JP4210626B2 - 燃料蒸気パージシステムの故障診断装置、ならびにそれを備えた燃料蒸気パージ装置および燃焼機関 - Google Patents

Description

この発明は、燃料タンクで発生した燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置、ならびにそれを備えた燃料蒸気パージ装置および燃焼機関に関する。

揮発性液体燃料の燃料タンクを備えた車両においては、燃料タンクで発生した燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムが一般的に備えられている。このような燃料蒸気パージシステムにおいては、燃料タンクで発生した燃料蒸気は、ベーパ通路を介して燃料タンクと接続されるキャニスタで一旦吸着されて捕集され、その後、パージ通路を介してキャニスタと接続されるエンジンの吸気通路にパージされる。

このような燃料蒸気パージシステムの多くにおいては、システムの信頼性を確保するために、燃料タンク、ベーパ通路、キャニスタおよびパージ通路を含む経路（以下、この経路を「エバポ経路」とも称する。）の孔あきや裂傷などに起因する燃料蒸気の漏れを発見するための故障診断装置が設けられている。このような故障診断装置においては、電動ポンプを用いてエバポ経路内に外部と差圧を発生させてエバポ経路内の圧力を測定し、その測定された圧力を所定の基準圧と比較することによって、エバポ経路における漏れの有無が診断される。

特開２００３−２６９２６５号公報は、このような燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を開示する。この故障診断装置においては、燃料蒸気の発生によるエバポ経路内圧への影響を考慮して、異常判定すべき孔の径からなる基準孔に対して加圧されたときの基準圧を事前に検出された燃料蒸気発生時の圧力を用いて補正し、その補正された基準圧を用いてエバポ経路における漏れの有無が判定される（特許文献１参照）。

この特開２００３−２６９２６５号公報に開示された故障診断装置によれば、エバポ経路の漏れ故障の判定精度を向上させることができる。
特開２００３−２６９２６５号公報

しかしながら、特開２００３−２６９２６５号公報に開示された故障診断装置では、燃料蒸気のキャニスタ内での凝縮によるエバポ経路内圧への影響は、考慮されていない。すなわち、燃料蒸気がキャニスタに吸着されると、燃料蒸気は凝縮されてその体積が縮小するため、エバポ経路内圧は低くなる。したがって、たとえば、故障診断時にエバポ経路内を負圧にする場合、特開２００３−２６９２６５号公報に開示された故障診断装置では、エバポ経路に検出すべき孔があっても、燃料蒸気の凝縮によりエバポ経路内の圧力が低く測定されることによって、異常を正常であると誤診断してしまう。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャニスタにおける燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下の影響を考慮した燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、キャニスタにおける燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下の影響を考慮した燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を備えた燃料蒸気パージ装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、キャニスタにおける燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下の影響を考慮した燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を備えた燃焼機関を提供することである。

この発明によれば、燃料蒸気パージシステムの故障診断装置は、燃料タンクにおいて発生した燃料蒸気をキャニスタ内で吸着させ、その吸着された燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、故障診断の実行時、燃料タンクおよびキャニスタを含む燃料蒸気の経路内に外部との圧力差を発生させる差圧発生手段と、差圧発生手段によって圧力差を発生させたときの経路内の圧力を所定の判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障の有無を診断する故障診断手段と、経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、所定の判定圧を低くする方向に所定の判定圧を補正する補正手段とを備える。

また、この発明によれば、燃料蒸気パージシステムの故障診断装置は、燃料タンクにおいて発生した燃料蒸気をキャニスタ内で吸着させ、その吸着された燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、故障診断の実行時、燃料タンクおよびキャニスタを含む燃料蒸気の経路内に外部との圧力差を発生させる差圧発生手段と、差圧発生手段によって圧力差を発生させたときの経路内の圧力を所定の判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障の有無を診断する故障診断手段と、経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、経路内の圧力測定値を高くする方向に圧力測定値を補正する補正手段とを備える。

また、この発明によれば、燃料蒸気パージシステムの故障診断装置は、燃料タンクにおいて発生した燃料蒸気をキャニスタ内で吸着させ、その吸着された燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、故障診断の実行時、燃料タンクおよびキャニスタを含む燃料蒸気の経路内に外部との圧力差を発生させる差圧発生手段と、差圧発生手段によって圧力差を発生させたときの経路内の圧力を所定の判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障の有無を診断する故障診断手段と、経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、差圧発生手段の駆動力を低下させる方向に差圧発生手段の駆動指令を補正する補正手段とを備える。

好ましくは、差圧発生手段は、エアポンプを含み、補正手段は、経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、エアポンプの回転数を低下させる方向にエアポンプの回転数指令を補正する。

好ましくは、補正手段は、温度が高くなるに従って補正量を多くする。

好ましくは、補正手段は、燃料蒸気の経路内の気圧が低くなるに従って補正量を多くする。

好ましくは、燃料蒸気パージシステムの故障診断装置は、経路内における燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、補正手段は、濃度検出手段による検出値に基づいて、経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いか否かを判断する。

