JP7405051B2 - 漏れ診断装置の故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、漏れ診断装置の故障診断装置に関する。

従来、燃料タンクの蒸発燃料を回収し吸気通路に供給する蒸発燃料処理装置において、部材や配管等の漏れを診断する装置が知られている。

例えば特許文献１に開示された蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置は、キャニスタベントバルブ（ＣＶＶ）、バキュームポンプ、及び、二つのチェックバルブ（ＣＶ１、ＣＶ２）を備える。キャニスタベントバルブは、キャニスタと大気との間の第１流路に設けられている。ポンプ及びチェックバルブは、第１流路と並列に形成された第２流路に設けられている。

米国特許公開ＵＳ２０２０／０１８２１７４Ａ１

特許文献１の従来技術では、漏れ診断装置が故障した場合、漏れ診断での「漏れ有り」の判定結果が蒸発燃料処理装置の漏れによるものか、漏れ診断装置の故障によるものか、判別することができない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置の故障を診断可能な故障診断装置を提供することにある。

本発明は、蒸発燃料処理装置（１０）において、大気通路に設けられ蒸発燃料の漏れを診断する漏れ診断装置（６０）の故障診断を行う故障診断装置である。蒸発燃料処理装置は、キャニスタ（２３）に吸着された蒸発燃料を、パージ通路（４０）を介して吸気通路（４５）にパージする。キャニスタは、ベーパ通路（２０）を介して燃料タンク（２１）に接続され、且つ、大気通路（３０）を介して大気開放口（３３）に接続されている。

漏れ診断装置は、ベントバルブ（６１）と、ポンプ（６２）と、一つ以上の逆止弁（６３１、６３２）と、フィルタ（６４）と、を備える。ベントバルブは、特許文献１のキャニスタベントバルブに相当する。ポンプ及び逆止弁は、特許文献１のバキュームポンプ及びチェックバルブＣＶ１、ＣＶ２に相当する。

ベントバルブは、大気通路の主通路としてキャニスタと大気開放口とを接続する第１大気通路（３１）を遮断可能である。ポンプは、第１大気通路のバイパス通路としてキャニスタと大気開放口とを接続する第２大気通路（３２）に設けられ、第２大気通路を加圧又は減圧可能である。例えばポンプが第２大気通路の気体をキャニスタ側から大気開放口側に向かって圧送するとき、キャニスタからポンプまでの間の第２大気通路は減圧される。一つ以上の逆止弁は、第２大気通路に設けられ、ポンプの圧送方向とは逆方向の流れを封止する。フィルタは、大気開放口側の第１大気通路と第２大気通路との合流点と、大気開放口との間の大気通路（３０）に設けられている。

第１の態様の故障診断装置は、故障診断において、キャニスタに接続される通路の圧力を検出する圧力センサ（１３）の出力値に基づき故障診断するものであり、故障診断において、次の機能を含む。
・ベントバルブを閉じ、ポンプをＯＮした状態で、圧力センサの出力値を評価し、ポンプの故障、又は、逆止弁の閉固着、又は、フィルタの詰まり、又は、ベントバルブの開固着、又は、蒸発燃料装置における所定量以上の漏れを判定する機能。
・ベントバルブを閉じた状態で、ポンプをＯＮからＯＦＦした直後における圧力センサの出力値の変化を評価し、蒸発燃料装置における所定量未満の漏れを判定する機能。

第２の態様の故障診断装置は、故障診断において、ポンプの電流値に基づき故障診断するものであり、故障診断において、次の機能を含む。
・ベントバルブを閉じ、ポンプをＯＮした状態でのポンプの電流値に基づき、ポンプの故障、又は、逆止弁の閉固着、又は、フィルタの詰まり、又は、ベントバルブの開固着、又は、蒸発燃料装置の漏れを判定する機能。
・ベントバルブを閉じ、ポンプをＯＮ後にＯＦＦした状態でのポンプの電流値に基づき、ポンプのＯＦＦ不能故障を判定する機能。

第３の態様の故障診断装置は、故障診断において、パージ通路に設けられたパージバルブ（４２）を開き、キャニスタから吸気通路へ蒸発燃料をパージした状態で、空燃比センサ（１５）の出力値に基づき故障診断する。空燃比センサは、吸気通路を通りエンジンに供給される混合気の空燃比を検出するものであり、故障診断において、次の機能を含む。
・ベントバルブを開き、ポンプをＯＦＦした状態で空燃比センサの出力値を評価し、フィルタの詰まりを判定する機能。
・ベントバルブを閉じ、ポンプをＯＦＦした状態で空燃比センサの出力値を評価し、ベントバルブの開固着を判定する機能。
・ベントバルブを開き、ポンプをＯＮした状態で空燃比センサの出力値を評価し、ポンプの故障、又は、逆止弁の閉固着を判定する機能。

