JP2002081349A - 燃料蒸気パージシステムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無駄な判定操作をなくして故障診断時間の長時
間化を抑制することができる燃料蒸気パージシステムの
故障診断装置を提供する。 【解決手段】燃料タンク１内で発生する燃料蒸気はキャ
ニスタ２に捕集され、大気導入弁１３を介してキャニス
タ２に大気を導入しつつ捕集した燃料蒸気をエンジンの
吸気通路９へパージする。ＥＣＵ１０はパージ経路の差
圧形成前においてパージ経路に大気圧を導入した後第２
の所定期間パージ経路を密閉して燃料タンク１内での燃
料蒸気の発生量に基づく圧力変化を測定し、その測定結
果が所定値よりも大きいときには漏れ診断を禁止し、そ
の判定結果が所定値未満のときには漏れ診断を許可す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
搭載される内燃機関に用いられる燃料蒸気パージシステ
ムの故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両に搭載される内燃機関の
燃料蒸気パージシステムとして、燃料タンク内で発生す
る燃料蒸気をキャニスタに捕集し、その捕集された燃料
蒸気を適宜キャニスタから吸気通路へパージし、蒸発し
た燃料が大気中へ放出されるのを防止するようにしたも
のがある。こうした燃料蒸気パージシステムは、燃料タ
ンク内にて発生した燃料蒸気を捕集するキャニスタと、
燃料タンクとキャニスタとを常時連通する燃料蒸気導入
通路と、キャニスタと吸気通路とを連通するパージ通路
とを備えるシステムとして構成される。また同システム
において、パージ通路の通路途中には開閉制御の可能な
パージ制御弁が、キャニスタには大気導入の可能な圧力
封鎖弁が備えられる。

【０００３】このような燃料蒸気パージシステムを備え
た内燃機関においては、何らかの原因で配管に穴が空い
たり配管が外れた場合には燃料蒸気がキャニスタや燃料
タンクから大気中に漏洩してしまう。そのため、このよ
うな燃料蒸気パージシステムのキャニスタ及び燃料タン
クを含むパージ経路の漏れの有無を自動的に診断するこ
とが必要とされる。

【０００４】このため、従来、燃料蒸気パージシステム
のパージ経路内に内燃機関の吸気系の負圧（大気圧より
も低い圧力）を導いてパージ経路を密閉した後の内圧の
挙動と、パージ経路内に大気圧を導いてパージ経路を密
閉して測定した燃料タンク内での燃料蒸気の発生に基づ
くタンク内圧変化とに基づいて、パージ経路の漏れ故障
を診断するシステムが提案されている。これは、パージ
経路の故障診断を行う際にパージ経路内の圧力を負圧状
態にして同経路内における内圧の経時変化を検出するの
であるが、パージ経路の穴開きや裂傷等に起因して大気
圧が導入されてパージ経路内の内圧が上昇したのか、燃
料蒸気の発生量が多いためにパージ経路内の内圧が上昇
したのかを診断することができないことによる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な燃料蒸気パージシステムの故障診断装置においては、
パージ経路への負圧導入によるパージ経路の漏れ判定の
後に燃料蒸気の発生に基づくタンク内圧の測定を行って
いる。従って、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量が多
く、パージ経路の漏れ判定が困難である場合にも漏れ診
断を実行してしまい、無駄な判定操作となっており、故
障診断時間が長くなる。また、上記のように燃料タンク
とキャニスタとを常時連通する燃料蒸気パージシステム
においては、燃料蒸気の発生に基づくタンク内圧変化を
測定するために圧力封鎖弁及びパージ制御弁を閉弁して
パージ経路を密閉する必要があり、この間においてはパ
ージがカットされる。そのため、燃料タンク内での燃料
蒸気の発生量が多く、パージ経路の漏れ判定が困難であ
る場合にも漏れ診断を実行すると、パージを停止してい
る時間が長くなり、キャニスタ内の燃料蒸気の所要のパ
ージ流量を確保することができなくなることがある。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、無駄な判定操作をなくして故障診
断時間の長時間化を抑制することができる燃料蒸気パー
ジシステムの故障診断装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、燃料タンク内で発生する燃料蒸気
をキャニスタに捕集し、その捕集した燃料蒸気を同燃料
タンクを含むパージ経路を介して内燃機関の吸気通路へ
パージするようにした燃料蒸気パージシステムと、前記
パージ経路の内圧と外圧との間に差圧を設けてパージ経
路を密閉して内圧の挙動を測定し、前記パージ経路の差
圧形成後において前記パージ経路に大気圧を導入した後
第１の所定期間パージ経路を密閉して測定した燃料タン
ク内での燃料蒸気の発生量に基づく圧力変化とに基づい
てパージ経路の漏れ診断を行う診断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において、前記パー
ジ経路の差圧形成前において前記パージ経路に大気圧を
導入した後第２の所定期間パージ経路を密閉して燃料タ
ンク内での燃料蒸気の発生量に基づく圧力変化を測定
し、その測定結果が所定値よりも大きいときには前記診
断手段による漏れ診断を禁止し、その判定結果が所定値
未満のときには前記診断手段による漏れ診断を許可する
予備診断手段を設けたことを要旨とする。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、パージ経
路の差圧形成前においてパージ経路に大気圧を導入した
後第２の所定期間パージ経路を密閉して燃料タンク内で
の燃料蒸気の発生量に基づく圧力変化が測定される。そ
して、その測定結果が所定値よりも大きいときには診断
手段による漏れ診断が禁止され、その判定結果が所定値
未満のときには診断手段による漏れ診断が許可される。
従って、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量が多く、パ
ージ経路の漏れ判定が困難である場合にはパージ経路の
差圧形成に伴うタンク内圧の挙動測定及び燃料蒸気の発
生に基づくタンク内圧変化の測定という無駄な判定操作
をなくすことができ、故障診断時間の長時間化を抑制す
ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、前
記第２の所定期間は前記第１の所定期間よりも短く設定
されていることを要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、パージ経
路の差圧形成前における燃料蒸気の発生に基づくタンク
内圧変化の測定を行う第２の所定期間は第１の所定期間
よりも短く設定されている。そのため、第２の所定期間
のタンク内圧の測定処理を繰り返し実行しても故障診断
時間を長時間化させるようなことはなく、むしろ無駄な
漏れ診断を行わないことにより、故障診断を効率化する
ことができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、前
記燃料タンクとキャニスタとは常時連通する通路を介し
て接続されていることを要旨とする。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、燃料タン
クとキャニスタとを常時連通する燃料蒸気パージシステ
ムにおいては、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量が多
く、パージ経路の漏れ判定が困難である場合には漏れ診
断が禁止される。そのため、パージを停止している時間
が長くなるのを抑制でき、キャニスタ内の燃料蒸気のパ
ージ流量を確保することができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、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において、前
記パージ経路は、前記キャニスタへ大気を導入するため
の通路に設けられた圧力封鎖弁と、前記キャニスタから
内燃機関の吸気通路へ燃料蒸気をパージするための通路
に設けられたパージ制御弁とを備え、圧力封鎖弁を閉弁
しパージ制御弁を開弁することによりパージ経路に吸気
通路の圧力を導入し、圧力封鎖弁を開弁しパージ制御弁
を閉弁することによりパージ経路に大気圧を導入し、さ
らに圧力封鎖弁を閉弁しパージ制御弁を閉弁することに
よりパージ経路を密閉するようにしたことを要旨とす
る。