好ましくは、補正手段は、濃度検出手段によって検出される燃料蒸気の濃度が高くなるに従って補正量を多くする。

好ましくは、差圧発生手段は、外気に対して経路内に負圧を発生させる。

また、この発明によれば、燃料蒸気パージ装置は、上述したいずれかの燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を備える。

また、この発明によれば、燃焼機関は、上述したいずれかの燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を備える。

この発明による燃料蒸気パージシステムの故障診断装置においては、補正手段は、エバポ経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、故障診断の判定圧を低くする方向にその判定圧を補正するので、キャニスタでの燃料蒸気の吸着時における燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下分が補償される。

したがって、この発明によれば、キャニスタにおける燃料蒸気の凝縮によって発生するエバポ経路内の圧力低下による誤診断を防止することができる。

また、この発明による燃料蒸気パージシステムの故障診断装置においては、補正手段は、エバポ経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、差圧発生手段の駆動力を低下させるように差圧発生手段の駆動指令を補正するので、キャニスタでの燃料蒸気の吸着時における燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下分が補償される。

したがって、この発明によっても、キャニスタにおける燃料蒸気の凝縮によって発生するエバポ経路内の圧力低下による誤診断を防止することができる。

また、この発明による燃料蒸気パージシステムの故障診断装置においては、補正手段は、燃料蒸気パージシステムの温度や気圧に基づいて補正量を変更し、燃料蒸気がより多く発生する環境下では補正量を多くする。

したがって、この発明によれば、故障診断の判定精度を高めることができ、より精度の高い故障診断を実行することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明による故障診断装置を備えた燃料蒸気パージシステムの概略構成図である。

図１を参照して、燃料蒸気パージシステム２０は、燃料タンク２２と、キャニスタ２４と、ベーパ通路２６と、パージ通路２８と、内圧弁５０と、パージ制御弁６４と、大気導入通路３０と、防塵フィルタ６８と、電動ポンプモジュール７０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７２とを備える。燃料タンク２２は、ベーパ通路２６を介してキャニスタ２４と接続される。キャニスタ２４は、パージ通路２８を介してサージタンク１２と接続される。内圧弁５０は、ベーパ通路２６に設けられ、パージ制御弁６４は、パージ通路２８に設けられる。また、大気導入通路３０は、電動ポンプモジュール７０を介してキャニスタ２４に接続され、防塵フィルタ６８は、大気導入通路３０に設けられる。

この燃料蒸気パージシステム２０によって燃料が供給されるエンジン１０は、サージタンク１２と接続される。サージタンク１２は、エンジン１０に吸入空気を導く吸気通路１６およびパージ通路２８と接続され、パージ通路２８から供給される燃料蒸気を吸気通路１６から供給される吸入空気と混合してエンジン１０に供給する。吸気通路１６のサージタンク１２上流側には、スロットルバルブ１８が設けられ、そのさらに上流にはエアクリーナ１４が設けられている。

燃料タンク２２は、フロート弁４０，４６と、液溜め部４２，４８と、絞り４４とを含む。フロート弁４０、液溜め部４２および絞り４４は、燃料タンク２２の上部壁に接続され、かつ、燃料タンク２２内で分岐されたベーパ通路２６の一方に接続される。フロート弁４６および液溜め部４８は、その分岐されたベーパ通路２６の他方に接続される。

また、燃料タンク２２は、給油管３２と接続される。給油管３２の給油口には、キャップ３４が設けられ、給油口３２の出口には、逆止弁３６が設けられている。さらに、給油管３２には、循環路３８が分岐して設けられており、循環路３８の開口端は、燃料タンク２２内の上部空間に開口している。

ベーパ通路２６は、燃料タンク２２内で発生した燃料蒸気をキャニスタ２４へ送るための通路である。内圧弁５０は、ベーパ通路２６のキャニスタ２４近傍に設けられ、内部にダイアフラムおよび絞り５２を有する。燃料タンク２２内の内圧が内圧弁５０の開弁圧よりも低いとき、ダイアフラムは閉弁位置にあり、内圧弁５０は、絞り５２を介して燃料タンク２２をキャニスタ２４と連通する。一方、燃料タンク２２内の内圧が内圧弁５０の開弁圧に達しているとき、ダイアフラムは開弁位置に移動し、内圧弁５０は、絞り５２を介さずに燃料タンク２２をキャニスタ２４と連通する。

キャニスタ２４は、吸着材を含み、燃料タンク２２からベーパ通路２６を介して供給される燃料蒸気を吸着材に吸着させて一時的に蓄積する。そして、キャニスタ２４は、パージ通路２８を介して接続されるサージタンク１２によって負圧が与えられると、吸着材に吸着されている燃料蒸気をパージ通路２８を介してサージタンク１２へ放出（パージ）する。

キャニスタ２４は、仕切板５４と、吸着材室５６，５８と、通気フィルタ６０と、ガイド部６２とを含む。吸着材室５６，５８は、吸着材で内部が満たされており、仕切板５４によって互いに区画され、通気フィルタ６０を介して互いに連通している。吸着材室５６は、ベーパ通路２６を介して燃料タンク２２と連通しており、さらに、パージ通路２８を介してサージタンク１２とも連通している。吸着材室５８は、大気導入通路３０を介して外部と連通している。ガイド部６２は、燃料タンク２２からベーパ通路２６を介してキャニスタ２４内に流入した燃料蒸気が一旦は吸着材に吸着された後にパージ通路２８へパージされるようにするために設けられる。