このように、本発明では漏れ診断装置の故障を考慮しつつ、蒸発燃料処理装置の漏れ診断を実施することができる。

蒸発燃料処理装置及び第１～第３実施形態の漏れ診断装置の全体構成図。 比較例の漏れ診断のフローチャート。 第１実施形態の故障診断装置による故障診断のフローチャート（１）。 同上のフローチャート（２）。 システム小漏れ無しａｎｄＬＣＭ故障無しの場合のタイムチャート。 システム小漏れ有りの場合のタイムチャート。 ポンプＯＦＦ不能の場合のタイムチャート。 ポンプ故障の場合のタイムチャート。 フィルタ詰まりの場合のタイムチャート。 逆止弁閉固着の場合のタイムチャート。 システム大漏れ有りの場合のタイムチャート。 ベントバルブ開固着の場合のタイムチャート。 第２実施形態の故障診断装置による故障診断のフローチャート（１）。 同上のフローチャート（２）。 システム小漏れ無しａｎｄＬＣＭ故障無しの場合のタイムチャート。 システム小漏れ有りの場合のタイムチャート。 ポンプＯＦＦ不能の場合のタイムチャート。 ポンプ故障の場合のタイムチャート。 逆止弁閉固着の場合のタイムチャート。 フィルタ詰まりの場合のタイムチャート。 システム大漏れ有りの場合のタイムチャート。 ベントバルブ開固着の場合のタイムチャート。 第３実施形態の故障診断装置による故障診断のフローチャート。 フィルタ詰まりの場合のタイムチャート。 ベントバルブ開固着の場合のタイムチャート。 ポンプ故障ｏｒ逆止弁閉固着の場合のタイムチャート。 ポンプＯＦＦ不能の場合のタイムチャート。 蒸発燃料処理装置及び第４実施形態の漏れ診断装置の全体構成図。 第４実施形態の故障診断装置による故障診断のフローチャート（１）。 同上のフローチャート（２）。 システム小漏れ無しａｎｄＬＣＭ故障無しの場合のタイムチャート。 システム小漏れ有りの場合のタイムチャート。 ポンプＯＦＦ不能の場合のタイムチャート。 ポンプ故障の場合のタイムチャート。 フィルタ詰まりの場合のタイムチャート。 逆止弁閉固着の場合のタイムチャート。 システム大漏れ有りの場合のタイムチャート。 ベントバルブ開固着の場合のタイムチャート。

以下、本発明による故障診断装置の複数の実施形態を、図面に基づいて説明する。この故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した燃料をキャニスタで回収し、吸気通路に供給する車両の蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料処理装置の漏れを診断する漏れ診断装置の故障診断を行う。以下、蒸発燃料処理装置を「システム」ともいう。また、漏れ診断装置を「リークチェックモジュール（ＬＣＭ）」ともいう。

［蒸発燃料処理装置及び漏れ診断装置の全体構成］
最初に図１を参照し、装置の全体構成について説明する。システム、すなわち蒸発燃料処理装置１０には、燃料タンク２１、べーパ通路２０、キャニスタ２３、大気通路３０、及び、パージ通路４０等が含まれる。

燃料が貯留された燃料タンク２１は、べーパ通路２０を介して、蒸発燃料を吸着するキャニスタ２３と接続されている。また、図１の構成例ではべーパ通路２０に密閉弁２２が設けられている。密閉弁２２は、原則として給油時以外は燃料タンク２１とキャニスタ２３との間を遮断して燃料タンク２１を密閉状態とする。ただし、密閉弁２２が設けられない構成であってもよい。

大気通路３０は、キャニスタ２３と大気開放口３３とを接続する。パージ通路４０は、キャニスタ２３と吸気通路４５とを接続する。パージ通路４０の途中にはパージバルブ４２が設けられている。パージバルブ４２が開いた状態で、キャニスタ２３に吸着された蒸発燃料は、大気通路３０を介して導入された空気と共に、パージ通路４０を介して吸気通路４５にパージされる。

このように蒸発燃料処理装置１０は、キャニスタ２３に吸着された蒸発燃料を、パージ通路４０を介して吸気通路４５にパージする。このとき、パージバルブ４２の開度に応じて、パージされる蒸発燃料の量が調整される。吸気通路４５において吸気と蒸発燃料とが混合された混合気は、エンジン５０に供給される。

漏れ診断装置６０は、蒸発燃料処理装置１０において、大気通路３０に設けられ蒸発燃料の漏れを診断する。漏れ診断装置６０内には大気通路３０を構成する二つの通路が並列に形成されている。第１大気通路３１は、大気通路３０の主通路としてキャニスタ２３と大気開放口３３とを接続する。第２大気通路３２は、第１大気通路３１のバイパス通路としてキャニスタ２３と大気開放口３３とを接続する。第１大気通路３１と第２大気通路３２との合流点のうちキャニスタ２３側の合流点をＹｃ、大気開放口３３側の合流点をＹａと記す。

漏れ診断装置６０は、ベントバルブ６１、ポンプ６２、二つの逆止弁６３１、６３２、及び、フィルタ６４を備える。ベントバルブ６１は第１大気通路３１を遮断可能である。本実施形態のベントバルブ６１は、ノーマルオープンの電磁弁で構成されている。

ポンプ６２は、第２大気通路３２に設けられており、電力で駆動される電動ポンプである。各実施形態のポンプ６２、６２Ｘは、第２大気通路３２を加圧又は減圧可能である。
そのうち第１～第３実施形態のポンプ６２は、第２大気通路３２の気体をキャニスタ２３側から大気開放口３３側に向かって圧送可能であり、ポンプ６２の作動によりキャニスタ２３からポンプ６２までの間の第２大気通路３２は減圧される。なお後述の第４実施形態では、ポンプ６２Ｘの圧送方向が逆向きである。

逆止弁６３１、６３２は、第２大気通路３２に設けられ、ポンプ６２の圧送方向とは逆方向の流れを封止する。詳しくは、第１逆止弁６３１は、キャニスタ２３側の合流点Ｙｃとポンプ６２との間に設けられており、第２逆止弁６３２は、大気開放口３３側の合流点をＹａとポンプ６２との間に設けられている。逆止弁の数は二つに限らず、一つ以上であればよい。また、逆止弁の具体的な構造は問わない。フィルタ６４は、大気開放口３３側の合流点Ｙａと大気開放口３３との間の大気通路３０に設けられている。

