JPH06235354A

JPH06235354A - 内燃機関の蒸発燃料蒸散防止装置の故障診断装置及び蒸発燃料供給系の保護装置

Info

Publication number: JPH06235354A
Application number: JP5241863A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yoneyama; 修一米山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸気系に供
給する蒸発燃料供給系のリーク診断を、燃料蒸気圧力に
影響されずに精度良く行なう。【構成】蒸発燃料配管２ａ・２ｂ、キャニスタ３、およ
び燃料タンク１内の空間容積で構成される蒸発燃料供給
系の内部空間容積を、機関吸気負圧によって所定負圧に
吸引した後パージカットバルブ４を閉じた時に前記負圧
が大気圧へ向かって上昇する時の圧力上昇速度を少なく
とも２点で検出し、これら圧力上昇速度の変化量を求め
ることにより、燃料タンク１内の燃料蒸気圧力がリーク
診断精度に与える影響を排除できるので、精度良くリー
ク診断を行なえるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料タンクに溜まる蒸
発燃料の大気中への蒸散を防止するための蒸発燃料蒸散
防止装置の故障診断装置及び燃料タンクから吸着手段を
介して吸気系に至る蒸発燃料供給系の保護装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の燃料タンク等において
気化した蒸発燃料が、大気中に放出され、環境破壊の原
因となることを防止するために、吸着手段（キャニス
タ）に吸着された蒸発燃料を、機関の吸気負圧を利用し
て吸気通路に導くようにした蒸発燃料蒸散防止装置を設
け、これにより、蒸発燃料を吸入空気と共に燃焼室内に
吸入させて燃焼させることで（以下、パージ処理と言
う。）、大気中への蒸発燃料の蒸散を防止することが提
案されている。

【０００３】しかしながら、かかる蒸発燃料蒸散防止装
置に、後述するような故障が発生すると、該故障によっ
て不都合が生じる。つまり、前記蒸発燃料配管の途中に
リーク穴や、蒸発燃料配管の接合部にシール不良部等が
生じた場合には、該蒸発燃料を大気中に蒸散させてしま
うこととなり、十分に該装置の効果を発揮できないこと
があった。

【０００４】そこで、例えば、Ｅnvironmental Protect
ion Agency（ＥＰＡ〔米国環境保護庁〕）やCalifornia
Air Resources Board（ＣＡＲＢ〔カリフォルニア州大
気資源局〕）等は、該蒸発燃料配管等からの蒸発燃料の
リーク量が許容値以下であるか否かを診断して、該許容
値を越える場合には対策を講じ蒸発燃料の大気中への蒸
散を未然に防止することを要求すると共に、そのリーク
診断装置（故障診断装置）、および診断方法等を提案し
ている。

【０００５】かかる従来の蒸発燃料リーク診断装置を図
２１に示す。図２１によると、燃料タンク１に蒸発燃料
配管２ａの一端部が結合され、他端部は蒸発燃料を吸着
するためのキャニスタ３に結合されている。前記蒸発燃
料配管２ａの途中には、蒸発燃料配管内の圧力を検出す
る圧力センサ６が設けられている。該圧力センサ６の信
号はエンジンコントロールモジュール５０に入力され、
該信号に基づいて蒸発燃料配管内の圧力変化速度が求め
られるようになっている。

【０００６】また、該エンジンコントロールモジュール
５０には、蒸発燃料のリーク診断用の判定値が記憶され
ていて、該判定値と前述した圧力変化速度とを比較する
ことで、蒸発燃料のリークを診断できるようになってい
る。そして、前記キャニスタ３に蒸発燃料配管２ｂの一
端部が結合され、他端部は機関の吸気通路に結合される
と共に、その途中にはパージカットバルブ４が設けられ
ている。前記キャニスタ３には、通常の機関運転時およ
び蒸発燃料を吸気通路に導入する際には開弁して大気と
連通し、リーク診断時には閉弁して大気と遮断できるド
レンカットバルブ５が設けられている。

【０００７】かかる構成を有する従来の蒸発燃料リーク
診断装置により、図２２に示すフローチャートに基づい
て蒸発燃料のリーク診断が行なわれる。ステップ１（図
では、Ｓ１と記してある。以下同様）では、所定の機関
運転状態においてパージカットバルブ４を開くことによ
り、機関の吸気負圧により、キャニスタ３に吸着されて
いた蒸発燃料が機関に吸引される。

【０００８】ステップ２では、ドレンカットバルブ５を
閉じることにより、蒸発燃料配管２ａ、２ｂ、キャニス
タ３、燃料タンク１内空間、で構成される蒸発燃料供給
系（以下、単に蒸発燃料供給系と言う）に機関吸引負圧
が導かれる。ステップ３では、蒸発燃料供給系の圧力が
所定の負圧まで達したか、或いは吸引が所定時間行なわ
れたか否かを判断する。

【０００９】ステップ４では、パージカットバルブ４を
閉じる。これにより、負圧を維持する内部空間（以下、
蒸発燃料配管２ａ、２ｂ、キャニスタ３、燃料タンク１
の内部空間、で構成される蒸発燃料供給系を、パージカ
ットバルブ４、ドレンカットバルブ５で閉じて形成され
る空間を内部空間と言う）が形成される。ステップ５で
は、前記内部空間内の圧力変化をモニターし、大気圧力
に向かう圧力変化速度（圧力上昇速度）を検出する（図
１８参照）。