パージ制御弁６４は、ＥＣＵ７２からの制御指令に応じて動作し、パージ制御弁６４が開弁すると、エンジン１０の運転中にサージタンク１２内に発生する吸気負圧がパージ通路２８を介してキャニスタ２４内に与えられる。

大気導入通路３０は、給油用開口部に設けられたインレット口元６６から流入する空気を電動ポンプモジュール７０を介してキャニスタ２４内に供給するための通路である。防塵フィルタ６８は、インレット口元６６から供給される空気に含まれる粉塵を除去する。

電動ポンプモジュール７０は、電動式エアポンプと、切換弁と、基準孔と、圧力センサとを含む（いずれも図示せず）。電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に応じて動作し、エンジン１０の動作中は、電動式エアポンプを動作させることなく、キャニスタ２４を大気導入通路３０と連通させる。

一方、電動ポンプモジュール７０は、燃料蒸気パージシステム２０の故障診断時は、ＥＣＵ７２からの制御指令に応じて電動式エアポンプを動作させ、基準孔およびキャニスタ２４内に負圧を発生させる。そして、電動ポンプモジュール７０は、負圧を発生させたときの基準孔およびキャニスタ２４内の圧力を圧力センサによって検出し、その検出した圧力値をＥＣＵ７２へ出力する。なお、この燃料蒸気パージシステム２０の故障診断時の動作については、後ほど詳しく説明する。

ＥＣＵ７２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器および入出力インターフェース等を含む。ＥＣＵ７２は、図示されない各種センサによって検出されるエンジン１０の回転速度や、吸入空気量、排気系の空燃比、車速などの情報に基づいて、燃料噴射制御などエンジン１０の運転に係る各種制御を実行する。また、ＥＣＵ７２は、パージ制御弁６４を駆動制御し、燃料蒸気パージシステム２０のパージ制御を実行する。さらに、ＥＣＵ７２は、電動ポンプユニット７０を駆動制御し、電動ポンプユニット７０の圧力センサから受ける圧力検出値に基づいて、燃料蒸気パージシステム２０における故障診断を実行する。

この燃料蒸気パージシステム２０においては、エンジン１０の動作中に燃料タンク２２内で発生した燃料蒸気は、ベーパ通路２６を介してキャニスタ２４内に流入し、キャニスタ２４内の吸着材に一旦吸着される。そして、ＥＣＵ７２からの制御指令に応じてパージ制御弁６４が開弁すると、サージタンク１２からパージ通路２８を介してキャニスタ２４内に吸気負圧が導入される。そうすると、キャニスタ２４内に吸着されていた燃料蒸気がキャニスタ２４からパージ通路２８を介してサージタンク１２へパージされる。

次に、この燃料蒸気パージシステム２０の故障診断について説明する。電動ポンプモジュール７０およびＥＣＵ７２は、燃料蒸気パージシステム２０の故障診断装置を構成する。燃料蒸気パージシステム２０の故障診断時、まず、電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に基づいて切換弁を移動させ、大気導入通路３０、電動式エアポンプ、基準孔および大気導入通路３０からなる経路を構成する。次に、電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に基づいて電動式エアポンプを駆動し、基準孔に負圧を発生させる。そして、電動ポンプモジュール７０は、電動式エアポンプと基準孔との間の第１の圧力を圧力センサによって検出し、その検出した第１の圧力をＥＣＵ７２へ出力する。

ここで、基準孔は、燃料蒸気パージシステム２０におけるエバポ経路において検出すべき孔の大きさに設定されており、このときに圧力センサによって検出される第１の圧力は、ＥＣＵ７２における故障診断の判定圧を決定するための基準圧となる。

続いて、電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に基づいて切換弁を移動させ、キャニスタ２４、電動式エアポンプおよび大気導入通路３０からなる経路を構成する。そして、電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に基づいて電動式エアポンプを駆動し、エバポ経路内に負圧を発生させる。そして、電動ポンプモジュール７０は、エバポ経路内の第２の圧力を圧力センサによって検出し、その検出した第２の圧力をＥＣＵ７２へ出力する。

ＥＣＵ７２は、エンジン１０および車両の停止後、所定時間（たとえば５時間）経過すると故障診断を開始する。ＥＣＵ７２は、電動ポンプモジュール７０へ電動式エアポンプおよび切換弁の動作指令を出力し、電動ポンプモジュール７０の圧力センサから上述した第１の圧力を受ける。また、ＥＣＵ７２は、エバポ経路内におけるベーパ濃度の状態を推定するため、図示されないエンジン水温計やシステム圧力センサによってそれぞれ検出される燃料蒸気パージシステム２０の温度および気圧をそれらのセンサから取得する。

