JP6594467B2 - パージシステムの故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、パージシステムの故障診断装置に関する。

従来、車両に搭載される燃料タンク内で生じる蒸発燃料が外気中へ放出されることを防止するために、パージシステムが利用されている。パージシステムは、具体的には、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタとエンジンの吸気管とを連通するパージ通路と、パージ通路を開閉可能なパージ弁とを備える（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１１−０３２９１９号公報

パージシステムでは、パージ弁によりパージ通路を開放させることによって、キャニスタに吸着された蒸発燃料を含むガスであるパージガスがパージ通路から吸気管へ流入する。パージ通路から吸気管へ流入したパージガスは、吸気管を流れる吸気とともにエンジンの燃焼室へ送られる。また、パージ通路から吸気管へパージガスが流入することによって、キャニスタに吸着されている蒸発燃料の量が吸着可能な上限に到達することを防止することができる。それにより、蒸発燃料が外気中へ放出されることを継続的に防止することができる。

上記のように、パージ通路から吸気管へのパージガスの流れであるパージフローは、エンジンにおける燃料の燃焼やキャニスタの吸着能力に影響を与える。パージシステムが故障している場合には、パージフローが正常に行われないことに起因して、エンジンにおける燃料の燃焼やキャニスタの吸着能力を適切に制御することが困難となる。よって、パージシステムの故障を診断する必要が生じる。

このようなパージシステムの故障の診断は、具体的には、キャニスタと外気開口部とを連通する外気通路を開閉可能な外気弁により外気通路が閉鎖された状態において、パージ通路から吸気管へ流入するパージガスの流量推定値の積算値である流量積算値とパージシステム内の圧力との関係に基づいて行われる。ここで、外気通路が閉鎖された状態において、パージシステム内の圧力は、基本的に、パージ通路から吸気管へ流入するパージガスの流量に応じた変化量で低下する。ゆえに、流量積算値は、パージシステムの正常時におけるシステム圧力の低下量の指標値に相当する。よって、例えば、外気通路が閉鎖された状態において、流量積算値に対するパージシステム内の圧力の低下量の大きさに応じてパージシステムの故障を診断することが考えられる。

しかしながら、外気通路が閉鎖された状態において、パージシステム内の圧力が上昇する場合がある。例えば、パージガスの流量が比較的小さい場合やパージフローが生じていない場合に、燃料タンク内で蒸発燃料が生じることやパージシステム内へ外部から外気が流入することによって、パージシステム内の圧力が上昇する場合がある。ゆえに、流量積算値が維持され、又は増大しているにもかかわらず、パージシステム内の圧力が上昇する場合がある。それにより、パージシステムの故障を精度良く診断することが困難となり得る。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、パージシステムの故障を精度良く診断することが可能な、新規かつ改良されたパージシステムの故障診断装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンを有する車両に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを前記エンジンの吸気管に供給するパージシステムの故障を診断するパージシステムの故障診断装置であって、前記パージシステムは、前記蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記キャニスタと前記エンジンの吸気管とを連通するパージ通路と、前記パージ通路を開閉可能なパージ弁と、前記キャニスタと外気開口部とを連通する外気通路と、前記外気通路を開閉可能な外気弁と、前記パージシステム内の圧力を検出するシステム圧力センサと、を備え、前記故障診断装置は、前記外気弁により前記外気通路が閉鎖された状態において、前記パージ弁により前記パージ通路が開放されることによって前記パージ通路から前記吸気管へ流入するパージガスの流量推定値の積算値と前記パージシステム内の圧力との関係に基づいて、前記パージシステムの故障を診断する診断モードを実行する実行部を備え、前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が流量閾値を下回る場合に、前記パージシステムの故障の診断に用いられるパラメータを調整する、パージシステムの故障診断装置が提供される。

前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が前記流量閾値を下回る場合に、前記パージシステム内の圧力の上昇を反映させるように前記パラメータを調整してもよい。

前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値の積算値が基準積算値に到達した時における前記パージシステム内の圧力が圧力閾値より高い場合に、前記パージシステムが故障していると診断してもよい。

前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が前記流量閾値を下回る場合に、前記パラメータとしての前記流量推定値の積算値を減少させてもよい。

前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が前記流量閾値を下回る場合に、前記流量推定値が小さいほど大きな減少幅で前記流量推定値の積算値を減少させてもよい。

前記実行部は、前記吸気管内の圧力及び前記パージ弁の開度に基づいて、前記流量推定値を算出してもよい。

前記実行部は、前記パージシステム内の圧力に基づいて、前記流量推定値を算出してもよい。

以上説明したように本発明によれば、パージシステムの故障を精度良く診断することが可能となる。

本発明の実施形態に係るパージシステムの概略構成の一例を示す模式図である。 同実施形態に係るパージシステムにおいて、外気弁が閉状態である場合の様子を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る制御装置が行う診断に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 診断モードにおけるシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。 車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。 参考例による診断モードが実行される場合についての図６に示される各状態の推移と対応するシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態による診断モードが実行される場合についての図６に示される各状態の推移と対応するシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．パージシステムの構成＞
まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係るパージシステム１の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るパージシステム１の概略構成の一例を示す模式図である。図２は、本実施形態に係るパージシステム１についての外気弁３１が閉状態である場合の様子を示す模式図である。図３は、本実施形態に係る制御装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。

