(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから導出された蒸発燃料を吸着手段に供給して吸着させるとともに、この吸着手段に吸着された燃料をエンジンに供給するパージ通路と、このパージ通路を開閉する通路開閉手段と、上記パージ通路の内部圧力を検出する圧力検出手段と、蒸発燃料供給系の故障を診断する際に、上記パージ通路内に吸気通路の負圧を導入させるように上記通路開閉手段を制御する蒸発燃料系制御手段と、上記圧力検出手段の検出圧力に基づいて蒸発燃料供給系が故障しているか否かを判定する故障判定手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを有する故障診断装置であって、上記エンジン負荷検出手段により検出されたエンジン負荷と軽負荷判定用の基準値とを比較してエンジン負荷が基準値以上であることが確認された場合に上記故障判定を禁止する判定禁止手段と、上記故障判定手段による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値未満の状態から基準値以上となったことが確認された場合に、この状態が予め設定された基準時間を経過するまで上記故障判定を継続し、この基準時間以上に亘って上記の状態が継続されたことが確認された時点で上記故障判定を中止する判定継続手段とを設けたことを特徴とする蒸発燃料供給系の故障診断装置。
【請求項２】
大気圧を検出する大気圧検出手段と、この大気圧検出手段により検出された大気圧に応じて高地における運転状態にあるか否かを判別して、高地における運転状態にあることが確認された場合に、上記軽負荷判定用の基準値を平地における運転状態に比べて小さな値に設定する基準値設定手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料供給系の故障診断装置。
【請求項３】
故障判定手段による故障判定を中止するか否かの判別基準となる基準時間を、パージ通路内に導入される負圧に基づく故障判定に影響を与えることなく、かつ上記故障判定が不必要に中止されることのない時間に設定したことを特徴とする請求項１または２記載の蒸発燃料供給系の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されているエンジンの蒸発燃料供給系が故障しているか否かを診断する蒸発燃料供給系の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平６−１１７３３２号公報に示されるように、大気圧を検出する大気圧検出手段と、エバポ系（パージ通路）の内部圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段により検出された圧力値に基づいて上記エバポ系の内部圧力の変化状態を測定し、その測定値と判定値との比較結果からエバポパージシステム（蒸発燃料供給系）の故障の有無を判定する判定手段とを備えた故障診断装置において、大気圧検出手段により検出された大気圧に応じて上記判定手段の判定値、つまり故障判定用の基準圧力を可変し、あるいはエバポ系内の検出圧力を補正することにより、この判定値または圧力値から大気圧の影響を排除するとともに、上記大気圧検出手段により検出された大気圧が所定値以下であることが確認された場合等に、故障診断を中止することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように大気圧が所定値以下であることが確認された場合に故障診断を中止するように構成された上記故障診断装置は、吸気通路に導入される空気の密度が低いことに起因してエンジン回転数が低下傾向にある高地の運転時に、上記故障診断が行われないので、エンジン回転数の低下に応じて吸気通路内の負圧が減少した状態で、上記故障診断が行われることによる誤判定、つまり蒸発燃料供給系が正常であるにも拘らず、パージ通路の内部圧力が所定値まで低下しないために故障である誤判定されることを防止できるという利点を有する反面、高地の運転時には蒸発燃料供給系に故障が発生しているのにも拘らずこの故障を診断することができないという問題がある。
【０００４】
また、スロットル開度等に応じてエンジン負荷を検出し、このエンジン負荷の検出値が所定の基準値よりも小さく、吸気通路に導入される空気量が少ないためにエンジンの負圧が大きいことが確認されたときに、上記故障判定手段によって蒸発燃料供給系の故障診断を行うように構成することにより、空気の密度が低いことに起因してエンジン回転数が低下した状態で、吸気通路内に多く空気が導入されてさらに吸気通路内の負圧が減少することによる故障の誤判定を防止し、上記高地の運転時においても蒸発燃料供給系の故障を適正に診断できるようにすることも考えられる。
【０００５】
しかし、上記の構成によると、エンジン負荷が頻繁に変化する運転状態では、上記故障判定手段による故障判定が頻繁に中止されるという問題がある。特に、エンジン回転数が低下傾向にある高地の運転時には、アクセルペダルが平地に比べて大きく踏み込まれる傾向があるため、エンジン負荷が上記基準値よりも大きくなって故障診断が中止され易く、高地の運転状態における故障診断を適正に実行することが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、高地の運転時等における誤判定を防止しつつ、蒸発燃料供給系の故障を適正に診断することができる蒸発燃料供給系の故障診断装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、燃料タンクから導出された蒸発燃料を吸着手段に供給して吸着させるとともに、この吸着手段に吸着された燃料をエンジンに供給するパージ通路と、このパージ通路を開閉する通路開閉手段と、上記パージ通路の内部圧力を検出する圧力検出手段と、蒸発燃料供給系の故障を診断する際に、上記パージ通路内に吸気通路の負圧を導入させるように上記通路開閉手段を制御する蒸発燃料系制御手段と、上記圧力検出手段の検出圧力に基づいて蒸発燃料供給系が故障しているか否かを判定する故障判定手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを有する故障診断装置であって、上記エンジン負荷検出手段により検出されたエンジン負荷と軽負荷判定用の基準値とを比較してエンジン負荷が基準値以上であることが確認された場合に上記故障判定を禁止する判定禁止手段と、上記故障判定手段による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値未満の状態から基準値以上となったことが確認された場合に、この状態が予め設定された基準時間を経過するまで上記故障判定を継続し、この基準時間以上に亘って上記の状態が継続されたことが確認された時点で上記故障判定を中止する判定継続手段とを設けたものである。
