JP3367373B2 - 蒸発燃料処理装置の診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は蒸発燃料処理装置
の診断装置、特にリークを診断するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンク内で燃料蒸気が大気中に放出
されるのを防止するため、燃料タンクとキャニスタを連
通する第１通路を介して、その燃料蒸気を空気とともに
キャニスタに導いて（この燃料蒸気と空気の交じったガ
スを以下ベーパという）燃料粒子だけをキャニスタ内の
活性炭に吸着させ、残りの空気はキャニスタの大気解放
口から放出する一方で、所定の運転条件になるとパージ
通路（キャニスタに連通しスロットルバルブ下流の吸気
管に開口する通路）に設けたパージカットバルブを開
き、吸入負圧（スロットルバルブ下流の吸気管負圧）を
利用して、前記大気解放口よりキャニスタに入ってくる
新気で燃料粒子を、活性炭から離脱させてスロットルバ
ルブ下流の吸気管に導いて燃焼させるようにした蒸発燃
料処理装置を設けている。

【０００３】しかしながら、燃料タンクより吸気管まで
の流路途中にリーク孔があいたり、パイプの接合部のシ
ールが不良になると、燃料蒸気が大気中に放出されてし
まうので、ＯＢＤII（１９９４年モデルから北米仕様車
に義務付けられた故障診断機能）の要求より、燃料タン
クよりパージカットバルブまでの流路に１ｍｍφ以上の
リーク孔があることを検出したときは警告ランプを点灯
することが義務つけられている。

【０００４】この場合に、前記流路を閉空間とし、かつ
その閉空間を大気圧に対して相対的に圧力差のある状態
とした後の圧力変化をみればリークの有無がわかること
から、前記流路を閉空間とするためキャニスタの大気解
放口にこの解放口を開閉するドレンカットバルブを、ま
た閉空間に閉じ込められた気体の圧力変化をみるため前
記流路に圧力センサをそれぞれ設け、スロットルバルブ
下流に発生する負圧を用いてリーク診断を行うようにし
たものがある（特開平７−１８９８２５号公報参照）。
このものでは、図４に示したＤＴ３（減圧を開始してか
らの経過時間）、ＤＰ３（減圧完了後にガス流動が停止
して圧力損失がなくなる時間ｔ５が経過したときの初期
圧力Ｐ０と流路圧力Ｐの差圧）、ＤＰ４（ＤＰ３が所定
値ｐ３以上となるときの初期圧力Ｐ０と流路圧力Ｐの差
圧）、ＤＴ４（減圧完了からＤＰ４をサンプリングした
タイミングまでの時間）の４つの値を用いて、後述する
（１）、（２）式によりリーク孔面積ＡＬ２を計算する
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スラローム
走行などにより燃料タンク内で燃料の跳び跳ねや液面の
揺動（これらの現象を以下スロッシングという）が生じ
たときは、このスロッシングによって燃料蒸気が急激に
発生し、前記流路の圧力が上昇することから、スロッシ
ングが発生したときにまで負圧を用いてのリーク診断を
行ったのでは、リークがあるとの誤判定が生じることが
ある。

【０００６】これを図９を用いて説明すると、負圧を用
いてのリーク診断では、流路圧力がＡ点より所定値ｐ３
だけ変化したときのタイミングで流路圧力（正確にはＰ
₀との差圧）とＤＴ４がサンプリングされることから、
図９上段において図示の位置にスロッシングによる圧力
変化が生じたときは、Ｃ点で流路圧力とＤＴ４がサンプ
リングされ、これによってリーク孔面積ＡＬ２の計算に
誤差が生じる。本来ならＢ点で流路圧力とＤＴ４がサン
プリングされるはずであったのだから、スロッシングが
生じたときは、ＤＴ４がＢ点とＣ点の時間差だけ短くサ
ンプリングされ、その時間差の分だけ実際よりもリーク
孔面積ＡＬ２が大きく計算されてしまうのである。

【０００７】これに対処するため、流路圧力の所定期間
当たりの変化量ΔＰと所定値αを比較し、ΔＰがα以上
となったときスロッシングが発生したと判断し、故障診
断を中断するようにしたものが提案されている（特開平
６−１５９１５７号公報参照）。

【０００８】しかしながら、このもののようにスロッシ
ングの判定レベルであるαが一定値であるのでは、スロ
ッシングの判定精度が十分でない。たとえば、図９上段
の流路圧力に対して、その所定期間当たりの変化量ΔＥ
ＶＰＲＥＳを求めたのが図９中段である。この場合に、
図中の位置に生じたスロッシング１を判定するには図示
の位置にαを設ければよいものの、Ｄ点以前ではΔＥＶ
ＰＲＥＳがα以上となり、スロッシングが生じたと誤判
定されるので、Ｄ点以降であることをスロッシング判定
の許可条件としなければならない。これを逆にいえば、
Ｄ点以前ではスロッシング判定の許可がおりないため、
Ｄ点以前で生じたスロッシング２については判定できな
い。このように、スロッシングの判定レベルが一定値で
あるのでは、スロッシングの発生する位置に関係なくス
ロッシングを判定することができないのである。

