JP3707522B2

JP3707522B2 - 蒸発燃料処理装置の診断装置

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Publication number: JP3707522B2
Application number: JP23533498A
Authority: JP
Inventors: 克彦川村; 秀明小林
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP2000064914A; US6276343B1

Description

【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】
エンジンの停車中に燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタ内の活性炭に吸着させておき、エンジン始動後の所定の運転条件でパージ通路を開き、吸入負圧を利用して、キャニスタに入ってくる新気で燃料粒子を、活性炭から脱離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がある。
【０００３】
この場合、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、蒸発燃料が大気中に放出されてしまうので、リーク診断を行うものが提案されている(特開平7-139439号公報参照)。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、このものでは、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前記流路を負圧化することによりリーク診断を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の圧力センサが大気圧を基準とする相対圧センサである場合に、リーク診断中に高度（大気圧）が変化したとき誤診断が生じることが分かった。
【０００５】
これを説明すると、特開平7-189825号公報に記載されるものでは、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を得たタイミングまでの時間）の４つの値を用いて、後述する数１式、数２式によりリーク孔面積ＡＬ２を計算し、このリーク孔面積ＡＬ２と所定値ｃ２との比較によりリークがあるかどうかを診断しているのであるが、登り坂（あるいは下り坂）の走行中にリーク診断が行われたとき、そのリーク診断中の大気圧変化分の誤差が後述する数２式のＤＰ４に生じるのである。
【０００６】
これをさらに図９を用いて説明すると、ＤＰ４は本来、平坦路を走行しようと登り坂を走行しようと同じ値のはずである。しかしながら、登り坂が続くときは、大気圧が徐々に低下する。したがって、ＤＰ３が得られるタイミングでの大気圧をＰａ１としたとき、平坦路走行時であれば、Ｐａ１の大気圧を基準にＤＰ４が得られるのに対して、登り坂走行時になると、ＤＰ４が得られるタイミングでの大気圧が上記のＰａ１より低いＰａ２となる。このため、相対圧センサによれば、その低くなっているＰａ２の大気圧を基準にＤＰ４が得られるので、このときのＤＰ４は、平坦路走行時よりも小さくなってしまう。つまり、登り坂走行時には、Ｐａ１−Ｐａ２の大気圧変化分の誤差がＤＰ４に生じ、これによってリーク径面積ＡＬ２がみかけ上大きく計算されるので、実際にはリーク孔面積ＡＬ２が所定値ｃ２にまで達していないのに、ＡＬ２が所定値ｃ２に達したとしてリーク有りと誤判断される可能性があるのである。
【０００７】
この逆に、下り坂走行中にリーク診断が行われる場合には、リーク診断中の大気圧の上昇分に対応してリーク径面積ＡＬ２がみかけ上小さく計算され、これによってリーク無しと誤判断される可能性がある。
【０００８】
また、負圧を用いた診断方法は、リーク孔面積を計算する方法に限らず、たとえば、燃料タンクからパージコントロールバルブまでの流路の減圧を完了したときの流路圧力Ｐ１（または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が経過したときの流路圧力）と、それから一定時間が経過したときの流路圧力Ｐ２との差圧ΔＰｅ（＝Ｐ１−Ｐ２）を所定値と比較することによりリーク診断を行うものがあり（図１０参照）、このものでも、その流路圧力Ｐ１、Ｐ２を、相対圧センサを用いてサンプリングするとき、Ｐ２のサンプリングにリーク診断中の大気圧変化分の誤差が生じる。
【０００９】
これを図１１を用いて説明すると、Ｐ２も本来、平坦路を走行しようと登り坂を走行しようと同じ値のはずである。しかしながら、Ｐ１をサンプリングするタイミングでの大気圧をＰａ１としたとき、平坦路走行時であれば、Ｐａ１の大気圧を基準にＰ２がサンプリングされるのに対して、登り坂走行時になると、Ｐ２をサンプリングするタイミングでの大気圧が上記のＰａ１より低いＰａ２となるため、相対圧センサによれば、その低くなっているＰａ２の大気圧を基準にＰ２がサンプリングされることから、このときのＰ２は、平坦路走行時よりも小さくなってしまう。つまり、登り坂走行時にＰａ１−Ｐａ２の大気圧低下分の誤差がＰ２のサンプリングに生じ、これによって差圧ΔＰｅがみかけ上大きく計算されるので、実際には差圧ΔＰｅが所定値にまで達していないのに、差圧ΔＰｅが所定値に達したとしてリーク無しと誤判断される可能性がある。この逆に、下り坂走行中にリーク診断が行われる場合には、リーク診断中の大気圧の上昇分に対応して差圧ΔＰｅがみかけ上小さくなり、これによってリーク有りと誤判断される可能性がある。
