JP4552356B2 - 蒸発燃料処理装置の故障診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内に発生する蒸散燃料が大気中に放出されるのを防止するための蒸発燃料処理装置の故障を診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−１６１１５０号公報には、燃料タンク内を所定負庄まで減圧させた後、大気と遮断された密閉状態として圧力上昇度合を監視して所定以上の圧力上昇が検出されると故障と診断する技術が開示されている。このような方式を採用する場合において、タンク内の燃料が激しく揺れて飛び跳ねるスロッシュが発生すると、タンク内圧も大きく変動するため、誤診断する可能性がある。
【０００３】
特開平６−１５９１５７号公報には、燃料タンク内に負圧を所定期間導入し、タンク内圧が所定値以下とならない場合は故障と診断する方式において、タンク内圧の変動量ΔＰが所定値以上の場合はタンク内の燃料のスロッシュ発生と判定して診断処理を中止し、タンク内圧がスロッシュ判定前の検出値Ｐｓより小さくなると診断処理を再開する発明が開示されている。このため、特開２０００−１６１１５０号公報に記載の技術に、特開平６−１５９１５７号公報に記載の手法を適用して上述の問題を解決することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１６１１５０号公報に記載の技術は、減圧後の復圧状況をモニタする方式であり、モニタ期問中は正常時でもタンク内圧が漸増する特性を示すため、特開平６−１５９１５７号公報に記載の手法のように圧力検出値が急上昇発生前の圧力以下にならないと診断処理が再開されない手法を適用すると、診断処理を再開させることができず、圧力急上昇検知時は毎回故障診断処理が中止されることになり、診断機会が著しく減少してしまう問題が生じる。
【０００５】
本発明は、スロッシュ等で燃料タンクの圧力が急上昇した場合でも、診断機会をむやみに減少させることなく正確な故障診断を行える蒸発燃料処理装置の故障診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる、燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合を監視して故障診断を行う蒸発燃料処理装置の故障診断装置は、燃料タンク内の圧力検出値を、所定上昇率で増加する参照値とを比較して、圧力検出値が参照値を超えている間は圧力検出値の更新を中断し、圧力検出値が参照値以下になると圧力検出値の更新を再開するようにしている。
【０００７】
このように、燃料タンク内の圧力検出値が参照値を超えている間はその更新を中断すると、スロッシュ等でタンク内圧が急上昇した場合の誤判定が防止される。また、参照値は所定上昇率で増加するため、減圧後の復圧過程でタンク内圧の急上昇が発生した後の圧力検出値が急上昇前の圧力まで低下する前に参照値以下になる。このため、圧力検出値が参照値以下になると圧力検出値の更新を再開することで、診断機会をむやみに減少させることがなくなる。
【０００８】
好ましい態様として、所定上昇率で増加する参照値と圧力検出値とを比較し、圧力検出値が参照値を超えている間は検出した圧力検出値を無効として参照値を超える前の圧力検出値に置き換え、参照値以下になると、その時点での圧力検出値に参照値を超える前の圧力検出値を置き換えるようにしてもよい。このようにすると、診断機会をむやみに減少させることがなくなり、誤判定を確実に防止できる。
【０００９】
また、所定上昇率で増加する参照値と圧力検出値とを比較し、圧力検出値が参照値を超えている間は検出した圧力検出値を無効として、比較時の参照値をタンク内圧力として圧力検出値と置き換え、参照値以下になると、その時点での圧力検出値に参照値を置き換えるようにしてもよい。このようにすると、診断機会をむやみに減少させることがなくなり、誤判定を確実に防止できる。
【００１０】
さらに、圧力検出値は、タンク内の圧力を検知する検出手段の出力そのものであっても良いが、検出手段の出力を、フィルターを介して処理したものであっても良い。このようにフィルター処理したものを圧力検出値として用いると、検出手段の検出誤差や小さな変動はフィルターで平均化され、フィルターの許容量を超える大きな変動のみが参照値と比較されて処理されるので、安定した診断処理性能を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。本形態にかかる蒸発燃料処理装置であるエバポパージシステムは、図１に示すように、自動車等の車両に装備される燃料タンク１内に発生する蒸散燃料（ベーパ）が大気中に放出されるのを防止するためのものである。このシステムは、燃料タンク１からの蒸散燃料を、ベーパ通路２につながるキャニスタ３内にベーパ通路２を通して導入し、このキャニスタ３内に吸着された蒸散燃料を所定条件下でパージ通路４を介して内燃機関５の吸気通路６へ放出（パージ）するように構成されている。
【００１２】