【００１４】請求項４に記載の発明は、故障診断装置の
ベストモードを特定したものであり、その技術的意義は
以下の「発明の実施の形態」の説明で明らかとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる燃料蒸気パ
ージシステムの故障診断装置の一実施形態を、図面に従
って説明する。

【００１６】図１は、本実施形態としての燃料蒸気パー
ジシステム全体を表す概略説明図である。本燃料蒸気パ
ージシステムは自動車に搭載されているガソリンエンジ
ンに対して取り付けられている。

【００１７】ガソリンエンジンの燃料タンク１には、そ
の内部で発生する燃料蒸気をキャニスタ２に導入する燃
料蒸気導入通路３の一端がフロート３ａを介して開口し
接続されている。この燃料蒸気導入通路３の他端はキャ
ニスタ２上部に設けられた圧力緩衝室４を介して、キャ
ニスタ２と接続されている。この圧力緩衝室４内には流
通抵抗としてのオリフィス４ａが設けられている。オリ
フィス４ａは燃料タンク１内部とキャニスタ２内部とを
常時連通させているが、キャニスタ２内の圧力変化を燃
料タンク１内に急激に伝えないようにするとともに、燃
料タンク１内の圧力とキャニスタ２の内圧とを漸次等し
くするようになっている。

【００１８】また、燃料タンク１には給油時に開弁する
差圧弁５が設けられている。この差圧弁５はブリーザ通
路７によりキャニスタ２と接続されている。従って、給
油時に差圧弁５が開弁すると、燃料タンク１内の燃料蒸
気はブリーザ通路７を通じてキャニスタ２内に導入され
る。

【００１９】キャニスタ２の内部はパージ通路８によっ
て吸気通路９の一部をなすサージタンク９ａと連通され
ている。このパージ通路８には、パージ制御弁１１が設
けられている。パージ制御弁１１はマイクロコンピュー
タとして構成されているＥＣＵ（電子制御ユニット）１
０からの制御信号に基づいて駆動回路１１ａにより開閉
駆動される。

【００２０】例えば、パージ制御弁１１は、パージ制御
において、パージによりキャニスタ２側から吸気通路９
へ供給される燃料量を調整し、故障診断制御ではパージ
通路８の遮断・開放を行う。このパージ制御弁１１とし
ては例えばバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）等
が用いられる。

【００２１】キャニスタ２の内部は上下方向に延びる仕
切板１５によって、２つの室に区画され、圧力緩衝室４
の下方に位置する主室１６と、大気制御弁１４の下方に
位置し内容積が前記主室１６より小さい副室１７とがそ
れぞれ形成されている。また、主室１６及び副室１７上
部にはそれぞれ空気層１８ａ，１８ｂが形成され、空気
層１８ａ，１８ｂの下方には活性炭吸着材１９ａ，１９
ｂが充填された吸着材層２０ａ，２０ｂがそれぞれ形成
されている。