【００１０】ステップ６では、前記圧力変化速度が予め
記憶されている判定値に比べ大きい場合には、ステップ
７へ進み、蒸発燃料のリーク量が許容値を越えていると
診断し、前記圧力変化速度が前記判定値以下の場合に
は、ステップ８へ進み、蒸発燃料のリーク量は許容値以
下であると診断するようになっている。その後は、ステ
ップ９において、ドレンカットバルブ５を開弁して本フ
ローチャートを終了する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の蒸発燃料のリーク診断装置では、図１８に示すよ
うに、前記内部空間内の圧力変化速度が、蒸発燃料の燃
料蒸気圧力に大きく影響を受けるために、リークに起因
した圧力変化速度のみを精度良く検出することは困難で
あった。そのため、リーク診断に際して以下のような問
題があった。例えば、大気圧力に向かう圧力変化速度
（圧力上昇速度）に関してリーク判定値を設定した場合
において、燃料タンク内の燃料温度が高く、すなわち前
記蒸発燃料量が少なく燃料蒸気圧力が低い時に合わせて
リーク判定値を設定したとすると、燃料温度が高い時に
は燃料温度が低い時に較べて燃料蒸気圧力が高くなるた
めに、圧力変化速度は見掛け上大きくなるので、実際に
蒸発燃料のリーク量が許容値を越えていない場合におい
ても、蒸発燃料のリークがあると診断される可能性があ
った。

【００１２】本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされ
たもので、蒸発燃料の蒸気圧力の影響を受けずに、蒸発
燃料のリーク診断を精度良く行なえる内燃機関の蒸発燃
料蒸散防止装置の故障診断装置を提供することを第１の
目的とする。また、かかる蒸発燃料の蒸気圧力を積極的
に利用することで、蒸発燃料のリーク診断を行なうこと
ができるようにした内燃機関の蒸発燃料蒸散防止装置の
故障診断装置を提供することを第２の目的とする。

【００１３】ところで、他の蒸発燃料蒸散防止装置の故
障による不具合としては、以下のようなものがある。す
なわち、前記パージカットバルブ４を開弁して、前記キ
ャニスタ３に吸着された蒸発燃料を吸入させる際に、前
記ドレンカットバルブ５も同時に開弁し、前記キャニス
タ３と外気（大気或いはスロットル弁の上流側吸気通
路）とを連通させることによって、その吸入効率を高め
るようにしているが、このとき、例えば前記ドレンカッ
トバルブ５が固着等して閉弁したままであったり、或い
は前記ドレンカットバルブ５が介装される連通路自体が
潰れてしまっている場合等には、前記連通が遮断される
ことになって、前記蒸発燃料供給系内の負圧が過剰に増
大する。このため、例えば蒸発燃料供給系のなかでも特
に構造的に弱い燃料タンク１が潰れてしまうことが考え
られる。

【００１４】このため、本発明の第３の目的は、前記吸
着手段（キャニスタ）と外気との連通状態の異常を検出
し、該異常時に前記蒸発燃料供給系内の負圧が過剰に増
大することによる故障発生を回避するようにした内燃機
関の蒸発燃料供給系の保護装置を提供することを第３の
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明にかかる蒸発燃料蒸散防止装置の故障診断装置
は、図１に示すように、燃料タンクの内部に溜まる蒸発
燃料を吸着手段により一時的に吸着し、所定の機関運転
状態で前記吸着手段を機関の吸気系と連通させ、機関の
吸気負圧によって吸着手段から蒸発燃料を離脱吸引して
吸気系に導き処理するようにした蒸発燃料蒸散防止装置
を備えた内燃機関において、所定の条件で前記燃料タン
クから吸着手段を介して吸気系に至る蒸発燃料供給系内
の圧力を検出する圧力検出手段Ａと、前記蒸発燃料供給
系を機関の吸気系にのみ連通させたときの前記蒸発燃料
供給系内の圧力変化速度、或いは前記吸気系のみに連通
することによって所定負圧に達した蒸発燃料供給系を吸
気系と遮断したあとの前記蒸発燃料供給系内の圧力変化
速度のうち何れか一方の圧力変化速度を少なくとも２点
以上検出し、該圧力変化速度の変化量に基づいて前記蒸
発燃料供給系のリーク状態を診断する蒸発燃料リーク診
断手段Ｂと、を含んで構成した。

【００１６】請求項２に記載の蒸発燃料蒸散防止装置の
故障診断装置は、図２に示すように、燃料タンクの内部
に溜まる蒸発燃料を吸着手段により一時的に吸着し、所
定の機関運転状態で前記吸着手段を機関の吸気系と連通
させ、機関の吸気負圧によって吸着手段から蒸発燃料を
離脱吸引して吸気系に導き処理するようにした蒸発燃料
蒸散防止装置を備えた内燃機関において、所定の条件で
前記燃料タンクから吸着手段を介して吸気系に至る蒸発
燃料供給系内の圧力を検出する圧力検出手段Ａと、前記
圧力検出手段Ａからの圧力に関する情報と予め設定され
たリーク判定値とに基づいて前記蒸発燃料供給系のリー
ク状態を診断する蒸発燃料リーク診断手段Ｃと、燃料タ
ンク内における燃料蒸気発生量を予測検出する燃料蒸気
発生量検出手段Ｄと、前記燃料蒸気発生量検出手段Ｄに
より予測検出された燃料蒸気発生量に応じて前記リーク
判定値を補正するリーク判定値補正手段Ｅと、を含んで
構成した。