パージ通路４には、この通路を開閉する開閉手段としてパージソレノイドバルブ７が介装されている。キャニスタ３には大気導入部１２を開閉するベントソレノイドバルブ８が取り付けられている。パージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８は、故障診断時に使用されるものである。これらのパージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と記す）１１と接続されていて、ＥＣＵ１１からの制御信号に基づいて開閉制御されるようになっている。
【００１３】
パージソレノイドバルブ７は、オンされると開状態となってパージ通路４を開放し、オフされると閉状態となってパージ通路４を閉鎖する。ベントソレノイドバルブ８は、オフでは大気導入部１２を開放し、オンされると大気導入部１２を閉鎖する。このエバポパージシステムにおいては、通常パージソレノイドバルブ７はオンされ、ベントソレノイドバルブ８はオフされている。そして、故障判定するための判定条件が設立すると、パージソレノイドバルブ７をオフしてパージ通路４を閉鎖し、ベントソレノイドバルブ８をオンして大気導入部１２を閉鎖して燃料タンク１内を大気圧程度まで増圧する。そして、この状態でパージソレノイドバルブ７をオンしてパージ通路４を開放し、燃料タンク１と吸気通路６とを、ベーパ通路２、パージ通路４を介して連通し、吸気通路６内の負圧作用によりタンク内圧を所定負圧Ｐ１まで減圧する。
【００１４】
燃料タンク１には、燃料残量検出手段としての燃料レベルセンサ９が取り付けられていて、タンク内の燃料残量を検出できるようになっている。燃料タンク１には、圧力検出手段となる圧力センサ１０が取り付けられていて、タンク内圧力である圧力検出値Ｐｎを検出できるようになっている。燃料タンク１には、燃料温度検出手段としての燃料温度センサ２０が取り付けられていて、タンク内の燃料温度を検出できるようになっている。これらの燃料レベルセンサ９、圧力センサ１０、燃料温度センサ２０からの検出情報はＥＣＵ１１へ送られるようになっている。燃料タンク１の給油口１７には、着脱自在なフィラーキャップ１６が装着されている。このフィラーキャップ１６は、給油口１７へ正常に装着された状態では給油口１７を密閉状態とし、給油口１７から燃料タンク１内へ大気導入がなされないように構成されている。
（第１の形態）
このように構成されるエバポパージシステムには、エバポパージシステムの故障により蒸散燃料が大気中に放出するのを防止すべく、エバポパージシステムのリーク故障を検知する故障診断装置が備えられている。この故障診断装置は、図２に示すように、パージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８を制御することで、燃料タンク１内を所定負圧Ｐ１まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での燃料タンク１内の圧力上昇度合（ΔＰ）を監視して故障判定を行うものである。
【００１５】
故障診断装置は、パージソレノイドバルブ７及びベントソレノイドバルブ８を制御して、燃料タンク１内を所定負圧Ｐ１まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合ΔＰ（所定負圧Ｐ１からの圧力上昇量）を監視するとともに、燃料タンク１内の圧力検出値Ｐｎと所定上昇率で増加する参照値Ｍとを比較し、その結果に応じて圧力検出値の更新を中断したり再開して故障診断を行う故障診断手段１３を備えている。本形態において、故障診断手段１３はＥＣＵ１１が備えているが、ＥＣＵ１１と個別に設けても良い。
【００１６】
ＥＣＵ１１は、周知のマイクロコンピュータであって、図示しないメモリーに図３に示すように、故障診断手段１３で用いる参照値Ｍのマッピングデータや判定値Ｌが予め記憶されている。参照値Ｍは、単位時間当たり（更新期間中）に所定率で上昇するであろう燃料タンク１内の上昇予測圧力である。図３において、縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。
【００１７】
次に、故障診断手段１３の動作を、図４に示すフローチャートを基に説明する。
図４において、ステップＳ１において、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷Ｅｖを図示しない回転センサ及びスロットル開度センサ等の検出手段より検出して読み込む他、水温、吸気温、空燃比学習値、燃料残量等の各運転状態を読込み、ステップＳ２においてステップＳ１で読み込んだ検出値に基づき判定条件が成立しているか否かを判断する。ステップＳ２での判断時に判定条件が成立していると、ステップＳ３に進んで故障診断を開始し、判定条件が成立していなければ故障診断は実行しないで処理を終了する。
【００１８】
故障診断が開始すると、図２に示すように、パージソレノイドバルブ７をオンしてタンク内圧を減圧する。この減圧は、ステップＳ４において所定負圧Ｐ１となるまで行われ、所定負圧Ｐ１となるとステップＳ５に進む。ステップＳ５では図示しないタイマーによって計測される更新期間（更新時間）が判断される。例えば、更新期間を０．５秒とすると、この時間を経過するとステップＳ６に進む。更新期間は、上述の時間に限定されるものではなく、エンジン１の負圧能力や制御周期等を考慮して適宜設定すればよい。ステップＳ６ではタンク内圧Ｐｎを検出し、ステップＳ７に進んで参照値Ｍが図３のマップ情報から読み出されてステップＳ８に進む。
【００１９】
