JPH04318267A - エバポパージシステムの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエバポパージシステムの
異常検出装置に係り、特にパージ実行前後の空燃比変化
に基づき異常検出を行う構成とされたエバポパージシス
テムの異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃料タンクで蒸発した燃料は、
活性炭等が充填されたキャニスタに吸着させ、蒸発燃料
（以下、単に燃料とも称する）が大気に放出されないよ
う構成されている。また、キャニスタの容量には制限が
あり吸着できる燃料量が限られているため、キャニスタ
のオーバーフローを防止する等を目的として、キャニス
タに吸着された燃料をエンジンの吸気管へパージし燃焼
させる構成のエバポパージシステムがある。

【０００３】また、このエバポパージシステムが故障し
た場合には、キャニスタがオーバーフローしたり、燃料
が大気に放出するおそれがあるため、故障を自己診断で
きるよう構成された異常検出装置を設けたエバポパージ
システムが提案されている。

【０００４】従来、このエバポパージシステムの異常検
出装置としては、例えば特開平２−１３６５５８号公報
に開示されたものがある。同公報に示される異常検出装
置は、燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧力検出手
段により、燃料タンクのタンク内圧力が所定圧力以上の
時に、開閉手段を制御して放出通路を開及び閉動作する
ことによりパージの実行，停止を行い、パージ実行前後
の空燃比変化により異常の有無を判断する構成とされて
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来装
置のように、パージ実行前後の空燃比変化により異常の
有無を判断する構成では、キャニスタに吸着されている
吸着燃料が多い場合には正常に異常検出を行うことがで
きるが、異常検出時の燃料タンクの内圧が所定値以上で
あっても、実際にはキャニスタに吸着されている吸着燃
料が少ない場合があり問題が生じる。即ち、キャニスタ
に吸着されている吸着燃料が少ない場合には、パージを
実行しても少量の燃料しかエンジンの吸気管に供給され
ないためパージによる空燃比の変化が小さく、異常が発
生しているのか、或いは単にキャニスタに吸着されてい
る燃料が少ないだけなのか判断することができないとい
う問題点があった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、キャニスタに吸着されている吸着燃料が少ない場
合においても確実に異常検出を行うことができるエバポ
パージシステムの異常検出装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、内燃機関の吸気系に対しキャニスタよ
りパージ通路を介して燃料をパージするエバポパージシ
ステムに設けられ、異常検出手段によりパージ実行時に
おける空燃比の変化を検出しエバポパージシステムの異
常を検出するエバポパージシステムの異常検出装置にお
いて、上記パージ通路に大気を導入できる構成とすると
共に、燃料と大気とを選択的にパージ配管に導入する選
択導入手段を設け、上記異常検出手段を、大気供給時に
おける空燃比とパージ実行時における空燃比とに基づい
てエバポパージシステムの異常を検出する構成としたこ
とを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記構成とされた異常検出装置によれば、パー
ジ通路に大気を導入した状態の空燃比を求めることがで
きる。この大気導入時の空燃比は、エバポパージシステ
ムに配管外れ等の異常が発生した状態の空燃比と等価で
ある。よって、異常発生時における空燃比を基準として
異常検出を行うことができるため、高い精度の異常検出
を行うことが可能となる。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図１は本発明の一実施例であるエバポパージシス
テムの異常検出装置１０を示す構成図である。

【００１０】同図中、１１はキャニスタであり、内部に
活性炭等の吸着材１１ａが充填されている。このキャニ
スタ１１は、ベーパ通路１２により燃料タンク１３と連
通されている。よって、燃料タンク１３で発生した蒸発
燃料は、ベーパ通路１２を通りキャニスタ１１に導入さ
れ、吸着材１１ａに吸着されることによりキャニスタ１
１内に保持される。

【００１１】また、キャニスタ１１とエンジン（図示せ
ず）の吸気管１４との間には、パージ通路１５が設けら
れており、このパージ通路１５には本発明の要部となる
切り換え弁１６（以下、ＶＳＶという）が設けられてい
る。エバポパージシステム２０は、上記の各構成要素に
より構成されている。