また、通常、漏れ診断装置６０による漏れ診断に用いられるセンサとして、キャニスタ２３に接続される通路の圧力を検出する圧力センサ１３が設けられている。図１の構成例では、キャニスタ２３側の合流点Ｙｃとキャニスタ２３との間の大気通路３０に圧力センサ１３が設けられている。この他、例えば合流点Ｙｃとベントバルブ６１との間の第１大気通路３１や合流点Ｙｃと第１逆止弁６３１との間の第２大気通路３２に圧力センサ１３が設けられてもよい。或いは、密閉弁２２とキャニスタ２３との間のベーパ通路２０に圧力センサ１３が設けられてもよい。

さらに、一般にエンジン制御のため、エンジン５０の排気側には、吸気装置４５を通りエンジン５０に供給される混合気の空燃比を検出する空燃比センサ（ラムダセンサ）１５が設けられている。

このような構成の蒸発燃料処理装置１０は、特許文献１（ＵＳ２０２０／０１８２１７４Ａ１）に開示されている。特許文献１に参照される比較例の漏れ診断方法を図２のフローチャートに示す。以下、フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを示す。図２のスタート時、パージバルブ４２は閉じている。

Ｓ９１で、特許文献１のキャニスタベントバルブに相当するベントバルブ６１が閉じられる。Ｓ９２でポンプ６２がＯＮされると、漏れ診断装置６０の漏れが無ければ、キャニスタ２３側の通路は大気圧より負圧側に減圧される。Ｓ９３では、圧力センサ１３の出力値が所定の圧力閾値（＜大気圧）以下であるか判断される。Ｓ９４でポンプ６２がＯＦＦされる。Ｓ９６では、ポンプＯＦＦ後の圧力センサ１３の出力値の変化速度が所定の速度閾値以下であるか判断される。Ｓ９６でＹＥＳの場合、Ｓ９７で「システムに漏れ無し」と判定される。Ｓ９３でＮＯの場合、又は、Ｓ９６でＮＯの場合、Ｓ９８で「システムに漏れ有り」と判定される。

しかし、特許文献１の従来技術は、漏れ診断装置６０が故障していないことを前提としている。言い換えれば、漏れ診断装置６０の各要素が故障する可能性を考慮していない。したがって、漏れ診断装置６０が故障した場合、漏れ診断での「漏れ有り」の判定結果が蒸発燃料処理装置１０の漏れによるものか、漏れ診断装置６０の故障によるものか、判別することができない。この課題を解決するため、本実施形態の故障診断装置８０は、漏れ診断装置６０の故障を診断可能である。

本実施形態の故障診断装置８０は、（１）圧力センサ１３の出力値Ｐｓｎｓ、（２）ポンプ６２の電流値Ｉｐｕｍｐ、（３）空燃比センサ１５の出力値Ａ／Ｆのうち一つ以上のパラメータに基づき、漏れ診断装置６０の故障診断を行う。以下、圧力センサ１３の出力値Ｐｓｎｓを「圧力センサ出力値Ｐｓｎｓ」、ポンプ６２の電流値Ｉｐｕｍｐを「ポンプ電流Ｉｐｕｍｐ」、空燃比センサ１５の出力値Ａ／Ｆを「空燃比センサ出力値Ａ／Ｆ」と記す。

具体的には第１実施形態では圧力センサ出力値Ｐｓｎｓに基づき故障診断する。第２実施形態では圧力センサ出力値Ｐｓｎｓ及びポンプ電流Ｉｐｕｍｐに基づき故障診断する。第３実施形態では空燃比センサ出力値Ａ／Ｆに基づき故障診断する。図１に破線矢印で示すように、故障診断装置８０は三つのパラメータを常に取得する必要はなく、実施形態に応じて使用するパラメータのみを取得すればよい。

［漏れ診断装置の故障診断］
次に、故障診断装置８０による漏れ診断装置６０の故障診断について、実施形態毎にフローチャート及びタイムチャートに基づき説明する。第１実施形態及び第２実施形態ではフローチャートの一部を共用し、実質的に同一のステップに同一のステップ番号を付す。また、第１実施形態及び第２実施形態のフローチャートは、それぞれ接続記号Ｊ１、Ｊ２を介して２図に跨って表される。６０番台の判定ステップのうち一部のステップ番号は、故障した部品の符号と対応する。

故障診断は、車両の駐車中、例えばイグニッションＯＦＦから数時間経過後に実施される。第１実施形態及び第２実施形態では、漏れ診断装置（図中「ＬＣＭ」）６０の故障診断と同時にシステム自体の漏れ診断も実施される。大まかな目安としてシステムの「大漏れ」とは、ベントバルブ６１開時の流量と同等以上の漏れを意味し、バルブが閉じていない場合や配管の接続部が外れたりした場合に想定される。一方、「小漏れ」はピンホール等による微小な漏れを意味する。

各タイムチャートには共通に、パージバルブ４２、ベントバルブ６１及びポンプ６２のＯＮ／ＯＦＦを示す。ノーマルクローズのパージバルブ４２は、ＯＮが開、ＯＦＦが閉を表す。ノーマルオープンのベントバルブ６１は、ＯＮが閉、ＯＦＦが開を表す。第１、第２実施形態ではパージバルブ４２は常に閉じている。

また、第１実施形態のタイムチャートには圧力センサ出力値Ｐｓｎｓを示し、一部の図ではさらにシステム温度、すなわち漏れ診断装置６０の周囲温度を示す。ここでは、初期温度に対しシステム温度が上昇する場合を例示する。第２実施形態のタイムチャートにはポンプ電流Ｉｐｕｍｐ及び圧力センサ出力値Ｐｓｎｓを示す。第１～第３実施形態では、ポンプ６２が正常に作動したとき、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓは大気圧から負側に変化する。第３実施形態のタイムチャートには空燃比センサ出力値Ａ／Ｆを示す。

