JP4151382B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させずに処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開２００１−３４２９１４号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。この装置は、吸気負圧をキャニスタに導くためのパージ通路を備えていると共に、燃料タンクとキャニスタとの間に、燃料タンクに負圧を導入するためのバイパス通路を備えている。バイパス通路には、その導通を制御するためのバイパス制御弁が配置されている。
【０００３】
上記従来の装置において、バイパス制御弁に開故障が生ずると、キャニスタと燃料タンクとの導通を遮断することができなくなり、正常な動作が確保できない事態が生ずる。このため、上記従来の装置は、以下に説明する手法でバイパス制御弁の開故障を検出する機能を有している。
【０００４】
すなわち、上記従来の装置は、バイパス制御弁の開故障を検知する必要が生ずると、先ず、キャニスタに対して吸気負圧を導入しつつ、バイパス制御弁に対して閉弁指令を発する。次に、キャニスタの内圧とタンク内圧とを監視し、タンク内圧に、キャニスタ内圧の変化に対する有意な追従が発生したか否かが判別される。
【０００５】
バイパス制御弁が正常に閉じていれば、キャニスタに導入される吸気負圧は、バイパス制御弁により遮断され、燃料タンクには導入されない。従って、この場合は、タンク内圧にキャニスタ内圧の変化に対する追従は生じない。一方、閉弁指令の発生にも関わらずバイパス制御弁が開いている場合は、キャニスタに導入された吸気負圧が燃料タンクにも導かれることから、タンク内圧に、キャニスタ内圧の変化に対する有意な追従が発生する。
【０００６】
そこで、上記従来の装置は、タンク内圧に有意な追従が生じない場合はバイパス制御弁が正常であり、その追従が生ずる場合はバイパス制御弁に開故障が生じていると判断する。このように、上記従来の装置は、キャニスタ内圧とタンク内圧の変化に基づいて、バイパス制御弁に開故障が生じているか否かを判断することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３４２９１４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４５９２７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１９３５８０号公報
【特許文献１】
特開平６−２６４０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置において、タンク内圧は、吸気負圧の導入に起因して変化する他、燃料消費や蒸発燃料の発生によっても変化する。従って、タンク内圧に、キャニスタ内圧の変化に対する十分な追従が生ずるか否かを正確に判断するためには、燃料消費や蒸発燃料の発生による影響を排除する必要がある。このため、上記従来の装置が用いる手法によってバイパス制御弁の開故障を正確に診断するためには、現実的には複雑な制御が必要となる。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、キャニスタと燃料タンクとをつなぐ経路中に設けられた弁機構の開故障を、簡単な制御で正確に診断することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
前記封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立を判定する差圧発生条件判定手段と、
前記差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との差圧を検出する閉弁時差圧検出手段と、
前記閉弁時差圧検出手段によって、判定値を超える差圧が検出された場合に、前記封鎖弁に開故障が生じていないことを判定する開故障正常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
前記封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立を判定する差圧発生条件判定手段と、
前記差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との差圧を検出する条件成立時差圧検出手段と、
前記条件成立時差圧検出手段によって、判定値を超える差圧が検出されない場合に、前記封鎖弁に開故障が生じていることを判定する開故障異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された所定時間が経過した時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された気温変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された燃料温度変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記キャニスタが大気に開放され、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、大気圧に有意な変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度と気温との差に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１９】
実施の形態１．
［装置の構成の説明］
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。図１（Ａ）に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧Ptを測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧Ptを検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。また、燃料タンク１０の内部には、燃料の液面を検出するための液面センサ１４が配置されている。
【００２０】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１６，１８を介してベーパ通路２０が接続されている。ベーパ通路２０は、その途中に封鎖弁ユニット２４を備えており、その端部においてキャニスタ２６に連通している。封鎖弁ユニット２４は、封鎖弁２８とリリーフ弁３０を備えている。封鎖弁２８は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給されることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。リリーフ弁３０は、燃料タンク１０側の圧力がキャニスタ２６側の圧力に比して十分に高圧となった場合に開弁する正方向リリーフ弁と、その逆の場合に開弁する逆方向リリーフ弁とからなる機械式の双方向逆止弁である。リリーフ弁３０の開弁圧は、例えば、正方向が２０kPa、逆方向が１５kPa程度に設定されている。
【００２１】
キャニスタ２６は、パージ孔３２を備えている。パージ孔３２には、パージ通路３４が連通している。パージ通路３４は、その途中にパージVSV(Vacuum Switching Valve)３６を備えていると共に、その端部において内燃機関の吸気通路３８に連通している。内燃機関の吸気通路３８には、エアフィルタ４０、エアフロメータ４２、スロットルバルブ４４などが設けられている。パージ通路３４は、スロットルバルブ４４の下流において吸気通路３８に連通している。
【００２２】
キャニスタ２６の内部は、活性炭で充填されている。ベーパ通路２０を通って流入してきた蒸発燃料は、その活性炭に吸着される。キャニスタ２６は、また、大気孔５０を備えている。大気孔５０には、負圧ポンプモジュール５２を介して大気通路５４が連通している。大気通路５４は、その途中にエアフィルタ５６を備えている。大気通路５４の端部は、燃料タンク１０の給油口５８の近傍において大気に開放されている。
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ECU６０を備えている。ECU６０は、車両の駐車中において経過時間を計数するためのソークタイマを内蔵している。ECU６０には、上述したタンク内圧センサ１２や封鎖弁２８、或いは負圧ポンプモジュール５２と共に、リッドスイッチ６２、およびリッドオープナー開閉スイッチ６４が接続されている。また、リッドオープナー開閉スイッチ６４には、ワイヤーによりリッド手動開閉装置６６が連結されている。
【００２４】
リッドオープナー開閉スイッチ６４は、給油口５８を覆うリッド（車体の蓋）６８のロック機構であり、ECU６０からリッド開信号が供給された場合に、或いは、リッド手動開閉装置６６に対して所定の開動作が施された場合に、リッド６８のロックを解除する。また、ECU６０に接続されたリッドスイッチ６２は、ECU６０に対してリッド６８のロックを解除するための指令を送るためのスイッチである。
【００２５】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す負圧ポンプモジュール５２の詳細を説明するための拡大図である。負圧ポンプモジュール５２は、キャニスタ２６の大気孔５０に通じるキャニスタ側通路７０と、大気に通じる大気側通路７２とを備えている。大気側通路７２には、ポンプ７４および逆止弁７６を備えるポンプ通路７８が連通している。
【００２６】
負圧ポンプモジュール５２は、また、切り替え弁８０とバイパス通路８２とを備えている。切り替え弁８０は、無通電の状態（OFF状態）でキャニスタ側通路７０を大気側通路７２に連通させ、また、外部から駆動信号が供給された状態（ON状態）で、キャニスタ側通路７０をポンプ通路７８に連通させる。バイパス通路８２は、キャニスタ側通路７０とポンプ通路７８とを導通させる通路であり、その途中には０．５mm径の基準オリフィス８４を備えている。
【００２７】
負圧ポンプモジュール５２には、更に、ポンプモジュール圧力センサ８６が組み込まれている。ポンプモジュール圧力センサ８６によれば、逆止弁７６の切り替え弁８０側において、ポンプ通路７８内部の圧力を検出することができる。
【００２８】
［基本動作の説明］
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の基本動作について説明する。
（１）駐車中
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、車両の駐車中は、原則として封鎖弁２８を閉弁状態に維持する。封鎖弁２８が閉弁状態とされると、リリーフ弁３０が閉じている限り燃料タンク１０はキャニスタ２６から切り放される。従って、本実施形態の蒸発燃料処理装置においては、タンク内圧Ptがリリーフ弁３０の正方向開弁圧（２０kPa）を超えない限り、車両の駐車中に蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。また、タンク内圧Ptが、リリーフ弁３０の逆方向開弁圧（−１５kPa）を下回らない限り、車両の駐車中に燃料タンク１０の内部に空気が吸入されることはない。