【００１７】請求項３に記載の蒸発燃料蒸散防止装置の
故障診断装置は、図３に示すように、燃料タンクの内部
に溜まる蒸発燃料を吸着手段により一時的に吸着し、所
定の機関運転状態で前記吸着手段を機関の吸気系と連通
させ、機関の吸気負圧によって吸着手段から蒸発燃料を
離脱吸引して吸気系に導き処理するようにした蒸発燃料
蒸散防止装置を備えた内燃機関において、前記吸着手段
の上流側通路に介装され所定圧力で開弁して燃料タンク
の内部に溜まった蒸発燃料を通過させるチェックバルブ
Ｆと、前記チェックバルブと前記燃料タンクとの間の蒸
発燃料供給系内閉空間の圧力を検出する圧力検出手段Ｇ
と、前記閉空間が大気圧より高く設定された所定圧力値
以上となる条件を検出するリーク診断開始条件検出手段
Ｈと、前記リーク診断開始条件検出手段Ｈにより前記閉
空間が大気圧より高く設定された所定圧力値以上となる
条件を検出して後に、前記圧力検出手段Ｇにより検出さ
れた圧力値と予め設定されたリーク判定値とに基づいて
リーク状態を診断する蒸発燃料リーク診断手段Ｉと、を
含んで構成した。

【００１８】請求項４に記載の蒸発燃料供給系の保護装
置は、図４に示すように、燃料タンクの内部に溜まる蒸
発燃料を吸着手段により一時的に吸着し、所定の機関運
転状態で前記吸着手段を機関の吸気系と連通させ、機関
の吸気負圧によって吸着手段から蒸発燃料を離脱吸引し
て吸気系に導き処理するようにした蒸発燃料蒸散防止装
置を備えた内燃機関において、前記燃料タンクから吸着
手段を介して吸気系に至る蒸発燃料供給系内の圧力を検
出する圧力検出手段Ａと、前記吸着手段と吸気系との連
通時に、前記圧力検出手段Ａにより検出された圧力値が
所定値以下の異常値であるときには前記蒸発燃料供給系
と吸気系との連通を遮断する連通遮断手段Ｊと、を含ん
で構成した。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の蒸発燃料蒸散防止装置の故障
診断装置の構成では、圧力検出手段の信号に基づいて、
蒸発燃料供給系と機関吸気系とを連通して蒸発燃料供給
系内を機関吸気負圧によって吸引するときの蒸発燃料供
給系内の圧力変化速度（圧力低下速度）、或いは前記吸
気系のみに連通することによって所定負圧に達した蒸発
燃料供給系を吸気系と遮断したあと前記蒸発燃料供給系
内の圧力が大気圧力へ向かう圧力変化速度（圧力上昇速
度）のうち何れか一方の圧力変化速度を少なくとも２点
以上検出し、該圧力変化速度の変化量（即ち、圧力変化
速度の傾き）を求める。かかる変化量は、図９に示すよ
うに、燃料蒸気による圧力変動分を排除した蒸発燃料の
リーク量にのみ依存する値であるので、該変化量を利用
してリーク診断を行なうことにより、燃料蒸気圧力の影
響を排除した精度の良い蒸発燃料のリーク診断が可能と
なる。

【００２０】請求項２に記載の蒸発燃料蒸散防止装置の
故障診断装置の構成では、リーク判定値補正手段によ
り、燃料蒸気発生量検出手段により燃料蒸気発生量を予
測検出して、該予測に基づきリーク判定値を燃料蒸気圧
力上昇分を考慮したリーク判定値に補正するようになし
たので、燃料蒸気圧力の影響を排除した精度の良い蒸発
燃料のリーク診断が可能となる。

【００２１】請求項３に記載の蒸発燃料蒸散防止装置の
故障診断装置の構成では、リーク診断開始条件検出手段
により、前記チェックバルブと燃料タンクとの間の蒸発
燃料供給系の閉空間が大気圧より高く設定された所定圧
力値以上となる条件か否かを判断し、条件成立と判断し
た場合には、前記閉空間の圧力値を検出して、該圧力値
とリーク判定値とを比較することによってリーク診断を
行なう。これは、図１７に示すように、燃料タンク内に
おいて燃料蒸気が発生すると、その燃料蒸気圧力の影響
で前記閉空間が大気圧より高くなることを積極的に利用
したもので、前記検出された圧力値がリーク判定値（大
気圧近傍）より高い場合にはリークは無いと診断し、前
記検出された圧力値が前記リーク判定値以下の場合には
リークが有ると診断することができる。

【００２２】そして、請求項４に記載の蒸発燃料供給系
の保護装置の構成では、前記連通遮断手段により、前記
吸着手段と吸気系との連通時に、前記圧力検出手段によ
り検出された圧力値が所定値以下の異常値であるときに
前記蒸発燃料供給系と吸気系との連通を遮断する。これ
により、蒸発燃料供給系内の圧力が過剰に増大するのが
防止され、例えば構造的に最も弱い燃料タンク等が潰れ
る等の蒸発燃料供給系の故障を防止することができる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明の第１の実施例を添付の図面
に基づき説明する。但し、図２１において示した従来例
との同一部分は、同一符号を付している。図５におい
て、燃料タンク１には、上壁に蒸発燃料配管２ａの一端
部が結合され、該蒸発燃料配管２ａの他端部は蒸発燃料
を一時的に吸着するキャニスタ３に結合されている。前
記蒸発燃料配管２ａの途中には、蒸発燃料供給系内の圧
力を検出する圧力センサ６が設けられている。ここで、
圧力センサ６が圧力検出手段を構成する。

【００２４】そして、前記キャニスタ３に蒸発燃料配管
２ｂの一端部が結合され、他端部は機関の吸気通路に結
合されると共に、その途中にはパージカットバルブ４が
設けられている。また、前記キャニスタ３には、従来例
と同様にドレンカットバルブ５が設けられている。尚、
チェックバルブ７は、従来例同様に無くても構わない
が、備えていれば、燃料タンク１とキャニスタ３との間
に所定圧力で開弁して蒸発燃料をキャニスタ３に送り、
所定圧力未満で蒸発燃料の燃料タンク１への逆流を防止
することができるので、確実に蒸発燃料をキャニスタ３
に吸着させることができるが、図６に示すように、チェ
ックバルブ７をバイパスするバイパス通路３０と、該バ
イパス通路３０の途中にバイパスバルブ３１を加えて構
成して、蒸発燃料のリーク診断時にバイパスバルブ３１
を開弁してチェックバルブ７をバイパスする状態で行な
えば、チェックバルブ７の開弁圧の影響を受けてリーク
診断に誤差が生じるのを排除することも可能である。そ
して、リーク診断後は前記バイパスバルブ３１を閉弁す
ることで、蒸発燃料の流れ方向を前記チェックバルブ７
により規制できる。

