｔ3を基準とした診断タイミングを遅らせることとなる。
【００４２】
再び図４に示すステップ２６において、内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstrに到達したか否かが判断される。通常、パージバルブ１４を閉弁した直後では（タイミングｔ3）、先の負圧導入の影響により、内圧値Ｐtankの経時的な推移にはオーバーシュートが発生する。そのため、初期的には、内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstrよりも小さくなるため（Ｐtank＜Ｐstr）、ステップ２６の否定判定に従い、ステップ２７に進む。
【００４３】
ステップ２７において、診断カウンタのカウント値ｔが、密閉タイミングｔ3から目標保持期間Δtが経過したタイミングｔdiag（診断タイミング）に到達したか否かが判断される。このステップ２７において否定判定された場合、すなわち、カウント値ｔが診断タイミングｔdiagに到達していない場合には（ｔ3≦ｔ＜ｔdiag）、カウント値ｔがインクリメントされた後（ステップ３７）、本ルーチンを抜ける。一方、ステップ２７において肯定判定された場合、すなわち、カウント値ｔが診断タイミングｔdiagに到達した場合には（ｔ≧ｔdiag）、ステップ３２に進む。上述したように、目標保持期間Δｔは、密閉タイミングｔ3以降に、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgから計測開始負圧値Ｐstrに到達するまでに必要とされる期間の推定値である。そのため、この目標保持期間Δｔを経過しても内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstrに到達しない場合には、リーク量が少ないと判断され（早期診断）、内圧値Ｐtankの変化量ベースの診断を行わずして「正常」との診断を受ける（図６に示すタイミングチャートのケース）。
【００４４】
一方、ステップ２６において肯定判定された場合、すなわち、カウント値ｔが上記の診断タイミングｔdiagに到達する以前に内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstrに到達した場合には（Ｐtank≧Ｐstr，ｔ＜ｔdiag）、ステップ２８に進む（そのタイミングｔ4）。このケースでは、ステップ２８以降の処理において、通常のリーク診断が行われる（図７に示すタイミングチャートのケース）。
【００４５】
ステップ２８において、内圧値Ｐtankの変化量ΔＰ2が算出される。上述したように、タンク内圧バルブ１７を閉弁しているため、圧力センサ１５の大気導入通路１６は大気圧にホールドされたままである。したがって、変化量ΔＰ2は、燃料タンク５内における蒸発燃料の発生量と蒸発燃料処理系のリーク量とに依存する。変化量ΔＰ2は、タイミングｔ4における内圧値Ｐtankと、現在のタイミングｔにおける内圧値Ｐtankとの差を算出することにより、特定可能である。
【００４６】
ステップ２９において、診断カウンタのカウント値ｔが圧力変化算出期間ｔ4〜ｔ5における終了タイミングｔ5に到達したか否かが判定される。このステップ２９において否定判定された場合、すなわち、カウント値ｔが終了タイミングｔ2に到達していない場合には、ステップ３０以降の処理をスキップする。そして、カウント値ｔをインクリメントした後（ステップ３７）、本ルーチンを抜ける。一方、カウント値ｔが終了タイミングｔ5に到達している場合には、ステップ２９の肯定判定に従い、ステップ３０に進む。
【００４７】
ステップ３０において、既に算出された２つの変化量ΔＰ1，ΔＰ2の差に基づいて、燃料タンク５を含む蒸発燃料処理系のリークが存在する否かを診断する診断値Ｄiagが推定される。変化量ΔＰ2は、期間ｔ4〜ｔ5における内圧値Ｐtankの変化量であり、蒸発燃料処理系におけるリークの影響だけでなく、発生した蒸発燃料の影響も受けている。そこで、この変化量ΔＰ2から、蒸発燃料の発生のみ起因した変化量ΔＰ1に重み係数ｋ（ｋの値は燃料タンク容量等によって決定される（例えば、2.0））を乗じた値を減算する。これにより、蒸発燃料処理系のリーク量に相当する圧力変化量を診断値Ｄiagとして求めることができる。この診断値Ｄiagは、その値が大きいほど蒸発燃料処理系のリーク量が多いことを意味する。
【００４８】
そして、ステップ３１において、診断値Ｄiagが第１の判定しきい値Ｐth1（例えば600pa）より小さいか否かが判断される。診断値Ｄiagがしきい値Ｐth1よりも小さい場合、すなわち、リークが少ない場合には、「正常」との判定を受ける（ステップ３２）。一方、診断値Ｄiagがしきい値Ｐth1以上の場合、ステップ３３に進む。
【００４９】
ステップ３３において、診断値Ｄiagが第２の判定しきい値Ｐth2（例えば800pa）以上であるか否かが判断される。診断値Ｄiagがしきい値Ｐth2以上である場合、すなわち、リーク量が多い場合には、「異常」との判定を受ける（ステップ３４）。一方、診断値Ｄiagがしきい値Ｐth2よりも小さく、かつ、しきい値Ｐth1以上である場合には、「正常」または「異常」との判定を受けない。このケースでは、再度診断サイクルを実行すべく、初回判別フラグＦiniを「０」にリセットした後に（ステップ３５）、本ルーチンを抜ける。
【００５０】