以下、フローチャート及びタイムチャートを一緒に参照しながら説明する。フローチャートのステップ中に括弧で記した図番は、対応するタイムチャートの図番を示す。なお、各ステップでポンプ６２やベントバルブ６１をＯＮ／ＯＦＦする主体は故障診断装置８０であるが、「故障診断装置８０はポンプ６２をＯＮする」のように主語を都度記載すると冗長になる。そこで基本的に、「ポンプ６２がＯＮされる」のようにポンプ６２やベントバルブ６１を主語として受動態で記載する。

〈第１実施形態〉
図３～図１２を参照し、第１実施形態の故障診断について説明する。以下の圧力閾値の関係は、「ＰＥ＞ＰＤ＞大気圧＞ＰＣ＞ＰＡ＞ＰＢ」、「大気圧＞ＰＦ＞ＰＡ」である。図３のスタート時、パージバルブ４２は閉じている。時刻ｔ１に、Ｓ１１でベントバルブ６１が閉じられ、Ｓ１２でポンプ６２がＯＮされる。漏れ診断装置６０が正常ならば、第１大気通路３１が遮断され、キャニスタ２３から大気開放口３３まで第２大気通路３２を経由して通気可能となる。

時刻ｔ２に、Ｓ１３では、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＡ以下であるか判断される。図５～図７では圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＡ以下であり、Ｓ１３でＹＥＳと判断され、Ｓ１４でポンプ６２がＯＦＦされる。Ｓ１３でＮＯの場合、Ｓ６０で「ベントバルブ開固着ｏｒポンプ故障ｏｒ逆止弁閉固着ｏｒフィルタ詰まりｏｒシステムに大漏れ有り」と判定され、図４に移行する。ここで、「逆止弁閉固着」とは、第１逆止弁６３１又は第２逆止弁６３２の少なくとも一方が閉固着していることを意味する。

Ｓ１４に続くＳ１５では、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＢ以上であるか判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ１７に移行する。Ｓ１４により、システム及び漏れ診断装置６０が正常ならば第２大気通路３２が遮断され、システム内の圧力が維持される。

Ｓ１７では、ポンプ６２がＯＦＦしてから、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＣに達する時間が閾値ＴＱより大きいか判断される。すなわち、時刻ｔ２から閾値ＴＱ後の時刻ｔ３における圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＣと比較される。

図５に示すように、時刻ｔ３での圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＣより小さくＳ１７でＹＥＳの場合、Ｓ７０で「システムに小漏れ無しａｎｄＬＣＭ故障無し」と判定される。図６に示すように、時刻ｔ３での圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＣ以上であり、Ｓ１７でＮＯの場合、Ｓ６８で「システムに小漏れ有り」と判定される。

Ｓ１５に戻り、図７に示すように、ポンプＯＦＦ指令後に圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが下がり続け、閾値ＰＢを下回った場合、Ｓ６６で「ポンプＯＦＦ不能」と判定される。

続いて図４を参照する。Ｓ１３でＮＯと判断された後、Ｓ１４でポンプ６２がＯＦＦされる。Ｓ２１では、漏れ診断装置６０の周囲温度が変化（ここでは上昇）した時の圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが確認される。ここでシステム温度は、加熱装置等によって積極的に加温されてもよいし、日中の気温上昇に伴って成行きで昇温するのを待ってもよい。システムが封鎖された状態で温度が上昇すると配管内の空気が膨張し、圧力が上昇する。したがって、システム温度変化と共に圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが変化する。

図８～図１２において時刻ｔ２から時刻ｔ６までシステム温度が上昇する。Ｓ２２では、温度上昇後の圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＤ以上であるか判断される。圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＤより小さく、Ｓ２２でＮＯの場合、Ｓ６１５で「ベントバルブ開固着ｏｒシステムに大漏れ有り」と判定される。Ｓ２２でＹＥＳの場合、さらにＳ２３では圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＥ以上であるか判断される。閾値ＰＤ、ＰＥは上昇後のシステム温度に応じて随時設定されてもよい。

図８に示すように、温度上昇後の圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＤ以上で閾値ＰＥより小さい場合、Ｓ２３でＮＯと判断される。この場合、第２大気通路３２の通気は正常であると推定され、Ｓ６２で、Ｓ１３でＮＯと判断された要因が「ポンプ故障」と判定される。

温度上昇後の圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＥ以上であり、Ｓ２３でＹＥＳの場合、Ｓ６３４で「逆止弁閉固着ｏｒフィルタ詰まり」と判定される。そして、時刻ｔ６にＳ２４でベントバルブ６１が開かれ、Ｓ２５で再び、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＥ以上であるか判断される。図９に示すように、Ｓ２５でＹＥＳの場合、Ｓ６４で「フィルタ詰まり」と判定される。図１０に示すように、ベントバルブ６１を開くと圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＥを下回る場合、Ｓ２５でＮＯと判断され、Ｓ６３で「逆止弁閉固着」と判定される。

一方、Ｓ６１５に続くＳ２６でシステム温度の安定化が確認された後、時刻ｔ７にＳ２８でポンプ６２がＯＮされる。Ｓ２９では、ポンプ６２がＯＮしてから、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＦに達する時間が閾値ＴＲより大きいか判断される。すなわち、時刻ｔ７から閾値ＴＲ後の時刻ｔ８における圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＦと比較される。

