JP2000227051A - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】不正確な漏れの有無の判定を回避し、判定の信
頼性を向上させる。 【解決手段】燃料タンクを大気圧状態にした後に閉鎖し
たときの前記燃料タンクの内圧の変化度合いを検出する
補正チェック手段、燃料タンクを負圧にした後に閉鎖し
たときの前記燃料タンクの内圧の変化度合いを検出する
漏れチェック手段、前記漏れチェック手段および補正チ
ェック手段による検出結果に基づいて燃料タンクの漏れ
の有無を判定する判定手段を有する蒸発燃料処理装置に
おいて、補正チェック手段による検出の際の燃料消費量
および漏れチェック手段による検出の際の燃料消費量を
算出する算出手段と、前記算出されたそれぞれの燃料消
費量が実質的に異なるとき、前記判定手段による漏れの
有無の判定を禁止する判定禁止手段とを備える蒸発処理
装置を構成することにより、タンク系の漏れの有無の判
定が不正確になることがある場合には、判定を行わない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃料タンク内で
発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系に放出する内燃機
関の蒸発燃料処理装置に関し、より具体的には、燃料タ
ンクからエンジン吸気系に至る蒸発燃料排出抑止系の漏
れの有無を判定することができる内燃機関の蒸発燃料処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平７−８３１２５には、タンク系の
漏れの有無を判定する手法が記載されている。蒸発燃料
排出抑止系を所定圧力まで減圧し、次に燃料タンクの圧
力の減圧目標値を上限値および下限値に交互に設定して
燃料タンクの圧力を除々に減圧目標値に収束させるフィ
ードバック減圧を行い、燃料タンクの単位時間あたりの
圧力変動量を算出する（リークダウンチェックモー
ド）。判定結果に対するベーパの影響を取り除くため、
補正値として蒸発燃料による単位時間あたりの圧力変動
量を算出する。タンク系の漏れの有無の判定は、上記の
リークダウンチェックモードで算出された圧力変動量か
ら、補正チェックモードで算出された圧力変動量に係数
を掛けた値を引いた値に基づいて行われる。この値が所
定値以下であれば、タンク系に漏れがなく正常と判定
し、この値が所定値より大きければ、タンク系に漏れが
あると判定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなリ
ークチェックおよび補正チェックを行ってタンク系の漏
れの有無を判定する場合に、補正チェック中の運転状態
とリークチェック中の運転状態が大きく異なる場合に
は、正確な補正を行うことができない。例えば、補正チ
ェック中は安定したクルーズ走行であって、リークチェ
ック中には加速状態が含まれる場合、加速時には燃料タ
ンクの内圧上昇が小さくなるため、タンク系に漏れがあ
っても正常と判断されることがある。この発明の発明者
は、減速時には、燃料の消費が少ないなどの原因で、燃
料タンクの内圧上昇が速まるのに対し、加速時には、燃
料の消費が多いなどの原因で、燃料タンクの内圧上昇が
遅くなる（内圧が負圧方向に変動する）ことを見いだし
た。

【０００４】たとえば０．５ｍｍ径の穴のような微小な
穴による漏れを検出するには、補正チェックおよびリー
クチェックに３０秒から６０秒という長い時間を必要と
し、補正チェック中およびリークチェック中の運転状態
が大きく異なることがある。このような場合、補正チェ
ック時およびリークチェック時の運転状態の相違が燃料
タンクの内圧に影響を及ぼし、漏れの有無判定の精度を
害する。

【０００５】この発明は、これらの問題を解決し、判定
の信頼性を向上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、燃料タンク、内部を大気に開放する開
放口を有し前記燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸着
するキャニスタ、前記燃料タンクと前記キャニスタを連
通するチャージ通路、前記キャニスタと内燃機関の吸気
管を連通するパージ通路、前記チャージ通路に設けられ
た圧力調整弁、前記圧力調整弁をバイパスする通路に設
けられたバイパス弁、前記パージ通路に設けられたパー
ジ制御弁、前記開放口を開閉可能なベントシャット弁、
前記燃料タンクの内圧を検出するための内圧センサ、前
記燃料タンクを大気圧状態にした後に閉鎖したときの前
記燃料タンクの内圧の変化度合いを検出する補正チェッ
ク手段、前記燃料タンクを負圧にした後に閉鎖したとき
の前記燃料タンクの内圧の変化度合いを検出する漏れチ
ェック手段、前記漏れチェック手段および補正チェック
手段による検出結果に基づいて前記燃料タンクの漏れの
有無を判定する判定手段を有する蒸発燃料処理装置にお
いて、前記補正チェック手段による検出の際の燃料消費
量および前記漏れチェック手段による検出の際の燃料消
費量を算出する算出手段と、前記算出されたそれぞれの
燃料消費量が実質的に異なるとき、前記判定手段による
漏れの有無の判定を禁止する判定禁止手段とを備えると
いう構成をとる。

【０００７】燃料消費量が実質的に異なるとは、燃料消
費量の相違が漏れの有無の判定に影響を及ぼす程度であ
ることをいい、具体的には予め実験またはシミュレーシ
ョンによって決めた値以上の相違があることをいう。

【０００８】この発明によると、補正チェック中および
リークチェック中のそれぞれの燃料消費量を算出し、算
出された燃料消費量が実質的に異なる場合には、判定を
禁止するので、タンク系の漏れの有無の判定において誤
った判定を回避することができ、判定の信頼性を向上さ
せることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施の形態を説明する。図１は、この発明の実施形態によ
る内燃機関の蒸発燃料処理装置の全体構成図である。こ
の装置は、内燃機関（以下、「エンジン」という）１、
蒸発燃料排出抑止装置３１および電子制御ユニット（以
下、「ＥＣＵ」という）５を備える。