【００２２】吸着材層２０ａ，２０ｂの上方及び下方に
はフィルタ２０ｃ，２０ｄが設けられており、活性炭吸
着材１９ａ，１９ｂは両フィルタ２０ｃ，２０ｄの間に
充填されている。また、フィルタ２０ｄから下方の空間
は拡散室２１とされ、この拡散室２１により主室１６と
副室１７とは連通されている。

【００２３】主室１６の上方におけるキャニスタ２上面
にはブリーザ通路７の一端が接続されている。ブリーザ
通路７の開口位置の図示左側にはパージ通路８が同様に
主室１６に接続されている。

【００２４】そして、特にパージ制御弁１１が開弁状態
にあり、キャニスタ２内に大気圧よりも低い圧力が導入
されている状態で、パージ通路８内の空間が、順次、主
室１６→圧力緩衝室４→燃料蒸気導入通路３→燃料タン
ク１に連通することとなる。また、ブリーザ通路７内の
空間も本来主室１６と連通しているため、パージ通路８
と同一空間を共有することとなる。以下、本明細書にお
いて、大気圧を基準としてそれよりも低い圧力を負圧と
いい、大気圧を基準としてそれよりも高い圧力を正圧と
いう。このように、キャニスタ２内に負圧が導入されて
いる状態で互いに連通する燃料蒸気パージシステム内の
共有空間がパージ経路となる。本実施の形態にかかる燃
料蒸気パージシステムの故障診断装置は、このパージ経
路の漏れの有無を判定することによってその故障の有無
を診断することとなる。

【００２５】更に、副室１７の上方におけるキャニスタ
２上面には、通気ポート２５が形成されている。この通
気ポート２５の中間部には圧力封鎖弁２５ａが配置され
ている。この圧力封鎖弁２５ａは通常は開かれている
が、ＥＣＵ１０により後述のごとく故障診断時に開閉制
御される。圧力封鎖弁２５ａとしては例えばＶＳＶ等が
用いられる。

【００２６】通気ポート２５に連通するように圧力封鎖
弁２５ａと直列に大気制御弁１４が設けられている。大
気制御弁１４は、大気開放弁１２と大気導入弁１３とが
図示左右に対向して配置されることで形成されている。
大気開放弁１２に備えられたダイヤフラム１２ａの図示
左側には大気圧室１２ｂが形成され、大気導入弁１３に
備えられたダイヤフラム１３ａの図示右側には圧力室と
しての負圧室１３ｂが形成されている。これら２つのダ
イヤフラム１２ａ，１３ａによって挟まれた空間は、隔
壁２８により２つの圧力室に区画されている。そして、
両圧力室の一方は大気開放弁１２の正圧室１２ｄとさ
れ、他方は大気導入弁１３の大気圧室１３ｄとされてい
る。

【００２７】前記隔壁２８の一部には圧力ポート２８ａ
が形成されるとともに、その先端開口部はダイヤフラム
１３ａによって閉塞可能とされている。大気圧室１３ｄ
には大気導入通路２７が連通している。そして、ダイヤ
フラム１３ａは負圧室１３ｂに配設されたスプリング１
３ｃの付勢力によって圧力ポート２８ａの先端開口部側
に押圧されているため、大気導入弁１３は閉弁状態とな
っている。

【００２８】また、負圧室１３ｂは負圧導入通路４０を
介して前記パージ制御弁１１とキャニスタ２との間にお
いて前記パージ通路８に接続されており、負圧室１３ｂ
内には吸気通路９のサージタンク９ａにて発生する圧力
が導入されうる構成となっている。すなわち、エンジン
運転中、かつパージ実行時にはエンジンへの吸気に伴っ
てサージタンク９ａ内に生じる負圧が負圧室１３ｂに導
入される。そのため、負圧室１３ｂ内の負圧がスプリン
グ１３ｃの押圧力以上になり、ダイヤフラム１３ａが圧
力ポート２８ａの開口部から離間して大気導入弁１３は
開弁しその状態に保持される。エンジン停止時又はエン
ジン運転時でもパージ制御弁１１が閉じられている時に
は、負圧室１３ｂの圧力はキャニスタ２内の圧力と一致
することとなる。そのため、大気導入弁１３は大気開放
弁１２とともに、キャニスタ２内の圧力を、大気圧に対
して所定範囲内に維持されるように制御する。

【００２９】従って、エンジン運転時においてサージタ
ンク９ａ内に生じる負圧によりキャニスタ２内の吸着燃
料が吸気通路９側にパージ（放出）される際には、外気
を大気導入通路２７及び通気ポート２５を介して副室１
７側からキャニスタ２内に導入することができる。この
外気の導入により、主室１６及び副室１７内の活性炭吸
着材１９ａ，１９ｂに吸着されている燃料蒸気がパージ
通路８側へ流れて、サージタンク９ａ内を流れる吸入空
気中にパージされる。