図１１に示すように、時刻ｔ８での圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＦより大きくＳ２９でＹＥＳの場合、Ｓ６５で「システムに大漏れ有り」と判定される。システムに大漏れが有る場合、ポンプ６２は蒸発燃料を含む気体を吸入するため、蒸発燃料を含まない気体を吸入する場合に比べポンプ負荷が大きくなり、配管内圧力を閾値ＰＦまで低下させるまでの時間が長くかかる。

図１２に示すように、時刻ｔ８での圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが閾値ＰＦ以下でありＳ２９でＮＯの場合、Ｓ６６で「ベントバルブ開固着」と判定される。ベントバルブ６１の開固着の場合、ポンプ６２は蒸発燃料を含まない気体を吸入するためポンプ負荷が小さく、配管内圧力を閾値ＰＦまで低下させるまでの時間が短い。

以上のように第１実施形態の故障診断は、ベントバルブ６１を閉じ、ポンプ６２をＯＮした状態で、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓを評価するステップを含む。Ｓ１３がこれに相当する。ここで、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓを評価する具体的手段として、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが所定の圧力閾値と比較される。

また第１実施形態の故障診断は、ベントバルブ６１を閉じた状態で、ポンプ６２をＯＮからＯＦＦした直後における圧力センサ出力値Ｐｓｎｓの変化を評価するステップをさらに含む。Ｓ１７がこれに相当する。ここで、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓの変化を評価する具体的手段として、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが所定の圧力閾値まで到達する時間が所定の時間閾値と比較される。

また第１実施形態の故障診断は、ベントバルブ６１を閉じた状態で、ポンプ６２をＯＦＦからＯＮした直後における圧力センサ出力値Ｐｓｎｓの変化を評価するステップをさらに含む。Ｓ２９がこれに相当する。圧力センサ出力値Ｐｓｎｓの変化を評価する具体的手段は上記と同様である。

また第１実施形態の故障診断は、ベントバルブ６１を閉じ、ポンプ６２をＯＦＦした状態で、漏れ検出装置６０の周囲温度が変化したときの圧力センサ出力値Ｐｓｎｓを評価するステップをさらに含む。Ｓ２２、Ｓ２３がこれに相当する。

第１実施形態の故障診断装置８０は、以上のようなステップを組み合わせることで、漏れ診断装置６０の多種類の故障診断を実施可能である。よって、蒸発燃料処理装置１０の漏れと漏れ診断装置６０の故障とを適切に判別することができる。

（第２実施形態）
図１３～図２２を参照し、第２実施形態の故障診断について説明する。なお、第１実施形態との重複部分については、適宜説明を省略する。Ｓ１１～Ｓ１４は第１実施形態と同じである。時刻ｔ１～ｔ２にポンプ６２がＯＮのとき、漏れ診断装置６０が正常ならば、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐは基準値Ｉ０となる。以下のポンプ電流閾値の関係は、「ＩＨ＞Ｉ０＞ＩＧ（＞０）」、「ＩＫ＞ＩＬ＞Ｉ０＞ＩＭ」である。

Ｓ１４でポンプ６２がＯＦＦされた後、Ｓ３１では、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐが０に近い小さい閾値ＩＧ以下であるか判断される。Ｓ３１でＹＥＳの場合、Ｓ１７に移行し、以後、第１実施形態と同じである。図１５に示すように、Ｓ１７でＹＥＳの場合、Ｓ７０で「システムに小漏れ無しａｎｄＬＣＭ故障無し」と判定される。図１６に示すように、Ｓ１７でＮＯの場合、Ｓ６８で「システムに小漏れ有り」と判断される。

Ｓ３１に戻り、図１７に示すように、ポンプＯＦＦ指令後にポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＧより大きい場合、Ｓ３１でＮＯと判断され、Ｓ６６で「ポンプＯＦＦ不能」と判定される。

続いて図１４を参照する。Ｓ１３でＮＯと判断された後、Ｓ３３では、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＫより大きいか、又は０であるか判断される。図１８に示すように、Ｓ３３でＹＥＳの場合、Ｓ６２で「ポンプ故障」と判定される。

Ｓ３３でＮＯの場合、Ｓ３４では、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＬより大きく閾値ＩＫ以下であるか判断される。Ｓ３４でＹＥＳの場合、Ｓ６３４で「逆止弁閉固着ｏｒフィルタ詰まり」と判定される。Ｓ３４でＮＯの場合、Ｓ６１５で「ベントバルブ開固着ｏｒシステムに大漏れ有り」と判定される。

Ｓ６３４に続き、時刻ｔ５にＳ２４でベントバルブ６１が開かれ、Ｓ３５では、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＬより大きく閾値ＩＫ以下であるか判断される。図１９に示すように、ベントバルブ６１を開いてもポンプ電流Ｉｐｕｍｐが変化せず、Ｓ３５でＹＥＳの場合、Ｓ６３で「逆止弁閉固着」と判定される。図２０に示すように、ベントバルブ６１を開いた後にポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＬ以下に低下し、Ｓ３５でＮＯの場合、Ｓ６４で「フィルタ詰まり」と判定される。

Ｓ６１５に続き、Ｓ３６では、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＭより大きく閾値ＩＬ以下であるか判断される。図２１に示すように、Ｓ３６でＹＥＳの場合、Ｓ６５で「システムに大漏れ有り」と判定される。図２２に示すように、ポンプ電流Ｉｐｕｍｐが閾値ＩＭ以下であり、Ｓ３６でＮＯの場合、Ｓ６１で「ベントバルブ開固着」と判定される。