【００１０】ＥＣＵ５は、エンジン１の各部の制御を行
うための演算を実行するＣＰＵ９１、エンジン各部の制
御を行うためのプログラムおよび各種のデータを格納す
る読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）９２、ＣＰＵ９１によ
る演算の作業領域を提供し、エンジン各部から送られて
くるデータおよびエンジン各部に送り出す制御信号を一
時記憶するランダムアクセスメモリ（RAM）９３、エン
ジン各部から送られてくるデータを受け入れる入力回路
９４、エンジン各部に制御信号を送る出力回路９５を備
えている。

【００１１】図１では、プログラムは、モジュール１、
モジュール２、モジュール３等で示されており、この発
明による漏れの有無を検出するプログラムは、たとえば
モジュール３、４、５に含まれている。また、演算に用
いる各種のデータはテーブル１、テーブル２等の形でＲ
ＯＭ９２に格納されている。ＲＯＭ９２は、ＥＥＰＲＯ
Ｍのような書き換え可能なＲＯＭであってもよく、この
場合、ある運転サイクルにおいてＥＣＵ５が演算した結
果をＲＯＭに格納しておき、次の運転サイクルで利用す
ることができる。また、種々の処理でセットされた多く
のフラグ情報をＥＥＰＲＯＭに記録しておくことによ
り、故障診断に利用することができる。

【００１２】エンジン１は、例えば４気筒を備えるエン
ジンであり、吸気管２が連結されている。吸気管２の上
流側にはスロットル弁３が配されており、スロットル弁
３に連結されたスロットル弁開度センサ（θＴＨ）４
は、スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して
ＥＣＵに供給する。

【００１３】燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であっ
て、エンジン１とスロットル弁３の間に各気筒毎に設け
られ、ＥＣＵからの制御信号により開弁時間が制御され
る。燃料供給管７は、燃料噴射弁６および燃料タンク９
を接続し、その途中に設けられた燃料ポンプ８が燃料を
燃料タンク９から燃料噴射弁６に供給する。図示しない
レギュレータが、ポンプ８と燃料噴射弁６の間に設けら
れ、吸気管２から取り込まれる空気の圧力と、燃料供給
管７を介して供給される燃料の圧力との間の差圧を一定
にするよう動作して、燃料の圧力が高すぎるときは図示
しないリターン管を通して余分な燃料を燃料タンク９に
戻す。こうして、スロットル弁３を介して取り込まれた
空気は、吸気管２を通り、燃料噴射弁６から噴射される
燃料と混合してエンジン１のシリンダに供給される。

【００１４】吸気管圧力（ＰＢＡ）センサ１３および吸
気温（ＴＡ）センサ１４は、吸気管２のスロットル弁３
の下流側に装着されており、それぞれ吸気管圧力および
吸気温を検出して電気信号に変換し、それをＥＣＵ５に
送る。

【００１５】エンジン水温（ＴＷ）センサ１５は、エン
ジン１のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁
に取り付けられ、エンジン冷却水の温度を検出し、電気
信号に変換して結果をＥＣＵ５に送る。エンジン回転数
（ＮＥ）センサ１６がエンジン１のカム軸周囲またはク
ランク軸周囲に取り付けられ、エンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パル
ス（ＴＤＣ信号パルス）を出力し、それをＥＣＵ５に送
る。

【００１６】エンジン１は排気管１２を持ち、排気管１
２の途中に設けられた排気ガス浄化装置である三元触媒
３３を介して排気する。Ｏ２センサ３２は排気濃度セン
サであり、排気管１２の途中に装着され、排気ガス中の
酸素濃度を検出し、検出値に応じた信号をＥＣＵ５に送
る。

【００１７】車速（ＶＰ）センサ１７、バッテリ電圧
（ＶＢ）センサ１８および大気圧（ＰＡ）センサ１９
は、ＥＣＵ５に接続されており、それぞれ車両の走行速
度、バッテリ電圧および大気圧を検出し、それをＥＣＵ
５に送る。

【００１８】各種センサからの入力信号は入力回路９４
に渡される。入力回路９４は、入力信号波形を整形して
電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデ
ジタル信号値に変換する。ＣＰＵ９１は、変換されたデ
ジタル信号を処理し、ＲＯＭ９２に格納されているプロ
グラムに従って演算を実行し、車の各部のアクチュエー
タに送る制御信号を作り出す。この制御信号は出力回路
９５に送られ、出力回路９５は、燃料噴射弁６、バイパ
ス弁２４、ベントシャット弁２６およびパージ制御弁３
０その他のアクチュエータに制御信号を送る。

【００１９】次に、蒸発燃料排出抑止系（以下、「排出
抑止系」という）３１について説明する。排出抑止系３
１は、燃料タンク９、チャージ通路２０、キャニスタ２
５、パージ通路２７およびいくつかの制御弁を備え、燃
料タンク９からの蒸発燃料の排出を制御する。排出抑止
系３１は、チャージ通路２０にあるバイパス弁２４を境
に、便宜上２つに分けて考えることができ、燃料タンク
９を含む側をタンク系、キャニスタ２５を含む側をキャ
ニスタ系と呼ぶ。

【００２０】燃料タンク９は、チャージ通路２０を介し
てキャニスタ２５に接続され、燃料タンク９からの蒸発
燃料が、キャニスタ２５に移動できるようになってい
る。チャージ通路２０は、第１の分岐２０ａおよび第２
の分岐２０ｂを持ち、これらはエンジンルーム内に設け
られている。内圧センサ１１は、チャージ通路２０の燃
料タンク側に取り付けられており、チャージ通路２０内
の内圧と大気圧との差圧を検出する。定常状態において
は、チャージ通路２０内の圧力が燃料タンク９内の圧力
とがほぼ等しいので、内圧センサ１１により検出された
内圧を、燃料タンク９の圧力（以下、「タンク内圧」と
いう）とみなすことができる。