ステップＳ８では、圧力検出値Ｐｎと参照値Ｍとが比較され、圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍを超えていない場合には、ステップＳ９に進んで、圧力検出値Ｐｎからタンク内の圧力上昇度合ΔＰ、すなわちＰｎ−Ｐ１を算出する。ステップＳ８において、圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍを超える場合には、スロッシュによる過度な圧力変動であるとしてステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、圧力検出値Ｐｎを更新せずにステップＳ８で判断が行われる前の、前回の圧力検出値Ｐｎ−１に置き換え、ステップＳ９に進んで圧力上昇度合ΔＰを算出する。
【００２０】
すなわち、図３において圧力検出値Ｐｎが実線で示すように参照値Ｍの範囲内の場合には検出した圧力検出値Ｐｎをそのまま使用し、例えば更新期間Ａにおいて圧力検出値Ｐｎが破線で示すように参照値Ｍの範囲を超える場合には、検出した圧力検出値Ｐｎは用いずに、更新期間Ａ直前の圧力検出値Ｐｎ−１を用いてタンク内の圧力上昇度合ΔＰを算出する。
【００２１】
ステップＳ１１では、算出された圧力上昇度合ΔＰと判定値Ｌとを比較し、圧力上昇度合ΔＰが判定値Ｌを超えると、エバポパージシステムにリーク（洩れ）がある可能性があるものとしてステップＳ１２に進む。ステップＳ１２ではリーク可能性有りと判定された回数をカウントし、続くステップＳ１３にてカウント回数が所定回数（例えば２回）に達しているか否かを判定する。所定回数に達している場合はステップＳ１４で図示しない警告灯を点灯して故障であることを警告して処理を終了する。ステップＳ１３でカウント回数が所定回数に達していないと判断された場合はステップＳ３に戻り、以降の処理を繰り返す。
【００２２】
また、ステップＳ１１において、圧力上昇度合ΔＰが判定値Ｌを超えていなければ、ステップＳ１５に進んで複圧量測定期間が終了したか否か、すなわち所定負圧Ｐ１に減圧してから所定時間が経過したか否かが判断される。そして、計測時間が経過している場合は燃料系にリーク（洩れ）がないものと判断して処理を終了する。一方、計測時間が経過していない場合はステップＳ５に戻り、更新期間が経過すると、新たにタンク内圧力Ｐｎを検出するとともに、新たな更新期間にかかる参照値Ｍを読み出す。そして、これらステップＳ５からＳ１１までは、圧力上昇度合ΔＰが判定値Ｌを超えるまで、あるいは複圧量測定期間が終了するまで実行される。
【００２３】
このように、燃料タンク１内の圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍを超えている間は、圧力検出値Ｐｎの更新を中断し、前回の圧力検出値Ｐｎ−１を用いて圧力上昇度合ΔＰを算出して故障診断するので、スロッシュ等でタンク内圧が急上昇した場合でも誤判定を防止することができ、正確な判定が可能になる。参照値Ｍは経過期間毎に所定上昇率で増加するため、減圧後の復圧過程でタンク内圧の急上昇が発生した後の圧力検出値が急上昇前の圧力まで低下する前に参照値Ｍ以下になる。このため、圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍ以下になって圧力検出値Ｐｎの更新を再開することで、常に最新の圧力検出値Ｐｎを用いて圧力上昇度合ΔＰを算出して故障診断が行えるので、診断機会をむやみに減少させることがなくなり、診断機会を確保しながら診断精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、圧力検出値Ｐｎには、圧力センサ１０の出力をフィルタ処理したものが使用されている。これにより小さな変動はフィルタで処理し、大きな変動は参照値Ｍとの比較で処理することができ、圧力上昇度合ΔＰを的確に算出して故障診断を行うことができ、安定した診断処理性能を確保することができる。
【００２５】
図５は、故障診断手段１３の別な形態を示すものである。図５に示すフローチャートは、ステップＴ１からＴ８までは、図４に示すフローチャートのステップＳ１からＳ８と同一の内容であるので、ステップＴ１からＴ８までの詳細な説明は省略する。
【００２６】
ステップＴ８において、所定上昇率で増加する参照値Ｍと圧力検出値Ｐｎとを比較し、圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍを超えていない場合には、ステップＴ９に進んで、圧力検出値Ｐｎからタンク内の圧力上昇度合ΔＰを算出する。圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍを超えている間はステップＴ１０に進んで検出した圧力検出値Ｐｎを無効として、比較時の参照値Ｍをタンク内圧力として圧力検出値Ｐｎに置き換え、Ｔ９に進んで圧力上昇度合ΔＰを算出する。
【００２７】
ステップＴ１１では、算出された圧力上昇度合ΔＰと判定値Ｌとを比較し、圧力上昇度合ΔＰが判定値Ｌを超えると、エバポパージシステムにリーク（洩れ）がある可能性があるものとしてステップＴ１２に進む。ステップＴ１２ではリーク可能性有りと判定された回数をカウントし、続くステップＴ１３にてカウント回数が所定回数（例えば２回）に達しているか否かを判定する。所定回数に達している場合はステップＴ１４で図示しない警告灯を点灯して故障であることを警告して処理を終了する。ステップＴ１３でカウント回数が所定回数に達していないと判断された場合はステップＴ３に戻り、以降の処理を繰り返す。