【００２９】
（２）給油中
本実施形態の装置において、車両の停車中にリッドスイッチ６２が操作されると、ECU６０が起動し、先ず、封鎖弁２８が開状態とされる。この際、タンク内圧Ptが大気圧より高圧であれば、封鎖弁２８が開くと同時に燃料タンク１０内の蒸発燃料がキャニスタ２６に流入し、その内部の活性炭に吸着される。その結果、タンク内圧Ptは大気圧近傍にまで低下する。
【００３０】
ECU６０は、タンク内圧Ptが大気圧近傍にまで低下すると、リッドオープナー６４に対してリッド６８のロックを解除する旨の指令を発する。リッドオープナー６４は、その指令を受けてリッド６８のロックを解除する。その結果、本実施形態の装置では、タンク内圧Ptが大気圧近傍値になった後にリッド６８の開動作が可能となる。
【００３１】
リッド６８の開動作が許可されると、リッド６８が開かれ、次いでタンクキャップが開かれ、その後、燃料の給油が開始される。タンクキャップが開かれる以前にタンク内圧Ptが大気圧近傍にまで減圧されているため、その開動作に伴い蒸発燃料が給油口５８から大気に放出されることはない。
【００３２】
ECU６０は、給油が終了するまで（具体的にはリッド６８が閉じられるまで）、封鎖弁２８を開状態に維持する。このため、給油の際にはタンク内ガスがベーパ通路２０を通ってキャニスタ２６に流出することができ、その結果、良好な給油性が確保される。また、この際、流出する蒸発燃料は、キャニスタ２６に吸着されるため、大気に放出されることはない。
【００３３】
（３）走行中
車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料をパージさせるための制御が実行される。この制御では、具体的には、切り替え弁８０をOFFとしてキャニスタ２６の大気孔を大気に開放したまま、パージVSV３６が適当にデューティ駆動される。パージVSV３６がデューティ駆動されると、内燃機関１０の吸気負圧がキャニスタ２６のパージ孔３２に導かれる。その結果、大気孔５０から吸入された空気と共に、キャニスタ２６内の蒸発燃料が内燃機関の吸気通路３８にパージされる。
【００３４】
また、車両の走行中は、給油前の圧抜き時間の短縮を目的として、タンク内圧Ptが大気圧近傍に維持されるように封鎖弁２８が適宜開弁される。但し、その開弁は、蒸発燃料のパージ中に限り、つまり、キャニスタ２６のパージ孔３２に吸気負圧が導かれている場合に限り行われる。パージ孔３２に吸気負圧が導かれている状況下では、燃料タンク１０からキャニスタ２６に流入する蒸発燃料は、その内部に深く進入することなくパージ孔３２から流出し、その後吸気通路３８にパージされる。このため、本実施形態の装置によれば、車両の走行中に、多量の蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。
【００３５】
以上説明した通り、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、原則として、キャニスタ２６に吸着させる蒸発燃料を、給油の際に燃料タンク１０から流出する蒸発燃料だけに限ることができる。このため、本実施形態の装置によれば、キャニスタ２６の小型化を図りつつ、良好な排気エミッションを実現し、また、良好な給油性を実現することができる。
【００３６】
［封鎖弁の開故障診断の説明］
蒸発燃料処理装置には、系内の洩れの発生や、封鎖弁２８の異常など、エミッション特性の悪化につながる異常を速やかに検出するための機能が要求される。本実施形態の装置は、特に、以下に説明する手法で封鎖弁２８の開故障を診断する点に特徴を有している。
【００３７】
本実施形態の装置において、封鎖弁２８が閉じている場合は、燃料タンク１０がキャニスタ２６から切り放された密閉空間となる。このため、封鎖弁２８が閉じている場合は、キャニスタ側圧力Pcaniとタンク内圧Ptnkとの間に有意な差圧が生ずることがある。一方、封鎖弁２８が開いている場合は、キャニスタ２６と燃料タンク１０が導通状態となるため、PcaniとPtnkとの間に有意な差圧は発生しない。従って、本実施形態の装置においては、PcaniとPtnkとの間に有意な差圧が生じていれば、封鎖弁２８に開故障は生じていないことが判定できる。
【００３８】
既述した通り、本実施形態の装置は、車両の駐車中、すなわち、内燃機関の停止中は原則として封鎖弁２８を閉状態に維持し、かつ、切り替え弁８０を非通電状態とする。この状態が適正に実現されると、燃料タンク１０は密閉状態となり、また、キャニスタ２６は大気に開放された状態となる。そして、その状態が長期に渡って継続すれば、燃料タンク１０内の燃料温度の変化や蒸発燃料量の変化に起因してタンク内圧Ptnkが変化することから、タンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの間に有意な差圧が発生するはずである。そこで、このため、本実施形態の装置によれば、このような状況下で、タンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの間に有意な差圧が生じている場合は、封鎖弁２８に開故障は生じていないと判定し、一方、そのような有意な差圧が認められない場合は、封鎖弁２８に開故障が生じていると判断することとした。
【００３９】
図２は、上記の原理に従って封鎖弁２８の開故障診断を行うべく、本実施形態においてECU６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンが実行される前提として、ECU６０は、車両が駐車状態に移行すると、その時点からソークタイマのカウントアップを開始するものとする。
【００４０】
ECU６０は、車両が駐車状態になると、ソークタイマのカウントアップ、および図２に示すルーチンの実行のみが可能なスタンバイ状態となる。図２に示すルーチンは、車両の駐車中に所定時間毎に繰り返し起動される。このルーチンでは、先ず、ソークタイマにより所定時間T1の経過が計数されたか否か、つまり、イグニッション（IG）スイッチがオフされた後、所定時間T1が経過したか否かが判別される（ステップ１００）。
所定時間T1は、内燃機関が停止した後、封鎖弁２８が適正に閉弁している状況下でタンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの間に、つまり、タンク内圧Ptnkと大気圧Paとの間に、十分な差圧を発生させるものとして予め設定された時間である。本実施形態において、その時間T1は、５時間に設定されている。
【００４１】
上記ステップ１００において、IGオフ後の経過時間が所定時間T1に達していないと判別された場合は、未だ開故障の診断を行うべき時期が到来していないと判断できる。この場合、以後、封鎖弁２８が閉状態に維持されたまま（ステップ１０２）、今回の処理サイクルが終了される。
【００４２】
一方、上記ステップ１００において、IGオフ後の経過時間が所定時間T1に達していると判断された場合は、ECU６０を本格的に作動させるための起動処理が実行される（ステップ１０４）。
【００４３】
次に、タンク内圧センサ１２の出力に基づいて、その時点におけるタンク内圧Ptnkが計測される（ステップ１０６）。
【００４４】
次いで、ポンプモジュール圧センサ８６により、その時点におけるキャニスタ側圧力Pcani、すなわち、大気圧Paが計測される（ステップ１０８）。
この時点において、キャニスタ側圧力Pcani（大気圧Pa）は、ポンプモジュール圧センサ８６により計測することができる。
【００４５】
そして、上記ステップ１０６において計測されたタンク内圧Ptnkと、上記ステップ１０８において計測された大気圧Paとの差圧ΔP＝│Ptnk−Pa│が算出される（ステップ１１０）。
【００４６】
図２に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１１０において算出された差圧ΔPが、所定判定値Pthより大きいか否かが判別される（ステップ１１２）。
【００４７】
その結果、ΔP＞Pthが成立すると判別された場合は、封鎖弁２８の両側に有意な差圧が生じている、つまり、封鎖弁２８が閉じていると判断することができる。この場合は、封鎖弁２８に開故障が生じていないことが判定された後（ステップ１１４）、今回の処理サイクルが終了される。
【００４８】
一方、上記ステップ１１２においてΔP＞Pthが成立しないと判別された場合は、封鎖弁２８の両側に差圧が生じているべき状況下で、有意な差圧が形成されていないと判断することができる。この場合、以後、封鎖弁２８に開故障が生じていることが判定された後（ステップ１１６）、今回の処理サイクルが終了される。
【００４９】
以上説明した通り、図２に示すルーチンによれば、内燃機関が停止した後、封鎖弁２８が閉じているべき状態が所定時間T1だけ継続した時点で、封鎖弁２８の両側に有意な差圧ΔPが生じているか否かに基づき、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを判断することができる。上記の判断手法によれば、内燃機関の停止中に、十分な時間の経過を待って開故障の診断を行うことができるため、燃料消費量や蒸発燃料の発生状況などに影響されることなく、簡単な制御で正確な開故障診断を実現することができる。
【００５０】
ところで、上述した実施の形態１においては、内燃機関が停止した後、所定時間T1の経過を待って、封鎖弁２８の開故障診断を行うこととしているが、封鎖弁２８の開故障診断を行うタイミングは、このタイミングに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８に開故障が生じていないことだけを判断すればよい場合には、任意のタイミングで封鎖弁２８の両側に生じている差圧ΔPを算出し、いかなるタイミングであっても有意な差圧ΔPが認められた場合は、封鎖弁２８に開故障が生じていないと判定することとしてもよい。
【００５１】
また、上述した実施の形態１においては、内燃機関が停止した後、所定時間T1が経過したか否かを、差圧発生条件、つまり、キャニスタ側圧力Pcani（大気圧Pa）とタンク内圧Ptnkとの間に有意な差圧ΔPが発生すべき条件としているが、差圧発生条件は、これに限定されるものではない。すなわち、差圧発生条件は、上記の条件に変えて、以下に記述する何れかの条件としてもよい。
(1)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、有意な差圧ΔPを発生させる程度に気温が変化したか。
(2)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、有意な差圧ΔPを発生させる程度に燃料温度が変化したか。
(3)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、有意な差圧ΔPを発生させる程度に大気圧が変化したか。