そして、ＥＣＵ７２は、検出された温度および気圧に基づいてエバポ経路内のベーパ濃度の状態を推定し、ベーパ濃度が高いと推定すると、第１の圧力として受けた基準孔による基準圧を低くする方向に補正した値を故障診断の判定圧とする。すなわち、エバポ経路内のベーパ濃度が高いとき、キャニスタ２４内での吸着による燃料蒸気の体積縮小に伴なう圧力低下が発生する。その結果、基準孔よりも大きな孔がある場合でも、エバポ経路内の測定圧が基準圧よりも低く検出され、燃料蒸気パージシステム２０は正常であると誤診断されてしまうところ、ＥＣＵ７２は、ベーパ濃度が高いと推定される場合には、基準孔による基準圧を補正して判定圧を決定する。

そして、ＥＣＵ７２は、エバポ経路内に負圧を発生させたときに検出される第２の圧力を判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障診断を行なう。

なお、ＥＣＵ７２は、燃料蒸気パージシステム２０の故障診断実行中、パージ制御弁６４が閉弁するようにパージ制御弁６４に制御指令を出力し、これによって、エバポ経路内は、閉鎖された空間となっている。

なお、上記において、電動ポンプモジュール７０は、「差圧発生手段」を構成する。

図２は、燃料蒸気パージシステム２０の故障診断実行時における圧力変化を示す図である。この図２では、エバポ経路が正常時の圧力変化が実線Ｌ１で示され、エバポ経路が異常（孔有り）時の圧力変化が点線Ｌ２で示されている。また、この図２では、エバポ経路内のベーパ濃度が低く、エバポ経路内のベーパ濃度による判定圧の補正がされていない場合の圧力変化の状態が示されている。

図２を参照して、時刻ｔ１において、故障診断の実行が開始される。電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に応じて、基準孔を用いた基準圧の測定を開始する。そして、ＥＣＵ７２は、電動ポンプモジュール７０から受ける圧力検出値の変化が十分に小さくなったときの圧力を故障診断の基準圧とし、エバポ経路内のベーパ濃度が低いこの図２に示されるケースでは、その基準圧を故障診断の判定圧とする。

時刻ｔ２において、電動ポンプモジュール７０は、ＥＣＵ７２からの制御指令に応じて、エバポ経路内への負圧の付与を開始する。そして、エバポ経路が正常のとき、すなわち、エバポ経路に基準孔よりも大きい孔がないとき、エバポ経路内の圧力は判定圧よりも低くなり、これによってＥＣＵ７２は、エバポ経路が正常であると診断する。一方、エバポ経路に異常があるとき、すなわち、エバポ経路に基準孔よりも大きい孔があるとき、エバポ経路内の圧力は判定圧まで下がらず、これによってＥＣＵ７２は、エバポ経路が異常であると診断する。

図３は、図１に示したＥＣＵ７２の故障診断処理に関する構成を示す機能ブロック図である。

図３を参照して、ＥＣＵ７２は、補正部８０と、故障診断部８２と、駆動制御部８４とを含む。補正部８０は、故障診断部８２から制御指令を受けると、たとえばエンジン水温計やシステム圧力センサによってそれぞれ検出されるそのときの温度および気圧をそれらのセンサから取得する。そして、補正部８０は、その取得した温度および気圧に基づいてエバポ経路内のベーパ濃度の状態を推定し、ベーパ濃度が高いと推定した場合、故障診断の判定値を補正するための補正値ΔＰを故障診断部８２へ出力する。

故障診断部８２は、エンジン１０および車両の停止後、所定時間経過すると、電動ポンプモジュール７０において基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを測定するために、駆動制御部８４へ制御指令を出力する。そして、故障診断部８２は、電動ポンプモジュール７０から基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを受けると、補正部８０へ制御指令を出力し、補正部８０から補正値ΔＰを受ける。

また、故障診断部８２は、補正部８０から補正値ΔＰを受けると、電動ポンプモジュール７０によって測定された基準圧Ｐｒｅｆをその補正値ΔＰによって補正し、その補正された値を故障診断の判定圧とする。そして、故障診断部８２は、電動ポンプモジュール７０においてエバポ経路内の圧力を測定するために、駆動制御部８４へ制御指令を出力する。

さらに、故障診断部８２は、電動ポンプモジュール７０からエバポ経路内の測定圧Ｐを受けると、その受けた測定圧Ｐを判定圧と比較し、測定圧Ｐが判定圧よりも低いときは、エバポ経路を正常であると診断し、測定圧Ｐが判定圧以上であるときは、エバポ経路に異常があると診断する。

駆動制御部８４は、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプを駆動制御する。駆動制御部８４は、故障診断部８２から制御指令を受けると、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプが所定の駆動力で動作するように電動式エアポンプを駆動制御する。

なお、上記において、補正部８０は、「補正手段」を構成し、故障診断部８２は、「故障診断手段」を構成する。

このＥＣＵ７２においては、エンジン１０および車両の停止後、所定時間が経過すると、故障診断部８２は、故障診断を開始する。故障診断部８２は、まず、基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを測定するために、駆動制御部８４へ制御指令を出力する。駆動制御部８４は、故障診断部８２から制御指令を受けると、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプを駆動制御し、電動ポンプモジュール７０によって基準孔による基準圧Ｐｒｅｆが測定される。