【００３０】また、エンジン運転時において故障診断時
の負圧導入後に燃料タンク１内の圧力変化量、すなわち
燃料蒸気の発生量を測定するためにパージ制御弁１１は
閉鎖されたまま圧力封鎖弁２５ａが開かれてキャニスタ
２及び燃料タンク１内の圧力が大気圧に戻される。負圧
室１３ｂ内（キャニスタ２内）の圧力が所定負圧以下の
ときには大気導入弁１３は開弁状態に保持されるため、
大気導入弁１３を介して大量の外気がキャニスタ２内に
導入され、さらに外気はオリフィス４ａを介して燃料タ
ンク１内にも導入される。そのため、キャニスタ２内の
圧力が急速に上昇して大気圧に近づき、燃料タンク１内
の圧力はそれよりも遅れて上昇することとなるが、大気
導入弁１３は開弁状態に保持されているので、キャニス
タ２内及び燃料タンク１内の圧力が大気圧まで短時間で
復帰することとなる。

【００３１】また、大気制御弁１４の上部には大気開放
弁１２の大気圧室１２ｂに通じる大気開放ポート２９が
形成され、大気圧室１２ｂの内部は常時大気圧とされて
いる。大気制御弁１４にはキャニスタ２内で燃料成分が
捕集された後の気体を外部に導出する大気排出ポート２
６が設けられている。大気排出ポート２６の先端開口部
は大気開放弁１２のダイヤフラム１２ａによって閉塞可
能とされている。そして、ダイヤフラム１２ａは、大気
圧室１２ｂに配設されたスプリング１２ｃの付勢力によ
り大気排出ポート２６の開口部側に押圧されている。こ
のため、大気開放弁１２はキャニスタ２の内圧が規定圧
以上になるまで閉弁状態に保持される。

【００３２】給油時にブリーザ通路７からキャニスタ２
内に圧力がかかると、大気開放弁１２の正圧室１２ｄの
圧力が高まる。そして、この正圧室１２ｄ内の圧力と大
気開放ポート２９から大気圧室１２ｂに導入される大気
圧との差圧が、規定圧差に達した時に大気開放弁１２が
開弁する。このことにより、主室１６と副室１７とを経
て燃料蒸気を除かれた気体が通気ポート２５及び大気排
出ポート２６を介して外部に排出される。

【００３３】次に、燃料タンク１の上部には嵌挿孔３１
が形成され、この嵌挿孔３１にはブリーザ通路７の一部
をなす筒状のブリーザ管３２が挿入され固定されてい
る。ブリーザ管３２の下部にはフロート弁３３が形成さ
れている。また、燃料タンク１の上部にはブリーザ管３
２の上端開口部３２ａを覆うように差圧弁５が配設され
ている。差圧弁５の内部はダイヤフラム５ａによって上
下に区画され、ダイヤフラム５ａの上側には第１圧力室
５ｂが、下側には第２圧力室５ｃがそれぞれ形成されて
いる。ダイヤフラム５ａは第１圧力室５ｂに配設された
スプリング５ｄの付勢力により、第２圧力室５ｃ内に導
入されたブリーザ通路７の上端開口部７ａ側に押圧され
ている。このようにダイヤフラム５ａによってブリーザ
通路７の上端開口部７ａは閉塞可能とされている。

【００３４】差圧弁５の第１圧力室５ｂは、圧力通路３
４によって燃料タンク１に設けられた燃料注入管３６の
上部と連通されている。この燃料注入管３６の下部側先
端部には絞り３６ａが形成されている。給油された燃料
がこの絞り３６ａを通過すると、燃料注入管３６内部の
燃料蒸気の流れ方向は給油口３６ｂから燃料タンク１側
に流れる方向に規制される。従って、給油口３６ｂから
燃料蒸気が外部に漏出することを防止できる。なお、燃
料タンク１の上部と燃料注入管３６の上部とを連通させ
る循環ライン管３７が設けられており、給油時において
燃料タンク１内の燃料蒸気を燃料注入管３６との間で循
環させて円滑な注油を可能としている。

【００３５】また、燃料タンク１の上部には燃料タンク
１内の圧力を検出するための圧力センサ１ａが設けられ
ている。本実施形態において、圧力センサ１ａは大気圧
を基準とする相対圧力を検出するものが用いられてい
る。圧力センサ１ａによる検出信号はパージ制御や故障
診断制御を行っているＥＣＵ１０に出力されている。な
お、ＥＣＵ１０へは吸気通路９に設けられたエアフロー
メータ９ｃ等の各種センサからの信号も出力されてい
る。

【００３６】上記のように構成された燃料蒸気パージシ
ステムは以下のように機能する。燃料タンク１内におい
て燃料が蒸発し、燃料タンク１の内圧がキャニスタ２内
の圧力よりも大きくなると、燃料蒸気導入通路３内には
燃料タンク１からキャニスタ２に向かう燃料蒸気の流れ
が形成される。このため、燃料タンク１の燃料蒸気は圧
力緩衝室４のオリフィス４ａを介してキャニスタ２側に
導入される。この場合、差圧弁５の第１圧力室５ｂと第
２圧力室５ｃの内圧は等しいため、差圧弁５は閉弁状態
に保持されブリーザ通路７は閉鎖されている。