【０００９】そこで本発明は、燃料タンクよりパージカ
ットバルブまでの流路を減圧状態（大気圧に対して相対
的に低い状態）で保持した後の圧力変化が上側に凸の曲
線（図９上段参照）であり、かつその変化割合が徐々に
小さくなることに着目し、流路圧力の所定期間当たりの
変化量を所定期間毎に計測する一方、その変化量の最小
値を所定期間毎に更新し、その更新される最小値より所
定値大きい値を判定レベルとして設定し、この判定レベ
ルと前記流路圧力の所定期間当たりの変化量との比較に
よりスロッシングが生じたかどうかを判定し、スロッシ
ングが生じたときはリーク診断を中止することにより、
スロッシングの発生する位置に関係なくスロッシングを
精度良く判定するとともに、スロッシングが生じたとき
にもリーク診断を継続することによる誤診断を避けるこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１１に
示すように、燃料タンク３１上部のベーパをキャニスタ
３２に導く第１の通路３３と、前記キャニスタ３２とス
ロットルバルブ３４下流の吸気管３５とを連通する第２
の通路３６と、この第２通路３６を開閉するパージコン
トロールバルブ３７と、前記キャニスタ３２の大気解放
口３２ａを開閉するドレンカットバルブ３８と、前記燃
料タンク３１から前記パージコントロールバルブ３７ま
での流路圧力Ｐを検出する手段３９と、リーク診断条件
の成立時であるかどうかを判定する手段４０と、この判
定結果よりリーク診断条件の成立時に前記ドレンカット
バルブ３８と前記パージコントロールバルブ３７を用い
て前記燃料タンク３１から前記パージコントロールバル
ブ３７までの流路を減圧状態で保持する手段４１と、こ
の減圧状態で保持した後に前記流路圧力Ｐの変化よりリ
ーク診断を行う手段４２とを備える蒸発燃料処理装置の
診断装置において、前記リーク診断中に前記流路圧力Ｐ
の所定期間（たとえば１秒）当たりの変化量ΔＥＶＰＲ
ＥＳを所定期間毎（たとえば２００ｍｓ毎）に計測する
手段４３と、この圧力変化量の最小値ＥＶＬＫＭＮを所
定期間毎に更新する手段４４と、この圧力変化量の最小
値ＥＶＬＫＭＮよりも所定値Ｌ大きい値を判定レベルＳ
Ｌとして設定する手段４５と、この判定レベルＳＬと前
記圧力変化量ΔＥＶＰＲＥＳとの比較によりスロッシン
グが生じたかどうかを判定する手段４６と、この判定結
果よりスロッシングが生じたとき前記リーク診断を中止
する手段４７とを設けた。

【００１１】第２発明では、第１の発明において前記流
路を減圧状態で保持してからの経過時間に応じ、この時
間が大きくなるほど前記所定値Ｌを大きく設定する。

【００１２】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいてスロッシングの発生による前記リーク診断の中止
後にスロッシングが止んだときは前記リーク診断を再開
する。

【００１３】

【発明の効果】従来装置において、図９中段に示す位置
に判定レベルとしての所定値αを設けたのでは、Ｄ点以
降であることをスロッシング判定の許可条件としなけれ
ならないので、Ｄ点以前で生じるスロッシング２につい
ては判定できない。

【００１４】これに対して第１の発明では、流路圧力変
化量の最小値よりも所定値だけ大きい側に離れて走る曲
線が判定レベルとなるので（図９下段の一点鎖線参
照）、Ｄ点以前で生じるスロッシング２についても判定
することが可能となり、かつスロッシング判定の許可条
件を定める必要もない。つまり、スロッシングによる圧
力の上昇分は流路圧力変化量の最小値に重畳される形で
乗っかってくるので、流路圧力変化量の最小値よりも少
しかさ上げした値を判定レベルとすることで、スロッシ
ングが生じなければ流路圧力変化量が判定レベルを超え
ることがないが、スロッシングが生じたときには、スロ
ッシングの生じる位置に関係なく流路圧力変化量が判定
レベルを超えることになり、これによってスロッシング
を精度良く判定できるのである。第１の発明ではまた、
スロッシングが生じたときにはリーク診断を中止するの
で、スロッシングが生じたときにもリーク診断を継続す
ることによる誤診断を避けることができる。

【００１５】第２の発明では、スロッシングの生じる位
置に関係なくスロッシングの判定精度を同じにすること
ができる。

【００１６】第３の発明では、スロッシングの発生によ
るリーク診断の中止後にスロッシングが止んだときはリ
ーク診断を再開するので、スロッシングが判定されたと
き以後エンジンを停止するまでリーク診断を中止する場
合に比べて、リーク診断の機会を無用に減らすことがな
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１において、１は燃料タンク、
４はキャニスタで、燃料タンク１上部のベーパは、通路
（第１通路）２を介してキャニスタ４に導かれ、燃料粒
子だけがキャニスタ４内の活性炭４ａに吸着され、残り
の空気はキャニスタ４の鉛直下部（図ではキャニスタ４
の上部に示している）に設けた大気解放口５より外部に
放出される。

【００１８】３は燃料タンク側が大気圧より低くなると
開かれるメカニカルなバキュームカットバルブである
が、図２の流量特性で示したように燃料タンク１内での
燃料蒸気の発生で燃料タンク側が所定圧（たとえば＋１
０ｍｍＨｇ）になったときにも開かれる。なお、図２に
おいては、大気圧を基準（つまり０ｍｍＨｇ）とし、大
気圧より高い場合の数値に「＋」を、大気圧より低い場
合の数値に「−」をつけている。圧力についてのこの表
示は以下でも同じである。