【００２５】前記圧力センサ６の信号は、エンジンコン
トロールモジュール５０に入力され、エンジンコントロ
ールモジュール５０において、該信号に基づく圧力変化
がモニターされ圧力変化速度、及び圧力変化速度の変化
量（圧力変化速度の傾き）を求めることができるように
なっている。ここにおいて、圧力変化速度の変化量は、
少なくとも２つの測定点における圧力変化速度で求めれ
ばよいが、かかる２つの測定点は所定負圧近傍、大気圧
力近傍の２点であればより好ましい（図８参照）。

【００２６】また、該エンジンコントロールモジュール
５０の内部メモリには、蒸発燃料のリーク診断用の判定
テーブルが記憶されていて、検出した圧力変化速度の変
化量と該判定テーブルとにより、蒸発燃料のリーク診断
が行なえるようになっている。ここで、例えば図８に示
すように、所定負圧から大気圧力へ圧力が変化する場合
において、所定負圧近傍での圧力変化速度（ΔＰ１）
と、大気圧近傍での圧力変化速度（ΔＰ２）とを少なく
とも測定し、かかる２点の圧力変化速度の変化量（ΔΔ
Ｐ＝ΔＰ１−ΔＰ２）を求める場合を一例として詳細に
説明すると、燃料蒸気が発生して燃料蒸気圧力が前記内
部空間容積の圧力検出の際に付加されたとしても、図９
に示すように、前記内部空間容積内の圧力に対する圧力
変化速度の直線（ΔＰ１とΔＰ２とを通る直線）は、燃
料蒸気圧力分だけ平行移動するような傾向にあり、圧力
変化速度の傾き（変化量）（ΔΔＰ＝ΔＰ１−ΔＰ２）
には変化が少ないという特性があることがわかる。すな
わち、圧力変化速度の傾きは、燃料蒸気圧力の影響を殆
ど受けずにリーク穴径（面積）にのみ依存する値である
ことがわかる。

【００２７】したがって、この特性を利用して、リーク
穴面積に対する前記圧力変化速度の変化量（ΔΔＰ）の
影響を調べると、図１０に示すような傾向を得るため、
燃料蒸気圧力をも考慮したリーク判定値を設定すること
ができるのである。かかる構成を有する蒸発燃料リーク
診断装置により、図７に示すフローチャートに基づい
て、エンジンコントロールモジュール５０は蒸発燃料供
給系のリーク診断を行なう。

【００２８】ステップ１０では、所定の機関運転状態に
おいてパージカットバルブ４を開くことにより、機関の
吸気負圧により、キャニスタ３内に吸着された蒸発燃料
が機関に吸引される。ステップ１１において、ドレンカ
ットバルブ５を閉じることにより、蒸発燃料配管２ａ、
２ｂ、キャニスタ３、燃料タンク１内空間、で構成され
る蒸発燃料供給系に機関吸引負圧が導かれる。

【００２９】ステップ１２において、圧力センサ６の信
号を基に、蒸発燃料供給系内の圧力が所定の負圧まで達
したか、或いは吸引が所定時間行なわれたか否かを判断
する。達していなければステップ１１へ戻り、達した場
合にはステップ１３へ進む。ステップ１３において、パ
ージバルブ４を閉じる。これにより、負圧を維持する内
部空間が形成される。

【００３０】ステップ１４において、圧力センサ６の信
号を基に前記内部空間の圧力変化をモニターし、大気圧
力に向かう圧力変化速度を測定するが、その際に、図８
に示すように所定負圧近傍での圧力変化速度（ΔＰ１）
と、大気圧近傍での圧力変化速度（ΔＰ２）とを少なく
とも測定し、かかる２点の圧力変化速度の変化量（ΔΔ
Ｐ＝ΔＰ１−ΔＰ２）を求める。ここでは、説明を簡単
にするために２点の圧力変化速度の差としたが、２点以
上を検出して単回帰分析等により傾きを求めてもよい。

【００３１】つづいて、ステップ１５において、前記圧
力変化速度の変化量（ΔΔＰ）が図１０に示すリーク判
定値を越えた場合には、ステップ１６へ進み、蒸発燃料
のリーク量は許容値を越えていると診断し、前記圧力変
化速度の変化量（ΔΔＰ）がリーク判定値以下の場合に
は、ステップ１７へ進み、蒸発燃料のリーク量は許容値
以下であると診断する。ここで、ステップ１５、１６、
１７が蒸発燃料リーク診断手段を構成する。

【００３２】その後、ステップ１８において、ドレンカ
ットバルブ５を開弁して本フローチャートを終了する。
このように、第１の実施例では、燃料蒸気圧力の影響を
受けない圧力変化速度の変化量（傾き）を求め、該変化
量に基づいてリーク診断を行なうようになしたので、燃
料蒸気圧の影響を考慮に入れた精度の良い蒸発燃料のリ
ーク診断を行なうことができる。