パージシステム１は、エンジンを有する車両に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを当該エンジンの吸気管に供給するシステムである。パージシステム１は、例えば、図１に示したように、燃料タンク１１と、キャニスタ１３と、エバポ通路１５と、パージ通路１７と、パージ弁１９と、外気通路４０と、リーク検出装置３０と、制御装置１００とを備える。本発明の一実施形態においては、制御装置１００がパージシステム１の故障を診断する故障診断装置として機能する。

また、図１では、パージシステム１が適用されるエンジン９０の一例が示されている。

エンジン９０は、例えば、火花点火式の内燃機関である。エンジン９０には、１又は複数の気筒９１が備えられる。気筒９１の内部には燃焼室９３が形成され、燃焼室９３に向けて点火プラグ９４が設けられている。気筒９１の吸気ポート及び排気ポートは、吸気管９８及び排気管９７とそれぞれ接続されている。気筒９１の吸気ポート及び排気ポートにそれぞれ設けられる吸気バルブ９６及び排気バルブ９５が開閉することにより、燃焼室９３への吸気の吸入及び燃焼室９３からの排気の排出が行われる。燃焼室９３には、空気及び燃料からなる混合気が形成され、当該混合気が点火プラグ９４の点火により燃焼する。それにより、気筒９１内でピストン９２が直線往復運動を行い、ピストン９２と接続された図示しないクランクシャフトへ動力が伝達される。

吸気管９８は、車両の外部から外気が取り込まれる吸気口と接続される。吸気管９８には、例えば、エアクリーナ８５が設けられ、吸気管９８におけるエアクリーナ８５より下流側には、吸気管９８へ吸入される吸気の量である吸気量を調整可能なスロットル弁８４が設けられる。吸気管９８におけるスロットル弁８４よりさらに下流側には、燃料を噴射する燃料噴射弁８３が設けられる。燃料噴射弁８３は、燃料タンク１１から図示しない油路を介して供給される燃料を吸気管９８内に噴射する。なお、燃料噴射弁８３は、気筒９１に設けられ、燃焼室９３に向けて燃料を噴射可能であってもよい。また、燃料噴射弁８３の動作は、例えば、制御装置１００と異なる制御装置によって制御される。吸気管９８は、具体的には、エンジン９０の各気筒９１の吸気ポート側に向けて分岐し、各吸気ポートと接続される。エンジン９０の吸気管９８には、後述されるパージ通路１７が接続される。

吸気管９８には、吸気管９８内の圧力である吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ２０２が設けられる。具体的には、吸気管圧力センサ２０２は、吸気管圧力の大気圧に対する相対値を検出結果として取得する。吸気管圧力センサ２０２は、取得した検出結果を出力する。吸気管圧力センサ２０２は、例えば、吸気管９８におけるパージ通路１７と接続される部分に設けられる。

燃料タンク１１は、エンジン９０に供給されるガソリン等の液体の燃料を貯留する。燃料タンク１１内において、液体の燃料の一部が蒸発することによって蒸発燃料が発生する。ゆえに、燃料タンク１１内は、液体の燃料と蒸発燃料が共存している状態となっている。また、燃料タンク１１は、エバポ通路１５介してキャニスタ１３と連通される。ゆえに、燃料タンク１１内で生じる蒸発燃料は、エバポ通路１５を介してキャニスタ１３へ導かれる。

キャニスタ１３は、蒸発燃料を吸着する。具体的には、キャニスタ１３は、燃料タンク１１からエバポ通路１５を介して導かれる蒸発燃料を吸着する。より具体的には、キャニスタ１３内には、吸着剤としての活性炭１３ａが設けられており、キャニスタ１３内へ導かれる蒸発燃料は活性炭１３ａによって吸着される。キャニスタ１３は、パージ通路１７を介してエンジン９０の吸気管９８と連通される。パージ通路１７は、例えば、吸気管９８におけるスロットル弁８４より下流側かつ燃料噴射弁８３より上流側の部分と接続され得る。パージ通路１７には、パージ弁１９が設けられる。

パージ弁１９は、パージ通路１７を開閉可能な制御弁である。パージ弁１９として、例えば、開度を全閉状態と全開状態との間で調整可能な制御弁が用いられる。パージ弁１９によりパージ通路１７が開放されている場合、キャニスタ１３とエンジン９０の吸気管９８とが連通される。一方、パージ弁１９によりパージ通路１７が閉鎖されている場合、キャニスタ１３とエンジン９０の吸気管９８とが遮断される。

パージ通路１７には、パージ弁１９の開度を検出するパージ弁開度センサ２０３が設けられる。パージ弁開度センサ２０３は、取得した検出結果を出力する。パージ弁開度センサ２０３は、例えば、パージ通路１７におけるパージ弁１９の近傍の部分に設けられる。

また、キャニスタ１３は、外気通路４０を介して外気開口部２１と連通される。外気開口部２１は、車両の外部に対して開口する開口部である。外気通路４０には、リーク検出装置３０が設けられる。外気通路４０は、具体的には、キャニスタ１３とリーク検出装置３０とを接続するキャニスタ側通路４１と、リーク検出装置３０と外気開口部２１とを接続する外気開口部側通路４２と、リーク検出装置３０の内部通路４３とを含む。外気開口部側通路４２には、ドレンフィルタ２３が設けられる。