【００２１】第１の分岐２０ａには二方向弁２３が設け
られ、二方向弁２３は２つの機械式の弁２３ａおよび２
３ｂを備える。弁２３ａは、タンク内圧が大気圧より１
５ｍｍＨｇ程度高くなったときに開く正圧弁であり、こ
れが開弁状態にあると、蒸発燃料がキャニスタ２５に流
れ、そこで吸着される。弁２３ｂは、タンク内圧がキャ
ニスタ２５側の圧力より１０ｍｍＨｇから１５ｍｍＨｇ
程度低くなったとき開く負圧弁であり、これが開弁状態
にあると、キャニスタ２５に吸着された蒸発燃料が燃料
タンク９に戻る。

【００２２】第２の分岐２０ｂには電磁弁であるバイパ
ス弁２４が設けられる。バイパス弁２４は、通常は閉弁
状態にあり、この発明による排出抑止系３１の漏れを検
出する際に、ＥＣＵ５からの制御信号により開閉を制御
される。

【００２３】キャニスタ２５は、燃料蒸気を吸着する活
性炭を内蔵し、通路２６ａを介して大気に連通する吸気
口（図示せず）を持つ。通路２６ａの途中に、電磁弁で
あるベントシャット弁２６が設けられる。ベントシャッ
ト弁２６は、通常は開弁状態にあり、この発明による排
出抑止系３１の漏れを検出する際に、ＥＣＵ５からの制
御信号により開閉を制御される。

【００２４】キャニスタ２５は、パージ通路２７を介し
て吸気管２のスロットル弁３の下流側に接続される。パ
ージ通路２７の途中には電磁弁であるパージ制御弁３０
が設けられ、キャニスタ２５に吸着された燃料が、パー
ジ制御弁３０を介してエンジンの吸気系に適宜パージさ
れる。パージ制御弁３０は、ＥＣＵ５からの制御信号に
基づいて、オン−オフデューティ比を変更することによ
り、流量を連続的に制御する。

【００２５】図２は、この発明の実施形態に関連するＥ
ＣＵ５を機能ブロックで示してあり、これらは図１に示
されるＥＣＵ５のハードウェア構成およびＲＯＭ９２に
格納されているプログラムにより実現される。ＥＣＵ５
内の機能ブロックによるデータの受け渡しは、主にＲＡ
Ｍ９３（図１）を介して行われる。ＥＣＵ５は、弁制御
部５０、タンク減圧モード実行部６０、燃料消費量算出
部８０および燃料噴射弁制御部８１を備える。

【００２６】弁制御部５０は、バイパス弁２４の開閉を
制御するバイパス弁制御部５１、ベントシャット弁２６
の開閉を制御するベントシャット弁制御部５２およびパ
ージ制御弁３０の開弁量を制御するパージ制御弁制御部
５３を備え、タンク減圧実行モード部６０からの制御信
号に応じて、それぞれの弁に駆動信号を送る。

【００２７】タンク減圧モード実行部６０は、大気開放
部６１、補正チェック部６２、減圧部６３、タンクリー
クチェック部６５およびベーパチェック部６６を備え、
後で図４を参照して述べるタンク減圧モニターを実行す
る。補正チェック部６２およびタンクリークチェック部
６５は、それぞれ圧力変動量算出部７１および７２を備
え、これらは、内圧センサ１１により検出された圧力値
に基づいて、補正チェック中およびタンクリークチェッ
ク中の単位時間あたりの圧力変動量をそれぞれ算出す
る。算出された値は、ベーパチェック部６６の判定部７
６に渡される。

【００２８】燃料噴射弁制御部８１は、図示しない各種
センサからの信号に基づいて、噴射信号を燃料噴射弁６
に送り、燃料噴射弁６の開弁時間を制御する。燃料噴射
弁６の開弁時間は、燃料消費量算出部８０に渡される。
燃料消費量算出部８０は、大気開放部６１がプロセスの
終了時に１に設定するフラグに基づいて、現在補正チェ
ック中であることを検出し、燃料噴射弁制御部８１から
受け取った燃料噴射弁６の開弁時間に基づいて、燃料消
費量を算出する。また、燃料消費量算出部８０は、減圧
部６３がプロセス終了時に１に設定するフラグに基づい
てタンクリークチェック中であることを検出し、燃料噴
射弁制御部８１から受け取った燃料噴射弁６の開弁時間
に基づいて燃料消費量を算出する。それぞれ算出された
値は、ベーパチェック部６６の判定実行チェック部７３
に渡される。

【００２９】ベーパチェック部６６は、判定実行チェッ
ク部７３、圧力変化チェック部７４、判定禁止部７５お
よび判定部７６を備える。判定実行チェック部７３は、
燃料消費量算出部８０により算出された補正チェック中
の燃料消費量およびタンクリークチェック中の燃料消費
量に基づいて、タンク系の漏れの有無の判定を行うかど
うか判断する。圧力変化チェック部７４は、タンクリー
クチェック部６５が処理を終了した時のタンク内圧が正
圧だったかどうかに基づいて、漏れの有無の判定を行う
かどうか判断する。判定実行チェック部７３および圧力
変化チェック部７４による判断結果に応じて、判定禁止
部７５または判定禁止部７６が動作する。判定禁止部７
５は判定を禁止し、判定部７６は、圧力変動量算出部７
１および７２により算出された補正チェック中およびタ
ンクリークチェック中の単位時間あたりの圧力変動量に
基づいて、タンク系の漏れの有無の判定を行う。

【００３０】次に、排出抑止系３１の漏れの有無の判定
の概要を説明する。図３は、エンジンの始動から停止ま
での１運転サイクルにおける、漏れの有無の判定におけ
るタンク系の圧力の遷移の例を示したものである。漏れ
の有無の判定プロセスは、４つの段階、すなわち、始動
後オープン処理、タンク内圧監視モニター、キャニスタ
モニターおよびタンク減圧モニターを有する。タンク減
圧モニターについては、図４を参照して説明するので、
ここでは始動後オープン処理、タンク内圧監視モニタ
ー、キャニスタモニターの概要を述べる。