【００２８】
また、ステップＴ１１において、圧力上昇度合ΔＰが判定値Ｌを超えていなければ、ステップＴ１５に進んで複圧量測定期間が終了したか否か、すなわち所定負圧Ｐ１に減圧してから所定時間が経過したか否かが判断される。そして、計測時間が経過している場合は燃料系にリーク（洩れ）がないものと判断して処理を終了する。一方、計測時間が経過していない場合はステップＴ５に戻り、更新期間が経過すると、新たにタンク内圧力Ｐｎを検出するとともに、新たな更新期間にかかる参照値Ｍを読み出す。そして、これらステップＴ５からＴ１１までは、圧力上昇度合ΔＰが判定値Ｌを超えるまで、あるいは複圧量測定期間が終了するまで実行される。
【００２９】
このようにしても、燃料タンク１内の圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍを超えている間は、圧力検出値Ｐｎの更新を中断し、参照値Ｍを用いて圧力上昇度合ΔＰを算出して故障診断するので、スロッシュでタンク内圧が急上昇した場合でも誤判定を防止することができ、正確な判定が可能になる。参照値Ｍは経過期間毎に所定上昇率で増加するため、減圧後の復圧過程でタンク内圧の急上昇が発生した後の圧力検出値が急上昇前の圧力まで低下する前に参照値Ｍ以下になる。このため、圧力検出値Ｐｎが参照値Ｍ以下になって圧力検出値Ｐｎの更新を再開することで、常に最新の圧力検出値Ｐｎを用いて圧力上昇度合ΔＰを算出して故障診断が行えるので、診断機会をむやみに減少させることがなくなり、診断機会を確保しながら診断精度を向上させることができる。
【００３０】
なお、上記各形態では、参照値Ｍを図３に示したマップから読み出すものとしたがこの方式に限らず、例えば前回検出値（Ｐｎ−１）に所定量αを加算した値（Ｐｎ−１）＋αを参照値Ｍとして更新期間毎に算出する方式としてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料タンク内の圧力検出値と所定上昇率で増加する参照値とを比較して圧力検出値が参照値を超えている間は更新を中断するので、燃料の揺れ等でタンク内圧が急上昇した場合の誤判定が防止され正確な判定が可能になる。参照値は所定上昇率で増加するため、減圧後の復圧過程でタンク内圧の急上昇が発生した後の圧力検出値は急上昇前の圧力まで低下する前に参照値以下になり、圧力検出値が参照値以下になると更新を再開することで、診断機会をむやみに減少させることがなく、診断機会を確保しながら診断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる蒸発燃料処理装置及び故障診断装置を概略構成図である。
【図２】故障診断装置における故障診断を説明するためのタイムチャートである。
【図３】タンク内の圧力検出値と参照値の関係を示す図である。
【図４】故障診断の一形態を示すフローチャートである。
【図５】故障診断の別な形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 燃料タンク
ΔＰ 圧力上昇度合
Ｐ１ 所定負圧
Ｐｎ 圧力検出値
Ｍ 参照値

Claims (3)

1. 燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合を監視して故障診断を行う蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、
   上記燃料タンク内の圧力検出値と所定上昇率で増加する参照値とを比較して、上記圧力検出値が上記参照値を超えている間は上記圧力検出値を無効として上記参照値を超える前の圧力検出値に置き換え、上記圧力検出値が上記参照値以下になると、その時点での圧力検出値に上記参照値を超える前の圧力検出値を置き換えることを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
2. 燃料タンク内を所定負圧まで減圧させたあと大気と遮断された密閉状態での圧力上昇度合を監視して故障診断を行う蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、
   上記燃料タンク内の圧力検出値と所定上昇率で増加する参照値とを比較して、上記圧力検出値が上記参照値を超えている間は上記圧力検出値を無効として、比較時の参照値をタンク内圧力として上記圧力検出値と置き換え、上記圧力検出値が上記参照値以下になると、その時点での圧力検出値に上記参照値を置き換えることを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診断装置。
3. 上記燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   上記圧力検出手段で検出された圧力検出値を平均化するフィルタを有することを特徴とする請求項１または２記載の蒸発燃料処理装置の故障診断装置。

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