(4)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、気温と燃料温度との差（│気温−燃料温度│）に、有意な差圧ΔPを発生させる程度に十分な変化が生じたか。
【００５２】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１０６〜１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「閉弁時差圧検出手段」が、上記ステップ１１２および１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「開故障正常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５３】
また、上述した実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第１又は第２の発明における「差圧発生条件判定手段」、および第３の発明における「判定手段」が、上記ステップ１０６〜１０８の処理を実行することにより前記第２の発明における「条件成立時差圧検出手段」が、上記ステップ１１２および１１６の処理を実行することにより前記第２の発明における「開故障異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、上記ステップ１００において、ECU６０に上記(1)、(2)、(3)、(4)の差圧発生条件の何れかの成立を判定させることにより、前記第４乃至第７の発明における「判定手段」のそれぞれを実現させることができる。
【００５５】
実施の形態２．
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１の装置において、上記図２に示すルーチンに代えて、或いは、そのルーチンと共に、後述する図４に示すルーチンをECU６０に実行させることにより実現することができる。
【００５６】
図３は、本実施形態の装置が封鎖弁２８の閉故障を診断する原理を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図３（Ａ）は、キャニスタ２６から吸気通路３８に向かう蒸発燃料のパージの実行状態を表す波形である。また、図３（Ｂ）は、封鎖弁２８に対する開閉指令の波形である。更に、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）は、それぞれ、タンク内圧Ptnkの変化、および開故障診断の処理中で用いられるカウンタTの計数値の変化を示している。
【００５７】
図３（Ａ）は、図示される期間中は常にパージが実行されていることを示している。また、図３（Ｂ）は、そのような状況の下、時刻t1までは封鎖弁２８に対して閉弁指令が与えられ、時刻t1において、その指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられることを示している。
【００５８】
図３（Ｃ）中に実線で示す波形は、上記の閉弁指令および開弁指令に対して、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化した場合に実現されるタンク内圧Ptnkの変化である。時刻t1以前に封鎖弁２８が適正に閉じていれば、パージの実行に伴ってキャニスタ２６に導かれる吸気負圧は、封鎖弁２８により堰き止められて燃料タンク１０には進入しない。そして、時刻t1に封鎖弁２８が適正に開弁すると、以後、燃料タンク１０内に吸気負圧が導入され始め、タンク内圧Ptnkに急激な低下が生ずる。
【００５９】
一方、図３（Ｃ）中に破線で示す波形は、封鎖弁２８に開故障が生じていた場合のタンク内圧Ptnkの変化を示す。封鎖弁２８に開故障が生じていた場合は、時刻t1以前から燃料タンク１０内に吸気負圧が進入する。このため、タンク内圧Ptは、時刻t1以前から、十分に低い値となっている。この場合、封鎖弁２８に対する指令が時刻t1に閉弁指令から開弁指令に切り替わっても、その前後でタンク内圧Ptnkに大きな変化は生じない。
【００６０】
図３（Ｄ）に示すように、ECU６０は、時刻t1に封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられた後、カウンタTのインクリメントを開始する。そして、カウンタTのインクリメントは、その計数値が所定値Tthに到達するまで継続される。上記の所定値Tthは、封鎖弁２８が正常に機能する場合に、タンク内圧Ptnkに有意な変化が発生するのに要する時間に対応する値に設定されている。また、図３に示す時刻t2は、カウンタTの計数値がTthに達する時刻である。
【００６１】
本実施形態において、ECU６０は、時刻t1におけるタンク内圧Ptnk1と、時刻t2におけるタンク内圧Ptnk2との差ΔP1を算出し、その差ΔP1が有意な値であるか否かに基づいて、封鎖弁２８が正常に機能しているか否かを判断する。このような判断手法によれば、閉弁指令および開弁指令に対して封鎖弁２８が正常に機能しているか否かを、簡単な制御で正確に判断することができる。
【００６２】
ところで、図３に示すタイミングチャートにおいて、封鎖弁２８に閉故障が生じている場合は、時刻t1以降も、時刻t1以前のタンク内圧Ptnk1がほぼそのまま保持される。従って、この場合も、封鎖弁２８に開故障が生じている場合と同様に、ΔP＝│Ptnk1−Ptnk2│は、有意な値とはならない。このため、Ptnk1とPtnk2との差ΔPに基づいて封鎖弁２８の異常を診断する場合、その差ΔPからは、封鎖弁２８に生じている異常が開故障であるのか、或いは閉故障であるのかを特定することはできない。
【００６３】
そこで、本実施形態の装置は、後に図４を参照して説明する封鎖弁２８の開故障診断のルーチンとは別に、封鎖弁２８の閉故障を診断するための処理を実行し（詳細は後述する）、封鎖弁２８に閉故障の履歴が存在しないと判断できる場合にのみ封鎖弁２８の開故障診断を行うこととした。このため、本実施形態の装置によれば、後述する図４に示すルーチンを実行することにより、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを正確に判断することができる。
【００６４】
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態において、ECU６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。尚、図４に示すルーチンは、内燃機関の運転中に所定の間隔で繰り返し起動されるルーチンである。
【００６５】
図４に示すルーチンでは、先ず、封鎖弁２８の閉故障履歴が存在しないか否かが判別される（ステップ１２０）。
本ステップ１２０の処理を実行する前提として、ECU６０は、他のルーチンにより、封鎖弁２８の閉故障診断を実行し、その診断の結果に基づいて、閉故障に関する履歴を作成している。封鎖弁２８の閉故障診断は、例えば、以下のような手法で行うことができる。
（１）封鎖弁２８に対して閉弁指令が与えられた状態で、キャニスタ２６側に圧力を導入する。
（２）その結果、キャニスタ側圧力Pcaniとタンク内圧Ptnkとの間に有意な差圧が生じたら、封鎖弁２８に対する指令を閉弁指令から開弁指令に切り換える。
（３）上記の切り換えに伴ってタンク内圧Ptnkに有意な変化が生じたら、封鎖弁２８に閉故障は生じていないと判断し、一方、そのような有意な変化が生じない場合は封鎖弁２８に閉故障が生じていると判断する。
尚、上記（３）のステップでは、指令の切り換えに伴ってタンク内圧Ptnkに有意な変化が生じたか否かを判断することに変えて、指令の切り換え後に、タンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの差圧ΔP＝│Ptnk−Pcani│が消滅したか否かを判断することとしてもよい。
【００６６】
図４に示すルーチン中、上記ステップ１２０の条件が成立しないと判別された場合、つまり、封鎖弁２８の閉故障の履歴が存在すると判別された場合は、以後、封鎖弁２８の開故障診断を行うことなく今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１２０において、閉故障の履歴が存在しないと判別された場合は、次に、蒸発燃料のパージが行われているか否かが判別される（ステップ１２２）。
【００６７】
その結果、パージが行われていないと判別された場合は、以後、開故障診断を行うことなく、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、パージが実行されていると判別された場合は、更に、パージ流量が所定のしきい値Qpを超えているか否かが判別される（ステップ１２４）。
【００６８】
パージの実行中に封鎖弁２８が開弁すると、キャニスタ２６に導入されていた吸気負圧が燃料タンク１０にも導入される。その結果、タンク内圧Ptnkは、低下傾向を示す。このようにして生ずるタンク内圧Ptnkの低下は、パージ流量が多量であるほど顕著となる。上記のしきい値Qpは、封鎖弁２８の開弁に伴って、タンク内圧Ptnkに、有意なものとして認識できる変化を生じさせることのできるパージ流量の境界値である。
【００６９】
従って、上記ステップ１２４において、パージ流量＞Qpが成立しないと判別された場合は、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化しても、その結果としてタンク内圧Ptnkに検出可能な有意な変化が発生しない可能性があると判断できる。図４に示すルーチンでは、この場合、以後、封鎖弁２８の閉故障診断が実行されることなく今回の処理サイクルが終了される。
【００７０】
一方、上記ステップ１２４において、パージ流量＞Qpが成立すると判別された場合は、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化すれば、その結果としてタンク内圧Ptnkに検出可能な有意な変化が発生すると判断できる。図４に示すルーチンでは、この場合、以後、封鎖弁２８の閉故障診断を行うべく、先ず、現時点での、つまり、封鎖弁２８に対する指令を閉弁指令から開弁指令に切り換える前の時点でのタンク内圧Ptnk1が計測される（ステップ１２６）。
【００７１】
タンク内圧Ptnk1が計測されると、次に、カウンタTの計数値が０にリセットされ（ステップ１２８）、更に、封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられる（ステップ１３０）。
【００７２】
その後、カウンタTのインクリメント（ステップ１３２）と、T＞Tthの判定（ステップ１３４）とが繰り返される。そして、ステップ１３４においてカウンタTの計数値が所定値Tthを超えたと判断されると、その時点のタンク内圧Ptnk2が計測される（ステップ１３６）。