リーク検出装置３０は、パージシステム１内から外部への蒸発燃料のリークの有無を検出する装置である。蒸発燃料のリークは、例えば、パージシステム１の通路において通路の内部から外部へ貫通する貫通孔が形成された場合に生じ得る。

リーク検出装置３０は、例えば、内部通路４３と、外気弁３１と、ポンプ３２とを備える。

内部通路４３は、例えば、第１通路４３ａと、第２通路４３ｂと、第３通路４３ｃと、第４通路４３ｄと、第５通路４３ｅとを備える。第１通路４３ａは、キャニスタ側通路４１と、外気弁３１のキャニスタ１３側のポートとを接続する。第２通路４３ｂは、外気弁３１の外気開口部２１側のポートと、ポンプ３２の吸入側とを接続する。第３通路４３ｃは、第１通路４３ａと、第２通路４３ｂとを連通する。第３通路４３ｃには、オリフィス３７が設けられる。第４通路４３ｄは、ポンプ３２の吐出側と、外気開口部側通路４２とを接続する。第５通路４３ｅは、第２通路４３ｂが接続されるポートと異なる外気弁３１の外気開口部２１側のポートと、第４通路４３ｄとを接続する。

また、内部通路４３には、パージシステム１内の圧力であるシステム圧力を検出するシステム圧力センサ２０１が設けられる。具体的には、システム圧力センサ２０１は、システム圧力の大気圧に対する相対値を検出結果として取得する。システム圧力センサ２０１は、取得した検出結果を出力する。システム圧力センサ２０１は、例えば、第３通路４３ｃにおけるオリフィス３７より第２通路４３ｂ側に設けられる。

外気弁３１は、リーク検出装置３０の内部通路４３における連通状態を切り替え可能な制御弁である。外気弁３１として、例えば、電磁弁が用いられる。外気弁３１は、具体的には、キャニスタ１３側のポートに接続される通路と外気開口部２１側のポートに接続される通路との連通状態を切り替え可能である。

具体的には、外気弁３１は、図１に示されるように、第１通路４３ａと第５通路４３ｅとが連通されるように、内部通路４３における連通状態を切り替え可能である。第１通路４３ａと第５通路４３ｅとが連通される場合、キャニスタ１３と外気開口部２１とが連通される。ゆえに、この場合において、外気通路４０は開放される。なお、この場合における外気弁３１の状態を開状態と称する。外気弁３１は、具体的には、非通電時において、開状態となる。

また、外気弁３１は、図２に示されるように、第１通路４３ａと第２通路４３ｂとが連通されるように、内部通路４３における連通状態を切り替え可能である。第１通路４３ａと第２通路４３ｂとが連通される場合、キャニスタ１３と外気開口部２１とが遮断される。ゆえに、この場合において、外気通路４０は閉鎖される。なお、この場合における外気弁３１の状態を閉状態と称する。外気弁３１は、具体的には、通電時において、閉状態となる。

このように、外気弁３１は、外気通路４０を開閉可能な制御弁である。具体的には、後述される診断モードが実行されない通常時において、外気弁３１は開状態となり、外気通路４０が外気弁３１により開放された状態になる。一方、後述される診断モードの実行時において、外気弁３１は閉状態となり、外気通路４０が外気弁３１により閉鎖された状態になる。

ポンプ３２は、吸入側から吐出側へ気体を吸い出す。具体的には、後述されるように、蒸発燃料のリークの有無の検出において、ポンプ３２が駆動されることによって、パージシステム１内の気体が第２通路４３ｂから第４通路４３ｄ及び外気開口部２１を介して車両の外部へ吸い出される。

制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。

また、制御装置１００は、各装置から出力される情報を受信する。制御装置１００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。例えば、制御装置１００は、システム圧力センサ２０１、吸気管圧力センサ２０２及びパージ弁開度センサ２０３から出力される情報を受信する。

制御装置１００は、例えば、図３に示したように、パージ弁制御部１１０と、ポンプ制御部１２０と、実行部１３０とを備える。

パージ弁制御部１１０は、パージ弁１９に対して動作指令を出力することによって、パージ弁１９の動作を制御する。それにより、パージ弁１９の弁開度が制御される。

上述したように、パージ弁１９によりパージ通路１７が開放されている場合、キャニスタ１３とエンジン９０の吸気管９８とが連通される。また、後述される診断モードが実行されない通常時において、外気通路４０は外気弁３１により開放された状態になる。ゆえに、システム圧力は、基本的に大気圧に比較的近い値となっている。一方、吸気管９８の圧力は、吸気管９８に生じる負圧に起因して、システム圧力と比較して低くなっている。よって、パージ弁１９によりパージ通路１７が開放されることによって、パージフローが生じ、パージ通路１７から吸気管９８へ蒸発燃料を含むパージガスが流入する。したがって、パージ弁制御部１１０によりパージ弁１９の弁開度が制御されることによって、パージ通路１７から吸気管９８へ流入するパージガスの流量が制御される。

パージ弁制御部１１０は、具体的には、車両の走行状態に基づいてパージ弁１９の弁開度を制御する。例えば、パージ弁制御部１１０は、加速要求がある場合にパージ弁１９によりパージ通路１７を開放させ、アクセル開度及び吸気管圧力等に基づいてパージ弁１９の弁開度を制御する。