以上のように第２実施形態の故障診断装置８０は、故障診断において、ベントバルブ６１を閉じ、ポンプ６２をＯＮ、又は、ＯＮ後にＯＦＦした状態でのポンプ電流Ｉｐｕｍｐに基づき、少なくともポンプ６２の故障を診断する。Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３６が「ポンプ６２をＯＮした状態」での故障診断に相当し、Ｓ３１が「ポンプ６２をＯＮ後にＯＦＦした状態」での故障診断に相当する。

さらに第２実施形態の故障診断装置８０は、故障診断において、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓに基づく判断を組み合わせて故障診断する。これにより、漏れ診断装置６０の多種類の故障診断を実施可能である。よって、蒸発燃料処理装置１０の漏れと漏れ診断装置６０の故障とを適切に判別することができる。

（第３実施形態）
図２３～図２６を参照し、第３実施形態の故障診断について説明する。第３実施形態の故障診断装置８０は、故障診断において、パージバルブ４２を開き、キャニスタ２３から吸気通路４５へ蒸発燃料をパージした状態で、空燃比センサ１５の出力値に基づき故障診断する。第３実施形態では、第１、第２実施形態のようにシステムの漏れ診断は同時に実施されず、漏れ診断装置６０の故障診断のみが実施される。そして、漏れ診断装置６０に故障が無いことが確認された後、漏れ診断装置６０を用いたシステムの漏れ診断があらためて実施される。

第３実施形態のタイムチャートの横軸では、第１、第２実施形態との区別のため、時刻の記号にτ１～τ４を用いる。図中の二点鎖線の楕円は着目する箇所を示す。空燃比閾値の関係は「λＡ＞λＣ＞１４．７（理想値）」である。

時刻τ１にＳ４１でパージバルブ４２が開かれ、パージが実行される。大気開放口３３からパージバルブ４２までの通路が正常に通気可能であれば、パージ開始により蒸発燃料が吸気通路４５に導入され、混合気の空燃比Ａ／Ｆは理想値１４．７となる。仮に通路が塞がっていると蒸発燃料が吸気通路４５に導入されにくくなるため、混合気はリーンとなり、空燃比Ａ／Ｆは理想値１４．７より大きい値となる。Ｓ４２では、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＡ以下であるか判断される。図２４に示すように、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＡより大きくなれば、Ｓ４２でＮＯと判断され、Ｓ６４で「フィルタ詰まり」と判定される。

Ｓ４２でＹＥＳの場合、時刻τ２にＳ４３でベントバルブ６１が閉じられた後、Ｓ４４では、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＡより大きいか判断される。図２５に示すように、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＡ以下であれば、Ｓ４４でＮＯと判断され、Ｓ６１で「ベントバルブ開固着」と判定される。

Ｓ４４でＹＥＳの場合、時刻τ４にＳ４８でベントバルブ６１が開かれ、Ｓ４９でポンプ６２がＯＮされる。ポンプ６２が正常であれば、蒸発燃料が大気開放口３３側に吸引されて吸気通路４５への導入が阻害されるため空燃比Ａ／Ｆが増大するはずである。Ｓ５０では、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＣより大きいか判断される。図２６に示すように、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＣ以下であれば、Ｓ５０でＮＯと判断され、Ｓ６２３で「ポンプ故障ｏｒ逆止弁開固着」と判定される。

Ｓ５０でＹＥＳの場合、時刻τ５にＳ５１でポンプ６２がＯＦＦされる。ポンプ６２が正常に停止すれば、蒸発燃料の吸引が停止され、空燃比Ａ／Ｆは理想値に近づくはずである。Ｓ５２では、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＣ以下であるか判断される。図２７に示すように、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆが閾値λＣより大きくなれば、Ｓ５２でＮＯと判断され、Ｓ６６で「ポンプＯＦＦ不能」と判定される。

まとめると、第３実施形態の故障診断は、次の（１）～（３）のうち一つ以上で空燃比センサの出力値を評価するステップを含む。こうして故障診断装置８０は、空燃比センサ出力値Ａ／Ｆに基づき、漏れ診断装置６０の故障診断を実施可能である。よって、蒸発燃料処理装置１０の漏れと漏れ診断装置６０の故障とを適切に判別することができる。

（１）ベントバルブ６１を開き、ポンプ６２をＯＦＦした状態。Ｓ４２がこれに相当する。

（２）ベントバルブ６１を閉じ、ポンプ６２をＯＦＦした状態。Ｓ４４がこれに相当する。

（３）ベントバルブ６１を開き、ポンプ６２をＯＮした状態。Ｓ５０がこれに相当する。

〈第４実施形態〉
上述の通り、第１～第３実施形態のポンプ６２は、第２大気通路３２の気体をキャニスタ２３側から大気開放口３３側に向かって圧送可能であり、ポンプ６２の作動によりキャニスタ２３からポンプ６２までの間の第２大気通路３２は減圧される。これに対し、ポンプ６２Ｘの圧送方向が逆向きの構成を第４実施形態として記載する。図２８～図３８を参照し、第４実施形態の故障診断について説明する。

図２８に示すように、第４実施形態では、漏れ診断装置６０の第２大気通路３２におけるポンプ６２Ｘの圧送方向、及び、逆止弁６３１Ｘ、６３２Ｘの向きが図１の構成とは逆である。そのため、第４実施形態のポンプ６２Ｘは、第２大気通路３２の気体を大気開放口３３側からキャニスタ２３側に向かって圧送可能であり、ポンプ６２の作動によりキャニスタ２３からポンプ６２までの間の第２大気通路３２は加圧される。