【００１９】キャニスタ４は、スロットルバルブ７下流
の吸気管８ともパージ通路（第２通路）６で連通され、
このパージ通路６に常閉のダイヤフラムアクチュエータ
９ａと三方電磁弁９ｂとからなるパージカットバルブ９
が設けられる。三方電磁弁９ｂのＯＦＦ状態では、ダイ
ヤフラムアクチュエータ９ａのリターンスプリングによ
りダイヤフラムが図で下方に付勢されパージ通路６が遮
断されているが、コントロールユニット２１からの信号
で三方電磁弁９ｂがＯＮにされ、大気圧に代えて吸入負
圧がダイヤフラムアクチュエータ９ｂの負圧作動室に切
換えて導入されると、この負圧でリターンスプリングに
抗してダイヤフラムが図で上方に引かれ、パージ通路６
が開かれる。

【００２０】このパージカットバルブ９と直列に、ステ
ップモータで駆動される常閉のパージコントロールバル
ブ１１が設けられる。一定の条件（たとえば暖機後の低
負荷域）で、コントロールユニット２１からの信号を受
けてパージバルブ１１が開かれると、スロットルバルブ
下流に大きく発達する吸入負圧によりキャニスタ４の大
気解放口５から新気がキャニスタ４内に導かれる。この
新気で活性炭４ａから燃料粒子が新気とともにパージ通
路６を介して吸気管８内に導入され、燃焼室で燃やされ
る。なお、パージ中にパージカットバルブ９が開かれて
いることはいうまでもない。

【００２１】このように、パージ通路６に２つのバルブ
９と１１を設けているのは、故障でパージコントロール
バルブ１１が開いたままの状態になっても、常閉のパー
ジカットバルブ９でパージ通路６を遮断しておくこと
で、パージ条件以外でパージガスが吸気管８に導入され
ることのないようにしているわけである。

【００２２】なお、負圧を用いてのリーク診断（後述す
る）においては、パージコントロールバルブ１１が可変
オリフィスとして構成される。

【００２３】一方、キャニスタ４の大気解放口５に常開
のドレンカットバルブ１２が設けられる。このバルブ１
２は、後述するリーク診断時にパージカットバルブ９と
ともに閉じて、パージカットバルブ９より燃料タンク１
までの流路を閉空間とするために必要となるものであ
る。

【００２４】また、キャニスタ４とパージカットバルブ
９のあいだのパージ通路に圧力センサ１３が設けられ、
この圧力センサ１３はリーク診断時に閉空間とされた流
路の圧力（大気圧を基準とする相対圧）に比例した電圧
を図３に示したように出力する。

【００２５】上記のバキュームカットバルブ３には、こ
れと並列に常閉のバイパスバルブ１４が設けられる。こ
れは、バキュームカットバルブ３の閉弁により燃料タン
ク側に貯蔵されている正圧（０〜＋１０ｍｍＨｇ程度）
をキャニスタ４側へ導入したり、キャニスタ４側の負圧
を燃料タンク１側へ導入する際に、燃料タンク１とキャ
ニスタ４を第１通路２を介して連通させるためのもので
ある。

【００２６】マイコンからなるコントロールユニット２
１では、上記の４つのバルブ（パージカットバルブ９、
パージコントロールバルブ１１、ドレンカットバルブ１
２、バイパスバルブ１４）を開閉制御することで、燃料
タンク１よりパージカットバルブ９までの流路に１ｍｍ
φ以上のリーク孔があるかどうかの診断をエンジンの運
転中に行う。リーク診断の頻度は、１回の運転で１回程
度が目安である。

【００２７】リーク診断は、実際には運転による燃温上
昇に伴って発生する燃料蒸気圧（正圧）を用いる方法を
先に実施し、必要な正圧が得られないとき吸入負圧を用
いる方法を実施するのであるが、本発明では負圧を用い
てのリーク診断を前提とするので、正圧を用いてのリー
ク診断についての説明は省略する。なお、負圧を用いて
のリーク診断は、特開平７−３０１１５６号公報や特願
平８−２９２７６１号に記載されているものと同様であ
る。以下では先にリーク診断の概要を説明し、後で具体
的な流れ図を説明する。

【００２８】〈１〉リーク診断の概要 図４と図５は負圧を用いてのリーク診断時に圧力変化が
どうなるかを示したもので、図４がリークなしのとき
の、また図５がリークありのときの波形である。

【００２９】吸入負圧が十分ある状態（たとえば−３
００ｍｍＨｇより小さい値の状態）になると診断条件が
成立したと判断し、パージカットバルブ９を閉じて一時
パージを停止し、バイパスバルブ１４を開いて燃料タン
ク１側とキャニスタ４側を連通し、ドレンカットバルブ
１２を閉じることで燃料タンク１からパージカットバル
ブ９までの流路を閉空間とする。

【００３０】パージコントロールバルブ１１をパージ
制御中の最大開度に比べて小さな所定開度（流量がたと
えば数リットル／ｍｉｎ）にセットし、そのときの流路
圧力Ｐを初期圧力Ｐ₀として記憶しておく。

【００３１】パージカットバルブ９を開いて吸入負圧
を導き、燃料タンク１からパージカットバルブ９までの
流路を負圧化する。

【００３２】初期圧力Ｐ₀と流路圧力Ｐの差圧Ｐ₀−Ｐ
をみてこれが所定値ｐ２（たとえばｐ２は吸入負圧の大
きさに比して十分に小さい値で＋数１０ｍｍＨｇ）以上
になったときは、減圧を開始してからの経過時間を第３
の時間ＤＴ３〔ｓｅｃ〕としてサンプリングし、パージ
カットバルブ９を閉じる。また、Ｐ₀−Ｐがｐ２以上に
なることなく減圧の開始から所定時間ｔ４（たとえば数
分）が経過したときは、そのときの時間をＤＴ３として
サンプリングする。なお、減圧中は継続して所定値以上
の吸入負圧がなければならない。