【０００８】
上記構成によれば、故障判定手段による蒸発燃料供給系の故障を判定する際に、上記判定禁止手段によりエンジン負荷が軽負荷判定用の基準値以上であると判定されてエンジン負圧が大きいことが確認された場合に、故障判定手段による蒸発燃料供給系の故障判定が禁止される。そして、上記故障判定手段による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値未満の状態から基準値以上となった場合には、この状態が予め設定された基準時間よりも長く継続されたことが確認されるまで、上記判定継続手段によって故障判定動作が継続され、その後に上記故障判定手段による故障判定が中止される。また、エンジン負荷が軽負荷判定用の基準値以上になった状態が早期に解消され、上記基準時間が経過する前にエンジン負荷が上記基準値未満に復帰した場合には、故障判定手段による蒸発燃料供給系の故障判定が実行されることになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の蒸発燃料供給系の故障診断装置において、大気圧を検出する大気圧検出手段と、この大気圧検出手段により検出された大気圧に応じて高地における運転状態にあるか否かを判別して、高地における運転状態にあることが確認された場合に、上記軽負荷判定用の基準値を平地における運転状態に比べて小さな値に設定する基準値設定手段とを設けたものである。
【００１０】
上記構成によれば、吸気通路に導入される空気の密度が低いことに起因してエンジン回転数が低下し易く、パージ通路内に導入される負圧が減少傾向にある高地の運転時に、軽負荷判定用の基準値が平地における運転時に比べて小さな値に設定され、この基準値と、エンジン負荷の検出値とが比較されて上記故障判定手段による蒸発燃料供給系の故障判定を禁止または中止するか否かが判別されることにより、上記吸気通路内に多くの空気が導入されることによってパージ通路内に導入される負圧がさらに減少した状態で上記故障判定が実行されることによる誤判定が防止されることになる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２記載の蒸発燃料供給系の故障診断装置において、故障判定手段による故障判定を中止するか否かの判別基準となる基準時間を、パージ通路内に導入される負圧に基づく故障判定に影響を与えることなく、かつ上記故障判定が不必要に中止されることのない時間に設定したものである。
【００１２】
上記構成によれば、判定継続手段により、エンジン負荷が一時的に大きくなって多くの空気がエンジンの燃焼室内に導入されて吸気通路内の負圧が減少傾向にある場合においても、パージ通路内に導入される負圧に基づく故障判定に影響を与えない程度の時間に設定された上記基準時間が経過する前にエンジン負荷が上記基準値未満に復帰したことが確認された場合には、上記故障判定手段による蒸発燃料供給系の故障判定が中止されることなく、この故障判定が実行されることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される蒸発燃料供給系を備えたエンジン全体の概略構造を示している。この図において、１はシリンダを有するエンジン本体であり、そのシリンダの燃焼室２には吸気弁によって開閉される吸気ポート３および排気弁によって開閉される排気ポート４が開口している。上記吸気ポート３には吸気通路５が接続され、排気ポート４には排気通路１３が接続されている。
【００１４】
上記吸気通路５には、その上流側から順にエアクリーナ６、エアフローセンサ７、スロットル弁８およびサージタンク９が設けられるとともに、吸気ポート３の近傍に、燃料を噴射するインジェクタ１０が設けられている。さらに、吸気通路５には、上記スロットル弁８をバイパスするＩＳＣ通路１１が設けられ、このＩＳＣ通路１１には、空気流量を調節してアイドル回転数制御を実行するＩＳＣバルブ１２が設けられている。一方、排気通路１３にはＯ2 センサ１４および触媒装置１５等が設けられている。
【００１５】
また、吸気通路５には、スロットル弁８の開度を検出するスロットル開度センサ１６からなるエンジン負荷検出手段が設けられ、エンジン本体１には、エンジン回転数を検出する回転数センサ１７と、エンジンの冷却水温を検出するが水温センサ１８とが設けられている。さらに、燃料タンク２０内には、燃料の油面レベルを検出する油面センサ１９からなる油面検出手段が設けられている。
【００１６】
上記インジェクタ１０に対して燃料を供給する燃料系は、燃料タンク２０、燃料ポンプ２１、燃料供給通路２２およびリターン通路２３を備え、上記燃料ポンプ２１により燃料タンク２０から燃料供給通路２２を通してインジェクタ１０に燃料が送られるようになっている。上記燃料供給通路２２には、フューエルフィルタ２４が介設されている。さらに上記リターン通路２３には、吸気圧に応じて燃圧を調整するプレッシャレギュレータ２５が設けられている。
【００１７】
また、上記燃料タンク２０とエンジン本体１との間には、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を吸気通路５に供給する蒸発燃料供給系が設けられている。この蒸発燃料供給系はパージ通路３０を備えており、このパージ通路３０は、上流端が燃料タンク２０の上部に接続されるとともに、下流端が吸気通路５のサージタンク９に接続されている。上記パージ通路３０の途中には蒸発燃料を吸着するキャニスタ３１からなる吸着手段が介設され、このキャニスタ３１には大気開放通路３２が接続されている。
【００１８】
上記燃料タンク２０とキャニスタ３１とを接続するパージ通路３０には、チェックバルブ３３が設けられるとともに、これと並列にソレノイドバルブからなる開閉バルブ（以下ＴＰＣＶバルブと称する）３４が設けられている。また、上記大気開放通路３２には、エアフィルター３５およびチェックバルブ３６が設けられるとともに、ソレノイドバルブからなる大気開放バルブ（以下ＣＤＣＶバルブと称する）３７が設けられている。
【００１９】