【００３１】始動後オープン処理、内圧監視モニター 始動後オープン処理は、エンジン始動直後に、バイパス
弁２４およびベントシャット弁２６を開き、パージ制御
弁３０を閉じて、排出抑止系３１の圧力を大気圧に開放
し、この時に、タンク内圧が大気開放前の値から所定値
以上変動すれば、タンク系の漏れがなく正常と判定す
る。この所定値は、０．５および１ｍｍ径の穴に対応し
て異なる値が設定される。漏れがあるならば、始動前の
タンク系はほぼ大気圧であるので、圧力の変動が小さ
い。

【００３２】始動後オープン処理後は、タンク内圧監視
モニターを実行する。これは、バイパス弁２４を閉じた
状態で内圧センサ１１の出力レベルを連続的にチェック
し、そのレベルが正圧または負圧に所定値以上変動する
場合には漏れがないと判定する。

【００３３】キャニスターモニター キャニスタモニターは、大気開放、減圧、内圧安定待
ち、リークチェックおよび圧力復帰モードを含む。キャ
ニスタモニターは、キャニスタを負圧にし、負圧の保持
状態を検出することにより漏れの有無を判定するもので
ある。

【００３４】タンク減圧モニター 図４は、図３のタンク減圧モニターの部分を詳細に示し
た図である。タンク減圧モニターは、内圧監視モニター
後に実施され、始動後オープン処理および内圧監視モニ
ターで検出されなかった漏れを検出することができる。
例えば、始動後オープン処理または内圧監視モニターで
１ｍｍ径以上の穴による漏れについてだけ正常判定とさ
れた場合には、このタンク減圧モニターを実行して、
０．５ｍｍ径の穴による漏れの有無について判定するこ
とができる。また、始動後オープン処理および内圧監視
モニターで１ｍｍ径基準および０．５ｍｍ径基準のどち
らについても漏れがなく正常と判定されれば、タンク減
圧モニターを実施しないこともできる。

【００３５】タンク減圧モニターは、大気開放、補正チ
ェック、減圧、タンクリークチェックおよびベーパチェ
ック（圧力復帰）モードを含む。実線４５は、内圧セン
サ１１の示す圧力値を示したものである。通常モード
は、バイパス弁２４のみ閉じられ、ベントシャット弁２
６およびパージ制御弁３０は開いている。

【００３６】補正チェックモードに先だって、バイパス
弁２４を開き、パージ制御弁３０を閉じて、大気開放モ
ードに移行する。タンク内圧は、実線４５に示すよう
に、大気圧へと変化する。大気開放モードに要する時間
は、例えば１５秒である。

【００３７】タンク内圧が大気圧になった時、バイパス
弁２４を閉じ、ベントシャット弁２６を開き、パージ制
御弁３０を閉じて、補正チェックモードに移行する。燃
料タンク９ではベーパが発生しており、この量に依存し
てタンク内圧が上昇する。したがって、この圧力上昇分
を、後のタンク系の漏れの判定の際に考慮する必要があ
る。補正チェックモードでは、補正値として、大気圧か
ら正圧に上昇する単位時間あたりの圧力変動量を測定す
る。補正チェックモードに要する時間は、例えば３０秒
である。

【００３８】次に、バイパス弁２４を開き、ベントシャ
ット弁２６を閉じて、減圧モードに移行し、パージ制御
弁を制御しながら、タンク内圧を所定の圧力、例えば−
１５ｍｍＨｇにまで安定的に減圧する。内圧センサ１１
は、すぐに負圧状態になる細いチャージ通路２０に設け
られており、それに対して燃料タンク９は容量が大きい
ため、センサ１１が負圧を示す時でも、タンク９が負圧
でない場合が生じる。したがって、安定した負圧状態に
するため、オープン減圧をした後に、フィードバック減
圧を行う。

【００３９】最初に行われるオープン減圧は、オープン
減圧目標流量テーブルを検索して、現在のタンク内圧に
応じたパージ流量を算出し、そのパージ流量に対応する
デューティ比を設定し、パージ制御弁３０の開弁量を制
御する。その後、ベントシャット弁２６を閉じ、バイパ
ス弁２４およびパージ制御弁３０を開いて、タンク系を
減圧する。この減圧を所定時間継続することで、ある圧
力までタンク系を減圧する。

【００４０】オープン減圧を実行した後、フィードバッ
ク減圧を実行する。オープン減圧により、減圧目標値の
下限値付近にタンク内圧があるので、次の減圧目標値
を、その上限値に変更する。現在のタンク内圧および減
圧目標値に基づいて、タンク内圧が減圧目標値に達する
ようパージ流量を減少させる。減少されたパージ流量に
対応する開弁量に、パージ制御弁３０を設定する。その
結果、それに応じてタンク内圧は上昇する。タンク内圧
のセンサ出力が上限値に達すると、タンク内圧の減圧目
標値をその下限値に変更し、現在のタンク内圧および減
圧目標値に基づいて、タンク内圧が減圧目標値に達する
ようパージ流量を増大させる。増大されたパージ流量に
対応する開弁量に、パージ制御弁３０を設定する。その
結果、それに応じてタンク内圧は減少する。タンク内圧
のセンサ出力が下限値に達すると、タンク内圧の減圧目
標値をその上限値に変更する。

【００４１】このように、減圧目標値の上限値および下
限値の間で、パージ流量を増減しながら復圧および減圧
を繰り返すと、パージ流量がその下限値にはりつく。す
なわち、パージ流量を減少させても、タンク内圧が目標
上限値まで上がらなくなる。または、パージ流量がその
上限値にはりつき、パージ流量を増加させても、タンク
内圧が目標下限値まで下がらなくなる。これは、タンク
内圧が上限値と下限値の間の負圧状態であって、パージ
流量を変えてもタンク内圧が変わらない安定点に達した
ことを示すので、このような状態に達した時、フィード
バック減圧を終える。