【００１０】
そこで本発明は、流路圧力を測定するタイミングで大気圧も測定し、リーク診断に用いられる圧力パラメータ（後述する第１の発明では差圧ΔＰｅ、第２の発明では第２差圧ＤＰ４）に対して大気圧変化分の補正を行うことにより、相対圧センサを用いてのリーク診断から大気圧の変化分の影響を排除することを目的とする。
【００１１】
【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を大気圧からの相対圧として検出する手段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までの流路の圧力を減じる手段４１と、この減圧を完了したときの前記流路圧力を第１流路圧力Ｐ１として、またそれから一定時間が経過したときの前記流路圧力を第２流路圧力Ｐ２として前記検出手段３９を用いてそれぞれサンプリングする手段４２と、これらサンプリングされた流路圧力の差圧ΔＰｅを計算する手段４３と、この計算された差圧ΔＰｅと所定値とを比較することによりリーク診断を行う手段４４とを備える蒸発燃料処理装置の診断装置において、大気圧を検出する手段４５と、前記第１流路圧力Ｐ１をサンプリングしたときの大気圧を第１大気圧Ｐａ１として、また前記第２流路圧力Ｐ２をサンプリングしたときの大気圧を第２大気圧Ｐａ２として前記大気圧検出手段４５を用いてそれぞれサンプリングする手段４６と、これらサンプリングされた大気圧の変化分を計算する手段４７と、この計算された大気圧変化分で前記差圧ΔＰｅを補正する手段４８とを設けた。
【００１２】
第２の発明は、図１３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を大気圧からの相対圧として検出する手段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までの流路の圧力を減じる手段４１と、この減圧を完了したときの前記流路圧力を第１流路圧力Ｐ１として、またそれから一定時間が経過したときの前記流路圧力を第２流路圧力Ｐ２として前記検出手段３９を用いてそれぞれサンプリングする手段４２と、前記第１流路圧力Ｐ１の初期圧力Ｐ₀からの差圧を第１差圧ＤＰ３として、また前記第２流路圧力の初期圧力Ｐ₀からの差圧を第２差圧ＤＰ４としてそれぞれ計算する手段５１と、これら計算された第１差圧ＤＰ３と第２差圧ＤＰ４に基づいてリーク孔面積ＡＬ２を計算する手段５２と、この計算されたリーク孔面積ＡＬ２に基づいてリーク診断を行う手段５３とを備える蒸発燃料処理装置の診断装置において、大気圧を検出する手段４５と、前記第１流路圧力Ｐ１をサンプリングしたときの大気圧を第１大気圧Ｐａ１として、また前記第２流路圧力Ｐ２をサンプリングしたときの大気圧を第２大気圧Ｐａ２として前記大気圧検出手段４５を用いてそれぞれサンプリングする手段４６と、これらサンプリングされた大気圧の変化分を計算する手段４７と、この計算された大気圧変化分で前記第２差圧ＤＰ４を補正する手段５４とを設けた。
【００１３】
【発明の効果】
図１１で前述したように、第２流路圧力Ｐ２は本来、大気圧が変化しても同じ値であるはずなのに、登り坂走行時のほうが平坦路走行時より小さくなる。つまり、リーク診断中に大気圧が減少するときは、第１大気圧Ｐａ１から第２大気圧Ｐａ２を差し引いたＰａ１−Ｐａ２だけの誤差が第２流路圧力Ｐ２のサンプリングに生じ、このとき差圧ΔＰｅ（＝Ｐ１−Ｐ２）が見かけ上大きく計算されてしまう。
【００１４】
これに対して第１の発明によれば、差圧ΔＰｅから、リーク診断中の大気圧低下分である（Ｐａ１−Ｐａ２）を減算することによって補正が行われる。つまり、登り坂走行時にリーク診断が行われるときは、大気圧の低下分だけ差圧ΔＰｅが大きくなるのであるから、これに対応して大気圧の低下分だけ差圧ΔＰｅを小さくすることで、登り坂走行中にリーク診断が行われても、大気圧変化の影響を受けないで済む。これによって第１流路圧力Ｐ１、第２流路圧力Ｐ２のサンプリングに、流路圧力を大気圧からの相対圧として検出する手段を用いていても、リーク診断から大気圧の変化の影響を排除することができる。
【００１５】
一方、リーク診断中に大気圧が上昇するときは、その大気圧の上昇分だけ第２流路圧力Ｐ２が大きくなり、これによって差圧ΔＰｅが見掛け上小さく計算されてしまうのであるが、この場合には、大気圧の上昇分だけ大きくなる第２流路圧力Ｐ２に対応して、大気圧の上昇分だけ差圧ΔＰｅを大きくすることで、下り坂走行中にリーク診断が行われる場合にも、大気圧変化の影響を受けることがない。
【００１６】
さて、第２差圧ＤＰ４も本来、大気圧が変化しても同じ値であるはずなのに、図９で前述したように登り坂走行時のほうが平坦路走行時より小さくなる。つまり、リーク診断中に大気圧が減少するときは、第１大気圧Ｐａ１から第２大気圧Ｐａ２を差し引いたＰａ１−Ｐａ２だけの誤差が第２差圧ＤＰ４に生じ、このときリーク径面積が見かけ上大きく計算されてしまう。
【００１７】
これに対して第２の発明によれば、第２差圧ＤＰ４に対して、リーク診断中の大気圧低下分であるＰａ１−Ｐａ２が加算される。つまり、登り坂走行時にリーク診断が行われるときは、大気圧の低下分だけ第２差圧ＤＰ４が小さくなるのであるから、これに対応して大気圧の低下分だけ第２差圧ＤＰ４を大きくすることで、登り坂走行中にリーク診断が行われても、大気圧変化の影響を受けないで済む。
【００１８】