ポンプ制御部１２０は、リーク検出装置３０のポンプ３２に対して動作指令を出力することによって、ポンプ３２の動作を制御する。それにより、パージシステム１内の気体の車両の外部への吸い出しが制御される。

実行部１３０は、パージシステム１の故障を診断する診断モードを実行する。実行部１３０は、例えば、図３に示したように、外気弁制御部１３１と、診断部１３２と、調整部１３３と、開始条件判定部１３４と、流量推定値判定部１３５と、流量積算値判定部１３６とを備える。

外気弁制御部１３１は、リーク検出装置３０の外気弁３１に対して動作指令を出力することによって、外気弁３１の動作を制御する。それにより、リーク検出装置３０の内部通路４３における連通状態の切り替えが制御される。ゆえに、外気弁３１による外気通路４０の開閉が制御される。

診断部１３２は、診断モードにおいて、パージシステム１の故障を診断する。具体的には、診断部１３２は、パージフローが正常に行われない状況において、パージシステム１が故障していると診断する。

調整部１３３は、流量推定値判定部１３５による判定結果に応じて、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータを調整する。なお、パラメータは、例えば、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。

開始条件判定部１３４、流量推定値判定部１３５及び流量積算値判定部１３６は、制御装置１００により取得される情報に基づいて、各種判定を行う。

制御装置１００は、リーク検出装置３０を用いて、パージシステム１内から外部への蒸発燃料のリークの有無を検出してもよい。蒸発燃料のリークの検出処理は、例えば、車両の停車中において行われ得る。

具体的には、蒸発燃料のリークの検出処理では、まず、制御装置１００は、パージ弁１９を閉状態にし、外気弁３１を開状態にする。それにより、リーク検出装置３０の内部通路４３における連通状態は、図１に示されるように、第１通路４３ａと第５通路４３ｅとが連通された状態になる。そして、制御装置１００は、ポンプ３２を駆動させる。ゆえに、オリフィス３７が設けられる第３通路４３ｃ内の蒸発燃料がポンプ３２によって吸い出され、システム圧力センサ２０１により検出されるシステム圧力は、オリフィス３７の内径と対応する基準圧力になる。

次に、制御装置１００は、パージ弁１９を閉状態に維持し、ポンプ３２の駆動を継続させて、外気弁３１を閉状態に切り替える。それにより、リーク検出装置３０の内部通路４３における連通状態は、図２に示されるように、第１通路４３ａと第２通路４３ｂとが連通された状態になる。ゆえに、第１通路４３ａ内の蒸発燃料が第２通路４３ｂを介してポンプ３２によって吸い出される。この状態においてシステム圧力センサ２０１により検出されるシステム圧力を蒸発燃料のリークの有無の判定に用いられる判定圧力と称する。そして、制御装置１００は、判定圧力と基準圧力とを比較することによって、パージシステム１内から外部への蒸発燃料のリークの有無を判定する。具体的には、判定圧力が基準圧力を上回る場合、パージシステム１内から外部への蒸発燃料のリークがあると判定する。

本実施形態に係る制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。

＜２．制御装置の動作＞
続いて、図４〜図９を参照して、本実施形態に係る制御装置１００の動作について説明する。

図４は、本実施形態に係る制御装置１００が行う診断に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示される処理フローは、例えば、あらかじめ設定された時間間隔で繰り返される。なお、図４に示される処理フローは、診断モードが開始されていない状態で開始される。また、図４に示される処理フローの実行時において、パージ弁１９の弁開度は、上述したように、車両の走行状態に基づいて制御される。

図４に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５０１において、開始条件判定部１３４は、診断モードを開始する条件である開始条件が満たされるか否かを判定する。開始条件が満たされると判定された場合（ステップＳ５０１／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３へ進む。一方、開始条件が満たされないと判定された場合（ステップＳ５０１／ＮＯ）、ステップＳ５０１の処理が繰り返される。

開始条件は、具体的には、パージシステム１内における圧力分布、温度分布、蒸発燃料の濃度分布等のパージシステム１の状態が診断モードを適切に実行し得る程度に安定しているか否かを判定し得る条件である。

例えば、開始条件判定部１３４は、エンジン９０への燃料の供給を停止する燃料カットが開始された時点から基準時間が経過したことを開始条件として適用してもよい。基準時間は、例えば、車両の設計仕様等に応じて適宜設定され、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。燃料カットは、具体的には、車両の走行時にアクセル操作が中断されることに伴い、加速要求がなくなった場合に開始される。制御装置１００は、燃料カットが行われているか否かを示す情報を、例えば、燃料噴射弁８３の動作を制御する制御装置から受信し得る。

また、例えば、開始条件判定部１３４は、パージ弁１９が閉状態から開状態に切り替わったことを開始条件として適用してもよい。パージ弁１９は、例えば、車両の停車時にアクセル操作が行われることに伴い、車両が発進する場合に閉状態から開状態に切り替えられ得る。また、パージ弁１９は、例えば、車両の走行時に加速要求が発生する場合に閉状態から開状態に切り替えられ得る。

なお、開始条件判定部１３４は、上記で開始条件として例示した条件が満たされ、かつ、車両のシステムが起動した後においてパージ弁１９が開状態であった時間の積算値が所定値を上回っていることを開始条件として適用してもよい。所定値は、例えば、車両の設計仕様等に応じて適宜設定され、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。車両のシステムは、具体的には、イグニッションスイッチをＯＦＦからＯＮへ切り替えることによって起動する。