尚、上記の所定値Tthは、図３を参照して既述した通り、封鎖弁２８が適正に作動した場合に、時刻t1の後、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生ずるのに要する時間に対応する値である。
【００７３】
図４に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１２６において計測されたタンク内圧Ptnk1と、上記ステップ１３８において計測されたタンク内圧Ptnk2との差ΔP1＝│Ptnk1−Ptnk2│が、所定の判定値Pth1より大きいか否かが判別される。つまり、封鎖弁２８に対する指令の切り換えに伴って、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生じたか否かが判別される（ステップ１４０）。
【００７４】
その結果、ΔP1＞Pth1が成立すると判別された場合は、指令の変化に対応して、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化したと判断することができる。この場合、封鎖弁２８に開故障が生じていないことが判定され（ステップ１４２）、仮異常判定カウンタCの計数値が０にリセットされ（ステップ１４４）、更に、封鎖弁１４６に対する指令が再び閉弁指令に切り換えられた後（ステップ１４６）、今回の処理サイクルが終了される。
【００７５】
これに対して、上記ステップ１４０において、ΔP1＞Pth1が成立しない、つまり、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生じていないと判別された場合は、仮異常判定カウンタCがインクリメントされ（ステップ１４８）、次いで、その計数値Cが判定値Cthを超えているか否かが判別される（ステップ１５０）。
【００７６】
その結果、C＞Cthが成立していないと判別された場合は、封鎖弁２８の開故障に関する判定が保留されたまま、上記ステップ１４６の処理が実行される。そして、以後、図４に示すルーチンが繰り返されることにより、上記ステップ１５０において、C＞Cthが成立すると判別されると、封鎖弁２８に開故障が生じていることが判定される（ステップ１５２）。
【００７７】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、封鎖弁２８に閉故障の履歴が存在しない状況下で、封鎖弁２８の開故障診断を行うことにより、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを正確に判断することができる。また、図４に示すルーチンによれば、キャニスタ２６に十分な負圧が導入されている状況下で封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられる是後にタンク内圧Ptnkに有意な変化が生ずるか否かに基づいて、開故障診断を実現することができる。つまり、図４に示すルーチンによれば、封鎖弁２８が正常に機能するか否かに応じて顕著な相違が発生する時点でのタンク内圧Ptnkに着目して封鎖弁２８の開故障診断を行うことができる。このため、本実施形態の装置によれば、燃料タンク１０内の蒸発燃料の発生状況や燃料消費状況に影響されることなく、封鎖弁２８の開故障診断を簡単な制御で正確に行うことができる。
【００７８】
ところで、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられた後も、キャニスタ２６に対する負圧導入が継続されることを前提としているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、タンク内圧Ptnkに顕著な変化が生ずべき状態を作り出し、そのような顕著な変化が生ずるか否かに基づき開故障の有無を判断するものである。従って、例えば、キャニスタ側圧力Pcaniとタンク内圧Ptnkとの間に十分な差圧が形成されるまで負圧導入を行い、その後、負圧導入を停止した後に封鎖弁２８に対する指令を閉弁指令から開弁指令に切り換えることにより開故障診断を行うこととしてもよい。
【００７９】
また、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８の開故障診断に必要な圧力導入を、吸気負圧を利用して実現することとしているが、その圧力導入の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８の開故障診断に必要な圧力導入は、ポンプ７４を作動させることにより実行してもよい。
【００８０】
また、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられることにより、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生ずるか否かに基づいて開故障診断を行うこととしているが、封鎖弁２８の開故障を診断する手法はこれに限定されるものではない。
例えば、封鎖弁２８に対して閉弁指令を発しつつ、燃料タンク１０およびキャニスタ２６の一方に圧力（正圧または負圧）を導入し、燃料タンク１０およびキャニスタ２６に、その圧力導入に対応する追従が生ずるか否かに基づいて封鎖弁２８の開故障診断を行うこととしてもよい。
更には、封鎖弁２８に対して閉弁指令を発しつつ、燃料タンク１０およびキャニスタ２６の一方に圧力（正圧または負圧）を導入し、その圧力の導入を受けている空間に、封鎖弁２８が閉弁している状況下で発生すべき予定の圧力変化が発生するか否かに基づいて封鎖弁２８の開故障診断を行うこととしてもよい。
【００８１】
更に、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８の閉故障の履歴をチェックした後に封鎖弁の開故障診断を行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８の閉故障の履歴をチェックすることなく、上記ステップ１２２以降の処理を実行して、封鎖弁２８に開故障が生じていないことのみを判断する（開故障発生の判断は保留する）こととしてもよい。
【００８２】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU６０が、封鎖弁２８の閉故障診断を行うことにより前記第８の発明における「閉故障判定手段」が、蒸発燃料のパージ制御を行うことにより前記第８の発明における「圧力導入手段」が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第８の発明における「封鎖弁開弁指令発生手段」が、上記ステップ１４０の処理を実行することにより前記第８の発明における「圧力変化判定手段」が、上記ステップ１５２の処理を実行することにより前記第８の発明における「開故障異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００８３】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、キャニスタ側圧力とタンク内圧との間に、判定値を超える差圧が検出された場合に、封鎖弁に開故障が生じていないことを判定することができる。封鎖弁に開故障が生じている場合は、判定値を超えるような差圧は発生しない。本発明の手法によれば、極めて簡単な手法で、キャニスタと燃料タンクとの間に配置される弁機構、すなわち、封鎖弁に、開故障が生じていないことを診断することができる。
【００８４】
第２の発明によれば、封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との間に判定値を超える差圧が検出されない場合は、封鎖弁に開故障が生じていることを判定することができる。本発明の手法によれば、封鎖弁に開故障が生じていることを、簡単な手法で診断することができる。
【００８５】
第３の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、所定時間が経過することで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８６】
第４の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、気温に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８７】
第５の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８８】
第６の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、大気圧に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８９】
第７の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度と気温との差に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態２において封鎖弁の開故障を診断する原理を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態２において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１２ タンク内圧センサ
２８ 封鎖弁
２６ キャニスタ
３６ パージVSV
５２ 負圧ポンプユニット
６０ ECU(Electronic Control Unit)
７４ ポンプ
８０ 切り替え弁
８６ ポンプモジュール圧センサ
Pcani キャニスタ側圧力
Ptnk タンク内圧
Pa 大気圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させずに処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開２００１−３４２９１４号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。この装置は、吸気負圧をキャニスタに導くためのパージ通路を備えていると共に、燃料タンクとキャニスタとの間に、燃料タンクに負圧を導入するためのバイパス通路を備えている。バイパス通路には、その導通を制御するためのバイパス制御弁が配置されている。
【０００３】
上記従来の装置において、バイパス制御弁に開故障が生ずると、キャニスタと燃料タンクとの導通を遮断することができなくなり、正常な動作が確保できない事態が生ずる。このため、上記従来の装置は、以下に説明する手法でバイパス制御弁の開故障を検出する機能を有している。
【０００４】
すなわち、上記従来の装置は、バイパス制御弁の開故障を検知する必要が生ずると、先ず、キャニスタに対して吸気負圧を導入しつつ、バイパス制御弁に対して閉弁指令を発する。次に、キャニスタの内圧とタンク内圧とを監視し、タンク内圧に、キャニスタ内圧の変化に対する有意な追従が発生したか否かが判別される。
【０００５】