【００３７】燃料蒸気導入通路３を介してキャニスタ２
内部に到達した燃料蒸気は、まず、主室１６側の吸着材
層２０ａに充填された活性炭吸着材１９ａによって燃料
成分が捕集される。続いて、燃料蒸気は吸着材層２０ａ
を抜けて拡散室２１に達する。さらに、燃料蒸気は拡散
室２１を通過して副室１７に導入され、副室１７側の吸
着材層２０ｂにおいて、主室１６側の吸着材層２０ａで
捕集しきれなかった燃料成分が捕集される。このように
燃料蒸気はキャニスタ２内部をＵ字状の移動経路に沿っ
て流れるため、吸着材層２０ａ，２０ｂの活性炭吸着材
１９ａ，１９ｂに接触する時間が長くなり燃料成分が効
果的に捕集される。

【００３８】そして、燃料成分の大部分が吸着材層２０
ａ，２０ｂの活性炭吸着材１９ａ，１９ｂによって捕集
された気体は大気開放弁１２を開弁するとともに、大気
排出ポート２６を通じて外部に放出される。この時、大
気導入弁１３の負圧室１３ｂの内圧は大気圧室１３ｄの
内圧より大きい正圧となっているため、大気導入弁１３
は開弁しない。従って、大気導入弁１３を介して、大気
導入通路２７から燃料蒸気が外部に漏出することはな
い。

【００３９】次に、キャニスタ２内に捕集された燃料成
分は以下のようにして吸気通路９に供給される。エンジ
ンが始動されるとパージ通路８のサージタンク９ａ側開
口部近傍は負圧に転じ、さらにパージ制御が開始され、
パージ制御弁１１が開弁されると、大気導入弁１３も開
弁する。そして、ＥＣＵ１０の制御信号によりパージ制
御弁１１が開放駆動される毎に、パージ通路８の内部に
はキャニスタ２側からサージタンク９ａ側へ向かう燃料
蒸気の流れが形成される。

【００４０】従って、キャニスタ２内部は負圧となり、
大気導入通路２７を通してキャニスタ２内部に副室１７
側から空気が導入される。そして、活性炭吸着材１９
ａ，１９ｂに吸着されている燃料成分はその空気により
離脱され、空気中に吸収される。

【００４１】このようにして導入された空気により燃料
蒸気はパージ通路８内に導かれ、パージ制御弁１１を介
してサージタンク９ａ内に放出される。サージタンク９
ａ内において、燃料蒸気はエアクリーナ９ｂ、エアフロ
ーメータ９ｃ及びスロットルバルブ９ｄを通過した吸入
空気と混合され、シリンダ（図示略）内に供給される。
そして、吸入空気と混合された燃料蒸気は、燃料タンク
１内の燃料ポンプ３８を介して燃料噴射弁３９から吐出
された燃料とともに、シリンダ内において燃焼される。

【００４２】一方、エンジン停止状態での長時間の駐車
等により、燃料タンク１が冷却され、燃料タンク１内の
燃料蒸気の発生が止まり、燃料タンク１内部の圧力が相
対的にキャニスタ２内部より低くなる。燃料タンク１内
部の圧力は、燃料蒸気導入通路３、圧力緩衝室４、オリ
フィス４ａ、さらにキャニスタ２を介して負圧室１３ｂ
に伝わり、その負圧が所定値を下回ると、スプリング１
３ｃの押圧力に抗してダイヤフラム１３ａが圧力ポート
２８ａの開口部から離間して大気導入弁１３が開弁され
る。これにより、大気が大気導入弁１３よりキャニスタ
２に流入し、キャニスタ２内の燃料蒸気はオリフィス４
ａを介し燃料蒸気導入通路３を通じて燃料タンク１に戻
される。

【００４３】次に、ＥＣＵ１０が実行する燃料蒸気パー
ジシステムに対する故障診断処理について説明する。図
２に故障診断処理のフローチャートを示す。また処理の
一例を図３のタイミングチャートに示す。なお、以下の
故障診断処理において、燃料タンク内圧は、大気圧を基
準とする相対圧力である。

【００４４】本診断処理はＥＣＵ１０の電源オン後に必
要な初期設定が行われ、その後、故障診断処理実行条件
が成立すると実行される。この故障診断処理実行条件
は、故障診断のために燃料蒸気パージシステム内に吸気
負圧を導入してもよい状態になったことを示すものであ
る。例えば、圧力センサ１ａやその他のセンサに異常が
無く、エンジンが運転を開始してから、ある程度の時間
が経過して運転が安定した場合に故障診断処理実行条件
は成立する。

【００４５】図２は、燃料蒸気パージシステムの故障を
検出するための「故障診断ルーチン」を示すフローチャ
ートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定時間
毎に周期的に実行される。

【００４６】さて、処理がこのルーチンに移行すると、
まずステップ１００において、故障診断の前提条件成立
であるかどうかを判定する。前提条件は具体的には、パ
ージ実行中であること、標高が所定高さ（例えば２４０
０ｍ）以下、すなわち気圧が所定値以上であること、エ
ンジンの始動時の冷却水温が所定の範囲（例えば、−１
０℃〜３５℃）の範囲内にあること、登降坂走行中でな
いこと等である。前提条件におけるすべての条件が全て
満たされているときにのみ前提条件が成立しているもの
とみなす。