【００４２】この減圧により、内圧センサ１１により示
される圧力および実際のタンク内圧の差圧がほぼゼロに
なる。減圧モードに要する時間は、例えば３０秒〜４０
秒である。

【００４３】タンク系が所定の負圧状態になった後、す
べての弁２４、２６および３０を閉じ、タンクリークチ
ェックモードに移行する。タンク系に漏れがなければ、
負圧はほぼ保持されたままとなり、復帰する圧力量（こ
れは、ベーパの影響による）が小さい。タンク系に漏れ
があれば、復帰する圧力量が大きい。０．５ｍｍという
非常に小さい穴を検出する必要があるので、タンクリー
クチェックモードに要する時間は、例えば３０秒であ
る。

【００４４】次に、バイパス弁２４およびベントシャッ
ト弁２６を開き、ベーパチェックモード（圧力復帰モー
ド）に移行し、タンク系を大気圧に戻す。ここで、正圧
から大気圧に向けてタンク内圧が変動した場合には、タ
ンクリークチェックの間にベーパの発生等により正圧に
まで変動しており、タンクリークチェック中に正確な圧
力変動量が算出されていないことを示すので、漏れの有
無の判定を禁止する。反対に、負圧から大気圧に変動し
た場合には、リークチェック中の単位時間あたりの圧力
変動量から、補正チェック中の単位時間あたりの圧力変
動量に係数を掛けた値を引いた値に基づいて、タンク系
の漏れの有無を判断する。ベーパチェックモードに要す
る時間は、たとえば３秒である。

【００４５】このように、タンク系の漏れの有無を最終
的に判定するには、燃料タンク９のベーパによる圧力上
昇分を補正する必要がある。しかし、例えばタンクリー
クチェックモード中に車両を急速に加速させて燃料を大
量に消費すると、燃料タンクの圧力上昇分が小さくな
り、たとえ燃料タンクに穴があったとしても漏れがなく
正常と判断されることがある。また、０．５ｍｍ径のよ
うな微小な穴による漏れを検出するためには十分長い時
間（３０秒〜６０秒）のタンクリークチェックモードを
必要とする。したがって、補正チェック中とタンクリー
クチェック中とで運転状態が異なることがあり、補正が
不適正になり誤った判定を導くことがある。

【００４６】この発明は、補正チェックモード中および
タンクリークチェック中の運転状態を示す燃料消費量を
算出し、これらの値に基づいて、タンク系の漏れの有無
の判定を行うかどうか判断する。

【００４７】燃料消費量算出 図５は、補正チェックモードおよびタンクリークチェッ
クモードにおける燃料消費量を算出する処理を示す流れ
図であり、図２に示される燃料消費量算出部８０により
実行される。このプロセスは、タンク減圧モニターのプ
ロセスのバックグラウンドで適宜実行される。

【００４８】ステップ７０１では、車両が始動モードか
どうか判断し、始動モードであればステップ７０６に進
み、燃料噴射時間合計ＴＴＯＵＴＬおよび燃料消費量Ｕ
ＳＥＤＧＡＳを、それぞれゼロに初期化する。始動モー
ドでなければ、燃料消費量算出プロセスを開始する。

【００４９】ステップ７０２では、現在タンク減圧モニ
ター中かどうか判断する。タンク減圧モニター中でなけ
れば、ステップ７０４に進み、算出されるべき補正チェ
ック中の燃料消費量ＲＧＡＳおよびタンクリークチェッ
ク中の燃料消費量ＬＧＡＳを、それぞれゼロに初期化す
る。タンク減圧モニター中であれば、ステップ７０３
で、補正チェック中であれば１に設定されている補正チ
ェック許可フラグに基づいて、現在補正チェック中かど
うか判断する。現在補正チェック中でなければ、ステッ
プ７０５で、タンクリークチェック中であれば１に設定
されているタンクリークチェック許可フラグに基づい
て、現在タンクリークチェック中かどうか判断する。現
在補正チェック中でもタンクリークチェック中でもなけ
れば、ステップ７０６に進み、燃料噴射時間合計ＴＴＯ
ＵＴＬおよび燃料消費量ＵＳＥＤＧＡＳを、それぞれゼ
ロに初期化する。

【００５０】現在補正チェック中またはタンクリークチ
ェック中ならば、ステップ７０７に進む。現在キャニス
タモニター中でなければステップ７０８に進み、さらに
燃料がエンジンに供給されないフュエルカット中でなけ
れば、ステップ７０９に進む。現在キャニスタモニター
中またはフュエルカット中はここでの燃料消費に関係な
いので、ステップ７１０に跳ぶ。

【００５１】ステップ７０９では、燃料噴射時間合計Ｔ
ＴＯＵＴＬに、燃料噴射時間ＴＣＹＬを加算する。ここ
で、燃料噴射時間ＴＣＹＬは、図２に示される燃料噴射
弁制御部８１により制御される燃料噴射弁６の開弁時間
であり、これは、燃料噴射弁制御部８１から燃料消費量
算出部８０に渡される。図５に示されるプロセスは所定
時間ごとに繰り返し実行されるので、補正チェック中ま
たはタンクリークチェック中の燃料噴射時間が、ステッ
プ７０９でＴＴＯＵＴＬに合計される。

【００５２】ステップ７１０に進み、ステップ７０９で
算出された燃料噴射時間合計ＴＴＯＵＴＬを、燃料消費
量ＵＳＥＤＧＡＳに変換する。変換は、以下の式に従
う。ここで、０．１ccあたりの噴射時間は予め決められ
た値である。