【００３３】パージカットバルブ９の閉弁後にガス流
動が停止して圧力損失がなくなる時間（遅延時間）ｔ５
（たとえば数秒）が経過したときのＰ₀−Ｐを第３の圧
力ＤＰ３〔ｍｍＨｇ〕としてサンプリングする。ＤＰ３
は実際に引けた圧力を表す。

【００３４】ＤＰ３が所定値ｐ３（たとえば＋数ｍｍ
Ｈｇ）以上となるのを待って、そのときのＰ₀−Ｐを第
４の圧力ＤＰ４〔ｍｍＨｇ〕として、またパージカット
バルブ９を閉じてから第４の圧力ＤＰ４をサンプリング
したタイミングまでの時間を第４の時間ＤＴ４〔ｓｅ
ｃ〕としてサンプリングする。また、所定値ｐ３以上と
なることなくパージカットバルブ９を閉じてから所定時
間ｔ４が経過したときは、そのときのＰ₀−ＰをＤＰ４
として、またｔ４をＤＴ４としてサンプリングする。

【００３５】上記のようにしてサンプリングした２つ
の圧力（ＤＰ３とＤＰ４）と２つの時間（ＤＴ３とＤＴ
４）からリーク孔面積ＡＬ２〔ｍｍ²〕を、 ＡＬ２＝Ｋ×Ａ′ …（１） Ａ′＝Ｃ×（ＤＴ３／ＤＴ４）×Ａｃ ×（（ＤＰ３）^1/2−（ＤＰ４）^1/2）／ＤＰ３ …（２） ただし、Ａｃ：減圧時のパージコントロールバルブのオ
リフィス面積 〔ｍｍ²〕 Ｃ：単位合わせのための補正係数（たとえば２６．６９
５７） Ｋ：補正係数（＝ｆ（Ａ′）） の式で計算する。（１）式のリーク孔面積ＡＬ２は簡単
にはガス移動の式を解くことにより得られる値である。

【００３６】リーク孔面積ＡＬ２と判定値ｃ２を比較
して、警告ランプをつけるかどうかを判断する。知りた
い開口面積（１ｍｍφ）のオリフィスのリーク孔を開け
たときのＡＬ２の値をあらかじめ求めておき、この値と
リークなしのときのＡＬ２の値とのあいだに設けるのが
判定値ｃ２である。ＡＬ２が判定値ｃ２以上になったら
診断コードをリークありの側の値にしてストアし、エン
ジン停止後もそのコードを記憶しておく。

【００３７】〈２〉具体的な流れ図 図６、図７のフローチャートは負圧を用いてのリーク診
断を行うためのもので、一定時間毎（たとえば１０ｍｓ
毎）に実行する。なお、図６においてステップ６１が本
発明において新たに追加する部分であり、後述する。

【００３８】図６においてステップ１ではリーク診断開
始条件であるかどうかみて、リーク診断開始条件であれ
ば、ステップ２に進む。リーク診断開始条件は、たとえ
ば圧力センサ１３が正常でありかつドレンカットバルブ
１２、バイパスバルブ１４など個々のバルブに故障がな
いことを満たすことである。

【００３９】ステップ２ではリーク診断経験フラグをみ
る。今回の運転時にまだリーク診断を行っていなけれ
ば、リーク診断経験フラグ＝０であるため、ステップ３
で負圧診断条件（負圧を用いた診断条件のこと）である
かどうかを示すフラグをみる。負圧診断条件は、たとえ
ば手動変速機つき車両であればギヤ位置が４速や５速
にありかつ吸入負圧が−３００ｍｍＨｇ程度になると
きである。この条件が成立しないとき（負圧診断条件フ
ラグ＝０のとき）は、今回の制御を終了する。

【００４０】負圧診断条件が成立したとき（負圧診断条
件フラグ＝１のとき）は、ステップ４以降のリーク診断
に進む。なお、これらのフラグは図６、図７、図８にお
いて後述する他のフラグとともに、すべて始動時に
“０”に初期設定されている。

【００４１】ステップ４から７まではステージ３の処理
を示す部分である。なお、リーク診断を５つのステージ
に分けており、各ステージが対応する部分を図４に示し
ている。上記のように本発明は正圧を用いてのリーク診
断を前提とするものでないため、ステージ１、２（正圧
を用いてのリーク診断に使われる）の操作については省
略している。

【００４２】ステップ４ではステージ３フラグをみる。
リーク診断が行われてないときは、ステージ３フラグ
（後述する他のステージ４フラグ、ステージ５フラグに
ついても）は“０”である。このときは、ステップ５で
パージカットバルブ９、パージコントロールバルブ１
１、ドレンカットバルブ１２の３つを閉じ、バイパスバ
ルブ１４を開く。パージカットバルブ９を閉じること
で、それまでパージを行っていたときはパージが中止さ
れる。

【００４３】ステップ６では負圧導入の開始直前の流路
圧力をサンプリングするためそのときの流路圧力Ｐを変
数（初期圧力を表す）Ｐ₀に入れて記憶し、ステップ７
においてステージ３フラグに“１”を入れる。変数Ｐ₀
に負圧導入の開始直前の流路圧力を入れて記憶するの
は、負圧導入の開始直前の流路圧力が診断のたびに相違
しても、リーク孔面積ＡＬ２の算出精度に影響しないよ
うにするためである。