そして、ステップ３２またはステップ３４に続くステップ３６において、診断実行フラグＦdiagが「０」から「１」に変更され、本ルーチンを抜ける。なお、ここでは詳述しないが、リーク診断結果は、ＥＣＵ１８のバックアップＲＡＭにストアされるリークＮＧフラグに反映される。（例えば、リークＮＧフラグ＝０のとき正常、１のとき異常）そして、ＥＣＵ１８の図示しない外部接続コネクタに携帯型故障診断装置（シリアルモニタ）を接続し、リークＮＧフラグの値を読み出すことでリーク診断結果を知ることができる。また、リーク異常判定時は、インストルメントパネルに配設されＥＣＵ１８の出力ポートに接続された警報ランプ２７を点灯することでドライバーに異常を報知する。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、パージバルブ１４を開弁することにより、吸気系から蒸発燃料処理系に負圧を導入する（タイミングｔ2）。そして、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgに到達することにより、パージバルブ１４が閉弁し、蒸発燃料処理系が密閉される（密閉タイミングｔ3）。また、吸気圧センサ２３により検出される吸気負圧値Ｐinに基づいて、負圧導入期間ｔ2〜ｔ3における吸気負圧値Ｐinの平均値Ｐinaveが算出されるとともに、この平均値Ｐinaveに基づいて、負圧保持期間の推定値（目標保持期間）Δtが算出される。そして、密閉タイミングｔ3から目標保持期間Δtが経過した後に（診断タイミングｔ4）、内圧値Ｐtankと計測開始負圧値Ｐstrとが比較される。この場合、内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstrよりも小さい場合には、「正常」との診断が行われる。
【００５２】
例えば、高負荷時のように吸気負圧が浅い場合には、オーバーシュートの程度は比較的小さく、その期間も短い。従来の早期診断では、オーバーシュート期間が最大になるケースを想定した上で、保持期間を固定的に設定していたので、リーク診断に要する時間の最適化を図ることが困難であった。本実施形態では、負圧導入後の内圧値Ｐtankのオーバーシュートの程度（すなわち、密閉タイミングｔ3から診断タイミングｔ4までの期間）が負圧導入時における吸気負圧値Ｐinに応じて変化するという知得に基づき、目標保持期間Δｔの長さが算出される。そのため、オーバーシュートの期間が短いケースでは、目標保持期間Δｔを短くするといったように、この早期診断の診断タイミングの適切に設定することができる。これにより、診断時間の短縮とともに、リーク診断に要する期間の最適化を図ることができる。
【００５３】
また、従来の早期診断では、吸気負圧が浅い場合には、オーバーシュートの程度が小さいため、固定的に設定された保持期間が経過したタイミングでは、内圧値Ｐtankが計測開始負圧値Ｐstr以上となる。このケースでは、蒸発燃料処理系内の圧力状態が計測開始圧力値Ｐstrに復帰していると判断され、早期診断は適用されない。このような場合、たとえリーク量が正常な範囲内にあったとしても、変化量ベースのリーク診断を行わない限り、診断結果を得ることができず、診断期間が長期化してしまうという不都合が生じる。しかしながら、本実施形態のように目標保持期間Δｔを適切に設定することにより、早期診断の適用範囲を拡大することができる。
【００５４】
なお、リークが大きい、または燃料タンク５のフィラーキャップが外れているといったケースでは、内圧値Ｐtankが目標負圧値Ｐtrgに到達しない虞がある。そのため、上述したステップ２２において否定判定されたケースにおいて（内圧値Ｐtank＞目標負圧値Ｐtrg）、負圧導入期間（カウント値ｔ−ｔ2）が、所定時間経過した場合には、リーク診断を中止してもよい。また、これらのケースでは、負圧保持期間において、内圧値Ｐtankが極小圧力Ｐtpeakに到達しない虞がある。そのため、内圧値Ｐtankの検出値に極小値Ｐtpeakが検出されないようなケースでは、リーク診断を中止してもよい。これにより、リーク診断が正常に行えないケースでの診断実行を適切に中止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態にかかる蒸発燃料処理システムの診断装置のブロック構成図
【図２】ＥＣＵの機能的なブロック図
【図３】本実施形態にかかるリーク診断ルーチンのフローチャート
【図４】ステップ３におけるリーク診断ルーチンの詳細を示すフローチャート
【図５】ステップ３におけるリーク診断ルーチンの詳細を示すフローチャート
【図６】リーク診断（早期診断）におけるタイミングチャート
【図７】リーク診断におけるタイミングチャート
【符号の説明】
【００５６】
１      エアクリーナ
２      エアチャンバ
３      スロットルボディ
４      インテークマニホールド
５      燃料タンク
６      エバポ通路
７      キャニスタ
８      新気導入通路
９      ドレーンフィルタ
１０      ドレーンバルブ
１１      ＰＣＶ
１２      パージ通路
１３      チャンバ
１４      パージバルブ
１５      圧力センサ
１６      大気導入通路
１７      タンク内圧バルブ
１８      ＥＣＵ
１９      燃料レベルセンサ
２０      燃料温度センサ
２１      車速センサ
２２      エンジン回転数センサ
２３      吸気圧センサ
２４      バルブ制御部
２５      算出部
２６      診断部
【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】
2005076470.tif 000008
【図７】
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