一方、リーク診断中に大気圧が上昇するときは、その大気圧の上昇分だけ第２差圧ＤＰ４が大きくなり、これによってリーク径面積がみかけ上小さく計算されてしまうのであるが、第２の発明によれば、大気圧の上昇分だけ大きくなる第２差圧ＤＰ４に対応して、大気圧の上昇分だけ第２差圧ＤＰ４が小さくされるので、下り坂走行中にリーク診断が行われる場合にも、大気圧変化の影響を受けることがない。
【００１９】
【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（燃料蒸気を含んだ空気）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。
【００２０】
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。なお、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＋10mmHg）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。
【００２１】
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コントロールバルブ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、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。
【００２２】
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１２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。
【００２３】
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。圧力センサ１３を設ける位置は燃料タンク１でもかまわない。
【００２４】
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、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。
【００２５】
マイコンからなるコントロールユニット２１では、上記の３つのバルブ（パージコントロールバルブ１１、ドレンカットバルブ１２、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。
【００２６】
ここでのリーク診断は、負圧を用いてのリーク診断である。これを図４、図５（図４はリークなしのときの、また図５はリーク有りのときの圧力波形のモデル）を参照しながら概説する。なお、このリーク診断は、特開平7-189825号公報や特願平9-77853号に記載されているものと同様である。
【００２７】
▲１▼吸入負圧が十分ある状態（たとえば−300mmHg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、パージ中であってもパージコントロールバルブ１１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からパージコントロールバルブ１１までの流路を閉空間とする。このときの流路圧力Ｐを初期圧力Ｐ₀として記憶しておく。
【００２８】
▲２▼パージコントロールバルブ１１を開いて吸入負圧を導き、燃料タンク１からパージコントロールバルブ１１までの流路の圧力を減じる。その際、パージコントロールバルブ１１は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）にセットする。
【００２９】
▲３▼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、パージコントロールバルブ１１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。
【００３０】
▲４▼パージコントロールバルブ１１の全閉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。
【００３１】
▲５▼ＤＰ３が所定値ｐ３（たとえば＋数mmHg）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、またパージコントロールバルブ１１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〔sec〕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コントロールバルブ１１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。
【００３２】
▲６▼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ＤＴ４）からリーク孔面積ＡＬ２〔mm²〕を、
【００３３】
【数１】
ＡＬ２＝Ｋ×Ａ′
【００３４】
【数２】
Ａ′＝Ｃ×（ＤＴ３／ＤＴ４）×Ａｃ×（（ＤＰ３）^1/2−（ＤＰ４）^1/2）／ＤＰ３
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26.6957）
Ｋ：補正係数（＝ｆ（Ａ′））
の式で計算する。数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。
【００３５】
▲７▼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（たとえば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。