【００４４】このステージ３フラグへの“１”のセット
により次回制御時にはステップ４よりステップ８に流
れ、ステージ４フラグをみる。ステージ４フラグ＝０よ
りステップ９に進む。

【００４５】ステップ９ではドレンカットバルブ１２を
閉じ、バイパスバルブ１４を開いて燃料タンク１からパ
ージカットバルブ９までの流路を閉空間とし、パージコ
ントロールバルブ１１をパージ制御中の最大開度にくら
べて、小さな所定開度（流量がたとえば数リットル／ｍ
ｉｎ程度）で開く。ステップ９における各バルブの操作
はこの順でなければならない。パージカットバルブ９を
所定開度で開くと、吸入負圧によりパージコントロール
バルブ１１をオリフィスとしてガスが所定流量で吸気管
８の側に吸引され、燃料タンク１からパージコントロー
ルバルブ１１までの流路圧力が低下していく。

【００４６】この実施形態では、燃料タンク１に発生し
た所定値ｐ１未満の正圧を残した状態で、すぐに負圧を
用いての診断に入っている。負圧を用いてのリーク診断
に際して、流路圧力を大気圧に戻した状態から負圧導入
を開始するのが理論的であるが、流路圧力を大気圧に戻
す操作をしていれば、数秒程度も時間がかかり、その待
ち時間の途中で負圧診断領域を外れるようなことがある
と、リーク診断ができなくなるので、一刻も早くリーク
診断に入らせようというわけである。

【００４７】ステップ１０では初回フラグ２（後述する
初回フラグ３、初回フラグ４についても）、リーク診断
の前には“０”の状態にあるので、ステップ１１、１２
でパージカットバルブ９を開いてからの経過時間を計測
するためタイマを起動し初回フラグ２に“１”を入れて
今回の制御を終了する。

【００４８】初回フラグ２の“１”へのセットにより次
回制御時にはステップ１０からステップ１３に流れ、初
期圧力Ｐ₀と流路圧力Ｐの差圧Ｐ₀−Ｐを所定値ｐ２（ｐ
２は吸入負圧にくらべて十分に小さい値で、たとえば＋
数１０ｍｍＨｇ程度）と比較する。Ｐ₀−Ｐ≧ｐ２にな
ったタイミングでステップ１４に進み、パージカットバ
ルブ９を開いてからの経過時間を計測するタイマ値Ｔ３
を変数（第３の時間を表す）ＤＴ３に入れ、ステップ１
５においてステージ４フラグに“１”を入れる。Ｐ₀−
Ｐ＜ｐ２のときはタイマ値Ｔ３と所定時間ｔ４（たとえ
ば数分）を比較し、Ｔ３≧ｔ４となればステップ１４に
進んでそのときのＴ３を変数ＤＴ３に入れたあと、ステ
ージ１５の操作を実行する。

【００４９】ステージ４フラグの“１”へのセットによ
り次回制御時にはステップ８より図７に進む。

【００５０】図７においてステップ１６ではステージ５
フラグ＝０よりステップ１７に進み、パージカットバル
ブ９、パージコントロールバルブ１１、ドレンカットバ
ルブ１２の３つを閉じ、バイパスバルブ１４を開くこと
で、燃料タンク１よりパージカットバルブ９までを閉空
間とする。

【００５１】ステップ１８では初回フラグ３＝０よりス
テップ１９、２０においてタイマを起動するとともに初
回フラグ３に“１”を入れる。このタイマはパージカッ
トバルブ９を閉じてからの経過時間（閉空間としてから
の経過時間）を計測するものである。

【００５２】初回フラグ３への“１”のセットにより次
回制御時にはステップ１８よりステップ２１に進み、ｔ
５経過フラグをみる。ｔ５経過フラグ＝０であることよ
り、ステップ２２に進み、パージカットバルブ９を閉じ
てから所定時間ｔ５（たとえば数秒）が経過したかどう
かみる。ｔ５が経過したときステップ２３、２４で初期
圧力Ｐ₀とそのときの流路圧力Ｐとの差圧Ｐ₀−Ｐを変数
（第３の圧力を表す）ＤＰ３に入れるとともに、ｔ５経
過フラグに“１”を入れる。ｔ５は、パージカットバル
ブ９の閉弁後にガス流動が停止して圧力損失がなくなる
までの遅延時間を与えるものである。

【００５３】ｔ５経過フラグへの“１”のセットにより
次回制御時にはステップ２１よりステップ２５に流れ、
ＤＰ３と所定値ｐ３（たとえば＋数ｍｍＨｇ）を比較す
る。ＤＰ３≧ｐ３であれば、ステップ２６で初期圧力Ｐ
₀とそのときの流路圧力Ｐの差圧Ｐ₀−Ｐを変数（第４の
圧力を表す）ＤＰ４に、またステップ１９ですでに起動
したタイマ値Ｔ４を変数（第４の時間を表す）ＤＴ４に
入れる。ＤＰ３＜ｐ３のときはタイマ値Ｔ４と所定時間
ｔ４を比較し、Ｔ４≧ｔ４でステップ２６に進み、その
ときのＴ４を変数ＤＴ４に、またそのときの流路圧力Ｐ
を変数ＤＰ４に入れる。これで圧力について２つ、時間
について２つの合計４つの値のサンプリングが終了す
る。