故障診断部８２は、電動ポンプモジュール７０から基準圧Ｐｒｅｆを受けると、補正部８０へ制御指令を出力する。補正部８０は、故障診断部８２から制御指令を受けると、そのときの温度および気圧を取得し、その取得した温度および気圧に基づいてエバポ経路内のベーパ濃度が高いと判断したとき、補正値ΔＰを故障診断部８２へ出力する。故障診断部８２は、補正部８０から補正値ΔＰを受けると、基準圧Ｐｒｅｆをその補正値ΔＰで補正し、その補正した値を故障診断の判定値とする。

そして、故障診断部８２は、エバポ経路内の圧力を測定するために、駆動制御部８４へ制御指令を出力する。駆動制御部８４は、故障診断部８２から制御指令を受けると、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプを駆動制御し、電動ポンプモジュール７０によってエバポ経路内の圧力が測定される。

故障診断部８２は、電動ポンプモジュール７０からエバポ経路内の測定圧Ｐを受けると、その測定圧Ｐを判定値と比較し、測定圧Ｐが判定値以上のときは、エバポ経路を異常であると診断し、測定圧Ｐが判定値よりも低いときは、エバポ経路を正常であると診断する。

図４は、キャニスタ内での燃料蒸気の凝縮によって故障診断が誤診断されるときの圧力変化を示した図である。

図４を参照して、時刻ｔ２以降において、点線Ｌ３は、エバポ経路内のベーパ濃度が低く、キャニスタ内での燃料蒸気の凝縮が少ない場合のエバポ経路内の圧力変化を示し、実線Ｌ４は、エバポ経路内のベーパ濃度が高く、キャニスタ内での燃料蒸気の凝縮が多い場合のエバポ経路内の圧力変化を示す。そして、エバポ経路内には、基準孔よりも大きい孔が存在しているものとする。

時刻ｔ１〜ｔ２において、基準孔を用いた基準圧Ｐｒｅｆの測定が行なわれる。時刻ｔ２において、電動ポンプモジュールによってエバポ経路内に負圧が導入されると、エバポ経路内の圧力が下がり始める。エバポ経路内には基準孔よりも大きい孔が存在しているので、エバポ経路内のベーパ濃度が低いとき（点線Ｌ３）、エバポ経路内の圧力は基準圧Ｐｒｅｆまで下がらず、エバポ経路は、異常であると診断される。

一方、エバポ経路内のベーパ濃度が高いとき（実線Ｌ４）は、燃料蒸気がキャニスタに吸着されるときの凝縮作用による燃料蒸気の体積縮小に起因したエバポ経路内の圧力低下が発生する。したがって、エバポ経路内には基準孔よりも大きい孔が存在しているにも拘わらず、エバポ経路内の圧力は、基準圧Ｐｒｅｆよりも低く測定される。その結果、エバポ経路は、正常であると誤診断される。

図５は、エバポ経路内のベーパ濃度が高いときのこの実施の形態１による故障診断の様子を示した図である。なお、エバポ経路内のベーパ濃度が低いときの故障診断の様子は、図２に示したとおりである。

図５を参照して、時刻ｔ２以降において、一点鎖線Ｌ５は、エバポ経路に異常がある場合（基準孔よりも大きい孔が存在する場合）のエバポ経路内の圧力変化を示し、実線Ｌ６は、エバポ経路が正常な場合のエバポ経路内の圧力変化を示す。

時刻ｔ１〜ｔ２において、基準孔を用いた基準圧Ｐｒｅｆの測定が行なわれると、故障診断部８２は、補正部８０から受ける補正値ΔＰだけ基準圧Ｐｒｅｆを低く補正した値を故障診断の判定圧とする。

時刻ｔ２以降において、エバポ経路に異常がある場合、仮にエバポ経路内のベーパ濃度が低ければ、図２の点線Ｌ２に示されるように測定圧Ｐは基準圧Ｐｒｅｆを下回らないところ、エバポ経路内のベーパ濃度が高いので、キャニスタ２４における燃料蒸気の吸着時の凝縮作用により燃料蒸気の体積が縮小する。そうすると、燃料蒸気の体積縮小によるエバポ経路内の圧力低下が発生するので、一点鎖線Ｌ５に示されるように、測定圧Ｐは、基準圧Ｐｒｅｆを下回る。

ここで、この実施の形態１においては、キャニスタ２４における燃料蒸気の吸着時の凝縮作用によるエバポ経路内の圧力低下を考慮して、故障診断の判定圧は、基準圧Ｐｒｅｆから補正値ΔＰだけ低く補正されている。したがって、一点鎖線Ｌ５で示される圧力変化を測定圧Ｐが示す場合、測定圧Ｐは、基準圧Ｐｒｅｆを下回るけれども判定圧を下回らないので、故障診断部８２は、エバポ経路を異常であると診断する。

一方、エバポ経路が正常な場合、測定圧Ｐは、一点鎖線Ｌ５で示される圧力よりも低い実線Ｌ６で示される圧力変化を示し、測定圧Ｐは判定圧を下回るので、故障診断部８２は、エバポ経路を正常であると診断する。