【００４７】そして、ステップ１００ですべての条件が
満たされていると判定すると、その処理をステップ１０
５に移行し、１つでも満たされていないと判定すると一
旦本ルーチンを終了する。

【００４８】ステップ１０５において、漏れ判定が終了
したかどうかを判定し、肯定判定の場合には処理を終了
し、漏れ判定が終了していないと判定すると、ステップ
１１０に進む。

【００４９】ステップ１１０において、パージ制御弁１
１を閉鎖し圧力封鎖弁２５ａを開放してパージ経路内に
大気圧を導入した後、圧力封鎖弁２５ａを閉鎖してパー
ジ経路を密閉する。そして、パージ経路の差圧形成前の
燃料蒸気の発生に基づく第２の所定期間（例えば５秒）
におけるタンク内圧変化量ΔＰ１Ｂを測定する。

【００５０】従って、図３に示すように、時刻ｔ１にて
パージが開始されるとキャニスタ２にはパージ通路８か
らサージタンク９ａ内の負圧が導入され、燃料タンク１
の内圧は０ｋＰａから負側に低下する。時刻ｔ１１にお
いて圧力封鎖弁２５ａを開放したままパージ制御弁１１
が閉鎖されるとパージ経路内に外気が導入されてパージ
経路内が大気圧に戻される。そして、時刻ｔ２において
パージ制御弁１１を閉鎖したまま圧力封鎖弁２５ａが閉
鎖されてパージ経路が密閉されると、燃料タンク１の内
圧は燃料蒸気の発生に伴って０ｋＰａから変化する。時
刻ｔ２から所定期間（５秒）経過後の時刻ｔ３において
タンク内圧変化量ΔＰ１Ｂが測定される。

【００５１】次にステップ１１５において、タンク内圧
変化量ΔＰ１Ｂが所定値Ｐα以下かどうかを判定する。
タンク内圧変化量ΔＰ１Ｂが所定値Ｐαより大きいと判
定すると、一旦本ルーチンを抜ける。タンク内圧変化量
ΔＰ１Ｂが所定値Ｐα以下であると判定すると、ステッ
プ１２０に進む。

【００５２】ステップ１２０において、圧力封鎖弁２５
ａを閉鎖し、パージ制御弁１１を開放する。圧力封鎖弁
２５ａが閉状態であるので燃料蒸気パージシステム内は
外気が入らない状態となる。そして、パージ制御弁１１
は開弁状態であるのでキャニスタ２にはパージ通路８か
らサージタンク９ａ内の負圧が導入される。また、燃料
タンク１内には、キャニスタ２、オリフィス４ａ及び燃
料蒸気導入通路３を介して負圧が導入される。

【００５３】従って、図３に示すように、時刻ｔ３にて
燃料蒸気パージシステムに負圧の導入が開始された後、
圧力センサ１ａにて検出される燃料タンク１の内圧は急
速に下降する。この状態で時刻ｔ４において一旦パージ
制御弁１１を閉弁すると、パージ経路内が負圧状態のま
まで密閉される。このときパージ経路に異常がなけれ
ば、燃料タンク１内の燃料が蒸発することにより、パー
ジ経路内の圧力は、徐々に経路内に残った空気及び燃料
蒸気が平衡状態に達したときの圧力に近づいていくこと
となる。一方、パージ経路に漏れがある場合には、パー
ジ経路内の圧力は急速に外気圧（大気圧）に近づいてい
くこととなる。

【００５４】ステップ１２５において、圧力上昇に基づ
き、パージ経路内圧が所定負圧（−２．０ｋＰａ＝−１
５ｍｍＨｇ）に達した時刻ｔ５から、その圧力変化速度
ΔＰ（−１５）（ｍｍＨｇ／秒、またはｋＰａ／秒）を
所定期間（例えば５秒）経過後の時刻ｔ６にわたって計
測する。

【００５５】そして、次のステップ１３０において、計
測した圧力変化速度ΔＰ（−１５）が正常判定値Ｐａ以
下かどうかを判定する。ステップ１３０において圧力変
化速度ΔＰ（−１５）が正常判定値以下であると判定す
るとステップ１３５に進み、圧力変化速度ΔＰ（−１
５）が正常判定値Ｐａより大きいと判定するとステップ
１４０に進む。ステップ１３５では穴故障なしとの正常
判定を行い、本ルーチンを終了する。ステップ１３５に
て穴故障なしとの正常判定が行われると、図３の実線に
示すように、時刻ｔ６において圧力封鎖弁２５ａを開放
するとともに、パージ制御弁１１を開弁状態にすること
によりパージが開始される。

【００５６】ステップ１４０では、圧力変化速度ΔＰ
（−１５）が異常判定値Ｐｂ以上かどうかを判定する。
ステップ１４０において圧力変化速度ΔＰ（−１５）が
異常判定値Ｐｂ未満であると判定すると正常異常の判定
を行わずステップ１４５に進み、圧力変化速度ΔＰ（−
１５）が異常判定値Ｐｂ以上であると判定するとステッ
プ１５０に進む。ステップ１４５では判定保留の判定を
行い、本ルーチンを終了する。