上記キャニスタ３１とサージタンク９との間のパージ通路３０には、蒸発燃料の供給量を調節するためのデューティソレノイドバルブからなるパージバルブ３８が設けられている。さらに蒸発燃料供給系には、上記パージバルブ３８よりも燃料タンク２０側に位置するパージ通路３０の内部圧力を検出する圧力検出手段としての燃料タンク内圧力センサ（以下ＦＴＰセンサと称する）３９が設けられている。そして、上記ＣＤＣＶバルブ３７およびパージバルブ３８により、燃料タンク２０と吸気通路５との間でのパージ通路３０を開閉する通路開閉手段が構成されている。
【００２０】
上記パージバルブ３８、ＴＰＣＶバルブ３４およびＣＤＣＶバルブ３７は制御部としてのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４０に接続されている。このエンジン制御ユニット４０は、エアフローメータ７、Ｏ2 センサ１４、スロットル開度センサ１６、回転数センサ１７、冷却水温センサ１８、油面センサ１９およびＦＴＰセンサ３９および大気圧を検出する大気圧センサ４１等からの信号を受け、上記パージバルブ３８、ＴＰＣＶバルブ３４およびＣＤＣＶバルブ３７を制御し、さらにインジェクタ１０の制御やＩＳＣバルブ１２の制御等も行うようになっている。
【００２１】
上記制御ユニット４０には、図２に示すように、エンジンの特定運転領域で上記パージバルブ３８を開いてキャニスタ３１に吸着された燃料を吸気通路５に供給するとともに、上記蒸発燃料供給系の故障を診断する際に、パージ通路３０内に吸気通路５の負圧を導入した後に、上記パージ通路３０を密閉状態とするように上記通路開閉手段を制御する蒸発燃焼系制御手段４２と、上記ＦＴＰセンサ３９からなる圧力検出手段の検出圧力に基づいて蒸発燃料供給系が故障しているか否かを判定する故障判定手段４３と、スロットル開度センサ１６からなるエンジン負荷検出手段より検出されたエンジン負荷と軽負荷判定用の基準値とを比較して上記故障判定手段４３による故障判定を禁止し、あるいは継続するか否かを判別する判定禁止手段４４および判定継続手段４５と、大気圧センサ４１からなる大気圧検出手段の検出信号に応じて上記軽負荷判定用の基準値を設定する基準値設定手段４６と、燃料タンク２０内の油面の揺れ度合を判別する揺れ度合判別手段４７とが設けられている。
【００２２】
上記故障判定手段４３は、パージ通路３０内を吸気通路５の負圧を導入する際におけるパージ通路３０の内部圧力の変化状態に基づいてこのパージ通路３０の接続不良等に起因する重度の故障があるか否かを判定し、この故障を表示手段４８において表示させる制御信号を出力するように構成されている。
【００２３】
すなわち、蒸発燃料系制御手段４２により上記ＴＰＣＶバルブ３４およびパージバルブ３８を開放するとともに、ＣＤＣＶバルブ３７を閉止して燃料タンク２０と吸気通路５との間で上記パージ通路３０を開通させるとともに、大気側開放通路３２を遮断することにより、上記パージ通路３０内に吸気通路５の負圧を導入してパージ通路３０内を負圧状態とした後に、このパージ通路３０の内部圧力が予め設定された３０秒程度の第１基準時間内に所定の基準圧力未満に低下するか否かを判別し、この第１基準時間が経過してもパージ通路３０の内部圧力が上記基準圧力未満に低下せず、エンジン負荷が上記基準値未満の状態から基準値以上となった状態が所定時間に亘って継続したことが確認された場合に、上記重度の故障があると判断するように構成されている。
【００２４】
また、上記故障判定手段４３は、パージ通路３０内に負圧を導入した後に上記パージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を密閉した状態で、上記ＦＴＰセンサ３９の検出圧力に基づいて所定の診断時間内（例えば２５秒間）におけるパージ通路３０の圧力上昇度合を演算し、この圧力上昇度合と、運転状態に応じて設定された基準値とを比較し、上記圧力上昇度合が基準値よりも大きいことが確認された場合に、パージ通路３０内の負圧状態を適正に維持することができない故障、例えばパージ通路３０に亀裂が形成される等の軽度の故障が発生したと判定するように構成されている。なお、上記パージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を密閉した時点におけるＦＴＰセンサ３９の第１検出圧力と、運転状態に応じて設定された基準圧力とを比較して上記第１検出圧力が基準圧力よりも低いことが確認された場合に、上記パージバルブ３８を全閉状態とすることができないバルブ故障が発生したと判定することもできる。
【００２５】
上記判定禁止手段４４は、故障判定手段４３による故障判定を行う際に、スロットル開度センサ１６により検出されたスロットル開度に対応するエンジン負荷と、軽負荷判定用の基準値とを比較してエンジン負荷がこの基準値以上であることが確認された場合に、上記故障判定手段４３による故障判定を禁止するように構成されている。
【００２６】
上記基準値設定手段４６は、図３に示すように、大気圧センサ４１からなる大気圧検出手段によって検出された大気圧に応じてエンジンが平地の運転状態にあることが確認された場合に、軽負荷運転状態に対応した２５％程度のスロットル開度に上記軽負荷判定用の基準値ａを設定し、かつ上記大気圧の検出値に応じて高地の運転状態にあることが確認された場合に、上記平地における運転状態よりも小さな値、例えば２０％程度のスロットル開度に上記基準値ａを設定するように構成されている。また、上記平地と高地との間には、大気圧の検出値に応じて上記軽負荷判定用の基準値ａが次第に低下する中間領域が設けられている。
【００２７】
また、上記判定継続手段４５は、故障判定手段４３による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値ａ未満の状態から基準値ａ以上となったことが確認された場合に、この状態が予め設定された第２基準時間を経過するまで上記判定禁止手段４４の作動を停止させて故障判定を継続するように構成されている。上記第２基準時間は、エンジン負荷が一時的に大きくなって大量の空気がエンジンの燃焼室２内に導入されることにより吸気通路５内の負圧が減少した場合においても、パージ通路３０内に導入される負圧に基づく上記故障判定に影響を与えない範囲内で、故障判定が不必要に中止されることのない時間、例えば１秒程度に設定されている。
【００２８】