バイパス制御弁が正常に閉じていれば、キャニスタに導入される吸気負圧は、バイパス制御弁により遮断され、燃料タンクには導入されない。従って、この場合は、タンク内圧にキャニスタ内圧の変化に対する追従は生じない。一方、閉弁指令の発生にも関わらずバイパス制御弁が開いている場合は、キャニスタに導入された吸気負圧が燃料タンクにも導かれることから、タンク内圧に、キャニスタ内圧の変化に対する有意な追従が発生する。
【０００６】
そこで、上記従来の装置は、タンク内圧に有意な追従が生じない場合はバイパス制御弁が正常であり、その追従が生ずる場合はバイパス制御弁に開故障が生じていると判断する。このように、上記従来の装置は、キャニスタ内圧とタンク内圧の変化に基づいて、バイパス制御弁に開故障が生じているか否かを判断することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３４２９１４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４５９２７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１９３５８０号公報
【特許文献１】
特開平６−２６４０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置において、タンク内圧は、吸気負圧の導入に起因して変化する他、燃料消費や蒸発燃料の発生によっても変化する。従って、タンク内圧に、キャニスタ内圧の変化に対する十分な追従が生ずるか否かを正確に判断するためには、燃料消費や蒸発燃料の発生による影響を排除する必要がある。このため、上記従来の装置が用いる手法によってバイパス制御弁の開故障を正確に診断するためには、現実的には複雑な制御が必要となる。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、キャニスタと燃料タンクとをつなぐ経路中に設けられた弁機構の開故障を、簡単な制御で正確に診断することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
前記封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立を判定する差圧発生条件判定手段と、
前記差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との差圧を検出する閉弁時差圧検出手段と、
前記閉弁時差圧検出手段によって、判定値を超える差圧が検出された場合に、前記封鎖弁に開故障が生じていないことを判定する開故障正常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
前記封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立を判定する差圧発生条件判定手段と、
前記差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との差圧を検出する条件成立時差圧検出手段と、
前記条件成立時差圧検出手段によって、判定値を超える差圧が検出されない場合に、前記封鎖弁に開故障が生じていることを判定する開故障異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された所定時間が経過した時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された気温変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された燃料温度変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記キャニスタが大気に開放され、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、大気圧に有意な変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第１又は第２の発明において、前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度と気温との差に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１９】
実施の形態１．
［装置の構成の説明］
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。図１（Ａ）に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧Ptを測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧Ptを検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。また、燃料タンク１０の内部には、燃料の液面を検出するための液面センサ１４が配置されている。
【００２０】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１６，１８を介してベーパ通路２０が接続されている。ベーパ通路２０は、その途中に封鎖弁ユニット２４を備えており、その端部においてキャニスタ２６に連通している。封鎖弁ユニット２４は、封鎖弁２８とリリーフ弁３０を備えている。封鎖弁２８は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給されることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。リリーフ弁３０は、燃料タンク１０側の圧力がキャニスタ２６側の圧力に比して十分に高圧となった場合に開弁する正方向リリーフ弁と、その逆の場合に開弁する逆方向リリーフ弁とからなる機械式の双方向逆止弁である。リリーフ弁３０の開弁圧は、例えば、正方向が２０kPa、逆方向が１５kPa程度に設定されている。
【００２１】
キャニスタ２６は、パージ孔３２を備えている。パージ孔３２には、パージ通路３４が連通している。パージ通路３４は、その途中にパージVSV(Vacuum Switching Valve)３６を備えていると共に、その端部において内燃機関の吸気通路３８に連通している。内燃機関の吸気通路３８には、エアフィルタ４０、エアフロメータ４２、スロットルバルブ４４などが設けられている。パージ通路３４は、スロットルバルブ４４の下流において吸気通路３８に連通している。
【００２２】
キャニスタ２６の内部は、活性炭で充填されている。ベーパ通路２０を通って流入してきた蒸発燃料は、その活性炭に吸着される。キャニスタ２６は、また、大気孔５０を備えている。大気孔５０には、負圧ポンプモジュール５２を介して大気通路５４が連通している。大気通路５４は、その途中にエアフィルタ５６を備えている。大気通路５４の端部は、燃料タンク１０の給油口５８の近傍において大気に開放されている。
【００２３】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ECU６０を備えている。ECU６０は、車両の駐車中において経過時間を計数するためのソークタイマを内蔵している。ECU６０には、上述したタンク内圧センサ１２や封鎖弁２８、或いは負圧ポンプモジュール５２と共に、リッドスイッチ６２、およびリッドオープナー開閉スイッチ６４が接続されている。また、リッドオープナー開閉スイッチ６４には、ワイヤーによりリッド手動開閉装置６６が連結されている。
【００２４】
リッドオープナー開閉スイッチ６４は、給油口５８を覆うリッド（車体の蓋）６８のロック機構であり、ECU６０からリッド開信号が供給された場合に、或いは、リッド手動開閉装置６６に対して所定の開動作が施された場合に、リッド６８のロックを解除する。また、ECU６０に接続されたリッドスイッチ６２は、ECU６０に対してリッド６８のロックを解除するための指令を送るためのスイッチである。
【００２５】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す負圧ポンプモジュール５２の詳細を説明するための拡大図である。負圧ポンプモジュール５２は、キャニスタ２６の大気孔５０に通じるキャニスタ側通路７０と、大気に通じる大気側通路７２とを備えている。大気側通路７２には、ポンプ７４および逆止弁７６を備えるポンプ通路７８が連通している。
【００２６】
負圧ポンプモジュール５２は、また、切り替え弁８０とバイパス通路８２とを備えている。切り替え弁８０は、無通電の状態（OFF状態）でキャニスタ側通路７０を大気側通路７２に連通させ、また、外部から駆動信号が供給された状態（ON状態）で、キャニスタ側通路７０をポンプ通路７８に連通させる。バイパス通路８２は、キャニスタ側通路７０とポンプ通路７８とを導通させる通路であり、その途中には０．５mm径の基準オリフィス８４を備えている。
【００２７】
負圧ポンプモジュール５２には、更に、ポンプモジュール圧力センサ８６が組み込まれている。ポンプモジュール圧力センサ８６によれば、逆止弁７６の切り替え弁８０側において、ポンプ通路７８内部の圧力を検出することができる。
【００２８】
［基本動作の説明］
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の基本動作について説明する。
（１）駐車中
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、車両の駐車中は、原則として封鎖弁２８を閉弁状態に維持する。封鎖弁２８が閉弁状態とされると、リリーフ弁３０が閉じている限り燃料タンク１０はキャニスタ２６から切り放される。従って、本実施形態の蒸発燃料処理装置においては、タンク内圧Ptがリリーフ弁３０の正方向開弁圧（２０kPa）を超えない限り、車両の駐車中に蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。また、タンク内圧Ptが、リリーフ弁３０の逆方向開弁圧（−１５kPa）を下回らない限り、車両の駐車中に燃料タンク１０の内部に空気が吸入されることはない。
【００２９】
（２）給油中
本実施形態の装置において、車両の停車中にリッドスイッチ６２が操作されると、ECU６０が起動し、先ず、封鎖弁２８が開状態とされる。この際、タンク内圧Ptが大気圧より高圧であれば、封鎖弁２８が開くと同時に燃料タンク１０内の蒸発燃料がキャニスタ２６に流入し、その内部の活性炭に吸着される。その結果、タンク内圧Ptは大気圧近傍にまで低下する。
【００３０】
ECU６０は、タンク内圧Ptが大気圧近傍にまで低下すると、リッドオープナー６４に対してリッド６８のロックを解除する旨の指令を発する。リッドオープナー６４は、その指令を受けてリッド６８のロックを解除する。その結果、本実施形態の装置では、タンク内圧Ptが大気圧近傍値になった後にリッド６８の開動作が可能となる。
【００３１】
リッド６８の開動作が許可されると、リッド６８が開かれ、次いでタンクキャップが開かれ、その後、燃料の給油が開始される。タンクキャップが開かれる以前にタンク内圧Ptが大気圧近傍にまで減圧されているため、その開動作に伴い蒸発燃料が給油口５８から大気に放出されることはない。