【００５３】

【数１】ＵＳＥＤＧＡＳ ＝ ＴＴＯＵＴＬ ／ 燃料０．
１ccあたりの噴射時間

【００５４】ステップ７１１に進み、補正チェック許可
フラグに基づいて、現在なお補正チェック中かどうか判
断し、補正チェック中であればステップ７１２に進み、
補正チェック燃料消費量ＲＧＡＳに、ステップ７１０で
算出された燃料消費量ＵＳＥＤＧＡＳを設定し、ＲＧＡ
ＳをＲＡＭ９３に保管する。ステップ７１３に進み、タ
ンクリークチェック許可フラグに基づいて、現在なおタ
ンクリークチェック中かどうか判断し、タンクリークチ
ェック中であればステップ７１４に進み、タンクリーク
チェック燃料消費量ＬＧＡＳに、ステップ７１０で算出
された燃料消費量ＵＳＥＤＧＡＳを設定し、ＬＧＡＳを
ＲＡＭ９３に記憶する。保管されたＲＧＡＳおよびＬＧ
ＡＳは、ベーパチェックモードで使用される。

【００５５】次に説明する補正チェック、タンクリーク
チェックおよびベーパチェックの流れ図を実行するプロ
グラムは、例えば８０ミリ秒ごとに呼び出される前述し
たタンク減圧モニタープロセスを実行するプログラムの
一部である。

【００５６】補正チェックモード 図６は、補正チェックモードにおいて補正値を算出する
流れ図であり、図２に示される補正チェック部６２およ
びその圧力変動量算出部７１により実行される。ステッ
プ８０１で、大気開放モードのプロセス完了時に大気開
放部６１（図２）により設定される補正チェック許可フ
ラグが１ならばステップ８０２に進み、補正チェックの
プロセスを開始する。ステップ８０２で、バイパス弁２
４およびパージ制御弁３０を閉じ、ベントシャット弁２
６を開く。

【００５７】ステップ８０３に進み、タンク内圧読み込
みタイマーがゼロでなければステップ８０４に進み、内
圧センサ１１の出力を検出して、タンク内圧の初期値Ｐ
１としてＲＡＭ９３に保管する。タンク内圧読み込みタ
イマーを設けたのは、バイパス弁２４を開いた状態から
閉じるとタンク内圧が変動するため、所定時間経過して
圧力がある程度落ち着いた時のタンク内圧を読み込むた
めである。

【００５８】ステップ８０３でタンク内圧読み込みタイ
マーがゼロであれば、すなわち所定時間経過したなら
ば、ステップ８０５に進み、補正チェックモードタイマ
ーがゼロかどうか判断する。補正チェックタイマーは、
補正値算出に必要な時間が経過したかどうかを判断する
ためのものであり、上記のタンク内圧読み込みタイマー
より大きい値に設定される。補正チェックタイマーがゼ
ロであれば、ステップ８０６に進む。

【００５９】ステップ８０６では、現在のタンク内圧Ｐ
２と、ステップ８０４で保管されたタンク内圧の初期値
Ｐ１とを比較し、タンク内圧が負圧側へ所定値以上変動
しているかどうかを判断する。負圧側へ変動していれ
ば、燃料タンク内の温度が低下することにより蒸発燃料
が液化している状態であり、適切な補正値を得ることが
できない。したがって、ステップ８１０に進み、タンク
減圧モニター完了フラグに１を設定し、この運転サイク
ルにおけるタンク減圧モニターを禁止する。

【００６０】ステップ８０６で負圧側への変動がなけれ
ば、ステップ８０７に進み、単位時間あたりのタンク内
圧の変動量を示す補正値ＲＶＡＲを、以下の式に従って
算出する。

【００６１】

【数２】補正値ＲＶＡＲ ＝（Ｐ２−Ｐ１）／ 補正チェ
ックタイマー経過時間

【００６２】ステップ８０８に進み、算出された補正値
ＲＶＡＲが所定値以上であれば、ベーパが大量に発生し
て、二方向弁２３の正圧側コントロール圧にタンク内圧
がはりついている可能性があり、そのような状態で算出
された値は適切な補正値でないので、ステップ８１０に
進み、タンク減圧モニター完了フラグに１を設定してタ
ンク減圧モニターを禁止する。補正値ＲＶＡＲが所定値
より小さければ、ステップ８０９に進み、補正チェック
許可フラグにゼロを設定し、次の減圧モードを実行する
ため減圧許可フラグに１を設定する。得られた補正値Ｒ
ＶＡＲは、ＲＡＭ９３に保管され、ベーパチェックモー
ドで使用される。

【００６３】タンクリークチェックモード 図７は、タンクリークチェックモードにおいて燃料タン
ク内を負圧にしたときの単位時間あたりの圧力変動量を
算出する流れ図であり、図２に示されるタンクリークチ
ェック部６５およびその圧力変動量算出部７２により実
行される。ステップ９０１で、減圧モードのプロセス完
了時に減圧モード部６３（図２）により１に設定される
タンクリークチェック許可フラグが１ならば、ステップ
９０２に進み、タンクリークチェックのプロセスを開始
する。

【００６４】ステップ９０２では、バイパス弁２４、ベ
ントシャット弁２６およびパージ制御弁３０をすべて閉
じる。ステップ９０３に進み、タンク内圧読み込みタイ
マーがゼロかどうか判断する。タンク内圧読み込みタイ
マーがゼロでなければ、ステップ９０４に進み、内圧セ
ンサ１１により検出された値を、タンク内圧の初期値Ｐ
３としてＲＡＭ９３に保管する。タンク内圧読み込みタ
イマーを設けたのは、補正チェックモードの場合と同様
に、所定時間経過させて圧力をある程度落ち着かせてか
らタンク内圧を読み込むためである。

【００６５】ステップ９０３でタンク内圧読み込みタイ
マーがゼロならば、ステップ９０５に進み、復圧履歴監
視タイマーがゼロかどうか判断し、ゼロであれば復圧履
歴監視（ステップ９０６から９０８）を行う。復圧履歴
監視は、タンクリークチェックモード中に所定時間ごと
に実行され、その度にステップ９０８でタンク内圧を読
み込んで時系列にＲＡＭ９３に保管し（すなわち、前回
のタンク内圧をＰ４(n)、前々回のタンク内圧をＰ４(n-
1)．．．と保管する）、圧力変動量を監視する。