ステップＳ５０３において、実行部１３０は、診断モードを開始する。診断モードが開始されると、外気弁制御部１３１は、外気弁３１を閉状態にする。それにより、図２に示されるように、第１通路４３ａと第２通路４３ｂとが連通されることによって、キャニスタ１３と外気開口部２１とが遮断され、外気通路４０が閉鎖された状態になる。また、診断モードが開始されると、パージ弁１９によりパージ通路１７が開放されることによってパージ通路１７から吸気管９８へ流入するパージガス（蒸発燃料を含むガス）の流量推定値の積算が開始される。これについては後に詳説する。

次に、ステップＳ５０５において、流量推定値判定部１３５は、吸気管９８へ流入するパージガスの流量推定値が流量閾値を下回っているか否かを判定する。流量推定値が流量閾値を下回っていると判定された場合（ステップＳ５０５／ＹＥＳ）、ステップＳ５０７へ進む。一方、流量推定値が流量閾値を下回っていないと判定された場合（ステップＳ５０５／ＮＯ）、ステップＳ５０９へ進む。

流量推定値は、具体的には、パージフローが正常に行われるパージシステム１の正常時におけるパージ通路１７から吸気管９８へ流入するパージガスの流量として推定される値である。流量閾値は、具体的には、燃料タンク１１内で蒸発燃料が生じることやパージシステム１内へ外部から外気が流入することによってシステム圧力が上昇し得る程度に流量推定値が小さいか否かを判定し得る値に設定され、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。なお、外気弁３１により外気通路４０が閉鎖された状態において、例えば、ポンプ３２を通過して外部からパージシステム１内へ外気が流入し得る。

例えば、流量推定値判定部１３５は、吸気管圧力及びパージ弁１９の開度に基づいて、パージガスの流量推定値を算出する。具体的には、流量推定値判定部１３５は、吸気管圧力が低いほどパージガスの流量推定値として大きな値を算出する。また、流量推定値判定部１３５は、パージ弁１９の開度が大きいほどパージガスの流量推定値として大きな値を算出する。流量推定値判定部１３５は、さらにシステム圧力に基づいて、パージガスの流量推定値を算出してもよい。具体的には、流量推定値判定部１３５は、システム圧力と吸気管圧力との差が大きいほどパージガスの流量推定値として大きな値を算出する。

なお、各時刻において算出された流量推定値は、後述される流量積算値判定部１３６による流量積算値の算出に用いられ、例えば、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。

ステップＳ５０７において、調整部１３３は、パージガスの流量推定値の積算値である流量積算値を減少させる。流量積算値は、診断部１３２によるパージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータの一例に相当する。なお、流量積算値は、後述されるように、例えば、流量積算値判定部１３６により各時刻において更新され、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。また、流量積算値は、診断モードの終了に伴いリセットされ、診断モードの開始時点において０に設定され得る。

例えば、調整部１３３は、流量推定値が小さいほど大きな減少幅で流量積算値を減少させる。具体的には、調整部１３３は、流量推定値が０に近いほど大きな減少幅で流量積算値を減少させ、流量推定値が流量閾値に近いほど小さな減少幅で流量積算値を減少させる。調整部１３３は、例えば、流量推定値判定部１３５により現時刻について算出された流量推定値に応じた減少幅で流量積算値を減少させる。

流量推定値が流量閾値を下回っている場合には、燃料タンク１１内で蒸発燃料が生じることやパージシステム１内へ外部から外気が流入することによってシステム圧力が上昇し得る。ゆえに、このような場合に、パージシステム１の正常時におけるシステム圧力の低下量の指標値に相当する流量積算値を減少させることによって、システム圧力の上昇を反映させた流量積算値の調整が実現される。このように、調整部１３３は、システム圧力の上昇を反映させるようにパラメータを調整する。

本明細書では、流量推定値が流量閾値を下回っている場合にパージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値が調整部１３３により調整される例を主に説明するが、調整部１３３により調整されるパラメータはこのような例に限定されない。例えば、調整部１３３は、流量推定値が流量閾値を下回っている場合に、パラメータとしての基準積算値を増大させてもよい。また、例えば、調整部１３３は、流量推定値が流量閾値を下回っている場合に、パラメータとしての圧力閾値を増大させてもよい。このように基準積算値や圧力閾値等のパラメータが調整される例についても、流量推定値が流量閾値を下回っている場合において、パラメータはシステム圧力の上昇を反映させるように調整される。

次に、ステップＳ５０９において、流量積算値判定部１３６は、パージガスの流量推定値の積算値である流量積算値が基準積算値に到達したか否かを判定する。流量積算値が基準積算値に到達したと判定された場合（ステップＳ５０９／ＹＥＳ）、ステップＳ５１１へ進む。一方、流量積算値が基準積算値に到達していないと判定された場合（ステップＳ５０９／ＮＯ）、ステップＳ５０５へ戻る。

基準積算値は、具体的には、パージシステム１の故障を適切に診断し得る程度に流量積算値が大きいか否かを判定し得る値に設定され、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。