【００５７】ステップ１５０ではパージ経路内の負圧抜
き制御を行う。すなわち、図３に示すように時刻ｔ６か
ら時刻ｔ７までの期間、パージ制御弁１１を閉鎖したま
ま圧力封鎖弁２５ａを開放してパージ経路内に大気圧を
導入することによりパージ経路内の負圧抜きが行われ
る。

【００５８】次のステップ１５５において、パージ制御
弁１１及び圧力封鎖弁２５ａを閉鎖してパージ経路を密
閉する。そして、パージ経路の差圧形成後の燃料蒸気の
発生に基づく第１の所定期間（例えば１５秒）における
タンク内圧変化量ΔＰ１Ａを測定する。従って、図３の
一点鎖線に示すように時刻ｔ７にてパージ制御弁１１及
び圧力封鎖弁２５ａを閉鎖すると、燃料タンク１の内圧
は燃料蒸気の発生に伴って０ｋＰａ（０ｍｍＨｇ）から
変化し、時刻ｔ８にて燃料タンク１内のタンク内圧変化
量ΔＰ１Ａが算出される。

【００５９】次のステップ１６０において、タンク内圧
変化量ΔＰ１Ａが所定値Ｐβ（例えば０．２６７ｋＰａ
＝２ｍｍＨｇ）以下かどうかを判定する。これは、圧力
変化速度ΔＰ（−１５）が前記異常判定値Ｐｂより大き
くなった原因が、パージ経路の漏れによるものか、燃料
タンク１での燃料蒸気の発生量が多いことによるものか
を判定するためである。ステップ１６０においてタンク
内圧変化量ΔＰ１Ａが所定値Ｐβより大きいと判定する
と、正常異常の判定を行わず本ルーチンを一旦終了し、
タンク内圧変化量ΔＰ１Ａが所定値Ｐβ以下であると判
定するとステップ１６５に進む。

【００６０】ステップ１６５では穴故障ありとの異常判
定を行い、漏れ診断を完了し、時刻ｔ８において、圧力
封鎖弁２５ａを開放するとともに、パージ制御弁１１を
開弁状態にすることによりパージが開始される。

【００６１】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。 ・ 本実施形態では、パージ経路の差圧形成前において
パージ経路に大気圧を導入した後第２の所定期間にわた
って燃料タンク１内での燃料蒸気の発生量に基づく圧力
変化を測定する。そして、その測定結果が所定値よりも
大きいときには漏れ診断を禁止し、その判定結果が所定
値未満のときには漏れ診断を許可するようにした。従っ
て、燃料タンク１内での燃料蒸気の発生量が多く、パー
ジ経路の漏れ判定が困難である場合にはパージ経路の差
圧形成に伴うタンク内圧の挙動測定及び燃料蒸気の発生
に基づくタンク内圧変化の測定という無駄な判定操作を
なくすことができる。よって、燃料蒸気パージシステム
の故障診断時間の長時間化を抑制することができる。

【００６２】・ 本実施形態では、パージ経路の差圧形
成前における燃料蒸気の発生に基づくタンク内圧変化の
測定を行う第２の所定期間は第１の所定期間よりも短く
設定されている。そのため、第２の所定期間のタンク内
圧の測定処理を繰り返し実行しても燃料蒸気パージシス
テムの故障診断時間を長時間化させるようなことはな
く、むしろ無駄な漏れ診断を行わないことにより、故障
診断を効率化することができる。

【００６３】・ 本実施形態では、燃料タンク１とキャ
ニスタ２とを常時連通するように構成されているが、燃
料タンク１内での燃料蒸気の発生量が多く、パージ経路
の漏れ判定が困難である場合には漏れ診断が禁止され
る。そのため、パージ制御を停止している時間が長くな
るのを抑制でき、キャニスタ２内の燃料蒸気のパージ流
量を確保することができる。

【００６４】・ 本実施形態の故障診断処理において
は、燃料タンク１とキャニスタ２とはオリフィス４ａを
介して連結して、それぞれの内圧が常時等しくなるよう
にされている。従って、パージ経路の差圧形成前におけ
る燃料タンク１のタンク内圧変化量ΔＰ１Ｂ計測時と燃
料蒸気パージシステムの故障診断時とにおいて、同様の
連結状態となる。よって、ステップ１３０において圧力
変化速度ΔＰ（−１５）が正常判定値以下であると判定
されたとき、故障診断後にタンク内圧変化量ΔＰ１Ａを
用いた故障判定を行わずに済むとともに、タンク内圧変
化量ΔＰ１Ａをあらためて測定せずに済むため、故障診
断時間をより短縮化することができる。そして、燃料蒸
気パージシステムの故障診断後にタンク内圧変化量ΔＰ
１Ａの測定を行わずに済むため、パージカット時間の増
加を抑制することができ、キャニスタ２の燃料蒸気のパ
ージ量不足になるおそれを低減することができる。

【００６５】なお、上記実施形態は、以下のようにその
構成を変更して実施してもよい。 ・ 上記実施形態では、圧力センサ１ａは燃料タンク１
に取り付けられていたが、燃料蒸気パージシステムの内
圧を検出できるのであれば他の場所でもよい。例えば、
キャニスタ２内でもよい。