上記揺れ度合判別手段４７は、上記診断時間内において所定のサンプリング時間毎にパージ通路３０内の圧力変化量を演算してこの圧力変化量の最大値を求めた後、この最大値と、揺れ度合判別用のしきい値とを比較することにより、燃料タンク２０内の油面の揺れ度合を判別し、圧力変化量の最大値が上記しきい値よりも大きく、油面の揺れが著しいために燃料の気化が促進され易い状態にあることが確認された場合に、上記判定禁止手段４５に制御信号を出力して上記故障判定手段４３による故障判定を中止させるように構成されている。なお、上記揺れ判別用のしきい値は、診断時間内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合と、所定の係数とを掛け合わせることにより、上記圧力上昇度合が増大するのに従って大きな値となるように設定される。
【００２９】
また、上記揺れ度合判別手段４７は、燃料タンク２０内に設置された油面センサ１９の出力信号に応じて油面の揺れ度合が大きいか否かを判別し、油面センサ１９の出力レベルが顕著に変化していることが確認された場合に、燃料の気化が促進され易い状態にあると判断して上記故障判定手段４３による故障判定を中止させる制御信号を上記判定禁止手段４４に出力するように構成されている。
【００３０】
上記構成を有する蒸発燃料供給系の故障診断装置によって行われる故障診断時の制御動作を、図４〜図６に示すフローチャートおよび図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、ステップＳ１においてエンジンが作動状態にあるか否かを判定し、ＹＥＳと判定された時点で、ステップＳ２においてパージ通路３０内を負圧状態とするための第１基準時間ｄをカウントする減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を０にリセットする。
【００３１】
次いで、ステップＳ３において図３に示すテーブルから大気圧センサ４１の検出信号に対応した軽負荷判定用の基準値ａを上記基準値設定手段４６により読み出して設定した後、この基準値ａと、スロットル開度センサ１６によって検出されたスロットル開度ｔｖｏの検出値とを比較してこのスロットル開度の検出値ｔｖｏが、上記基準値ａよりも小さいか否かを判別することにより、エンジンが所定の軽負荷運転状態にあるか否かを上記判定禁止手段４４により判定する。
【００３２】
上記ステップＳ３でＮＯと判定され、エンジンが高負荷運転状態にあることが確認された場合には、この状態で蒸発燃料供給系の故障判定を実行すると、吸気流量が多いことに起因して上記パージ通路３０内を所定の負圧状態とすることができない場合があるため、ステップＳ４において上記ＣＤＣＶバルブ３７を開放した後、上記ステップＳ２にリターンすることにより、上記故障判定手段４３による故障判定を禁止する。
【００３３】
そして、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定され、エンジンが軽負荷運転状態にあることが確認された場合には、ステップＳ５においてエンジンの運転状態を検出する各センサの検出値を入力した後、ステップＳ６において蒸発燃料供給系に重度の故障が生じているか否かの判定基準となる負圧の基準圧力ｂを、水温センサ１８および大気圧センサ４１の検出値に基づいて設定する。例えば上記大気圧センサ４１によって検出された大気圧が平均的な値であれば、−１３０ｍｍＡｑ程度に設定され、上記大気圧の検出値が小さくなるのに応じて上記基準圧力ｂの絶対値が小さくなるように、つまり基準圧力ｂが高い値に設定されるようになっている。
【００３４】
次ぎに、ステップＳ７において蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したか否かを判定し、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ４にリターンする。そして、上記ステップＳ７でＹＥＳと判定されて蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したことが確認された時点Ｔ１で、ステップＳ８において、上記ＣＤＣＶバルブ３７を閉止する。このＣＤＣＶバルブ３７が閉止された後に、ステップＳ９において上記パージバルブ３８を開放する。このようにＣＤＣＶバルブ３７が閉止されるとともに、パージバルブ３８が開放されることにより、吸気通路５内の負圧が上記パージ通路３０内に導入され、図７に示すように、上記時点Ｔ１から、パージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが次第に低下し始めることになる。
【００３５】
そして、パージバルブ３８が開放された後に、ステップＳ１０において上記減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を１だけインクリメントするとともに、ステップＳ１１において上記スロットル開度ｔｖｏの検出値が、上記基準値ａよりも小さいか否かを再度判定する。
【００３６】
上記ステップＳ１１でＮＯと判定され、アクセルペダルが踏み込まれることによりスロットル開度ｔｖｏが上記基準値ａよりも大きくなったことが確認された場合には、ステップＳ１２において上記判定継続手段４５によりスロットル開度ディレィ用のタイマＴｔｖｄによるディレィ時間のカウントを行った後、ステップＳ１３において上記タイマＴｔｂｄのカウント値と、予め設定された１秒程度の第２基準時間ｃとを比較して上記タイマＴｔｖｄがタイムアップしたか否かを判定し、ＮＯと判定された場合には上記ステップＳ３に戻って上記制御動作を繰り返す。
【００３７】
そして、上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定され、上記タイマＴｔｖｄがタイムアップしたことが確認された場合には、スロットル開度ｔｖｏが上記基準値ａよりも大きい状態が上記第２基準時間ｃ以上に亘って継続され、この状態で蒸発燃料供給系の故障判定を実行すると、この故障が生じていないにも拘らず、パージ通路３０内の負圧が十分に得られなくなる重度の故障が発生したと誤判定される虞があるため、ステップＳ１４において上記タイマＴｔｖｄのカウント値を０にリセットした後、上記ステップＳ４にリターンして故障判定を中止する。
【００３８】