【００３２】
ECU６０は、給油が終了するまで（具体的にはリッド６８が閉じられるまで）、封鎖弁２８を開状態に維持する。このため、給油の際にはタンク内ガスがベーパ通路２０を通ってキャニスタ２６に流出することができ、その結果、良好な給油性が確保される。また、この際、流出する蒸発燃料は、キャニスタ２６に吸着されるため、大気に放出されることはない。
【００３３】
（３）走行中
車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料をパージさせるための制御が実行される。この制御では、具体的には、切り替え弁８０をOFFとしてキャニスタ２６の大気孔を大気に開放したまま、パージVSV３６が適当にデューティ駆動される。パージVSV３６がデューティ駆動されると、内燃機関１０の吸気負圧がキャニスタ２６のパージ孔３２に導かれる。その結果、大気孔５０から吸入された空気と共に、キャニスタ２６内の蒸発燃料が内燃機関の吸気通路３８にパージされる。
【００３４】
また、車両の走行中は、給油前の圧抜き時間の短縮を目的として、タンク内圧Ptが大気圧近傍に維持されるように封鎖弁２８が適宜開弁される。但し、その開弁は、蒸発燃料のパージ中に限り、つまり、キャニスタ２６のパージ孔３２に吸気負圧が導かれている場合に限り行われる。パージ孔３２に吸気負圧が導かれている状況下では、燃料タンク１０からキャニスタ２６に流入する蒸発燃料は、その内部に深く進入することなくパージ孔３２から流出し、その後吸気通路３８にパージされる。このため、本実施形態の装置によれば、車両の走行中に、多量の蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。
【００３５】
以上説明した通り、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、原則として、キャニスタ２６に吸着させる蒸発燃料を、給油の際に燃料タンク１０から流出する蒸発燃料だけに限ることができる。このため、本実施形態の装置によれば、キャニスタ２６の小型化を図りつつ、良好な排気エミッションを実現し、また、良好な給油性を実現することができる。
【００３６】
［封鎖弁の開故障診断の説明］
蒸発燃料処理装置には、系内の洩れの発生や、封鎖弁２８の異常など、エミッション特性の悪化につながる異常を速やかに検出するための機能が要求される。本実施形態の装置は、特に、以下に説明する手法で封鎖弁２８の開故障を診断する点に特徴を有している。
【００３７】
本実施形態の装置において、封鎖弁２８が閉じている場合は、燃料タンク１０がキャニスタ２６から切り放された密閉空間となる。このため、封鎖弁２８が閉じている場合は、キャニスタ側圧力Pcaniとタンク内圧Ptnkとの間に有意な差圧が生ずることがある。一方、封鎖弁２８が開いている場合は、キャニスタ２６と燃料タンク１０が導通状態となるため、PcaniとPtnkとの間に有意な差圧は発生しない。従って、本実施形態の装置においては、PcaniとPtnkとの間に有意な差圧が生じていれば、封鎖弁２８に開故障は生じていないことが判定できる。
【００３８】
既述した通り、本実施形態の装置は、車両の駐車中、すなわち、内燃機関の停止中は原則として封鎖弁２８を閉状態に維持し、かつ、切り替え弁８０を非通電状態とする。この状態が適正に実現されると、燃料タンク１０は密閉状態となり、また、キャニスタ２６は大気に開放された状態となる。そして、その状態が長期に渡って継続すれば、燃料タンク１０内の燃料温度の変化や蒸発燃料量の変化に起因してタンク内圧Ptnkが変化することから、タンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの間に有意な差圧が発生するはずである。そこで、このため、本実施形態の装置によれば、このような状況下で、タンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの間に有意な差圧が生じている場合は、封鎖弁２８に開故障は生じていないと判定し、一方、そのような有意な差圧が認められない場合は、封鎖弁２８に開故障が生じていると判断することとした。
【００３９】
図２は、上記の原理に従って封鎖弁２８の開故障診断を行うべく、本実施形態においてECU６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンが実行される前提として、ECU６０は、車両が駐車状態に移行すると、その時点からソークタイマのカウントアップを開始するものとする。
【００４０】
ECU６０は、車両が駐車状態になると、ソークタイマのカウントアップ、および図２に示すルーチンの実行のみが可能なスタンバイ状態となる。図２に示すルーチンは、車両の駐車中に所定時間毎に繰り返し起動される。このルーチンでは、先ず、ソークタイマにより所定時間T1の経過が計数されたか否か、つまり、イグニッション（IG）スイッチがオフされた後、所定時間T1が経過したか否かが判別される（ステップ１００）。
所定時間T1は、内燃機関が停止した後、封鎖弁２８が適正に閉弁している状況下でタンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの間に、つまり、タンク内圧Ptnkと大気圧Paとの間に、十分な差圧を発生させるものとして予め設定された時間である。本実施形態において、その時間T1は、５時間に設定されている。
【００４１】
上記ステップ１００において、IGオフ後の経過時間が所定時間T1に達していないと判別された場合は、未だ開故障の診断を行うべき時期が到来していないと判断できる。この場合、以後、封鎖弁２８が閉状態に維持されたまま（ステップ１０２）、今回の処理サイクルが終了される。
【００４２】
一方、上記ステップ１００において、IGオフ後の経過時間が所定時間T1に達していると判断された場合は、ECU６０を本格的に作動させるための起動処理が実行される（ステップ１０４）。
【００４３】
次に、タンク内圧センサ１２の出力に基づいて、その時点におけるタンク内圧Ptnkが計測される（ステップ１０６）。
【００４４】
次いで、ポンプモジュール圧センサ８６により、その時点におけるキャニスタ側圧力Pcani、すなわち、大気圧Paが計測される（ステップ１０８）。
この時点において、キャニスタ側圧力Pcani（大気圧Pa）は、ポンプモジュール圧センサ８６により計測することができる。
【００４５】
そして、上記ステップ１０６において計測されたタンク内圧Ptnkと、上記ステップ１０８において計測された大気圧Paとの差圧ΔP＝│Ptnk−Pa│が算出される（ステップ１１０）。
【００４６】
図２に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１１０において算出された差圧ΔPが、所定判定値Pthより大きいか否かが判別される（ステップ１１２）。
【００４７】
その結果、ΔP＞Pthが成立すると判別された場合は、封鎖弁２８の両側に有意な差圧が生じている、つまり、封鎖弁２８が閉じていると判断することができる。この場合は、封鎖弁２８に開故障が生じていないことが判定された後（ステップ１１４）、今回の処理サイクルが終了される。
【００４８】
一方、上記ステップ１１２においてΔP＞Pthが成立しないと判別された場合は、封鎖弁２８の両側に差圧が生じているべき状況下で、有意な差圧が形成されていないと判断することができる。この場合、以後、封鎖弁２８に開故障が生じていることが判定された後（ステップ１１６）、今回の処理サイクルが終了される。
【００４９】
以上説明した通り、図２に示すルーチンによれば、内燃機関が停止した後、封鎖弁２８が閉じているべき状態が所定時間T1だけ継続した時点で、封鎖弁２８の両側に有意な差圧ΔPが生じているか否かに基づき、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを判断することができる。上記の判断手法によれば、内燃機関の停止中に、十分な時間の経過を待って開故障の診断を行うことができるため、燃料消費量や蒸発燃料の発生状況などに影響されることなく、簡単な制御で正確な開故障診断を実現することができる。
【００５０】
ところで、上述した実施の形態１においては、内燃機関が停止した後、所定時間T1の経過を待って、封鎖弁２８の開故障診断を行うこととしているが、封鎖弁２８の開故障診断を行うタイミングは、このタイミングに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８に開故障が生じていないことだけを判断すればよい場合には、任意のタイミングで封鎖弁２８の両側に生じている差圧ΔPを算出し、いかなるタイミングであっても有意な差圧ΔPが認められた場合は、封鎖弁２８に開故障が生じていないと判定することとしてもよい。
【００５１】
また、上述した実施の形態１においては、内燃機関が停止した後、所定時間T1が経過したか否かを、差圧発生条件、つまり、キャニスタ側圧力Pcani（大気圧Pa）とタンク内圧Ptnkとの間に有意な差圧ΔPが発生すべき条件としているが、差圧発生条件は、これに限定されるものではない。すなわち、差圧発生条件は、上記の条件に変えて、以下に記述する何れかの条件としてもよい。
(1)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、有意な差圧ΔPを発生させる程度に気温が変化したか。
(2)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、有意な差圧ΔPを発生させる程度に燃料温度が変化したか。
(3)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、有意な差圧ΔPを発生させる程度に大気圧が変化したか。
(4)内燃機関が停止し、かつ、封鎖弁２８が閉じられた後、気温と燃料温度との差（│気温−燃料温度│）に、有意な差圧ΔPを発生させる程度に十分な変化が生じたか。
【００５２】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１０６〜１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「閉弁時差圧検出手段」が、上記ステップ１１２および１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「開故障正常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５３】
また、上述した実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第１又は第２の発明における「差圧発生条件判定手段」、および第３の発明における「判定手段」が、上記ステップ１０６〜１０８の処理を実行することにより前記第２の発明における「条件成立時差圧検出手段」が、上記ステップ１１２および１１６の処理を実行することにより前記第２の発明における「開故障異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、上記ステップ１００において、ECU６０に上記(1)、(2)、(3)、(4)の差圧発生条件の何れかの成立を判定させることにより、前記第４乃至第７の発明における「判定手段」のそれぞれを実現させることができる。