【００３３】なお、本実施例においては、前記内部空間
内圧力が大気圧力に向かう圧力変化速度（圧力上昇速
度）の変化量（傾き）を求める方法で説明したが、前記
内部空間容積内を負圧に吸引するときの圧力変化速度
（圧力低下速度）の変化量（傾き）を求める方法でも良
いのは勿論である。尚、チェックバルブ７をバイパスす
るバイパス通路３０と、該バイパス通路３０の途中にバ
イパスバルブ３１を加えて構成した場合には、ステップ
１１において、前記バイパスバルブ３１を開弁させるこ
とにより、リーク診断時にチェックバルブ７の開弁圧力
の影響を受けないようにすることができるので、リーク
位置がチェックバルブ７より燃料タンク１側にあるか、
あるいは機関側にあるかによって生じる誤差を少なくす
ることができ、より精度の高い蒸発燃料のリーク診断を
可能にする。

【００３４】つづいて、本発明の第２の実施例を添付の
図面に基づき説明する。第２の実施例の構成は、図１１
に示すように、第１の実施例の構成に対して、燃料タン
ク１に燃料の温度（Ｔ_f) を検出する燃料温度センサ２
０が新たに設けられ、燃料温度センサ２０からの出力信
号がエンジンコントロールモジュール５０に入力され
る。コントロールユニット５０では、該検出された燃料
温度（Ｔ_f) に基づいて燃料蒸気発生量（換言すれば燃
料蒸気圧力）を予測検出できるようになっている（図１
３参照）。ここで、燃料温度センサ２０とコントロール
ユニット５０とが燃料蒸気発生量検出手段を構成する。

【００３５】圧力センサ６の信号は、従来例同様に、エ
ンジンコントロールモジュール５０に入力され、該信号
に基づいて蒸発燃料配管内の圧力変化速度が求められる
ようになっている。そして、第２の実施例におけるエン
ジンコントロールモジュール５０の内部メモリには、蒸
発燃料のリーク診断用の判定値が記憶されていて、該判
定値と検出した圧力変化速度とを比較することで、蒸発
燃料のリークを診断できるようになっているが、図１４
に示すリーク判定値補正テーブルのように、前記燃料温
度センサ２０により検出される燃料蒸気発生量〔或いは
燃料温度（Ｔ_f) そのものでも構わない）に基づいて燃
料蒸気圧分を予測考慮したリーク判定値に補正されるよ
うになっている。かかるリーク判定値補正テーブルが、
リーク判定値補正手段を構成する。

【００３６】ここで、図１２に示すフローチャートに基
づき、コントロールモジュール５０が行なう蒸発燃料の
リーク診断について説明する。ステップ２０では、所定
の機関運転状態においてパージカットバルブ４を開くこ
とにより、機関の吸気負圧により、キャニスタ３内に吸
着された蒸発燃料が機関に吸引される。

【００３７】ステップ２１において、燃料温度センサ２
０の信号に基づいて、燃料タンク内の燃料温度（Ｔ_f)
を検出する。ステップ２２において、検出された燃料温
度（Ｔ_f) が所定値以上であるか否かを判断する。所定
値以上の場合には、ステップ２３へ進む。所定値より低
い場合には、リーク診断を禁止して本フローを終了す
る。

【００３８】ステップ２３において、ドレンカットバル
ブ５を閉じることにより、蒸発燃料供給系内に機関の吸
引負圧負圧が導かれる。ステップ２４において、圧力セ
ンサ６の信号を基に、蒸発燃料配管内の圧力が所定の負
圧まで達したか、或いは吸引が所定時間行なわれたか否
かを判断する。達していなければステップ２３へ戻り、
達した場合にはステップ２５へ進む。

【００３９】ステップ２５において、パージカットバル
ブ４を閉じる。これにより、負圧を維持する内部空間が
形成される。ステップ２６において、図１８に示すよう
に、圧力センサ６の信号を基に前記内部空間内の圧力変
化をモニターし、大気圧力に向かう圧力変化速度（圧力
上昇速度）を検出する。

【００４０】ステップ２７において、前記検出された圧
力変化速度が前記燃料温度（Ｔ_f)に応じた前記判定値
を越えた場合には、ステップ２８へ進み、蒸発燃料のリ
ーク量は許容値を越えていると診断し、前記圧力変化速
度が判定値以下の場合には、ステップ２９へ進み、蒸発
燃料のリーク量は許容値以下であると診断する。ここ
で、ステップ２７、２８、２９が蒸発燃料リーク診断手
段を構成する。

【００４１】その後、ステップ３０において、ドレンカ
ットバルブ５を開弁して本フローチャートを終了する。
かかる構成を有する第２の実施例によれば、燃料温度セ
ンサ２０により燃料タンク内に残存する燃料温度
（Ｔ_f) を検出し、これに応じて燃料蒸気発生量を予測
し、該予測に基づいてリーク判定値を燃料蒸気圧力分を
考慮した値に補正するようになしたので、蒸発燃料の蒸
気圧力の影響を受けない精度の良い蒸発燃料のリーク診
断を行なうことができる。

【００４２】なお、第２の実施例では、所定負圧に吸引
した後大気圧力に向かう圧力変化速度（圧力上昇速度）
を検出したが、所定負圧に吸引する時の圧力変化速度
（圧力低下速度）を検出する場合にも適用可能であるこ
とは勿論である。また、燃料蒸気発生量検出手段とし
て、燃料温度センサ２０を用いたが、機関に供給されず
に燃料タンクに戻される高温のリターン燃料量を流量計
等で検出して或いは機関運転条件より推定して、そのリ
ターン量の大小によって燃料タンク内の燃料温度を予測
するようにしても勿論構わない。

【００４３】次に、本発明の第３の実施例について、添
付の図面に基づき説明する。第３の実施例の構成は、図
１５に示す如く、第１・第２の実施例に対してドレンバ
ルブ５を省略した構成である。また、パージカットバル
ブ４についても、本実施例においては、リーク診断には
使用せず、単にキャニスタ３に吸着された蒸発燃料を機
関に吸引する時にのみ作動するようになっている。そし
て、圧力検出手段を構成する圧力センサ６は、その取り
付け位置がチェックバルブ７と燃料タンク１との間に限
定される。ここにおいて、圧力センサ６は、これに代え
て所定の圧力値以上でＯＮ信号をコントロールユニット
５０に出力する圧力スイッチとすることもできる。