なお、燃料蒸気パージシステム２０内が高温または低気圧のときほど燃料タンク２２から多くの燃料蒸気が揮発し、エバポ経路内のベーパ濃度は高くなるので、燃料タンク２２から燃料蒸気が多く発生する環境下では、燃料蒸気がより多くキャニスタ２４に吸着され凝縮されることを考慮して補正量ΔＰを多くすることが好ましい。

図６は、図３に示した補正部８０により算出される補正量ΔＰを示す図である。

図６を参照して、燃料蒸気パージシステム２０の温度が高く、また、燃料蒸気パージシステム２０内の気圧が低いときほど、補正量ΔＰ（ｋＰａ）は多くなっている。なお、温度が１０℃以下であって、かつ、気圧が１１０ｋＰａ以上のときは、補正部８０は、エバポ経路内のベーパ濃度は低いものと判断し、補正量ΔＰを０としている。

なお、この図６では、補正値の一例が示されており、補正量ΔＰは、これらの値に限られるものではない。

以上のように、この実施の形態１によれば、補正部８０は、エバポ経路内における燃料蒸気の濃度が高いとき、故障診断の判定圧を低くする方向にその判定圧を補正するので、キャニスタ２４での燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下分が補償され、この圧力低下による誤診断を防止することができる。

また、この実施の形態１によれば、補正部８０は、燃料蒸気パージシステム２０の温度および燃料蒸気パージシステム２０内の気圧に基づいて、燃料蒸気がより多く発生する環境下においては補正量を多くするので、故障診断の判定精度を高めることができ、より精度の高い故障診断を実行することができる。

なお、上記においては、故障診断部８２は、補正部８０からの補正値に基づいて判定値を低くする方向に補正したが、電動ポンプモジュール７０から受けるエバポ経路内の測定圧Ｐを高くする方向に補正してもよい。この場合も、判定値を低くする方向に補正した場合と同等の診断結果を得ることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、エバポ経路内のベーパ濃度が高いとき、故障診断の判定圧を基準圧Ｐｒｅｆよりも低くするように補正することによって、キャニスタ２４における燃料蒸気の凝縮（吸着）による圧力低下分を考慮するものとしたが、この実施の形態２では、エバポ経路内のベーパ濃度が高いとき、エバポ経路内の圧力を測定するときの電動ポンプモジュール７０の駆動力を低下させることによって、キャニスタ２４における燃料蒸気の凝縮による圧力低下分を補償する。

図７は、実施の形態２におけるＥＣＵの故障診断処理に関する構成を示す機能ブロック図である。

図７を参照して、この実施の形態２におけるＥＣＵ７２Ａは、補正部８０Ａと、故障診断部８２Ａと、駆動制御部８４Ａとを含む。補正部８０Ａは、故障診断部８２Ａから制御指令を受けると、たとえばエンジン水温計やシステム圧力センサによってそれぞれ検出されるそのときの温度および気圧をそれらのセンサから取得する。そして、補正部８０Ａは、その取得した温度および気圧に基づいてエバポ経路内のベーパ濃度の状態を推定し、ベーパ濃度が高いと推定した場合、エバポ経路内の圧力を測定する際に電動ポンプモジュール７０における電動式エアポンプの回転数を低下させるための回転数補正値Δｒを駆動制御部８４Ａへ出力する。

故障診断部８２Ａは、エンジン１０および車両の停止後、所定時間経過すると、電動ポンプモジュール７０において基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを測定するために、駆動制御部８４Ａへ制御指令を出力する。そして、故障診断部８２Ａは、電動ポンプモジュール７０から基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを受けると、電動ポンプモジュール７０においてエバポ経路内の圧力を測定するために、補正部８０Ａおよび駆動制御部８４Ａへ制御指令を出力する。

また、故障診断部８２Ａは、電動ポンプモジュール７０からエバポ経路内の測定圧Ｐを受けると、その受けた測定圧Ｐを基準圧Ｐｒｅｆからなる判定圧と比較し、測定圧Ｐが判定圧よりも低いときは、エバポ経路を正常であると診断し、測定圧Ｐが判定圧以上であるときは、エバポ経路に異常があると診断する。

駆動制御部８４Ａは、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプを駆動制御する。駆動制御部８４Ａは、基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを測定するための制御指令を故障診断部８２Ａから受けると、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプを所定の駆動力で駆動する。

また、駆動制御部８４Ａは、エバポ経路内の圧力を測定するための制御指令を故障診断部８２Ａから受けると、基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを測定したときの回転数指令よりも補正部８０Ａから受ける回転数補正値Δｒだけ回転数指令を低下させて、電動式エアポンプを駆動制御する。

なお、上記において、補正部８０Ａは、「補正手段」を構成し、故障診断部８２Ａは、「故障診断手段」を構成する。

このＥＣＵ７２Ａにおいては、エンジン１０および車両の停止後、所定時間が経過すると、故障診断部８２Ａは、故障診断を開始する。故障診断部８２Ａは、基準孔による基準圧Ｐｒｅｆを測定するために、駆動制御部８４Ａへ制御指令を出力する。駆動制御部８４Ａは、故障診断部８２Ａから制御指令を受けると、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプが所定の駆動力で動作するように電動式エアポンプを駆動制御し、電動ポンプモジュール７０によって基準孔による基準圧Ｐｒｅｆが測定される。