この構成の漏れ診断装置６０において圧力センサ出力値Ｐｓｎｓに基づく故障診断を行う場合、基本的には第１実施形態の故障診断の考え方を援用しつつ、一部のステップでの圧力センサ出力値Ｐｓｎｓと閾値との関係を変更することで実現可能となる。図２９～図３８のフローチャート及びタイムチャートは、第１実施形態の図３～図１２に対応する。以下、主に第１実施形態との相違点のみを説明する。

図２９、図３０のフローチャートにおいて、図３、図４と一部異なるステップには番号末尾に「Ｘ」を付す。Ｓ１３Ｘ、Ｓ１５Ｘ、Ｓ１７Ｘ、Ｓ２９Ｘの閾値の記号、及び、Ｓ１３Ｘ、Ｓ１５Ｘの不等号の向きが図３、図４と異なる。図３１～図３８のタイムチャートにおける正の圧力閾値Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｆは、それぞれ、図５～図１４における負の圧力閾値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＦを大気圧に対して正側に反転したものである。

システム温度上昇時の診断に用いられる圧力閾値ＰＤ、ＰＥは第１実施形態と同様である。したがって第４実施形態における圧力閾値の関係は、「Ｐｂ＞Ｐａ＞Ｐｃ＞大気圧」、「ＰＥ＞ＰＤ＞大気圧」、「Ｐａ＞Ｐｆ＞大気圧」となる。このように圧力閾値の関係が変わる点以外は、第１実施形態と同様の故障診断が可能である。

図２９のＳ７０では、図３１に示すように、「システムに小漏れ無しａｎｄＬＣＭ故障無し」と判定される。Ｓ６７では、図３２に示すように、「システムに小漏れ有り」と判定される。Ｓ６６では、図３３に示すように、「ポンプＯＦＦ不能」と判定される。Ｓ６２では、図３４に示すように、「ポンプ故障」と判定される。

図３０のＳ６４では、図３５に示すように、「フィルタ詰まり」と判定される。Ｓ６３では、図３６に示すように、「逆止弁閉固着」と判定される。Ｓ６５では、図３７に示すように、「システムに大漏れ有り」と判定される。Ｓ６１では、図３８に示すように、「ベントバルブ開固着」と判定される。

この第４実施形態のように、漏れ診断装置６０のポンプ６２Ｘの圧送方向が逆向きの構成においても、漏れ診断装置６０の多種類の故障診断を実施可能である。よって、蒸発燃料処理装置１０の漏れと漏れ診断装置６０の故障とを適切に判別することができる。

（その他の実施形態）
（ａ）第１、第２実施形態の故障診断は、パージバルブ４２を常に閉じた状態で実施するものとは限らず、システムの圧力を検出可能であれば、パージバルブ４２を開いた状態で実施してもよい。

（ｂ）第１実施形態のＳ２１での「温度変化時」の圧力変化は、温度上昇時における圧力上昇に限らず、温度下降時における圧力低下を確認してもよい。その場合、ファン等で強制冷却する他、エンジン停止後のシステム温度の低下を利用してもよいし、夜間の気温低下に伴って成行きで降温するのを待ってもよい。

（ｃ）ある操作からの圧力センサ出力値Ｐｓｎｓの変化を評価するステップにおいて、圧力センサ出力値Ｐｓｎｓが所定の圧力閾値まで到達する時間を所定の時間閾値と比較する方法は、平均速度による評価に該当する。この他、例えば操作直後の微小時間における圧力センサ出力値Ｐｓｎｓの差から算出した瞬間速度により変化を評価してもよい。

（ｄ）上述の各実施形態のフローチャートにおけるステップの順序は一例である。故障診断が可能であれば、ステップの順序を適宜変更してもよい。また、例えば漏れ診断装置６０のある要素について予め正常であることがわかっている場合等には、一部のステップを省略してもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０・・・蒸発燃料処理装置（システム）、
１３・・・圧力センサ、 １５・・・空燃比センサ、
２０・・・ベーパ通路、 ２１・・・燃料タンク、 ２３・・・キャニスタ、
３０・・・大気通路、 ３１・・・第１大気通路、 ３２・・・第２大気通路、
３３・・・大気開放口、
４０・・・パージ通路、 ４２・・・パージバルブ、 ４５・・・吸気通路、
６０・・・漏れ診断装置（リークチェックモジュール、ＬＣＭ）、
６１・・・ベントバルブ、 ６２・・・ポンプ、 ６３１、６３２・・・逆止弁、
８０・・・故障診断装置。

Claims (6)