【００４４】一方、キャニスタ３と燃料タンク１との間
の閉空間の圧力が大気圧より高く設定された所定圧力値
以上となる条件を検出するリーク診断開始条件検出手段
として、燃料タンク内の燃料が所定温度以上であること
を検出する燃料温度センサ２１が設けられる。このこと
は、第２の実施例と同様に、燃料温度センサ２１により
検出される燃料温度に基づいて燃料蒸気発生量が予測で
きること、すなわち、所定温度以上であれば前記閉空間
の内圧が大気圧以上に上昇することを利用しているので
ある。

【００４５】ここにおいても、第２の実施例同様に、燃
料温度を直接検出する燃料温度センサ２１の代わりに、
機関に供給されずに燃料タンクに戻される高温のリター
ン燃料量を流量計等で検出して或いは機関運転条件より
推定して、そのリターン量の大小によって燃料タンク内
の燃料温度を予測することも可能である。また、機関へ
の燃料供給停止中において燃料タンク内の液体燃料が燃
料蒸気となって液体燃料量が減少したことを燃料ゲージ
２０等により検出して、リーク診断開始条件を検出する
こともできる。

【００４６】そしてさらに、リーク診断開始条件検出手
段として給油等のために燃料タンク給油口に設けられる
フィラーキャップが開閉したことを検出できるフィラー
キャップセンサ２２を設けて、該フィラーキャップセン
サ２２によりフィラーキャップが一旦開けられてその後
閉じられたことを検出してもよい。これは、フィラーキ
ャップが開かれることにより燃料タンク１内に新気が導
入され、燃料タンク１内の飽和状態が解かれ前記閉空間
の圧力が開閉前に較べてより高い側に上昇すること、併
せて、燃料タンク１内が大気圧に一旦戻されることを利
用するものである。例えば、キャニスタ３に貯留されて
いた蒸発燃料を機関へ吸入させた際に燃料タンク１内も
機関の吸気負圧を受け負圧となる場合があるが、かかる
場合には燃料蒸気が発生しても燃料タンク１内が大気圧
以下の負圧に維持されたままの状態になることがある。
この場合に、フィラーキャップが一旦開けられてその後
閉じられたことを検出して、燃料タンク１内が大気圧に
一旦戻されたことを条件にリーク診断を開始するように
なせば、後述するリーク診断の際に誤診断を防止するこ
とができ、極めて有効なリーク診断開始条件検出手段と
なる。

【００４７】前記燃料温度センサ２１、燃料ゲージ２
０、フィラーキャップセンサ２２は、夫々単独に設けら
れてもリーク診断開始条件検出手段として成立するもの
であるが、これらを組み合わせて用いれば、より検出精
度が向上するものである。前記各リーク診断開始条件検
出手段の信号は、コントロールユニット５０に入力され
る。

【００４８】ところで、圧力センサ６の信号はエンジン
コントロールモジュール５０に入力されて、チェックバ
ルブ７と燃料タンク１内空間との間の閉空間部分の圧力
値がモニターされる。そして、エンジンコントロールモ
ジュール５０では、かかる閉空間の圧力値と予め設定さ
れているリーク判定値（大気圧近傍）とを比較すること
で、蒸発燃料のリークを診断するようになっている。

【００４９】以下に、図１６に示すフローチャートに基
づく、コントロールモジュール５０が行なう蒸発燃料の
リーク診断について説明する。ステップ４０では、前述
した各種センサの信号がコントロールユニット５０に読
み込まれる。ステップ４１では、これら各種信号に基づ
いてリーク診断開始条件が成立したか否かを判断する。
成立したと判断した場合にはステップ４２へ進み、成立
していないと判断した場合には、ステップ４０へ戻る。

【００５０】ステップ４２では、所定時間経過したか否
かを判断する。所定時間経過していなければステップ４
０へ戻り、所定時間経過した場合にはステップ４３へ進
む。ステップ４３では、圧力センサ６の信号を基に前記
空間内の圧力値を検出する。或いは、圧力スイッチのＯ
Ｎ信号を読み込むようにしてもよい。ステップ４４にお
いて、前記検出された圧力値がリーク判定値と比較され
る。図１７に示すように、前記検出された圧力値がリー
ク判定値以下の場合には、ステップ４５へ進み、蒸発燃
料のリーク量は許容値を越えていると診断し、前記検出
された圧力値がリーク判定値より大きい場合には、ステ
ップ４６へ進み、蒸発燃料のリーク量は許容値以下であ
ると診断する。或いは、圧力スイッチのＯＮ・ＯＦＦ信
号で判断するようにしてもよい。ここで、ステップ４
４、４５、４６が蒸発燃料リーク診断手段を構成する。

【００５１】このように、第３の実施例によれば、蒸発
燃料の蒸気圧力を積極的に利用して燃料供給系内のリー
ク状態を診断することにより、ドレンカットバルブ５を
必要としない簡単な構成でリーク診断を行なうことがで
きる。なお、前記第１、第２の実施例において、燃料タ
ンク内に残存する燃料の量にってリーク診断の判定精度
が低下するような場合（例えば、機関の吸引負圧により
燃料タンクから燃料自体が吸い上げられてしまうような
場合）等には、診断を行なわないようにするのは当然の
ことである。

【００５２】次に、本発明の第３の目的であるところ
の、前記吸着手段（キャニスタ）と外気との連通状態の
異常を検出し、該異常時における蒸発燃料供給系の故障
を回避するための蒸発燃料供給系の保護装置について、
第４の実施例に基づいて説明する。第４の実施例におけ
る全体構成は、図１９に示すように、図５に示したもの
と同様である。但し、ドレンカットバルブ５を介装する
連通路に新たに符号５’が付されている。