【００６６】・ 上記実施形態では、キャニスタ２に大
気導入弁１３及び大気開放弁１２を持つシステムを前提
としているが、大気導入弁１３及び大気開放弁１２の少
なくとも一方を持たないシステムにも有効である。

【００６７】・ 上記実施形態では故障診断として漏れ
診断に実施したが、パージ制御弁１１や圧力封鎖弁２５
ａの診断等の故障診断に実施する場合にも有効である。 ・ 上記実施形態では、燃料蒸気パージシステムの故障
診断にあたり、パージ経路に負圧を導入して漏れ診断を
行うようにしたが、パージ経路に正圧（大気圧を基準と
してそれよりも高い圧力）を導入してその正圧の低下度
合いを計測することにより漏れ診断を行うようにしても
よい。

【００６８】・ 上記実施形態では、燃料蒸気パージシ
ステムとして燃料タンク１とキャニスタ２とを常時連通
するタイプのものに具体化した。これに代えて燃料タン
クとキャニスタとの間にはタンク内圧制御弁を設けると
ともに、パージ経路内への負圧導入時及び負圧導入後に
燃料タンクとキャニスタとを連通するバイパス通路を設
けたタイプの燃料蒸気パージシステムに具体化してもよ
い。

【００６９】次に、上記実施形態から把握できる他の技
術的思想を、以下に記載する。 （イ） 請求項３又は請求項４に記載の燃料蒸気パージ
システムの故障診断装置において、前記通路は所定の流
通抵抗を有することを特徴とする燃料蒸気パージシステ
ムの故障診断装置。

【００７０】（ロ） 請求項１〜４及び上記（イ）のい
ずれかに記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置
において、前記診断手段は、パージ経路の漏れ有りと診
断したときにのみ、燃料蒸気の発生量の測定を行う燃料
蒸気パージシステムの故障診断装置。この構成によれ
ば、漏れ診断において穴開きのない正常診断時にはその
診断後において燃料蒸気の発生量の測定を行わずにすむ
ため、故障診断時間を短縮化することができ、パージを
効率的に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の燃料蒸気パージシステム全体を表
す概略構成図。

【図２】同じくＥＣＵが実行する故障診断ルーチンのフ
ローチャート。

【図３】同じく故障診断態様を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…燃料タンク、２…キャニスタ、３…燃料蒸気導入通
路、８…パージ通路、９…吸気通路、１０…診断手段及
び予備診断手段としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）、
１１…パージ制御弁、１３…大気導入弁、２５ａ…圧力
封鎖弁、２７…大気導入通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井殿 則幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 2G087 AA19 BB25 CC11 CC31 3G044 BA22 CA04 CA13 DA02 DA04 EA06 EA18 EA32 EA40 EA53 EA55 FA02 FA06 FA13 FA39 GA06 GA09 GA10 GA13 GA20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内で発生する燃料蒸気をキャニ
   スタに捕集し、その捕集した燃料蒸気を同燃料タンクを
   含むパージ経路を介して内燃機関の吸気通路へパージす
   るようにした燃料蒸気パージシステムと、 前記パージ経路の内圧と外圧との間に差圧を設けてパー
   ジ経路を密閉して内圧の挙動を測定し、前記パージ経路
   の差圧形成後において前記パージ経路に大気圧を導入し
   た後第１の所定期間パージ経路を密閉して測定した燃料
   タンク内での燃料蒸気の発生量に基づく圧力変化とに基
   づいてパージ経路の漏れ診断を行う診断手段とを備える
   燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、 前記パージ経路の差圧形成前において前記パージ経路に
   大気圧を導入した後第２の所定期間パージ経路を密閉し
   て燃料タンク内での燃料蒸気の発生量に基づく圧力変化
   を測定し、その測定結果が所定値よりも大きいときには
   前記診断手段による漏れ診断を禁止し、その判定結果が
   所定値未満のときには前記診断手段による漏れ診断を許
   可する予備診断手段を備えることを特徴とする燃料蒸気
   パージシステムの故障診断装置。
2. 【請求項２】前記第２の所定期間は前記第１の所定期間
   よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１に
   記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
3. 【請求項３】前記燃料タンクとキャニスタとは常時連通
   する通路を介して接続されていることを特徴とする請求
   項２に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
4. 【請求項４】前記パージ経路は、前記キャニスタへ大気
   を導入するための通路に設けられた圧力封鎖弁と、前記
   キャニスタから内燃機関の吸気通路へ燃料蒸気をパージ
   するための通路に設けられたパージ制御弁とを備え、圧
   力封鎖弁を閉弁しパージ制御弁を開弁することによりパ
   ージ経路に吸気通路の圧力を導入し、圧力封鎖弁を開弁
   しパージ制御弁を閉弁することによりパージ経路に大気
   圧を導入し、さらに圧力封鎖弁を閉弁しパージ制御弁を
   閉弁することによりパージ経路を密閉するようにしたこ
   とを特徴とする請求項３に記載の燃料蒸気パージシステ
   ムの故障診断装置。