【００６６】ステップ９０６では、現在のタンク内圧Ｐ
４と、前回のタンク内圧Ｐ４(n)との差の絶対値が予め
決められた値以上ならば、液面の揺れなどによる圧力の
急変と判断し、適切な圧力変動量を算出できないので、
タンク減圧モニターを中断し、圧力を復帰させて通常モ
ードに移行する。ここで禁止でなく中断とするのは、今
回のタンクリークチェックでは急激な圧力変動量があっ
たけれども、次回のタンクリークチェックでは、そのよ
うな圧力変化が起きないことがあるからである。

【００６７】ステップ９０７に進み、現在のタンク内圧
Ｐ４および前回のタンク内圧Ｐ４（ｎ）の差Ｐ４−Ｐ４
(n)（これを、△Ｐｘとする）と、前回のタンク内圧Ｐ
４(n)および前々回のタンク内圧Ｐ４(n−1)の差Ｐ４(n)
−Ｐ４(n−1)（これを、△Ｐｙとする）を算出し、△P
ｘと△Pｙとの差の絶対値｜△Ｐｘ−△Ｐｙ｜が予め決
められた値以上ならば、燃料タンクが満タン時のカット
オフ弁作動中と判断し、このような状態では適切な圧力
変動量を算出できないので、ステップ９１５に進み、タ
ンク減圧モニター完了フラグに１を設定して、この運転
サイクルのタンク減圧モニターを禁止する。

【００６８】復圧履歴監視を終えた後、ステップ９０９
に進み、タンクリークチェックタイマーがゼロかどうか
判断する。ゼロであれば、ステップ９１０に進み、現在
のタンク内圧Ｐ４およびステップ９０４で記憶されたタ
ンク内圧の初期値Ｐ３に基づいて、以下の式に従い、タ
ンクリークチェックモードの単位時間あたりの圧力変動
量ＬＶＡＲを算出する。算出されたＬＶＡＲは、ＲＡＭ
９３に記憶され、ベーパチェックモードで使用される。

【００６９】

【数３】単位時間あたりの圧力変動量ＬＶＡＲ＝（Ｐ４
−Ｐ３）／ タンクリークチェックタイマー経過時間

【００７０】ステップ９１１に進み、内圧センサ１１に
より検出された圧力値を、タンクリークチェック終了時
のタンク内圧Ｐ５として、ＲＡＭ９３に記憶する。これ
は、後のベーパチェックモードで使用するためである。
ステップ９１２に進み、タンクリークチェック許可フラ
グにゼロを設定し、次のベーパチェックモードを実行す
るため、ベーパチェック許可フラグに１を設定する。

【００７１】ステップ９０９でタンクリークチェックタ
イマーがゼロでなければ、ステップ９１６に進み、現在
のタンク内圧Ｐ４が、大気圧近傍の所定範囲内にあるか
どうか判断する。所定範囲内にあるならばステップ９１
７に進み、現在のタンク内圧Ｐ４と、前回のタンク内圧
Ｐ４(n)との差の絶対値｜Ｐ４−Ｐ４(n)｜が、予め決め
られた値以上かどうか判断する。この値より小さけれ
ば、圧力がほぼ落ち着いてきており、タンクリークチェ
ックタイマーによる時間経過を待つ必要がないので、ス
テップ９１０に進み、単位時間あたりの圧力変動量を算
出する。この場合の算出は、以下の式に従う。

【００７２】

【数４】単位時間あたりの圧力変動量ＬＶＡＲ ＝（Ｐ
４−Ｐ４(n)）／タンクリークチェックタイマー開始からステップ９１
７で判断するまでの時間

【００７３】ベーパチェックモード 図８は、ベーパチェックモードにおいて、タンクリーク
チェックモード終了時のタンク内圧の状況を判断し、タ
ンク系の漏れの有無を判定する流れ図であり、図２に示
されるベーパチェック部６６と、それに含まれる判定実
行チェック部７３、圧力変化チェック部７４、判定禁止
部７５および判定部７６により実行される。ステップ１
００１で、タンクリークチェックのプロセス終了時に設
定されるベーパチェック許可フラグが１ならば、ステッ
プ１００２に進み、ベーパチェックのプロセスを開始す
る。

【００７４】ステップ１００２で、ステップ７１２（図
５）で得られた補正チェック燃料消費量ＲＧＡＳと、ス
テップ７１４で得られたタンクリークチェック燃料消費
量ＬＧＡＳとの差の絶対値が、所定値（たとえば、１０
ｃｃ）以上かどうか判断する。所定値以上ならば、両モ
ードの運転状態が大きく異なるため正確な判定を行うこ
とができないと判断し、ステップ１０１０に進み、タン
ク減圧モニター完了フラグに１を設定し、この運転サイ
クルのタンク減圧モニターを禁止する。これにより、タ
ンク系の漏れの有無の判定は行われない。この所定値
は、微小な穴による漏れ検出に対し、補正チェックモー
ドとリークチェックモードとで運転状態が異なることに
よる影響を示すデータを実験およびシミュレーションで
蓄積し、その結果に基づいて決定する。

【００７５】この実施形態では、燃料消費量ＲＧＡＳは
補正チェックモードの全期間にわたる総燃料消費量であ
り、燃料消費量ＬＧＡＳはタンクリークチェックの全期
間にわたる総燃料消費量であり、それぞれの総燃料消費
量を比較するので（ステップ１００２）、それぞれの燃
料消費量の測定時間に対応した所定値が使用される。ま
たは、補正チェックモードおよびタンクリークチェック
モードのそれぞれの単位時間あたりの燃料消費量を算出
して、それに対応した所定値を用いて比較することもで
きる。