【００５４】ステップ２７では４つのサンプリング値
（変数ＤＰ３とＤＰ４、変数ＤＴ３とＤＴ４に入って入
っている値）から上記の（１）、（２）式でリーク孔面
積ＡＬ２を計算し、このＡＬ２と所定値ｃ２をステップ
２８で比較する。ＡＬ２＜ｃ２であれば、ステップ２９
でリークなしと判断する。

【００５５】ＡＬ２≧ｃ２のときはステップ３０に進
み、リーク診断コード（バックアップＲＡＭに記憶）を
みる。リーク診断コードが“０”であれば、今回運転時
に初めてリークありと判断されたときであり、ステップ
３１でリーク診断コードを“１”にしてストアし、リー
ク診断コードが“１”であるときは、ステップ３２に進
んで車室内の運転パネルに設けた警告ランプを点灯す
る。

【００５６】ステップ３３ではステージ５フラグに
“１”を入れて今回の制御を終了する。

【００５７】ステージ５フラグへの“１”のセットによ
り次回制御時はステップ１６よりステップ３４、３５に
流れ、パージ中止を解除するためパージカットバルブ
９、パージコントロールバルブ１１、ドレンカットバル
ブ１２の３つを開き、バイパスバルブ１４を閉じるとと
もに、その後エンジンが停止されるまでのあいだにリー
ク診断が重複して行われることのないようにリーク診断
経験フラグに“１”を入れて今回の制御を終了する。リ
ーク診断経験フラグに“１”を入れたことで、次回制御
時からは図６のステップ２からステップ３へと進むこと
ができないのであり、一回の運転で一回だけのリーク診
断を行うのである。

【００５８】このようにして、負圧を用いてのリーク診
断が行われると、燃料タンクに十分な正圧が立ち上がら
ないときにもリーク診断を行うことができる。

【００５９】また、負圧導入によりＰ₀−Ｐが所定値ｐ
２以上になるまでの時間が第３の時間ＤＴ３として、昇
圧の開始から所定の遅延時間ｔ５が経過したきの流路圧
力Ｐの初期圧力Ｐ₀との差圧が第３の圧力ＤＰ３とし
て、この圧力ＤＰ３が所定値ｐ３以上になったときの流
路圧力の初期圧力Ｐ₀との差圧が第４の圧力ＤＰ４とし
て、昇圧の開始から第３の圧力ＤＰ３が所定値ｐ３に達
するまでの時間が第４の時間ＤＴ４として合計４つの値
がサンプリングされ、これら４つのサンプリング値にも
とづいて燃料タンク１からパージカットバルブ９までの
流路のリーク孔面積ＡＬ２が算出され、このリーク孔面
積ＡＬ２と所定値ｃ２を比較することにより、リーク孔
面積ＡＬ２が所定値ｃ２以上のときはリークなしと、ま
たリーク孔面積ＡＬ２が所定値未満のときはリークあり
と判定されると、リーク孔面積を推定してのリーク診断
であるため、リーク診断の精度が向上する。これで従来
のリーク診断の説明を終える。

【００６０】さて、スロッシングが生じたときは、この
スロッシングによって燃料蒸気が急激に発生し、前記流
路の圧力が上昇することから、スロッシングが発生した
ときにまで負圧を用いてのリーク診断を行ったのでは、
リークがあるとの誤判定が生じることがある。これに対
処するため、従来装置では流路圧力Ｐの所定期間当たり
の変化量ΔＰと所定値αを比較し、ΔＰがα以上となっ
たときスロッシングが発生したと判断しているが、従来
装置ではスロッシングの判定レベルであるαが一定値で
あるため、スロッシングの判定精度が十分でない。

【００６１】そこで本発明の第１実施形態では、流路圧
力の所定時間当たりの変化量を所定時間毎に計測する一
方で、その圧力変化量の最小値を所定時間毎に更新し、
その更新される圧力変化量の最小値よりも所定値だけ大
きい値を判定レベルとして設定し、この判定レベルと前
記圧力変化量とを比較することによりスロッシングが生
じたかどうかを判定し、スロッシングが生じたときはリ
ーク診断を中止する。

【００６２】具体的には、図６においてステップ６１を
追加し、図８のフローチャートを新たに設けている。

【００６３】まず図８のフローチャートはリーク診断中
止フラグのセットを行うためのもので、図６、図７とは
独立に一定時間毎（たとえば２００ｍｓ毎）に実行す
る。なお、図８の制御周期が比較的長いのは次の理由か
らである。後述するように、燃料タンクからパージカッ
トバルブまでの流路を減圧状態に保持した後のステージ
（ステージ５）で流路圧力の所定時間当たりの変化量Δ
ＥＶＰＲＥＳを求める必要があるが、ステージ５での流
路圧力の変化は比較的ゆっくりしたものなので、それほ
ど頻繁にΔＥＶＰＲＥＳをサンプリングする必要がない
からである。

【００６４】ステップ４１ではステージ５フラグ＝１か
どうかみる。ステージ５フラグ＝０のときは、ステップ
４２で圧力変化量最小値ＥＶＬＫＭＮに最大値のＦＦＨ
を入れて今回の制御を終了する。

【００６５】ステージ５フラグ＝１のときはステップ４
３で初回フラグ５をみる。初回フラグ５＝０であるの
で、ステップ４４、４５でタイマを起動し初回フラグ５
に“１”を入れて今回の制御を終了する。このタイマ値
Ｔ５は、ステージ５に入ってからの経過時間を計測する
ためのものである。