また、上記ステップＳ１１でＮＯと判定され、第２基準時間ｃ内にスロットル開度ｔｖｏの検出値が基準値ａよりも小さくなったことが確認された場合には、上記故障判定を中止することなく、ステップＳ１５おいて上記ＦＴＰセンサ３９によって検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが上記ステップＳ６で設定された基準圧力ｂよりも低いか否かを判定する。上記ステップＳ１５でＮＯと判定され、上記パージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが基準圧力ｂよりも高いことが確認された場合には、ステップＳ１６において上記減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値が予め設定された３０秒程度の第１基準時間ｄ以上となったか否かを判定する。
【００３９】
上記ステップＳ１６でＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ５に戻って上記制御動作を繰り返す。上記ステップＳ１６でＹＥＳと判定され、上記第１基準時間ｄが経過した時点Ｔ２においてもパージ通路３０の内部圧力が上記基準圧力ｂよりも低くならないことが確認された場合には、蒸発燃料供給系に重度の故障があるため、上記負圧が第１基準時間ｄ内において−１３０ｍｍＡｑ程度の基準圧力ｂまで低下しなかったと判断し、ステップＳ１７において表示手段４８に上記故障が発生したことを表示させる信号を出力して制御動作を終了する。
【００４０】
また、上記ステップＳ１６でＹＥＳと判定される前に、上記ステップＳ１５でＹＥＳと判定されてパージ通路３０の内部圧力が上記基準圧力ｂよりも低くなったことが判断された場合には、ステップＳ１８においてパージ通路３０の圧力上昇度合を測定するための診断時間ｅをカウントする負圧保持タイマＴｐｇｏｆを０にリセットするとともに、上記ＦＴＰセンサ３９の検出圧力に応じて算出されて記憶手段に記憶された圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxの記憶値をステップＳ１９において０にリセットする。
【００４１】
次にステップＳ２０において上記パージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を密閉する。そして、上記パージバルブ３８が閉止されたことが確認された時点Ｔ２で、ステップＳ２１において上記ＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力を第１検出圧力ｆｔｐ１として記憶した後、ステップＳ２２においてパージ通路３０内の負圧が十分に得られなくなる重度の故障が発生したことを判定するための基準圧力Ｐ１を、水温センサ１８および大気圧センサ４１の検出値に基づいて設定する。通常の運転状態では、上記基準圧力Ｐ１が例えば−２００ｍｍＡｑ程度の値に設定される。
【００４２】
そして、ステップＳ２３において上記第１検出圧力ｆｔｐ１が基準圧力Ｐ１よりも小さいか否かを上記故障判定手段４３によって判定する。このステップＳ２３でＮＯと判定され、吸気通路５内の内部圧力が上記基準圧力Ｐ１未満に低下していないことが確認された場合には、ステップＳ２４においてパージ通路３０の内部圧力を所定の負圧に低下させることができない重度の故障が発生したことを表示させる信号を上記故障判定手段４３から表示手段４８に出力して制御動作を終了する。
【００４３】
また、上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２５においてエンジンの運転状態を検出する各センサの検出値を入力した後、ステップＳ２６において蒸発燃料供給系に軽度の故障が生じているか否かの判定基準となる圧力上昇度合の基準値Ｐｒを、水温センサ１８および大気圧センサ４１の検出値に基づいて設定するとともに、ステップＳ２７において蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したか否かを判定し、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ４にリターンして故障判定手段４３による故障判定を中止し、故障判定制御を初めから開始することにより、確実に故障判定を行うようにする。
【００４４】
そして、上記ステップＳ２７でＹＥＳと判定されて蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したことが確認された場合には、ステップＳ２８において上記減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を１だけインクリメントした後、ステップＳ２９において上記油面センサ４１の検出信号に基づいて油面レベルの揺れ度合が大きいか否かを上記揺れ度合判別手段４７により判別する。このステップＳ２９でＹＥＳと判定され、上記油面レベルの揺れ度合が大きいことが確認された場合には、上記故障判定を実行すべき状態にないと判断し、ステップＳ４にリターンして上記故障判定手段４３による故障判定を中止する。
【００４５】
また、上記ステップＳ２９でＮＯと判定された場合には、ステップＳ３０において上記ＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐに基づいて所定のサンプリング時間内における圧力変化量ｆｔｐｒを演算により求めた後、この圧力変化量ｆｔｐｒに基づき、ステップＳ３１において上記圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxを選定して記憶手段に記憶させる。
【００４６】
すなわち、上記ＦＴＰセンサ３９により検出された現時点におけるパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐと、前回の制御動作時に検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐ−１との偏差を求めることにより、今回の制御時における圧力変化量ｆｔｐｒを算出し、この値と記憶手段に記憶された圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxの記憶値とを比較し、大きい方を最大値として記憶手段に記憶させることにより、下記の診断時間内ｅにおける圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxを求める。
【００４７】