故障診断部８２Ａは、電動ポンプモジュール７０から基準圧Ｐｒｅｆを受けると、補正部８０Ａおよび駆動制御部８４Ａへ制御指令を出力する。補正部８０Ａは、故障診断部８２Ａから制御指令を受けると、そのときの温度および気圧を取得し、その取得した温度および気圧に基づいてエバポ経路内のベーパ濃度が高いと判断したとき、電動式エアポンプの回転数補正値Δｒを故障診断部８２Ａへ出力する。

駆動制御部８４Ａは、故障診断部８２Ａから制御指令を受けると、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプの回転数指令を基準圧Ｐｒｅｆの測定時から回転数補正値Δｒだけ低下させて電動式エアポンプを駆動制御し、電動ポンプモジュール７０によってエバポ経路内の圧力が測定される。

故障診断部８２Ａは、電動ポンプモジュール７０からエバポ経路内の測定圧Ｐを受けると、その測定圧Ｐを基準圧Ｐｒｅｆからなる判定値と比較し、測定圧Ｐが判定値以上のときは、エバポ経路を異常であると診断し、測定圧Ｐが判定値よりも低いときは、エバポ経路を正常であると診断する。

図８は、エバポ経路内のベーパ濃度が高いときのこの実施の形態２による故障診断の様子を示した図である。ここで、この図８では、エバポ経路内に基準孔よりも大きい孔が存在しているときの様子が示されている。

図８を参照して、時刻ｔ２以降において、実線Ｌ１１および一点鎖線Ｌ１２は、電動ポンプモジュール７０に含まれる電動式エアポンプの回転数を示し、実線Ｌ２１および一点鎖線Ｌ２２は、エバポ経路内の圧力を示す。また、実線Ｌ１１，Ｌ２１は、エバポ経路内の圧力を測定する際に、電動式エアポンプの回転数指令が補正された場合のポンプ回転数およびエバポ経路内の圧力を示し、一点鎖線Ｌ１２，Ｌ２２は、エバポ経路内の圧力を測定する際に、仮に電動式エアポンプの回転数指令が補正されなかった場合のポンプ回転数およびエバポ経路内の圧力を示す。

時刻ｔ１〜ｔ２において、基準孔を用いた基準圧Ｐｒｅｆの測定が行なわれ、故障診断部８２は、このとき電動ポンプモジュール７０によって測定された基準圧Ｐｒｅｆを故障診断の判定圧とする。なお、圧力の低下とともにポンプの回転数が低下しているのは、圧力の低下とともに上昇する負荷に応じてポンプの回転数を低下させているものである。

時刻ｔ２以降において、電動ポンプモジュール７０によってエバポ経路内の圧力が測定される。一点鎖線Ｌ１２で示されるように、仮に、キャニスタ２４での燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下を考慮せずに電動式エアポンプの回転数が補正されない場合、一点鎖線Ｌ２２で示されるように、エバポ経路内の圧力は判定圧を下回り、ＥＣＵ７２Ａの故障診断部８２Ａは、エバポ経路を正常であると誤診断する。

一方、この実施の形態２では、実線Ｌ１１で示されるように、キャニスタ２４での燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下を考慮してＥＣＵ７２Ａの駆動制御部８４Ａが電動式エアポンプの回転数指令をΔｒだけ低下させるので、実線Ｌ２１で示されるように、エバポ経路内の圧力が判定圧を下回ることはなく、ＥＣＵ７２Ａの故障診断部８２Ａは、エバポ経路を異常であると診断する。

なお、実施の形態１と同様に、燃料タンク２２から燃料蒸気が多く発生する環境下では、燃料蒸気がより多くキャニスタ２４に吸着され凝縮されることを考慮して電動式エアポンプの回転数補正値Δｒを多くすることが好ましい。

図９は、図７に示した補正部８０Ａにより算出される回転数補正値Δｒを示す図である。

図９を参照して、燃料蒸気パージシステム２０の温度が高く、また、燃料蒸気パージシステム２０内の気圧が低いときほど、電動式エアポンプの回転数を低下させる回転数補正値Δｒ（％）は多くなっている。なお、温度が１０℃以下であって、かつ、気圧が１１０ｋＰａ以上のときは、補正部８０Ａは、エバポ経路内のベーパ濃度は低いものと判断し、回転数補正値Δｒを０としている。

なお、この図９でも、補正値の一例が示されており、回転数補正値Δｒは、これらの値に限られるものではない。

以上のように、この実施の形態２によれば、エバポ経路内における燃料蒸気の濃度が高いとき、エバポ経路内に負圧を発生させる電動式エアポンプの回転数を低下させるようにしたので、キャニスタ２４での燃料蒸気の吸着時における燃料蒸気の凝縮によるエバポ経路内の圧力低下分が補償され、上記の圧力低下分による誤診断を防止することができる。