流量積算値判定部１３６は、例えば、制御装置１００の記憶素子に記憶されている流量積算値に現時刻について算出された流量推定値を加算することにより、流量積算値を算出し得る。また、流量積算値判定部１３６は、制御装置１００の記憶素子に記憶されている流量積算値を算出した値により書き換える。このように、流量積算値判定部１３６は、例えば、制御装置１００の記憶素子に記憶されている流量積算値を各時刻において更新する。

ステップＳ５１１において、診断部１３２は、パージシステム１の故障を診断する。具体的には、診断部１３２は、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム１の故障を診断する。上述したように、診断モードが開始されると、外気弁３１は閉状態になる。ゆえに、診断部１３２は、外気弁３１により外気通路４０が閉鎖された状態において、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム１の故障を診断する。

例えば、診断部１３２は、流量積算値が基準積算値に到達した時におけるシステム圧力が圧力閾値より高い場合に、パージシステム１が故障していると診断する。圧力閾値は、具体的には、流量積算値が基準積算値に到達するまでの間におけるシステム圧力の低下量が、パージフローが正常に行われたと判断し得る程度に大きいか否かを判定し得る値に設定され、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。

図５は、診断モードにおけるシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。パージ弁１９が開状態である場合、パージフローが生じることにより、パージ通路１７から吸気管９８へパージガスが流入する。ゆえに、例えば、時刻Ｔ１１において診断モードが開始され、時刻Ｔ１１以降においてパージ弁１９が継続して開状態である場合、図５に示されるように、時刻Ｔ１１以降において流量積算値は継続的に増大し得る。そして、流量積算値が基準積算値に到達する時刻Ｔ１２において、流量積算値判定部１３６は、流量積算値が基準積算値に到達したと判定する。よって、時刻Ｔ１２において、診断部１３２は、パージシステム１の故障を診断する。

診断モードにおいて、外気通路４０は外気弁３１により閉鎖されている。ゆえに、パージ弁１９が開状態である場合、パージ通路１７から吸気管９８へパージガスが流入することによって、システム圧力は基本的に低下する。ゆえに、図５に示されるように、時刻Ｔ１１以降においてシステム圧力は継続的に低下し得る。ここで、パージフローが正常に行われないパージシステム１の故障時（例えば、パージシステム１内の通路において異物が目詰まりしている時）には、診断モードにおけるシステム圧力の低下速度は、パージシステム１の正常時と比較して小さくなる。ゆえに、パージシステム１の故障時には、時刻Ｔ１２において、システム圧力が圧力閾値より高くなる。一方、パージシステム１の正常時には、診断モードにおけるシステム圧力の低下速度は、パージシステム１の故障時と比較して大きくなる。ゆえに、パージシステム１の正常時には、時刻Ｔ１２において、システム圧力が圧力閾値以下になる。よって、診断部１３２は、パージシステム１の故障を診断することができる。

なお、制御装置１００は、パージシステム１が故障していると診断した場合、例えば、診断結果をドライバへ報知する。その場合、制御装置１００は、具体的には、車両に設けられるランプやディスプレイ等の表示装置による表示を制御することによって、パージシステム１が故障している旨をドライバへ報知し得る。

次に、ステップＳ５１３において、実行部１３０は、診断モードを終了する。診断モードが終了すると、外気弁制御部１３１は、外気弁３１を閉状態から開状態へ切り替える。それにより、図１に示されるように、第１通路４３ａと第５通路４３ｅとが連通されることによって、キャニスタ１３と外気開口部２１とが連通され、外気通路４０が開放された状態になる。また、実行部１３０は、流量積算値をリセットする。

次に、図４に示される処理フローは終了する。

続いて、参考例及び本実施形態による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移とシステム圧力及び流量積算値の推移との対応関係について説明する。なお、以下の説明で互いに同一の時刻において変化するものと説明される各状態の間で、厳密には変化する時刻にズレがあってもよい。

図６は、車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。具体的には、図６では、車両における各状態として、パージガスの流量推定値、パージ弁１９の開閉状態、燃料カットの実行状態及び外気弁３１の開閉状態が示されている。また、図６では、診断モードを開始する条件である開始条件として、燃料カットが開始された時点から基準時間が経過したことが適用される場合における各状態の推移が示されている。

図７は、参考例による診断モードが実行される場合についての図６に示される各状態の推移と対応するシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。図８は、本実施形態による診断モードが実行される場合についての図６に示される各状態の推移と対応するシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。具体的には、図７及び図８では、パージシステム１の正常時におけるシステム圧力及び流量積算値の推移が示されている。

参考例では、本実施形態と同様に、外気弁３１により外気通路４０が閉鎖された状態において、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム１の故障を診断する診断モードが実行される。しかしながら、参考例では、本実施形態と異なり、パージガスの流量推定値が流量閾値を下回る場合であっても、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータの調整処理は行われない。

例えば、図６に示されるように、車両の走行中の時刻Ｔ２１において、燃料カットが開始される。そして、時刻Ｔ２１から基準時間が経過した時刻Ｔ２２において、開始条件が満たされることに伴い診断モードが開始され、外気弁３１が開状態から閉状態へ切り替えられる。それにより、外気通路４０は、外気弁３１により閉鎖された状態になる。その後、外気弁３１により外気通路４０が閉鎖された状態において、パージ弁１９の弁開度が車両の走行状態に基づいて制御される。例えば、図６では、時刻Ｔ２３において、パージ弁１９が閉状態から開状態へ切り替えられる。その後、パージ弁１９は、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において閉状態になり、時刻Ｔ２５以降において開状態になる。