【００５３】そして、連通遮断手段としての機能を備え
るコントロールユニット５０は、以下のような連通遮断
制御を行なうことで、ドレンカットバルブ５が閉弁した
ままになった場合や、或いは連通路５’が何らかの外力
によって潰れてしまった場合等の異常状態を検出すると
共に、該異常状態が検出されたときには、パージ処理を
禁止する等して、蒸発燃料供給系内の負圧が極大化し
て、蒸発燃料供給系の故障、例えば燃料タンク１が潰れ
るのを防止する。

【００５４】前記連通遮断制御に関して、図２０に示す
フローチャートに従って説明することにする。ステップ
５０では、機関運転中であるか否かを判断する。ＹＥＳ
であれば、ステップ５１へ進み、ＮＯであればそのまま
本フローを終了する。ステップ５１では、パージカット
バルブ４の開閉状態を表すフラグＦＳＨＵＴが０（開
弁）か１（閉弁）かを判断する。０（開弁）の場合に
は、ステップ５２へ進む。１（閉弁）の場合には、ステ
ップ５４へ進む。

【００５５】ステップ５２では、圧力センサ６により検
出される蒸発燃料供給系内の圧力値（負圧）が所定値以
下であるか否かを判断する。ところで、パージカットバ
ルブ４を開弁しても、ドレンカットバルブ５が閉弁した
ままになった場合や連通路５’が目詰まりしていない限
り、キャニスタ３と外気とが連通されるので、蒸発燃料
供給系内は大きな負圧にならない。

【００５６】したがって、ＹＥＳの場合には、蒸発燃料
供給系内の負圧が所定負圧以下の異常負圧となっている
のであるから、ドレンカットバルブ５が閉弁したままか
或いは連通路５’が潰れていると判断して、ステップ５
３へ進む。ＮＯの場合には、正常であるとして、そのま
ま本フローを終了する。ステップ５３では、燃料タンク
１の潰れ等の故障発生を防止すべく、機関吸気負圧が蒸
発燃料供給系に導かれないように、パージカットバルブ
４を閉弁すると共に、ＦＳＨＵＴを１にして、さらに別
のルーチンで行なうパージ処理を禁止した後、ステップ
５４へ進む。なお、このとき、該異常負圧が発生してい
ることを、運転者に認知させて修理等の処理を促すよう
にしてもよい。

【００５７】該ステップ５３が、連通遮断手段を構成す
る。ステップ５４では、機関運転が停止されたか否かを
判断する。ＹＥＳの場合には、ステップ５５へ進んで、
再びパージカットバルブ４を開弁し、ＦＳＨＵＴを０に
した後、本フローを終了する。一方、ＮＯの場合には、
機関の運転が継続されているので、燃料タンク１の潰れ
等の故障発生を防止すべく、パージカットバルブ４を閉
弁維持して、本フローを終了する。

【００５８】このように、第４の実施例によれば、ドレ
ンカットバルブ５が固着等によって開弁作動できなくな
った場合や、連通路５’が何らかの外力によって潰れて
しまった場合等の異常状態を検出し、該異常状態が検出
されたときには、パージ処理等を禁止することで、蒸発
燃料供給系内の負圧の極大化に伴う蒸発燃料供給系の故
障、特に燃料タンク１が潰れてしまうことを防止するこ
とができる。また、これらの故障を運転者に認知させて
処置を促すようにしてもよい。

【００５９】ところで、本実施例では、リーク診断用の
ドレンカットバルブ５を備えるものについて説明した
が、該ドレンカットバルブ５を備えないものにも適用で
きることは自明である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、燃料蒸気圧力の影響を殆ど受けない圧力
変化速度の変化量（傾き）を求め、該変化量に基づいて
リーク診断を行なうようになしたので、燃料蒸気圧の影
響を考慮に入れた精度の高い蒸発燃料のリーク診断を行
なうことができる。

【００６１】請求項２に記載の発明では、燃料タンク内
に残存している燃料の温度を検出し、これに応じて燃料
蒸気発生量を予測し、該予測に基づいてリーク判定値を
燃料蒸気圧力分を考慮した値に補正するようになしたの
で、蒸発燃料の蒸気圧力の影響を受けない精度の高い蒸
発燃料のリーク診断を行なうことができる。請求項３に
記載の発明により、蒸発燃料の蒸気圧力を積極的に利用
して燃料供給系内のリーク状態を診断することにより、
ドレンカットバルブを必要としない簡単な構成でリーク
診断を行なうことができる。

【００６２】また、請求項４に記載の発明によれば、前
記吸着手段と機関吸気系との連通時に、蒸発燃料供給系
内が異常負圧となったときには、前記連通を遮断するよ
うになしたので、蒸発燃料供給系内の負圧の極大化に伴
う蒸発燃料供給系の故障、特に燃料タンクが潰れてしま
うことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明にかかる蒸発燃料リーク
診断装置の構成を示すブロック図。