【００６６】初回フラグ５の“１”へのセットにより次
回制御時にはステップ４３からステップ４６に流れ、タ
イマ値Ｔ５と所定時間ｔ６（たとえば１秒）を比較す
る。Ｔ５≧ｔ６になる前はそのまま今回の制御を終了す
る。つまり、ｔ６だけ待ってステップ４７以降に進む。
というのも、すぐ後のステップ４７でステージ５におけ
る１秒前の流路圧力の値が必要になるが、ステージ５に
なってから１秒が経過するまでは、ステージ５における
１秒前の流路圧力をサンプリングできないからである。

【００６７】やがてＴ５≧ｔ６になると、ステップ４７
で ΔＥＶＰＲＥＳ＝Ｐ−Ｐ（１秒前） …（３） ただし、Ｐ：そのタイミングでの流路圧力 Ｐ（１秒前）：そのタイミングより１秒前の流路圧力 の式により流路圧力の所定時間当たりの変化量ΔＥＶＰ
ＲＥＳを計算する。

【００６８】ステップ４８ではこのΔＥＶＰＲＥＳと変
数ＥＶＬＫＭＮを比較し、ΔＥＶＰＲＥＳ＜ＥＶＬＫＭ
Ｎであればステップ４９に進んでΔＥＶＰＲＥＳの値を
変数ＥＶＬＫＭＮに移し、ΔＥＶＰＲＥＳ≧ＥＶＬＫＭ
Ｎであるときはステップ４９を飛ばす。ＥＶＬＫＭＮに
よりΔＥＶＰＲＥＳの最小値を格納しておくわけであ
る。具体的には、図９上段のようにステージ５での流路
圧力Ｐが上に凸の曲線となりかつ徐々にその変化割合が
小さくなるので、ＥＶＬＫＭＮは図９下段において実線
で示したように下に凸の曲線となりかつその変化割合が
徐々に小さくなる。なお、ΔＥＶＰＲＥＳ、ＥＶＬＫＭ
Ｎ、後述する判定レベルＳＬとも本来は階段状の波形で
あるが、簡単のため図９では滑らかな曲線で示してい
る。

【００６９】ステップ５０ではＥＶＬＫＭＮに所定値Ｌ
（＞０）を加算した値を判定レベルＳＬに入れ、この判
定レベルＳＬとΔＥＶＰＲＥＳとをステップ５１におい
て比較し、ΔＥＶＰＲＥＳ＞ＳＬであれば、スロッシン
グが生じたと判断し、ステップ５２でリーク診断中止フ
ラグに“１”を入れる。このリーク診断中止フラグ＝１
はリーク診断の中止を、またリーク診断中止フラグ＝０
はリーク診断中止の解除を指示するものである。

【００７０】ここで、上記の所定値Ｌにはスロッシング
の高さに応じた適切な値を選択する。

【００７１】一方、ΔＥＶＰＲＥＳ≦ＳＬであるとき
は、ステップ５１よりステップ５４に進み、ΔＥＶＰＲ
ＥＳ≦ＳＬとなってから所定時間が経過したかどうかみ
る。所定時間が経過していないときはステップ５２に進
んでリーク診断中止フラグに“１”を入れ、所定時間が
経過したとき初めてステップ５５に進んでリーク診断中
止フラグに“０”を入れる。

【００７２】ここで、所定時間待ってリーク診断フラグ
を解除する（“０”とする）のは、次理由からである。
スロッシングが短い間隔で連続するような場合に、これ
に合わせてリーク診断中止フラグまでが短い間隔で
“１”になったり“０”になったりするのは制御上好ま
しくないからである。

【００７３】最後にステップ５３では次回制御時に必要
となるＰ（１秒前）の値を得るため、流路圧力を格納し
ているメモリの値を古いほうへシフトする。ここでは、
Ｐ（２００ｍｓ前）、Ｐ（４００ｍｓ前）、Ｐ（６００
ｍｓ前）、Ｐ（８００ｍｓ前）、Ｐ（１秒前）の５つの
メモリを用意しており、各メモリの値を１つずつ古い値
へとシフトすることで、Ｐ（１秒前）に１秒前の流路圧
力が格納されるわけである。

【００７４】次に、図６に示すリーク診断の処理におい
て、最初のステップ６１でリーク診断中止フラグをみ
る。始動当初はリーク診断中止フラグ＝０であり、リー
ク診断を開始していても、スロッシングの発生によりリ
ーク診断中止フラグ＝１となったときは、ステップ１以
降に進むことができないため、リーク診断が中止され
る。

【００７５】また、スロッシングがやんでリーク診断中
止フラグ＝０となったときは、ステップ１以降に進むこ
とになり、負圧診断条件を満たせばリーク診断が再び行
われる。

【００７６】ここで、第１実施形態の作用を図９を参照
しながら説明する。

【００７７】図９中段に示したように、従来装置におけ
る判定レベルであるαを図示の位置に設けたときには、
Ｄ点以降であることをスロッシング判定の許可条件とし
なければならないため、Ｄ点以前で生じるスロッシング
（たとえばスロッシング２）については判定できないこ
とを前述した。