参考例では、車両の各状態が図６に示されるように推移した場合、例えば、システム圧力及び流量積算値は図７に示されるように推移する。具体的には、図７に示されるように、パージ弁１９が開状態になる時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４の間において、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が進行する。そして、パージ弁１９が閉状態になる時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、流量推定値が０になるので、参考例では、流量積算値が維持される。ここで、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、燃料タンク１１内で蒸発燃料が生じることやパージシステム１内へ外部から外気が流入することによってシステム圧力が上昇する。そして、時刻Ｔ２５において、パージ弁１９が閉状態から開状態に切り替えられることによりパージフローが生じることによって、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が再開する。その後、流量積算値が基準積算値に到達する時刻Ｔ２６において、パージシステム１の故障の診断処理が実行される。

参考例では、上述したように、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値の調整処理は行われず、流量積算値が維持される。一方、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、システム圧力は、流量積算値が維持されるにもかかわらず上昇する。それにより、パージシステム１の故障の診断処理が実行される時刻Ｔ２６において、図７に示されるように、システム圧力が圧力閾値より高くなり得る。ゆえに、パージフローが正常に行われているにもかかわらず、パージシステム１が故障していると診断され得る。

一方、本実施形態では、車両の各状態が図６に示されるように推移した場合、例えば、システム圧力及び流量積算値は図８に示されるように推移する。具体的には、図８に示されるように、パージ弁１９が開状態になる時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４の間において、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が進行する。そして、パージ弁１９が閉状態になる時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、流量推定値が流量閾値を下回るので、本実施形態では、調整部１３３による調整処理が行われることによって流量積算値が減少される。ここで、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、上述したようにシステム圧力が上昇する。そして、時刻Ｔ２５において、パージ弁１９が閉状態から開状態に切り替えられることによりパージフローが生じることによって、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が再開する。その後、流量積算値が基準積算値に到達する時刻Ｔ２７において、診断部１３２によるパージシステム１の故障の診断処理が実行される。

本実施形態では、上述したように、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５の間において、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値の調整処理が行われ、流量積算値が減少される。それにより、流量積算値の増大が再開する時刻Ｔ２５において、流量積算値が参考例と比較して小さくなる。ゆえに、参考例で流量積算値が基準積算値に到達する時刻Ｔ２６より後の時刻Ｔ２７において、流量積算値が基準積算値に到達する。よって、パージシステム１の故障の診断処理が実行される時刻Ｔ２７において、図８に示されるように、システム圧力が圧力閾値以下になり得る。ゆえに、パージフローが正常に行われている場合に、パージシステム１が故障していないと適切に診断することができる。

なお、上記では、図６〜図８を参照して、パージ弁１９が閉状態である時に流量推定値が流量閾値を下回る例について説明したが、パージ弁１９が開状態である時であっても流量推定値は流量閾値を下回り得る。具体的には、パージ弁１９の開度が比較的小さい場合において、流量推定値は流量閾値を下回り得る。調整部１３３は、上述したように、パージ弁１９が開状態である時であっても、流量推定値は流量閾値を下回る場合には、流量積算値を減少させ得る。また、この場合において、調整部１３３は、上述したように、流量推定値に応じた減少幅で流量積算値を減少させ得る。

＜３．制御装置の効果＞
続いて、本実施形態に係る制御装置１００の効果について説明する。

本実施形態に係る制御装置１００では、外気弁３１により外気通路４０が閉鎖された状態において、パージガスの流量推定値の積算値である流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム１の故障を診断する診断モードが実行される。また、診断モードにおいて、パージガスの流量推定値が流量閾値を下回る場合に、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータが調整される。それにより、診断モードの実行中に生じ得るシステム圧力の上昇に応じて適切にパージシステム１の故障を診断することができる。ゆえに、パージシステム１の故障を精度良く診断することができる。

特に、本実施形態に係る制御装置１００では、パージシステム１の故障を迅速に完了する目的で、パージ弁１９が閉状態に切り替えられた時であっても診断モードを継続させる場合において、診断モードの実行中に生じ得るシステム圧力の上昇に応じて適切にパージシステム１の故障を診断することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、診断モードにおいて、パージガスの流量推定値が流量閾値を下回る場合に、システム圧力の上昇を反映させるようにパラメータが調整され得る。それにより、診断モードの実行中に生じ得るシステム圧力の上昇に応じてより適切にパージシステム１の故障を診断することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、診断モードにおいて、流量積算値が基準積算値に到達した時におけるシステム圧力が圧力閾値より高い場合に、パージシステム１が故障していると診断され得る。それにより、パージフローが正常に行われない状況において、パージシステム１が故障していると適切に診断することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、診断モードにおいて、パージガスの流量推定値が流量閾値を下回る場合に、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値が減少され得る。それにより、圧力閾値を増大させることなく、診断モードの実行中に生じ得るシステム圧力の上昇に応じて適切にパージシステム１の故障を診断することができる。ゆえに、パージシステム１の故障をより精度良く診断することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、診断モードにおいて、パージガスの流量推定値が流量閾値を下回る場合に、パージガスの流量推定値が小さいほど大きな減少幅で流量積算値が減少され得る。それにより、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値を、パージガスの流量推定値に応じて精度良く調整することができる。ゆえに、パージシステム１の故障をさらに精度良く診断することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、吸気管圧力及びパージ弁１９の開度に基づいて、パージガスの流量推定値が算出され得る。それにより、診断モードにおいてパージガスの流量推定値及び流量積算値を適切に算出することができる。さらに、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値の調整において、適切な減少幅で流量積算値を減少させることができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、システム圧力に基づいて、パージガスの流量推定値が算出され得る。それにより、診断モードにおいてパージガスの流量推定値及び流量積算値を精度良く算出することができる。さらに、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータとしての流量積算値の調整における減少幅の精度をより向上させることができる。