【図２】請求項２に記載の発明にかかる蒸発燃料リーク
診断装置の構成を示すブロック図。

【図３】請求項３に記載の発明にかかる蒸発燃料リーク
診断装置の構成を示すブロック図。

【図４】請求項４に記載の発明にかかる蒸発燃料供給系
の保護装置の構成を示すブロック図。

【図５】本発明の第１の実施例にかかる全体構成図。

【図６】本発明の第１の実施例にかかる別の全体構成
図。

【図７】本発明の第１の実施例にかかるフローチャー
ト。

【図８】本発明の第１の実施例にかかる所定負圧近傍で
の圧力変化速度（ΔＰ１）と大気圧近傍での圧力変化速
度（ΔＰ２）を示す図。

【図９】本発明の第１の実施例にかかる燃料蒸気発生の
有無による内部空間内の圧力変化速度の変化量（ΔΔ
Ｐ）を示す図。

【図１０】本発明の第１の実施例にかかるリーク面積と
内部空間内圧力変化速度の変化量（ΔΔＰ）の関係と、
リーク判定値とを示す図。

【図１１】本発明の第２の実施例にかかる全体構成図。

【図１２】本発明の第２の実施例にかかるフローチャー
ト。

【図１３】燃料温度（Ｔｆ）と燃料蒸気発生量との関係
を示す図。

【図１４】本発明の第２の実施例にかかるリーク判定値
補正テーブル。

【図１５】本発明の第３の実施例にかかる全体構成図。

【図１６】本発明の第３の実施例にかかるフローチャー
ト。

【図１７】本発明の第３の実施例にかかるリーク状態判
定方法を示す図。

【図１８】同じリーク量の時の燃料蒸気発生の有無によ
る内部空間圧力の負圧吸引変化（圧力低下速度）とリー
クダウン圧力変化（圧力上昇速度）を示すタイムチャー
ト。

【図１９】本発明の第４の実施例にかかる全体構成図。

【図２０】本発明の第４の実施例にかかる連通遮断制御
を説明するフローチャート。

【図２１】従来例にかかる全体構成図。

【図２２】従来例にかかるフローチャート。

【符号の説明】

１燃料タンク２蒸発燃料配管２ａ蒸発燃料配管２ｂ蒸発燃料配管３キャニスタ４パージカットバルブ５ドレンカットバルブ５’ 連通路６圧力センサ７チェックバルブ２０燃料残量ゲージ２１燃料温度センサ２２フィラーキャップセンサ５０エンジンコントロールモジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクの内部に溜まる蒸発燃料を吸着
手段により一時的に吸着し、所定の機関運転状態で前記
吸着手段を機関の吸気系と連通させ、機関の吸気負圧に
よって吸着手段から蒸発燃料を離脱吸引して吸気系に導
き処理するようにした蒸発燃料蒸散防止装置を備えた内
燃機関において、所定の条件で前記燃料タンクから吸着手段を介して吸気
系に至る蒸発燃料供給系内の圧力を検出する圧力検出手
段と、前記蒸発燃料供給系を機関の吸気系にのみ連通させたと
きの前記蒸発燃料供給系内の圧力変化速度、或いは前記
吸気系のみに連通することによって所定負圧に達した蒸
発燃料供給系を吸気系と遮断したあとの前記蒸発燃料供
給系内の圧力変化速度のうち何れか一方の圧力変化速度
を少なくとも２点以上検出し、該圧力変化速度の変化量
に基づいて前記蒸発燃料供給系のリーク状態を診断する
蒸発燃料リーク診断手段と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料
蒸散防止装置の故障診断装置。
【請求項２】燃料タンクの内部に溜まる蒸発燃料を吸着
手段により一時的に吸着し、所定の機関運転状態で前記
吸着手段を機関の吸気系と連通させ、機関の吸気負圧に
よって吸着手段から蒸発燃料を離脱吸引して吸気系に導
き処理するようにした蒸発燃料蒸散防止装置を備えた内
燃機関において、所定の条件で前記燃料タンクから吸着手段を介して吸気
系に至る蒸発燃料供給系内の圧力を検出する圧力検出手
段と、前記圧力検出手段からの圧力に関する情報と予め設定さ
れたリーク判定値とに基づいて前記蒸発燃料供給系のリ
ーク状態を診断する蒸発燃料リーク診断手段と、燃料タンク内における燃料蒸気発生量を予測検出する燃
料蒸気発生量検出手段と、前記燃料蒸気発生量検出手段により予測検出された燃料
蒸気発生量に応じて前記リーク判定値を補正するリーク
判定値補正手段と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料
蒸散防止装置の故障診断装置。
【請求項３】燃料タンクの内部に溜まる蒸発燃料を吸着
手段により一時的に吸着し、所定の機関運転状態で前記
吸着手段を機関の吸気系と連通させ、機関の吸気負圧に
よって吸着手段から蒸発燃料を離脱吸引して吸気系に導
き処理するようにした蒸発燃料蒸散防止装置を備えた内
燃機関において、前記吸着手段の上流側通路に介装され所定圧力で開弁し
て燃料タンクの内部に溜まった蒸発燃料を通過させるチ
ェックバルブと、前記チェックバルブと前記燃料タンクとの間の蒸発燃料
供給系内閉空間の圧力を検出する圧力検出手段と、前記閉空間が大気圧より高く設定された所定圧力値以上
となる条件を検出するリーク診断開始条件検出手段と、前記リーク診断開始条件検出手段により前記閉空間が大
気圧より高く設定された所定圧力値以上となる条件を検
出して後に、前記圧力検出手段により検出された圧力値
と予め設定されたリーク判定値とに基づいてリーク状態
を診断する蒸発燃料リーク診断手段と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料
蒸散防止装置の故障診断装置。
【請求項４】燃料タンクの内部に溜まる蒸発燃料を吸着
手段により一時的に吸着し、所定の機関運転状態で前記
吸着手段を機関の吸気系と連通させ、機関の吸気負圧に
よって吸着手段から蒸発燃料を離脱吸引して吸気系に導
き処理するようにした蒸発燃料蒸散防止装置を備えた内
燃機関において、前記燃料タンクから吸着手段を介して吸気系に至る蒸発
燃料供給系内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記吸着手段と吸気系との連通時に、前記圧力検出手段
により検出された圧力値が所定値以下の異常値であると
きに前記蒸発燃料供給系と吸気系との連通を遮断する連
通遮断手段と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料
供給系の保護装置。