【００５５】
実施の形態２．
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１の装置において、上記図２に示すルーチンに代えて、或いは、そのルーチンと共に、後述する図４に示すルーチンをECU６０に実行させることにより実現することができる。
【００５６】
図３は、本実施形態の装置が封鎖弁２８の閉故障を診断する原理を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図３（Ａ）は、キャニスタ２６から吸気通路３８に向かう蒸発燃料のパージの実行状態を表す波形である。また、図３（Ｂ）は、封鎖弁２８に対する開閉指令の波形である。更に、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）は、それぞれ、タンク内圧Ptnkの変化、および開故障診断の処理中で用いられるカウンタTの計数値の変化を示している。
【００５７】
図３（Ａ）は、図示される期間中は常にパージが実行されていることを示している。また、図３（Ｂ）は、そのような状況の下、時刻t1までは封鎖弁２８に対して閉弁指令が与えられ、時刻t1において、その指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられることを示している。
【００５８】
図３（Ｃ）中に実線で示す波形は、上記の閉弁指令および開弁指令に対して、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化した場合に実現されるタンク内圧Ptnkの変化である。時刻t1以前に封鎖弁２８が適正に閉じていれば、パージの実行に伴ってキャニスタ２６に導かれる吸気負圧は、封鎖弁２８により堰き止められて燃料タンク１０には進入しない。そして、時刻t1に封鎖弁２８が適正に開弁すると、以後、燃料タンク１０内に吸気負圧が導入され始め、タンク内圧Ptnkに急激な低下が生ずる。
【００５９】
一方、図３（Ｃ）中に破線で示す波形は、封鎖弁２８に開故障が生じていた場合のタンク内圧Ptnkの変化を示す。封鎖弁２８に開故障が生じていた場合は、時刻t1以前から燃料タンク１０内に吸気負圧が進入する。このため、タンク内圧Ptは、時刻t1以前から、十分に低い値となっている。この場合、封鎖弁２８に対する指令が時刻t1に閉弁指令から開弁指令に切り替わっても、その前後でタンク内圧Ptnkに大きな変化は生じない。
【００６０】
図３（Ｄ）に示すように、ECU６０は、時刻t1に封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられた後、カウンタTのインクリメントを開始する。そして、カウンタTのインクリメントは、その計数値が所定値Tthに到達するまで継続される。上記の所定値Tthは、封鎖弁２８が正常に機能する場合に、タンク内圧Ptnkに有意な変化が発生するのに要する時間に対応する値に設定されている。また、図３に示す時刻t2は、カウンタTの計数値がTthに達する時刻である。
【００６１】
本実施形態において、ECU６０は、時刻t1におけるタンク内圧Ptnk1と、時刻t2におけるタンク内圧Ptnk2との差ΔP1を算出し、その差ΔP1が有意な値であるか否かに基づいて、封鎖弁２８が正常に機能しているか否かを判断する。このような判断手法によれば、閉弁指令および開弁指令に対して封鎖弁２８が正常に機能しているか否かを、簡単な制御で正確に判断することができる。
【００６２】
ところで、図３に示すタイミングチャートにおいて、封鎖弁２８に閉故障が生じている場合は、時刻t1以降も、時刻t1以前のタンク内圧Ptnk1がほぼそのまま保持される。従って、この場合も、封鎖弁２８に開故障が生じている場合と同様に、ΔP＝│Ptnk1−Ptnk2│は、有意な値とはならない。このため、Ptnk1とPtnk2との差ΔPに基づいて封鎖弁２８の異常を診断する場合、その差ΔPからは、封鎖弁２８に生じている異常が開故障であるのか、或いは閉故障であるのかを特定することはできない。
【００６３】
そこで、本実施形態の装置は、後に図４を参照して説明する封鎖弁２８の開故障診断のルーチンとは別に、封鎖弁２８の閉故障を診断するための処理を実行し（詳細は後述する）、封鎖弁２８に閉故障の履歴が存在しないと判断できる場合にのみ封鎖弁２８の開故障診断を行うこととした。このため、本実施形態の装置によれば、後述する図４に示すルーチンを実行することにより、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを正確に判断することができる。
【００６４】
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態において、ECU６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。尚、図４に示すルーチンは、内燃機関の運転中に所定の間隔で繰り返し起動されるルーチンである。
【００６５】
図４に示すルーチンでは、先ず、封鎖弁２８の閉故障履歴が存在しないか否かが判別される（ステップ１２０）。
本ステップ１２０の処理を実行する前提として、ECU６０は、他のルーチンにより、封鎖弁２８の閉故障診断を実行し、その診断の結果に基づいて、閉故障に関する履歴を作成している。封鎖弁２８の閉故障診断は、例えば、以下のような手法で行うことができる。
（１）封鎖弁２８に対して閉弁指令が与えられた状態で、キャニスタ２６側に圧力を導入する。
（２）その結果、キャニスタ側圧力Pcaniとタンク内圧Ptnkとの間に有意な差圧が生じたら、封鎖弁２８に対する指令を閉弁指令から開弁指令に切り換える。
（３）上記の切り換えに伴ってタンク内圧Ptnkに有意な変化が生じたら、封鎖弁２８に閉故障は生じていないと判断し、一方、そのような有意な変化が生じない場合は封鎖弁２８に閉故障が生じていると判断する。
尚、上記（３）のステップでは、指令の切り換えに伴ってタンク内圧Ptnkに有意な変化が生じたか否かを判断することに変えて、指令の切り換え後に、タンク内圧Ptnkとキャニスタ側圧力Pcaniとの差圧ΔP＝│Ptnk−Pcani│が消滅したか否かを判断することとしてもよい。
【００６６】
図４に示すルーチン中、上記ステップ１２０の条件が成立しないと判別された場合、つまり、封鎖弁２８の閉故障の履歴が存在すると判別された場合は、以後、封鎖弁２８の開故障診断を行うことなく今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１２０において、閉故障の履歴が存在しないと判別された場合は、次に、蒸発燃料のパージが行われているか否かが判別される（ステップ１２２）。
【００６７】
その結果、パージが行われていないと判別された場合は、以後、開故障診断を行うことなく、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、パージが実行されていると判別された場合は、更に、パージ流量が所定のしきい値Qpを超えているか否かが判別される（ステップ１２４）。
【００６８】
パージの実行中に封鎖弁２８が開弁すると、キャニスタ２６に導入されていた吸気負圧が燃料タンク１０にも導入される。その結果、タンク内圧Ptnkは、低下傾向を示す。このようにして生ずるタンク内圧Ptnkの低下は、パージ流量が多量であるほど顕著となる。上記のしきい値Qpは、封鎖弁２８の開弁に伴って、タンク内圧Ptnkに、有意なものとして認識できる変化を生じさせることのできるパージ流量の境界値である。
【００６９】
従って、上記ステップ１２４において、パージ流量＞Qpが成立しないと判別された場合は、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化しても、その結果としてタンク内圧Ptnkに検出可能な有意な変化が発生しない可能性があると判断できる。図４に示すルーチンでは、この場合、以後、封鎖弁２８の閉故障診断が実行されることなく今回の処理サイクルが終了される。
【００７０】
一方、上記ステップ１２４において、パージ流量＞Qpが成立すると判別された場合は、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化すれば、その結果としてタンク内圧Ptnkに検出可能な有意な変化が発生すると判断できる。図４に示すルーチンでは、この場合、以後、封鎖弁２８の閉故障診断を行うべく、先ず、現時点での、つまり、封鎖弁２８に対する指令を閉弁指令から開弁指令に切り換える前の時点でのタンク内圧Ptnk1が計測される（ステップ１２６）。
【００７１】
タンク内圧Ptnk1が計測されると、次に、カウンタTの計数値が０にリセットされ（ステップ１２８）、更に、封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられる（ステップ１３０）。
【００７２】
その後、カウンタTのインクリメント（ステップ１３２）と、T＞Tthの判定（ステップ１３４）とが繰り返される。そして、ステップ１３４においてカウンタTの計数値が所定値Tthを超えたと判断されると、その時点のタンク内圧Ptnk2が計測される（ステップ１３６）。
尚、上記の所定値Tthは、図３を参照して既述した通り、封鎖弁２８が適正に作動した場合に、時刻t1の後、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生ずるのに要する時間に対応する値である。
【００７３】
図４に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１２６において計測されたタンク内圧Ptnk1と、上記ステップ１３８において計測されたタンク内圧Ptnk2との差ΔP1＝│Ptnk1−Ptnk2│が、所定の判定値Pth1より大きいか否かが判別される。つまり、封鎖弁２８に対する指令の切り換えに伴って、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生じたか否かが判別される（ステップ１４０）。
【００７４】
その結果、ΔP1＞Pth1が成立すると判別された場合は、指令の変化に対応して、封鎖弁２８が適正に閉弁状態から開弁状態に変化したと判断することができる。この場合、封鎖弁２８に開故障が生じていないことが判定され（ステップ１４２）、仮異常判定カウンタCの計数値が０にリセットされ（ステップ１４４）、更に、封鎖弁１４６に対する指令が再び閉弁指令に切り換えられた後（ステップ１４６）、今回の処理サイクルが終了される。
【００７５】