次に、ステップＳ３２において上記負圧保持タイマＴｐｇｏｆのカウント値と、予め設定された２５秒程度の診断時間ｅとを比較することにより、上記負圧保持タイマＴｐｇｏｆがタイムアップしたか否かを判定し、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ２５に戻って上記制御動作を繰り返す。そして、上記ステップＳ３３でＹＥＳと判定され、上記診断時間ｅが経過したことが確認された時点Ｔ３で、上記ＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力を、ステップＳ３３において第２検出圧力ｆｔｐ２として記憶した後、ステップＳ３５においてこの第２検出圧力ｆｔｐ２から上記第１検出圧力ｆｔｐ１を減算することにより、上記診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）を演算によって求める。
【００４８】
また、上記ステップＳ３５において上記診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）の絶対値と、予め設定された係数ｋとを、上記しきい値設定手段４６において掛け合わせることにより求めた値（ｋ×｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜）を、燃料タンク内油面の揺れ度合判定用のしきい値Ａとして設定する。
【００４９】
次にステップＳ３６において上記ステップＳ３１で求めた圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxが、上記揺れ度合判別用のしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。上記ステップＳ３６でＮＯと判定され、燃料タンク２０内に収容された燃料の油面が大きく揺れて燃料の気化が促進されることにより、上記パージ通路３０の内部圧力が短時間で大きく上昇し易い状態にあることが確認された場合には、上記故障判定を実行すべきではないと判断して上記ステップＳ４にリターンし、上記故障判定手段４３による故障判定を中止して、故障判定制御を初めから再度開始することにより、確実に故障判定を行うようにする。
【００５０】
また、上記ステップＳ３６でＹＥＳと判定され、燃料タンク２０内に収容された燃料の油面が大きく揺れていないことが確認された場合には、ステップＳ３７において上記ステップＳ３４で求めた圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜と、上記ステップＳ２６で求めた第２基準値Ｐｒとを比較して、上記圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が第２基準値Ｐｒよりも小さいか否かを判定する。
【００５１】
上記ステップＳ３７でＮＯと判定され、パージ通路３０に形成された亀裂からパージ通路３０内に空気が導入される等により、上記診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合が上記第２基準値Ｐｒ以上に上昇したことが確認された場合には、ステップＳ２４において故障判定手段４３から表示手段４８に上記故障が発生したことを表示させる制御信号を出力する。
【００５２】
また、上記ステップＳ３７でＹＥＳと判定され、パージ通路３０の圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が上記第２基準値Ｐｒよりも小さいことが確認された場合には、蒸発燃料供給系が正常であるために上記診断時間ｅが経過するまでの間、上記パージバルブ３０内の負圧が適正に維持されたと判断し、ステップＳ３９において上記ＣＶＤＶバルブ３７を開放した後に制御動作を終了する。
【００５３】
このようにパージ通路３０の内部圧力を検出するＦＴＰセンサ３９からなる圧力検出手段の検出圧力に基づいて蒸発燃料供給系が故障しているか否かを判定する故障判定手段４３を備えた故障診断装置において、上記スロットル開度センサ１６からなるエンジン負荷検出手段により検出されたエンジン負荷（スロットル開度ｔｖｏ）と軽負荷判定用の基準値ａとを比較し、エンジン負荷が基準値ａ以上であることが確認された場合に、上記故障判定手段４３による故障判定を禁止する判定禁止手段４４と、上記故障判定手段４３による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値ａ未満の状態から基準値ａ以上となったことが確認された場合に、この状態が予め設定された第２基準時間ｃを経過するまで上記故障判定を継続する判定継続手段４５とを設けたため、高地の運転時等における誤判定を防止しつつ、蒸発燃料供給系の故障を適正に診断することができる。
【００５４】
すなわち、上記故障判定手段４３による故障判定を実行する際に、判定禁止手段４４においてエンジン負荷に対応したスロットル開度ｔｖｏが上記基準値ａよりも大きいと判定され、エンジンの燃焼室２内に大量の空気が導入されて吸気通路５内の負圧が減少し易い傾向にあることが判定禁止手段４４において確認された場合、および上記故障判定手段４３による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値ａ未満の状態から基準値ａ以上となった状態が、上記第２基準時間ｃよりも長く継続されたことが上記判定継続手段４５において確認された場合に、上記故障判定を禁止または中止するように構成したため、高地等の運転状態において、空気の密度が低いこと等に起因してエンジン回転数が低下した状態で、吸気通路５内に多くの空気が導入されることにより、負圧が減少してパージ通路３０の内部圧力を上記第１基準時間ｄ内に所定値まで低下させられない状態で、上記故障判定が行われることによる誤判定を防止しつつ、エンジン負荷が上記基準値ａ未満のときに、パージ通路３０の内部圧力に基づいてパージ通路３０の接続不良等からなる重度の故障が発生しているか否かを適正に診断することができる。
【００５５】