【００７６】ステップ１００２で、ＲＧＡＳとＬＧＡＳ
との差の絶対値がこうして決められた値より小さけれ
ば、ステップ１００３に進み、バイパス弁２４およびベ
ントシャット弁２６を開き、パージ制御弁３０を閉じ
て、タンク系を大気圧に開放する。ステップ１００４に
進み、現在のタンク内圧と、タンクリークチェックのス
テップ９１１（図７）で保管されたタンクリークチェッ
ク終了時のタンク内圧Ｐ５とを比較して、タンク内圧が
正圧から大気圧に向けて低下したかどうか判断する。す
なわち、タンク内圧が正圧になっていたかどうか判定す
る。

【００７７】正圧から大気圧に向けて所定値（たとえ
ば、１．０ｍｍＨｇ）以上低下したならば、ベーパが大
量に発生してタンクリークチェックモード終了時にタン
ク内圧が正圧にまで変動していたことを示し、判定を正
確に行うことができないので、ステップ１０１０に進
み、タンク減圧モニター完了フラグに１を設定してモニ
ターを禁止し、タンク系の漏れの有無の判定を行わな
い。正圧から大気圧に所定値以上低下したのでなけれ
ば、ステップ１００５に進み、判定を行うための最終計
測値を、以下の式に従って算出する。

【００７８】

【数５】 最終計測値＝ＬＶＡＲ−（補正係数＊ＲＶＡＲ）

【００７９】ここで、ＬＶＡＲはステップ９１０（図
７）で得られたタンクリークチェック中の単位時間あた
りの圧力変動量であり、ＲＶＡＲはステップ８０７（図
６）で得られた補正チェック中の単位時間あたりの圧力
変動量である。補正係数は、補正チェックモードにおけ
る大気圧からの圧力上昇量と、タンクリークチェックモ
ードにおける負圧からの圧力上昇量とは条件が異なるの
で、それを補正するための係数であり、例えば１．５〜
２．０である。

【００８０】ステップ１００６に進み、算出された最終
計測値が判定値１（たとえば、８ｍｍＨｇ）以上なら
ば、タンクリークチェックモードの圧力上昇はタンク系
の漏れによるものと考えられるので、ステップ１００８
に進み、タンク系に漏れがあり異常と判定（ＮＧ判定）
し、ＯＫフラグに「０」を設定する。算出された最終計
測値が判定値１より小さければ、ステップ１００７に進
む。ステップ１００７において、算出された最終計測値
が判定値２（たとえば、３ｍｍＨｇ）以下ならば、タン
クリークチェックモードの圧力上昇はベーパの発生によ
るものと考えられるので、ステップ１００９に進み、タ
ンク系に漏れがなく正常と判定（ＯＫ判定）し、ＯＫフ
ラグに「１」を設定する。

【００８１】ステップ１００７で、最終計測値が判定値
２より大きければ、すなわち、最終計測値が判定値２よ
り大きく判定値１より小さい場合には、漏れのある／な
しを正確に判定することができないので、ステップ１０
１０に進み、タンク減圧モニター完了フラグに１を設定
し、タンク減圧モニターを禁止する。これらの関係を以
下の表に示す。

【００８２】

【表１】

【００８３】

【発明の効果】この発明によれば、タンク系の漏れの有
無の判定の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による蒸発燃料処理装置を示す図。

【図２】この発明に関連するＥＣＵの機能ブロック図。

【図３】この発明による蒸発燃料処理装置の排出抑止系
の漏れの有無を判定する際の圧力の変化を示す図。

【図４】図３におけるタンク減圧モニターの部分であっ
て、タンク系の漏れを判定する際のタンク内圧の変化を
示す図。

【図５】補正チェックモードおよびタンクリークチェッ
クモードにおける燃料消費量を算出する流れ図。

【図６】補正チェックモードの単位時間あたりの圧力変
動量を算出する流れ図。

【図７】タンクリークチェックモードの単位時間あたり
の圧力変動量を算出する流れ図。

【図８】ベーパチェックモードにおいてタンク系の漏れ
の有無の判定を行う流れ図。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ６０ タン
ク減圧モード実行部 ２ 吸気管 ６２ 補正
チェック部 ６ 燃料噴射弁 ６４ 減圧
部 ９ 燃料タンク ６５ タン
クリークチェック部 １１ 内圧センサ ６６ ベー
パチェック部 ２０ チャージ通路 ７１、７２
圧力変動量算出部 ２４ バイパス弁 ７３ 判定
実行チェック部 ２５ キャニスタ ７４ 圧力
変化チェック部 ２６ ベントシャット弁 ７５ 判定
禁止部 ２７ パージ通路 ７６ 判定
部 ３０ パージ制御弁 ８０ 燃料
消費量算出部 ５０ 弁制御部 ８１ 燃料
噴射弁制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク、内部を大気に開放する開放口
   を有し前記燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸着する
   キャニスタ、前記燃料タンクと前記キャニスタを連通す
   るチャージ通路、前記キャニスタと内燃機関の吸気管を
   連通するパージ通路、前記チャージ通路に設けられた圧
   力調整弁、前記圧力調整弁をバイパスする通路に設けら
   れたバイパス弁、前記パージ通路に設けられたパージ制
   御弁、前記開放口を開閉可能なベントシャット弁、前記
   燃料タンクの内圧を検出するための内圧センサ、前記燃
   料タンクを大気圧状態にした後に閉鎖したときの前記燃
   料タンクの内圧の変化度合いを検出する補正チェック手
   段、前記燃料タンクを負圧にした後に閉鎖したときの前
   記燃料タンクの内圧の変化度合いを検出する漏れチェッ
   ク手段、前記漏れチェック手段および補正チェック手段
   による検出結果に基づいて前記燃料タンクの漏れの有無
   を判定する判定手段を有する蒸発燃料処理装置におい
   て、 前記補正チェック手段による検出の際の燃料消費量およ
   び前記漏れチェック手段による検出の際の燃料消費量を
   算出する算出手段と、 前記算出されたそれぞれの燃料消費量が実質的に異なる
   とき、前記判定手段による漏れの有無の判定を禁止する
   判定禁止手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装
   置。