【００７８】これに対して第１実施形態では、流路圧力
変化量の最小値ＥＶＬＫＭＮよりも所定値Ｌだけ大きい
側に離れて走る曲線が判定レベルＳＬとなるので（図９
下段の一点鎖線参照）、Ｄ点以前で生じているスロッシ
ング２についても判定することが可能となり、かつスロ
ッシング判定の許可条件を定める必要もない。つまり、
スロッシングによる流路圧力の上昇分は、図９下段に示
したようにＥＶＬＫＭＮに重畳される形で乗っかってく
るので、ＥＶＬＫＭＮよりも少しかさ上げした値を判定
レベルＳＬとすることで、スロッシングの生じる位置に
関係なくスロッシングをもれなく（精度良く）判定する
ことができるのである。

【００７９】次に、図１０は第２実施形態の所定値Ｌの
特性図である。第１実施形態では所定値Ｌが一定値であ
ったのに対して、この実施形態では、所定値Ｌをｔ６
（ステージ５になってからの経過時間）に応じた可変値
としたものである。

【００８０】図１０に示したように、ｔ６が大きくなる
ほどＬを大きくしたのは次の理由からである。ステージ
５での流路圧力Ｐの勾配は、図４に示した変数を使えば
（ＤＰ４−ＤＰ３）／ＤＴ４にほぼ等しい。この場合
に、スロッシングによる圧力上昇分は分母に影響する
が、いま大雑把にとらえて分母のＤＴ４が同じであり、
スロッシングによる圧力上昇分の高さも同じとすれば、
ＤＰ３をサンプリングしたタイミング（図９に示すＡ
点）より遅れてスロッシングが生じるほどスロッシング
による圧力上昇分の分子に対する影響が小さくなる。し
たがって、スロッシングの生じる位置に関係なく、スロ
ッシングによる圧力上昇分の分子に対する影響を同じに
するには、ＤＰ３をサンプリングしたタイミングよりの
経過時間が長くなるほど（つまりｔ６が大きくなるほ
ど）Ｌが大きくてよいのである。

【００８１】このようにして、第２実施形態では、所定
値Ｌをｔ６に応じた値とするので、スロッシングの生じ
る位置に関係なく、スロッシングの判定精度を同じにす
ることができる。

【００８２】第１実施形態ではパージカットバルブ９と
パージコントロールバルブ１１を区別して使っている
が、パージコントロールバルブ１１だけしか設けられな
いときは、このパージコントロールバルブ１１がパージ
カットバルブ９としても機能することになる。第１実施
形態のパージカットバルブ９は、ダイヤフラムアクチュ
エータ９ａと三方電磁弁９ｂとからなるものであるが、
パージカットバルブを、コントロールユニットからの信
号で開閉する電磁式のＯＮ，ＯＦＦバルブで構成するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態のシステム図である。

【図２】バキュームカットバルブ３の流量特性図であ
る。

【図３】圧力センサ１３の出力特性図である。

【図４】負圧を用いてのリーク診断時にリークなしと診
断されるときの圧力変化を示す波形図である。

【図５】負圧を用いてのリーク診断時にリークありと診
断されるときの圧力変化を示す波形図である。

【図６】リーク診断を説明するためのフローチャートで
ある。

【図７】リーク診断を説明するためのフローチャートで
ある。

【図８】診断中止フラグのセットを説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】第１実施形態の作用を説明するための波形図で
ある。

【図１０】第２実施形態の所定値Ｌの特性図である。

【図１１】第１の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ 通路（第１通路） ３ バキュームカットバルブ ４ キャニスタ ６ パージ通路（第２通路） ７ 吸気絞り弁 ８ 吸気管 ９ パージカットバルブ １１ パージコントロールバルブ １２ ドレンカットバルブ １３ 圧力センサ ２１ コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−235354（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−305659（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−129311（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−61164（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−159157（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−305660（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−189825（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−301156（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−141153（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−238420（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02M 25/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク上部のベーパをキャニスタに導
   く第１の通路と、 前記キャニスタとスロットルバルブ下流の吸気管とを連
   通する第２の通路と、 この第２通路を開閉するパージコントロールバルブと、 前記キャニスタの大気解放口を開閉するドレンカットバ
   ルブと、 前記燃料タンクから前記パージコントロールバルブまで
   の流路圧力を検出する手段と、 リーク診断条件の成立時であるかどうかを判定する手段
   と、 この判定結果よりリーク診断条件の成立時に前記ドレン
   カットバルブと前記パージコントロールバルブを用いて
   前記燃料タンクから前記パージコントロールバルブまで
   の流路を減圧状態で保持する手段と、 この減圧状態で保持した後に前記流路圧力の変化よりリ
   ーク診断を行う手段とを備える蒸発燃料処理装置の診断
   装置において、 前記リーク診断中に前記流路圧力の所定期間当たりの変
   化量を所定期間毎に計測する手段と、 この圧力変化量の最小値を所定期間毎に更新する手段
   と、 この圧力変化量の最小値よりも所定値大きい値を判定レ
   ベルとして設定する手段と、 この判定レベルと前記圧力変化量との比較によりスロッ
   シングが生じたかどうかを判定する手段と、 この判定結果よりスロッシングが生じたとき前記リーク
   診断を中止する手段とを設けたことを特徴とする蒸発燃
   料処理装置の診断装置。
2. 【請求項２】前記流路を減圧状態で保持してからの経過
   時間に応じ、この時間が大きくなるほど前記所定値を大
   きく設定することを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃
   料処理装置の診断装置。
3. 【請求項３】スロッシングの発生による前記リーク診断
   の中止後にスロッシングが止んだときは前記リーク診断
   を再開することを特徴とする請求項１または２に記載の
   蒸発燃料処理装置の診断装置。