【００１２】ここで、ＶＳＶ１６について更に詳述する
。ＶＳＶ１６は、例えば三方電磁弁であり、パージ通路
１５，キャニスタ１１に接続された接続配管１７，及び
エアフィルタ１８を介して大気開放されている大気開放
配管１９が接続されている。このＶＳＶ１６は電気信号
を供給されることにより駆動し、パージ通路１５を接続
配管１７または大気開放配管１９に選択的に接続する（
尚、以下の説明においてＶＳＶ１６が接続配管１７とパ
ージ通路１５を接続している状態を“ＯＦＦ”の状態と
いい、またＶＳＶ１６が大気開放配管１９とパージ通路
１５を接続している状態を“ＯＮ”の状態という）。

【００１３】よって、ＶＳＶ１６がＯＦＦとなっている
状態では、キャニスタ１１に吸着されていた燃料は接続
配管１７，パージ通路１５を通り吸気管１４にパージさ
れる。また、ＶＳＶ１６がＯＮとなっている状態では、
大気（空気）がエアフィルタ１８，大気開放配管１９，
パージ通路１５を通り通り吸気管１４に導入される。従
って、ＶＳＶ１６のＯＮ／ＯＦＦ動作により、パージ通
路１５には燃料または空気が選択的に導入される。

【００１４】また、図中２１はエンジンコントロールユ
ニット（ＥＣＵ）であり、酸素センサ，水温センサ，エ
アフローメータ等の各種センサ（図示せず）が接続され
ており、これらのセンサから供給される信号に基づき燃
料噴射制御，点火時期制御等をはじめとしてエンジンを
駆動するための各種制御を行うものである。また、上記
したＶＳＶ１６もＥＣＵ２１に接続されており、ＥＣＵ
２１から供給される信号に基づいて開閉動作する。

【００１５】このＥＣＵ２１は、中央演算処理回路（Ｃ
ＰＵ），リードオンリメモリ（ＲＯＭ），ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）等により構成させている。本発明
に係る異常検出装置１０の異常検出処理も、このＥＣＵ
２１により実行されるものであり、ＥＣＵ２１のＲＯＭ
には異常検出処理プログラムが格納されている。上記の
異常検出手段はＥＣＵ２１のソウトウェア処理として構
成される。

【００１６】続いて、上記構成とされた異常検出装置１
０の異常検出を行う原理について、図１に加えて図２を
用いて説明する。

【００１７】キャニスタ１１に吸着されていた燃料を吸
気管１４にパージした場合、エンジンに供給される混合
気の空燃比は変化する。本実施例では、ＥＣＵ２１がエ
ンジンのエキゾーストマニホルドに配設されている酸素
センサからの酸素濃度信号に基づき空燃比の演算を行う
構成とされている。

【００１８】図２において、（Ａ）はエバポパージシス
テム１９に異常が発生している場合の空燃比を示してお
り、（Ｂ）はエバポパージシステム１９が正常で、かつ
キャニスタ１１に吸着されている燃料が少ない場合にお
ける空燃比を示しており、（Ｃ）はエバポパージシステ
ム１９が正常で、かつキャニスタ１１に十分な燃料が吸
着されている場合における空燃比を示しており、（Ｄ）
はＶＳＶ１６の状態を示している。更に、上記（Ａ）〜
（Ｃ）には、説明の便宜上、従来の異常検出装置による
空燃比変化と、本願発明の異常検出装置１０による空燃
比変化を対比できるよう双方の空燃比変化を並べて図示
している。

【００１９】前記したように、従来の異常検出装置では
大気をパージ通路に導入することはできず、キャニスタ
に吸着されていた燃料を吸気管にパージするだけの機能
しか有していなかった。同図において時間ｔ１　は、従
来の異常検出装置においてパージが開始された時間であ
る。また時間ｔ２　は、本発明に係る異常検出装置１０
においてＶＳＶ１６がＯＮとなった時間であり、時間ｔ
３　はＶＳＶ１６がＯＦＦとなった時間である。従って
、時間ｔ２　〜ｔ３　の間は大気がパージ通路１５を通
り吸気管１４に導入され、時間ｔ３　以降はパージ燃料
がパージ通路１５を通り吸気管１４に導入される。