そして、上記判定継続手段４５において、エンジン負荷が上記基準値ａ以上になった状態が早期に解消され、上記第１基準時間ｄが経過する前にエンジン負荷が上記基準値ａ未満に復帰した場合には、上記故障判定手段４３による蒸発燃料供給系の故障判定が実行されるため、エンジン回転数が低下傾向にある高地の運転時に、アクセルペダルが一時的に大きく踏み込まれてエンジン負荷が上記基準値よりも大きくなった場合等に、上記故障診断が中止されるという事態の発生を防止し、これによって高地の運転状態等における故障判定を適正に実行することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、大気圧センサ１６からなる大気圧検出手段と、その検出信号に応じて高地における運転状態にあることが確認された場合に、上記軽負荷判定用の基準値ａを平地における運転状態に比べて小さな値に設定する基準値設定手段４６とを設け、上記大気圧センサ１６の検出値に対応した基準値ａを設定するように構成したため、吸気通路５に導入される空気の密度が低いことに起因してエンジン回転数が低下し易く、パージ通路３０内に導入される負圧が減少傾向にある高地の運転時に、平地における運転時に比べて小さな値に設定された基準値ａと、エンジン負荷の検出値とを比較して上記故障判定手段４３による蒸発燃料供給系の故障判定を禁止または中止するか否かを判別することができる。したがって、上記パージ通路３０内に導入される負圧が減少傾向にある高地の運転状態おいて、吸気通路５内に大量の空気が導入されるエンジンの高負荷時に、上記故障判定が実行されてパージ通路３０内に導入される負圧が、さらに減少することによる誤判定を確実に防止しつつ、上記高地の運転状態等における故障判定を適正に実行することができる。
【００５７】
しかも、上記高地の運転時に比べて空気密度が高いためにエンジン回転数が低下しにくく、パージ通路３０内に導入される負圧を十分に確保することができる平地の運転時には、上記軽負荷判定用の基準値ａが高地の運転時に比べて大きな値に設定されるため、上記故障判定手段４３による誤判定が生じにくい状態で、この故障判定が頻繁に中断されるという事態の発生を防止し、上記蒸発燃料供給系の故障を迅速かつ正確に判定することができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、故障判定手段４３による故障判定を中止するか否かの判別基準となる第２基準時間ｃを、パージ通路３０内に導入される負圧に基づく故障判定に影響を与えない範囲の最大時間、例えば１秒程度に設定したため、上記第２基準時間ｃが長すぎることに起因してパージ通路３０の内部圧力を所定値に低下させられなくなることによる誤判定を防止しつつ、上記第２基準時間ｃが短すぎることに起因して故障判定が不必要に中断されるという事態の発生を効果的に防止することができる。
【００５９】
さらに上記実施形態では、負圧状態で密閉された上記パージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）を、所定の診断時間ｅ内において求めるとともに、この圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）に基づいて蒸発燃料供給系が故障しているか否かを判定する故障判定手段４３を有する故障診断装置において、蒸発燃料供給系の故障診断時に、上記診断時間ｅよりも短い時間に設定されたサンプリング時間内におけるパージ通路３０の圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxをＦＴＰセンサ３９の検出信号に基づいて求め、この圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxと、揺れ度合判別用のしきい値Ａとを比較することにより燃料タンク内油面の揺れ度合を揺れ度合判別手段４７において判別し、この判別結果に応じて上記故障判定手段４３による故障判定を禁止するように構成したため、燃料タンク２０内に収容された燃料の油面の揺れに起因した誤判定を防止しつつ、蒸発燃料供給系の故障を正確かつ迅速に診断することができる。
【００６０】
すなわち、上記サンプリング時間内におけるパージ通路３０の圧力変化量の最大値ｆｔｐｒ maxに基づいて燃料タンク２０内に収容された燃料油面の揺れ度合を上記揺れ度合判別手段４７において判定するように構成したため、上記油面センサ１９の検出信号のみに基づいて油面の揺れを判定する場合のように、油面センサ１９の設置部の油面レベルが略一定に維持された状態で燃料タンク２０の側辺部等に生じる油面の揺れを検出することができないという事態を生じることなく、上記燃料タンク２０内における油面の顕著な揺れを正確に検出することができる。したがって、燃料タンク２０の側辺部等において油面の揺れが生じているにも拘らず、上記ＦＴＰセンサ３９の検出圧力に基づいて蒸発燃料供給系の故障判定が実行されて、故障が生じていないのに故障していると誤判定されるのを効果的に防止することができる。
【００６１】
また、上記実施形態に示すように、所定の診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）の絶対値と、所定の係数ｋとを掛け合わせる等により、上記圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）が増大するのに従って大きな値となるように変化する上記揺れ度合判別用のしきい値Ａを演算により求めるように構成した場合には、このしきい値Ａに基づいて上記油面の揺れ度合を正確に判別して、大きな揺れの発生時に上記故障判定を抑制することにより、誤判定の発生を効果的に防止することができるとともに、大きな揺れの非発生時に上記故障判定を適正に実行することができる。
【００６２】
何故なら、上記パージ通路３０に亀裂等が形成されることなく、このパージ通路３０内の負圧を適正に維持できる状態で、油面の揺れが発生した場合には、図８に示すように、上記診断時間ｅが経過した時点における上記圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）は、比較的小さな値となって上記揺れ判別用のしきい値Ａも小さな値となるため、この揺れ判別用のしきい値Ａと、油面が揺れることに起因して生じるサンプリング時間Ｓ内における圧力変化量の最大値ｆｐｔｒ maxとを比較することにより、この圧力変化量の最大値ｆｐｔｒ maxが比較的小さい場合においても、上記油面の揺れを正確に判別することができる。
【００６３】
これに対して上記パージ通路３０に亀裂等が形成される等により、このパージ通路３０の内部圧力が上昇し易い状態で、油面の揺れが発生した場合には、図９に示すように、上記診断時間ｅが経過した時点における上記圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）は、比較的大きな値となって上記揺れ判別用のしきい値Ａも大きな値となる。このため、上記亀裂からパージ通路３０内に空気が導入されるのに応じて生じるサンプリング時間Ｓ内における圧力変化量の最大値ｆｐｔｒ maxと、上記揺れ判別用のしきい値Ａとを比較した場合に、このしきい値Ａよりも上記圧力変化量の最大値ｆｐｔｒ maxが大きくなって油面の揺れが発生していると誤判定されるのを効果的に防止することができる。