【００３６】
これでリーク診断の概説を終える。
【００３７】
さて、上記の圧力センサ１３が大気圧を基準とする相対圧センサである場合に、リーク診断中に高度（大気圧）が変化したとき（図８参照）、図９でも説明したように、その大気圧変化分の誤差が上記の数２式の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）に生じ、これによって誤診断が生じることがわかった。
【００３８】
これに対処するため本発明の実施の形態では、流路圧力の初期圧力Ｐ₀との差圧ＤＰ３、ＤＰ４を得るタイミングで大気圧をも同時にサンプリングし、これら差圧ＤＰ３、ＤＰ４のうち大気圧変化分の影響を受けるほうの差圧であるＤＰ４に対して大気圧変化分の補正を行う。
【００３９】
具体的には、ＤＰ３の得られるタイミングと、ＤＰ４の得られるタイミングでそれぞれ大気圧Ｐａをサンプリングする。ＤＰ３の得られるタイミングでの大気圧をＰａ１、ＤＰ４の得られるタイミングでの大気圧をＰａ２とすると、これら大気圧Ｐａ１、大気圧Ｐａ２の変化分（Ｐａ１−Ｐａ２）を前記の差圧ＤＰ４に加えることによって、大気圧補正を行う。したがって、本実施形態では、上記の数１式、数２式に代えて、
【００４０】
【数３】
ＡＬ２＝Ｋ×Ａ′
【００４１】
【数４】
Ａ′＝Ｃ×（ＤＴ３／ＤＴ４）×Ａｃ×（（ＤＰ３）^1/2−（ＤＰ４＋Ｐａ１−Ｐａ２）^1/2）／ＤＰ３
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26.6957）
Ｋ：補正係数（＝ｆ（Ａ′））
の式でリーク孔面積ＡＬ２を計算する。
【００４２】
図９を用いて前述したように、差圧ＤＰ４は本来、大気圧が変化しても同じ値であるはずなのに、登り坂走行時のほうが平坦路走行時より小さくなる。つまり、リーク診断中に大気圧が低下するときは、Ｐａ１−Ｐａ２だけの誤差がＤＰ４に生じ、このときリーク径面積ＡＬ２が見かけ上大きく計算されてしまう。
【００４３】
これに対して本実施形態では、差圧ＤＰ４に対して、リーク診断中の大気圧低下分であるＰａ１−Ｐａ２が加算される。つまり、登り坂走行時にリーク診断が行われるときは、大気圧の低下分だけＤＰ４が小さくなるのであるから、これに対応して大気圧の低下分だけＤＰ４を大きくすることで、登り坂走行中にリーク診断が行われても、大気圧変化の影響を受けないで済む。これによって差圧ＤＰ３、ＤＰ４を得るのに相対圧センサを用いていても、リーク診断から大気圧の変化の影響を排除することができるわけである。
【００４４】
一方、リーク診断中に大気圧が上昇するときは、その大気圧の上昇分だけＤＰ４が大きくなり、これによってリーク径面積ＡＬ２が見掛け上小さく計算されてしまうのであるが、本実施形態によれば、大気圧の上昇分だけ大きくなるＤＰ４に対応して、大気圧の上昇分だけＤＰ４が小さくされるので、下り坂走行中にリーク診断が行われる場合にも、大気圧変化の影響を受けることがない。
【００４５】
コントロールユニット２１で実行されるこの制御の内容を、図６、図７のフローチャートにしたがって説明する。図６、図７は一定時間毎（たとえば10msec毎）に実行する。
【００４６】
なお、フローチャートの示すところは、特願平9-77853号に記載されているものとほぼ同様であり、このものと相違するのは、上記の計算式の違いを除くと、ステッ２４、２８を追加している点だけである。
【００４７】
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。
【００４８】
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▲１▼ギヤ位置が４速や５速にあり▲２▼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。
【００４９】
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。
【００５０】
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４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。
【００５１】
ステップ４ではステージ２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２フラグ（後述する他のステージ３フラグ、ステージ４フラグについても）は“０”である。このときは、ステップ５でパージコントロールバルブ１１、ドレンカットバルブ１２の２つを閉じ、バイパスバルブ１４を開く。パージコントロールバルブ１１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。
【００５２】
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２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。
【００５３】
このステージ２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３フラグをみる。ステージ３フラグ＝０よりステップ９に進む。
【００５４】