1. ベーパ通路（２０）を介して燃料タンク（２１）に接続され、且つ、大気通路（３０）を介して大気開放口（３３）に接続されたキャニスタ（２３）に吸着された蒸発燃料を、パージ通路（４０）を介して吸気通路（４５）にパージする蒸発燃料処理装置（１０）において、前記大気通路に設けられ蒸発燃料の漏れを診断する漏れ診断装置（６０）の故障診断を行う故障診断装置であって、
   前記漏れ診断装置は、
   前記大気通路の主通路として前記キャニスタと前記大気開放口とを接続する第１大気通路（３１）を遮断可能なベントバルブ（６１）と、
   前記第１大気通路のバイパス通路として前記キャニスタと前記大気開放口とを接続する第２大気通路（３２）に設けられ、前記第２大気通路を加圧又は減圧可能なポンプ（６２）と、
   前記第２大気通路に設けられ、前記ポンプの圧送方向とは逆方向の流れを封止する一つ以上の逆止弁（６３１、６３２）と、
   前記大気開放口側の前記第１大気通路と前記第２大気通路との合流点と、前記大気開放口との間の大気通路（３０）に設けられたフィルタ（６４）と、
   を備え、
   前記故障診断において、
   前記キャニスタに接続される通路の圧力を検出する圧力センサ（１３）の出力値に基づき故障診断するものであり、
   前記故障診断において、
   前記ベントバルブを閉じ、前記ポンプをＯＮした状態で、前記圧力センサの出力値を評価し、前記ポンプの故障、又は、前記逆止弁の閉固着、又は、前記フィルタの詰まり、又は、前記ベントバルブの開固着、又は、前記蒸発燃料装置における所定量以上の漏れを判定する機能と、
   前記ベントバルブを閉じた状態で、前記ポンプをＯＮからＯＦＦした直後における前記圧力センサの出力値の変化を評価し、前記蒸発燃料装置における前記所定量未満の漏れを判定する機能と、
   を含む漏れ診断装置の故障診断装置。
2. 前記故障診断において、
   前記ベントバルブを閉じた状態で、前記ポンプをＯＦＦからＯＮした直後における前記圧力センサの出力値の変化を評価するステップをさらに含む請求項１に記載の漏れ診断装置の故障診断装置。
3. 前記故障診断において、
   前記ベントバルブを閉じ、前記ポンプをＯＦＦした状態で、前記漏れ検出装置の周囲温度が変化したときの前記圧力センサの出力値を評価するステップをさらに含む請求項１または２に記載の漏れ診断装置の故障診断装置。
4. ベーパ通路（２０）を介して燃料タンク（２１）に接続され、且つ、大気通路（３０）を介して大気開放口（３３）に接続されたキャニスタ（２３）に吸着された蒸発燃料を、パージ通路（４０）を介して吸気通路（４５）にパージする蒸発燃料処理装置（１０）において、前記大気通路に設けられ蒸発燃料の漏れを診断する漏れ診断装置（６０）の故障診断を行う故障診断装置であって、
   前記漏れ診断装置は、
   前記大気通路の主通路として前記キャニスタと前記大気開放口とを接続する第１大気通路（３１）を遮断可能なベントバルブ（６１）と、
   前記第１大気通路のバイパス通路として前記キャニスタと前記大気開放口とを接続する第２大気通路（３２）に設けられ、前記第２大気通路を加圧又は減圧可能なポンプ（６２）と、
   前記第２大気通路に設けられ、前記ポンプの圧送方向とは逆方向の流れを封止する一つ以上の逆止弁（６３１、６３２）と、
   前記大気開放口側の前記第１大気通路と前記第２大気通路との合流点と、前記大気開放口との間の大気通路（３０）に設けられたフィルタ（６４）と、
   を備え、
   前記故障診断において、
   前記ポンプの電流値に基づき故障診断するものであり、
   前記故障診断において、
   前記ベントバルブを閉じ、前記ポンプをＯＮした状態での前記ポンプの電流値に基づき、前記ポンプの故障、又は、前記逆止弁の閉固着、又は、前記フィルタの詰まり、又は、前記ベントバルブの開固着、又は、前記蒸発燃料装置の漏れを判定する機能と、
   前記ベントバルブを閉じ、前記ポンプをＯＮ後にＯＦＦした状態での前記ポンプの電流値に基づき、前記ポンプのＯＦＦ不能故障を判定する機能と、
   を含む漏れ診断装置の故障診断装置。
5. 前記故障診断において、
   さらに、前記キャニスタに接続される通路の圧力を検出する圧力センサ（１３）の出力値に基づく判断を組み合わせて故障診断する請求項４に記載の漏れ診断装置の故障診断装置。
6. ベーパ通路（２０）を介して燃料タンク（２１）に接続され、且つ、大気通路（３０）を介して大気開放口（３３）に接続されたキャニスタ（２３）に吸着された蒸発燃料を、パージ通路（４０）を介して吸気通路（４５）にパージする蒸発燃料処理装置（１０）において、前記大気通路に設けられ蒸発燃料の漏れを診断する漏れ診断装置（６０）の故障診断を行う故障診断装置であって、
   前記漏れ診断装置は、
   前記大気通路の主通路として前記キャニスタと前記大気開放口とを接続する第１大気通路（３１）を遮断可能なベントバルブ（６１）と、
   前記第１大気通路のバイパス通路として前記キャニスタと前記大気開放口とを接続する第２大気通路（３２）に設けられ、前記第２大気通路を加圧又は減圧可能なポンプ（６２）と、
   前記第２大気通路に設けられ、前記ポンプの圧送方向とは逆方向の流れを封止する一つ以上の逆止弁（６３１、６３２）と、
   前記大気開放口側の前記第１大気通路と前記第２大気通路との合流点と、前記大気開放口との間の大気通路（３０）に設けられたフィルタ（６４）と、
   を備え、
   前記故障診断において、
   前記パージ通路に設けられたパージバルブ（４２）を開き、前記キャニスタから前記吸気通路へ蒸発燃料をパージした状態で、
   前記吸気通路を通りエンジンに供給される混合気の空燃比を検出する空燃比センサ（１５）の出力値に基づき故障診断するものであり、
   前記故障診断において、
   前記ベントバルブを開き、前記ポンプをＯＦＦした状態で前記空燃比センサの出力値を評価し、前記フィルタの詰まりを判定する機能と、
   前記ベントバルブを閉じ、前記ポンプをＯＦＦした状態で前記空燃比センサの出力値を評価し、前記ベントバルブの開固着を判定する機能と、
   前記ベントバルブを開き、前記ポンプをＯＮした状態で前記空燃比センサの出力値を評価し、前記ポンプの故障、又は、前記逆止弁の閉固着を判定する機能と、
   を含む漏れ診断装置の故障診断装置。

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