【００６４】
したがって、上記圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）が小さく、蒸発燃料供給系に故障が生じている可能性が低い状態で、油面の大きな揺れが発生した場合に、上記故障判定が実行されて、油面の大きな揺れに起因した燃料の蒸発に応じて故障が発生した誤判定されるのを効果的に防止することができるとともに、上記圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）が大きく、蒸発燃料供給系に故障が生じている可能性が高い状態で、油面の大きな揺れが発生していないにも拘らず、上記故障判定が禁止されて故障の検出が遅れるという事態の発生を効果的に防止することができる。
【００６５】
さらに上記実施形態では、燃料タンク２０内に収容された燃料の油面レベルを検出する油面センサ１９等からなる油面検出手段を設け、この油面検出手段の検出信号に基づいて油面の揺れ度合を揺れ度合判別手段４７によって判別し、上記油面検出手段の検出信号に応じて油面の揺れが大きいと判別された場合、および上記圧力検出手段の検出圧力に基づいて求められた圧力変化量ｆｔｐｒが、油面の揺れ度合判別用のしきい値よりも大きいことが確認された場合に、それぞれ上記故障判定手段による故障判定を抑制するように構成したため、上記油面検出手段の設置部において油面の大きな揺れが発生している場合には、この油面検出手段の検出信号に応じて上記揺れ度合を迅速に判別することができるとともに、上記油面検出手段の設置部以外において大きな油面の揺れが発生している場合には、上記圧力変化量ｆｔｐｒに基づいて上記油面の揺れ度合を正確に判別することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、スロットル開度センサ１６によって検出されたスロットル開度ｔｖｏ（エンジン負荷）が、軽負荷判定用の基準値ａ未満であることが確認された場合には、常に上記故障判定手段４３による故障判定を実行するように構成した例について説明したが、上記スロットル開度ｔｖｏが０または０に近い値であることが確認された場合にも、上記故障判定を禁止または中止するように構成してもよい。このように構成した場合には、エンジンのアイドル運転時等に、上記キャニスタ３１からなる吸着手段に吸着された燃料がパージされて運転状態が不安定になることを効果的に防止できるという利点がある。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、上記パージ通路の内部圧力を検出する圧力検出手段の検出圧力に基づいて蒸発燃料供給系が故障しているか否かを判定する故障判定手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段とを有する故障診断装置であって、上記エンジン負荷検出手段により検出されたエンジン負荷と軽負荷判定用の基準値とを比較してエンジン負荷が基準値以上であることが確認された場合に、上記故障判定手段による故障判定を禁止する判定禁止手段と、上記故障判定手段による故障判定中に、エンジン負荷が上記基準値未満の状態から基準値以上となったことが確認された場合に、この状態が予め設定された基準時間を経過するまで上記故障判定を継続し、この基準時間以上に亘って上記の状態が継続されたことが確認された時点で上記故障判定を中止する判定継続手段とを設けたため、高地等の運転状態において、空気の密度が低いこと等に起因してエンジン回転数が低下した状態で、吸気通路内に多くの空気が導入されることにより、負圧がさらに減少してパージ通路の内部圧力を上記基準時間内に所定値まで低下させられないことによる誤判定を防止しつつ、エンジン負荷が上記基準値未満のときに、パージ通路の内部圧力に基づいてパージ通路の接続不良等からなる重度の故障が発生しているか否かを適正に診断することができる。
【００６８】
そして、上記判定継続手段において、エンジン負荷が上記軽負荷判定用の基準値以上になった状態が早期に解消され、上記基準時間が経過する前にエンジン負荷が上記基準値未満に復帰した場合には、上記故障判定手段による蒸発燃料供給系の故障判定が実行されるため、エンジン回転数が低下傾向にある高地の運転時に、アクセルペダルが一時的に大きく踏み込まれてエンジン負荷が上記基準値よりも大きくなることにより、上記故障診断が頻繁に中断されるという事態の発生を防止し、これによって高地の運転状態等における故障判定を適正に実行できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸発燃料供給系を備えたエンジンの一例を示す概略図である。
【図２】故障診断装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】軽負荷判定用の基準値と大気圧との関係を示すグラフである。
【図４】故障診断制御の第１工程を示すフローチャートである。
【図５】故障診断制御の第２工程を示すフローチャートである。
【図６】故障診断制御の第３工程を示すフローチャートである。
【図７】故障診断時の制御動作を示すタイムチャートである。
【図８】故障の非発生時におけるパージ通路の内部圧力の上昇状態を示すタイムチャートである。
【図９】故障発生時におけるパージ通路の内部圧力の上昇状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
５  吸気通路
２０  燃料タンク
３０  パージ通路
３１  キャニスタ（吸着手段）
３７  ＣＤＣＶバルブ（通路開閉手段）
３８  パージバルブ（通路開閉手段）
３９  ＦＴＰセンサ（圧力検出手段）
４０  エンジン制御ユニット
４２  蒸発燃料系制御手段
４３  故障判定手段
４４  判定禁止手段
４５  判定継続手段
４６  基準値設定手段
４７  揺れ度合判別手段
【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】
0003826487.tif 000008
【図８】
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【図９】
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