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からパージコントロールバルブ１１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／min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。パージコントロールバルブ１１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。
【００５５】
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でパージコントロールバルブ１１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。
【００５６】
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（ｐ２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、パージコントロールバルブ１１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１５においてステージ３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。
【００５７】
ステージ３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。
【００５８】
図７においてステップ１６ではステージ４フラグ＝０よりステップ１７に進み、パージコントロールバルブ１１、ドレンカットバルブ１２の２つを閉じ、バイパスバルブ１４を開くことで、燃料タンク１よりパージコントロールバルブ１１までを閉空間とする。
【００５９】
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コントロールバルブ１１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。
【００６０】
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、ｔ５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、パージコントロールバルブ１１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、２５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、また大気圧Ｐａ（大気圧センサ２２により検出される）を変数Ｐａ１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。
【００６１】
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２６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２７、２８で初期圧力Ｐ₀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、さらに大気圧を変数Ｐａ２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２７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、さらにそのときの大気圧Ｐａを変数Ｐａ２に入れる。これで差圧について２つ、時間について２つ、大気圧について２つの合計６つの値のサンプリングが終了する。
【００６２】
ステップ２９では６つのサンプリング値（変数ＤＰ３とＤＰ４、変数ＤＴ３とＤＴ４、変数Ｐａ１とＰａ２に入っている値）から上記の数３式、数４式を用いてリーク孔面積ＡＬ２を計算し、このＡＬ２と所定値ｃ２をステップ３０で比較する。ＡＬ２＜ｃ２であれば、ステップ３１でリークなしと判断する。
【００６３】
ＡＬ２≧ｃ２のときはステップ３２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３３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３４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。
【００６４】
ステップ３５ではステージ４フラグに“１”を入れて今回の制御を終了する。
【００６５】
ステージ４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３６、３７に流れ、パージ中止を解除するため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。
【００６６】
実施形態では、初期圧力Ｐ₀からの差圧で説明したが、簡単にはそのときの流路圧力をそのままＤＰ３、ＤＰ４としてもかまわない。
【００６７】
実施形態では、リーク孔面積を計算し、このリーク孔面積に基づいてリーク診断を行うもので説明したが、これに限られない。たとえば、燃料タンクからパージコントロールバルブまでの流路の圧力を減じ、この減圧を完了したときの流路圧力を第１流路圧力Ｐ１として、またそれから一定時間が経過したときの流路圧力を第２流路圧力Ｐ２として相対圧センサを用いてそれぞれサンプリングし、これらサンプリングされた流路圧力の差圧ΔＰｅ（＝Ｐ１−Ｐ２）と所定値とを比較することによりリーク診断を行うものでは、前記第１流路圧力Ｐ１をサンプリングしたときの大気圧Ｐａ１から前記第２流路圧力Ｐ２をサンプリングしたときの大気圧Ｐａ２を差し引いた変化分（Ｐａ１−Ｐａ２）を計算し、前記流路圧力の差圧ΔＰｅからこの大気圧変化分（Ｐａ１−Ｐａ２）を減算することによりリーク診断中の大気圧変化分の補正を行えばよい。