また、この実施の形態２においても、補正部８０Ａは、燃料蒸気パージシステム２０の温度および燃料蒸気パージシステム２０内の気圧に基づいて、燃料蒸気がより多く発生する環境下においては補正量を多くするので、この実施の形態２によれば、故障診断の判定精度を高めることができ、より精度の高い故障診断を実行することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、エバポ経路内のベーパ濃度を燃料蒸気パージシステム２０の温度および燃料蒸気パージシステム２０内の気圧によって推定するものとしたが、エバポ経路内のベーパ濃度を検出する濃度センサを別途設けてベーパ濃度を直接検出してもよい。

また、上記においては、故障診断時、電動ポンプモジュール７０は、エバポ経路内部に負圧を発生させるものとして説明したが、この発明の適用範囲は、故障診断時にエバポ経路内部に与えられる圧力が負圧の場合に限定されるものではなく、外気に対して加圧する場合も含む。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明による故障診断装置を備えた燃料蒸気パージシステムの概略構成図である。 燃料蒸気パージシステムの故障診断実行時における圧力変化を示す図である。 図１に示すＥＣＵの故障診断処理に関する構成を示す機能ブロック図である。 キャニスタ内での燃料蒸気の凝縮によって故障診断が誤診断されるときの圧力変化を示した図である。 エバポ経路内のベーパ濃度が高いときのこの実施の形態１による故障診断の様子を示した図である。 図３に示す補正部により算出される補正量を示す図である。 実施の形態２におけるＥＣＵの故障診断処理に関する構成を示す機能ブロック図である。 エバポ経路内のベーパ濃度が高いときのこの実施の形態２による故障診断の様子を示した図である。 図７に示す補正部により算出される回転数補正値Δｒを示す図である。

符号の説明

１０ エンジン、１２ サージタンク、１４ エアクリーナ、１６ 吸気通路、１８ スロットルバルブ、２０ 燃料蒸気パージシステム、２２ 燃料タンク、２４ キャニスタ、２６ ベーパ通路、２８ パージ通路、３０ 大気導入通路、３２ 給油口、３４ キャップ、３６ 逆止弁、３８ 循環路、４０，４６ フロート弁、４２，４８ 液溜め部、４４，５２ 絞り、５０ 内圧弁、５４ 仕切板、５６，５８ 吸着材室、６０ 通気フィルタ、６２ 外部部材、６４ パージ制御弁、６６ インレット口元、６８ 防塵フィルタ、７０ 電動ポンプモジュール、７２，７２Ａ ＥＣＵ、８０，８０Ａ 補正部、８２，８２Ａ 故障診断部、８４，８４Ａ 駆動制御部。

Claims (11)

1. 燃料タンクにおいて発生した燃料蒸気をキャニスタ内で吸着させ、その吸着された燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、
   故障診断の実行時、前記燃料タンクおよび前記キャニスタを含む燃料蒸気の経路内に外部との圧力差を発生させる差圧発生手段と、
   前記差圧発生手段によって前記圧力差を発生させたときの前記経路内の圧力を所定の判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障の有無を診断する故障診断手段と、
   前記経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、前記所定の判定圧を低くする方向に前記所定の判定圧を補正する補正手段とを備える燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
2. 燃料タンクにおいて発生した燃料蒸気をキャニスタ内で吸着させ、その吸着された燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、
   故障診断の実行時、前記燃料タンクおよび前記キャニスタを含む燃料蒸気の経路内に外部との圧力差を発生させる差圧発生手段と、
   前記差圧発生手段によって前記圧力差を発生させたときの前記経路内の圧力を所定の判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障の有無を診断する故障診断手段と、
   前記経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、前記経路内の圧力測定値を高くする方向に前記圧力測定値を補正する補正手段とを備える燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
3. 燃料タンクにおいて発生した燃料蒸気をキャニスタ内で吸着させ、その吸着された燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、
   故障診断の実行時、前記燃料タンクおよび前記キャニスタを含む燃料蒸気の経路内に外部との圧力差を発生させる差圧発生手段と、
   前記差圧発生手段によって前記圧力差を発生させたときの前記経路内の圧力を所定の判定圧と比較し、その比較結果に基づいて故障の有無を診断する故障診断手段と、
   前記経路内における燃料蒸気の濃度が所定値よりも高いとき、前記差圧発生手段の駆動力を低下させる方向に前記差圧発生手段の駆動指令を補正する補正手段とを備える燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
4. 前記差圧発生手段は、エアポンプを含み、
   前記補正手段は、前記経路内における前記燃料蒸気の濃度が前記所定値よりも高いとき、前記エアポンプの回転数を低下させる方向に前記エアポンプの回転数指令を補正する、請求項３に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
5. 前記補正手段は、温度が高くなるに従って補正量を多くする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
6. 前記補正手段は、前記燃料蒸気の経路内の気圧が低くなるに従って補正量を多くする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
7. 前記経路内における前記燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記濃度検出手段による検出値に基づいて、前記経路内における前記燃料蒸気の濃度が前記所定値よりも高いか否かを判断する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
8. 前記補正手段は、前記濃度検出手段によって検出される前記燃料蒸気の濃度が高くなるに従って補正量を多くする、請求項７に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
9. 前記差圧発生手段は、外気に対して前記経路内に負圧を発生させる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を備えた燃料蒸気パージ装置。
11. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を備えた燃焼機関。
    

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