これに対して、上記ステップ１４０において、ΔP1＞Pth1が成立しない、つまり、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生じていないと判別された場合は、仮異常判定カウンタCがインクリメントされ（ステップ１４８）、次いで、その計数値Cが判定値Cthを超えているか否かが判別される（ステップ１５０）。
【００７６】
その結果、C＞Cthが成立していないと判別された場合は、封鎖弁２８の開故障に関する判定が保留されたまま、上記ステップ１４６の処理が実行される。そして、以後、図４に示すルーチンが繰り返されることにより、上記ステップ１５０において、C＞Cthが成立すると判別されると、封鎖弁２８に開故障が生じていることが判定される（ステップ１５２）。
【００７７】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、封鎖弁２８に閉故障の履歴が存在しない状況下で、封鎖弁２８の開故障診断を行うことにより、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを正確に判断することができる。また、図４に示すルーチンによれば、キャニスタ２６に十分な負圧が導入されている状況下で封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられる是後にタンク内圧Ptnkに有意な変化が生ずるか否かに基づいて、開故障診断を実現することができる。つまり、図４に示すルーチンによれば、封鎖弁２８が正常に機能するか否かに応じて顕著な相違が発生する時点でのタンク内圧Ptnkに着目して封鎖弁２８の開故障診断を行うことができる。このため、本実施形態の装置によれば、燃料タンク１０内の蒸発燃料の発生状況や燃料消費状況に影響されることなく、封鎖弁２８の開故障診断を簡単な制御で正確に行うことができる。
【００７８】
ところで、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられた後も、キャニスタ２６に対する負圧導入が継続されることを前提としているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、タンク内圧Ptnkに顕著な変化が生ずべき状態を作り出し、そのような顕著な変化が生ずるか否かに基づき開故障の有無を判断するものである。従って、例えば、キャニスタ側圧力Pcaniとタンク内圧Ptnkとの間に十分な差圧が形成されるまで負圧導入を行い、その後、負圧導入を停止した後に封鎖弁２８に対する指令を閉弁指令から開弁指令に切り換えることにより開故障診断を行うこととしてもよい。
【００７９】
また、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８の開故障診断に必要な圧力導入を、吸気負圧を利用して実現することとしているが、その圧力導入の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８の開故障診断に必要な圧力導入は、ポンプ７４を作動させることにより実行してもよい。
【００８０】
また、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８に対する指令が閉弁指令から開弁指令に切り換えられることにより、タンク内圧Ptnkに有意な変化が生ずるか否かに基づいて開故障診断を行うこととしているが、封鎖弁２８の開故障を診断する手法はこれに限定されるものではない。
例えば、封鎖弁２８に対して閉弁指令を発しつつ、燃料タンク１０およびキャニスタ２６の一方に圧力（正圧または負圧）を導入し、燃料タンク１０およびキャニスタ２６に、その圧力導入に対応する追従が生ずるか否かに基づいて封鎖弁２８の開故障診断を行うこととしてもよい。
更には、封鎖弁２８に対して閉弁指令を発しつつ、燃料タンク１０およびキャニスタ２６の一方に圧力（正圧または負圧）を導入し、その圧力の導入を受けている空間に、封鎖弁２８が閉弁している状況下で発生すべき予定の圧力変化が発生するか否かに基づいて封鎖弁２８の開故障診断を行うこととしてもよい。
【００８１】
更に、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８の閉故障の履歴をチェックした後に封鎖弁の開故障診断を行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８の閉故障の履歴をチェックすることなく、上記ステップ１２２以降の処理を実行して、封鎖弁２８に開故障が生じていないことのみを判断する（開故障発生の判断は保留する）こととしてもよい。
【００８２】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU６０が、封鎖弁２８の閉故障診断を行うことにより前記第８の発明における「閉故障判定手段」が、蒸発燃料のパージ制御を行うことにより前記第８の発明における「圧力導入手段」が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第８の発明における「封鎖弁開弁指令発生手段」が、上記ステップ１４０の処理を実行することにより前記第８の発明における「圧力変化判定手段」が、上記ステップ１５２の処理を実行することにより前記第８の発明における「開故障異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００８３】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、キャニスタ側圧力とタンク内圧との間に、判定値を超える差圧が検出された場合に、封鎖弁に開故障が生じていないことを判定することができる。封鎖弁に開故障が生じている場合は、判定値を超えるような差圧は発生しない。本発明の手法によれば、極めて簡単な手法で、キャニスタと燃料タンクとの間に配置される弁機構、すなわち、封鎖弁に、開故障が生じていないことを診断することができる。
【００８４】
第２の発明によれば、封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との間に判定値を超える差圧が検出されない場合は、封鎖弁に開故障が生じていることを判定することができる。本発明の手法によれば、封鎖弁に開故障が生じていることを、簡単な手法で診断することができる。
【００８５】
第３の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、所定時間が経過することで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８６】
第４の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、気温に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８７】
第５の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８８】
第６の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、大気圧に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【００８９】
第７の発明によれば、封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度と気温との差に十分な変化が生ずることで、キャニスタ側圧力とタンク内圧とに十分な差圧が形成されたと推定できるタイミングで、差圧発生条件の成立を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態２において封鎖弁の開故障を診断する原理を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態２において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１２ タンク内圧センサ
２８ 封鎖弁
２６ キャニスタ
３６ パージVSV
５２ 負圧ポンプユニット
６０ ECU(Electronic Control Unit)
７４ ポンプ
８０ 切り替え弁
８６ ポンプモジュール圧センサ
Pcani キャニスタ側圧力
Ptnk タンク内圧
Pa 大気圧
Claims (7)
- 燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
前記封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立を判定する差圧発生条件判定手段と、
前記差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との差圧を検出する閉弁時差圧検出手段と、
前記閉弁時差圧検出手段によって、判定値を超える差圧が検出された場合に、前記封鎖弁に開故障が生じていないことを判定する開故障正常判定手段と、
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。 - 燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
前記封鎖弁が閉じており、かつ、その両側に差圧が生じているべき差圧発生条件の成立を判定する差圧発生条件判定手段と、
前記差圧発生条件の成立時に、キャニスタ側圧力とタンク内圧との差圧を検出する条件成立時差圧検出手段と、
前記条件成立時差圧検出手段によって、判定値を超える差圧が検出されない場合に、前記封鎖弁に開故障が生じていることを判定する開故障異常判定手段と、
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。 - 前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された所定時間が経過した時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された気温変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された燃料温度変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 前記差圧発生条件判定手段は、前記キャニスタが大気に開放され、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、大気圧に有意な変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 前記差圧発生条件判定手段は、前記封鎖弁が閉弁し、かつ、内燃機関が停止した後に、燃料温度と気温との差に、前記タンク内圧に有意な変化を発生させるものとして設定された変化が生じた時点で、前記差圧発生条件の成立を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
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