【００６８】
これを図１１でさらに説明すると、第２流路圧力Ｐ２は本来、大気圧が変化しても同じ値であるはずなのに、登り坂走行時のほうが平坦路走行時より小さくなる。つまり、リーク診断中に大気圧が低下するときは、Ｐａ１−Ｐａ２だけの誤差がＰ２のサンプリングに生じ、このとき差圧ΔＰｅが見かけ上大きく計算されてしまう。
【００６９】
そこで、差圧ΔＰｅから、リーク診断中の大気圧低下分である（Ｐａ１−Ｐａ２）を減算することによって補正を行う。つまり、登り坂走行時にリーク診断が行われるときは、大気圧の低下分だけ差圧ΔＰｅが大きくなるのであるから、これに対応して大気圧の低下分だけ差圧ΔＰｅを小さくすることで、登り坂走行中にリーク診断が行われても、大気圧変化の影響を受けないで済む。これによってＰ１、Ｐ２のサンプリングに相対圧センサを用いていても、リーク診断から大気圧の変化の影響を排除することができるわけである。
【００７０】
一方、リーク診断中に大気圧が上昇するときは、その大気圧の上昇分だけＰ２が大きくなり、これによって差圧ΔＰｅがみかけ上小さく計算されてしまうのであるが、この場合には、大気圧の上昇分だけ大きくなるＰ２に対応して、大気圧の上昇分だけ差圧ΔＰｅを大きくすることで、下り坂走行中にリーク診断が行われる場合にも、大気圧変化の影響を受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のシステム図。
【図２】バキュームカットバルブ３の流量特性図。
【図３】圧力センサ１３の出力特性図。
【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。
【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。
【図６】リーク診断を説明するためのフローチャート。
【図７】リーク診断を説明するためのフローチャート。
【図８】リーク診断中の大気圧変化を示す波形図。
【図９】相対圧センサを用いた場合に大気圧変化により生じる誤差を説明するための特性図。
【図１０】リーク診断中の大気圧変化を示す波形図。
【図１１】相対圧センサを用いた場合に大気圧変化により生じる誤差を説明するための特性図。
【図１２】第１の発明のクレーム対応図。
【図１３】第２の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
１燃料タンク
２通路（第１通路）
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
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
２２大気圧センサ（相対圧センサ）

Claims

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大気圧からの相対圧として検出する手段と、
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の圧力を減じる手段と、
この減圧を完了したときの前記流路圧力を第１流路圧力として、またそれから一定時間が経過したときの前記流路圧力を第２流路圧力として前記検出手段を用いてそれぞれサンプリングする手段と、
これらサンプリングされた流路圧力の差圧を計算する手段と、
この計算された差圧と所定値とを比較することに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、
大気圧を検出する手段と、
前記第１流路圧力をサンプリングしたときの大気圧を第１大気圧として、また前記第２流路圧力をサンプリングしたときの大気圧を第２大気圧として前記大気圧検出手段を用いてそれぞれサンプリングする手段と、
これらサンプリングされた大気圧の変化分を計算する手段と、
この計算された大気圧変化分で前記差圧を補正する手段と
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。
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大気圧からの相対圧として検出する手段と、
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の圧力を減じる手段と、
この減圧を完了したときの前記流路圧力を第１流路圧力として、またそれから一定時間が経過したときの前記流路圧力を第２流路圧力として前記検出手段を用いてそれぞれサンプリングする手段と、
前記第１流路圧力の初期圧力からの差圧を第１差圧として、また前記第２流路圧力の初期圧力からの差圧を第２差圧としてそれぞれ計算する手段と、
これら計算された第１差圧と第２差圧に基づいてリーク孔面積を計算する手段と、
この計算されたリーク孔面積に基づいて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、
大気圧を検出する手段と、
前記第１流路圧力をサンプリングしたときの大気圧を第１大気圧として、また前記第２流路圧力をサンプリングしたときの大気圧を第２大気圧として前記大気圧検出手段を用いてそれぞれサンプリングする手段と、
これらサンプリングされた大気圧の変化分を計算する手段と、
この計算された大気圧変化分で前記第２差圧を補正する手段と
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。