＜４．むすび＞
以上説明したように、本実施形態によれば、制御装置１００の実行部１３０は、外気弁３１により外気通路４０が閉鎖された状態において、パージガスの流量推定値の積算値である流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム１の故障を診断する診断モードを実行する。また、実行部１３０は、診断モードにおいて、パージガスの流量推定値が流量閾値を下回る場合に、パージシステム１の故障の診断に用いられるパラメータを調整する。それにより、診断モードの実行中に生じ得るシステム圧力の上昇に応じて適切にパージシステム１の故障を診断することができる。ゆえに、パージシステム１の故障を精度良く診断することができる。

特に、本実施形態によれば、パージシステム１の故障を迅速に完了する目的で、パージ弁１９が閉状態に切り替えられた時であっても診断モードを継続させる場合において、診断モードの実行中に生じ得るシステム圧力の上昇に応じて適切にパージシステム１の故障を診断することができる。

上記では、図１を参照してパージシステム１の具体的な構成例について説明したが、本発明に係るパージシステムは、このような例に限定されない。例えば、パージシステム１の構成からリーク検出装置３０は省略されてもよい。その場合、例えば、キャニスタ１３と外気開口部２１とを連通する外気通路４０に、外気通路４０を開閉可能な外気弁が設けられる。また、図１に示した各構成要素の寸法及び形状と、各構成要素間の位置関係と、各通路の経路とは、あくまでも一例に過ぎず、このような例に限定されない。

また、上記では、故障診断装置として機能する装置の一例として制御装置１００について説明したが、故障診断装置として機能する装置は、このような例に限定されない。例えば、故障診断装置として機能する装置は、制御装置１００におけるパージ弁制御部１１０及びポンプ制御部１２０の機能を有しなくともよい。

また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ パージシステム
１１ 燃料タンク
１３ キャニスタ
１５ エバポ通路
１７ パージ通路
１９ パージ弁
２１ 外気開口部
２３ ドレンフィルタ
３０ リーク検出装置
３１ 外気弁
３２ ポンプ
３７ オリフィス
４０ 外気通路
９０ エンジン
９７ 排気管
９８ 吸気管
１００ 制御装置
１１０ パージ弁制御部
１２０ ポンプ制御部
１３０ 実行部
１３１ 外気弁制御部
１３２ 診断部
１３３ 調整部
１３４ 開始条件判定部
１３５ 流量推定値判定部
１３６ 流量積算値判定部
２０１ システム圧力センサ
２０２ 吸気管圧力センサ
２０３ パージ弁開度センサ

Claims (7)

1. エンジンを有する車両に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを前記エンジンの吸気管に供給するパージシステムの故障を診断するパージシステムの故障診断装置であって、
   前記パージシステムは、
   前記蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   前記キャニスタと前記エンジンの吸気管とを連通するパージ通路と、
   前記パージ通路を開閉可能なパージ弁と、
   前記キャニスタと外気開口部とを連通する外気通路と、
   前記外気通路を開閉可能な外気弁と、
   前記パージシステム内の圧力を検出するシステム圧力センサと、を備え、
   前記故障診断装置は、前記外気弁により前記外気通路が閉鎖された状態において、前記パージ弁により前記パージ通路が開放されることによって前記パージ通路から前記吸気管へ流入するパージガスの流量推定値の積算値と前記パージシステム内の圧力との関係に基づいて、前記パージシステムの故障を診断する診断モードを実行する実行部を備え、
   前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が流量閾値を下回る場合に、前記パージシステムの故障の診断に用いられるパラメータを調整する、
   パージシステムの故障診断装置。
2. 前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が前記流量閾値を下回る場合に、前記パージシステム内の圧力の上昇を反映させるように前記パラメータを調整する、
   請求項１に記載のパージシステムの故障診断装置。
3. 前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値の積算値が基準積算値に到達した時における前記パージシステム内の圧力が圧力閾値より高い場合に、前記パージシステムが故障していると診断する、
   請求項２に記載のパージシステムの故障診断装置。
4. 前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が前記流量閾値を下回る場合に、前記パラメータとしての前記流量推定値の積算値を減少させる、
   請求項３に記載のパージシステムの故障診断装置。
5. 前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値が前記流量閾値を下回る場合に、前記流量推定値が小さいほど大きな減少幅で前記流量推定値の積算値を減少させる、
   請求項４に記載のパージシステムの故障診断装置。
6. 前記実行部は、前記吸気管内の圧力及び前記パージ弁の開度に基づいて、前記流量推定値を算出する、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のパージシステムの故障診断装置。
7. 前記実行部は、前記パージシステム内の圧力に基づいて、前記流量推定値を算出する、
   請求項６に記載のパージシステムの故障診断装置。

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