【００２０】先ず、図３（Ａ）で示されるエバポパージ
システム２０に異常が発生している場合について説明す
る。

【００２１】エバポパージシステム２０に異常が発生し
ている場合とは、例えばベーパ通路１２やパージ通路１
５が外れてしまったり穴，亀裂等が生じたような場合で
ある。このような異常が発生している状態でＶＳＶ１６
をＯＮ状態とするとパージ通路１５から吸気管１４に空
気が導入され、空燃比は希薄（リーン）となる。

【００２２】続いて時間ｔ３　においてＶＳＶ１６がＯ
ＦＦ状態に切り換えられると、接続配管１７とパージ通
路１５が接続される。よって、エバポパージシステム２
０が正常であったならば燃料を含むパージガスが吸気管
１４に導入される筈であるが、エバポパージシステム２
０に異常が発生している場合には、燃料はパージ通路１
５に流入せず、異常発生箇所から空気が流入する状態が
維持される。従って、エバポパージシステム２０に異常
が発生している場合には、時間ｔ３　以降においても空
燃比はリーンの状態を維持する。よって、時間ｔ２　〜
ｔ３　の間における空燃比（この空燃比の値をＡとする
）を基準として、この空燃比Ａに対して時間ｔ３　以降
における空燃比（この空燃比の値をＢとする）が等しい
か、或いは更にリーンとなった場合には、エバポパージ
システム２０に異常が発生していると判定することがで
きる。

【００２３】一方、従来の異常検出装置においても、時
間ｔ１　においてＶＳＶが開弁することにより異常発生
箇所からの空気が流入するため、上記と同様の理由によ
り空燃比はリーンとなる。よって、従来の異常検出装置
では、時間ｔ１　以前の空燃比（図中矢印Ｘで示す）を
基準として、時間ｔ１　以降における空燃比が時間ｔ１
　以前の空燃比Ｘに対してリーンであればエバポパージ
システム２０に異常が発生していると判断する構成とさ
れていた。

【００２４】続いて、図３（Ｂ）で示されるエバポパー
ジシステム２０が正常で、かつキャニスタ１１に吸着さ
れている燃料が少ない場合の空燃比変化について説明す
る。

【００２５】同図（Ｂ）に示される場合は、キャニスタ
１１に吸着されている燃料が少ないため、キャニスタ１
１からは少量の燃料しかパージされない。従って、吸気
管１４に導入されるのは、燃料量に対して空気量の多い
燃料濃度の低いパージガスである。このように、燃料濃
度の低いパージガスが吸気管１４に流入すると、換言す
ればエバポパージシステム２０より大量の空気（若干量
の燃料は含まれるが）が導入されると、空燃比はリーン
（希薄）となる。

【００２６】従来構成の異常検出装置では、前記したよ
うに、時間ｔ１　以前の空燃比Ｘを基準として、時間ｔ
１　以降における空燃比が時間ｔ１　以前の空燃比Ｘに
対してリーンであればエバポパージシステムに異常が発
生していると判断する構成とされていたため、エバポパ
ージシステム自体は正常でありキャニスタに吸着されて
いる燃料が少ないことに起因して空燃比がリーンとなっ
た場合にも、異常検出装置はエバポパージシステムに異
常が発生していると誤判定するおそれがあった。

【００２７】これに対して、本発明の異常発生装置１０
では、時間ｔ２　〜ｔ３　の間において空気のみを吸気
管１４に導入することができるため、時間ｔ２　〜ｔ３
　における空燃比は従来の時間ｔ１　以降における空燃
比よりもリーンとなる（図中矢印ａで示す分だけリーン
となる）。 これは、燃料濃度の低いパージガスであっても若干の燃
料を含んでいるためである。続いて、時間ｔ３　以降の
ＶＳＶ１６がＯＦＦされた状態となると、パージ通路１
５には燃料濃度の低いパージガスが導入され、よって空
燃比は同図に示すようにパージガスに含まれる燃料分だ
け若干リッチ側に変化する。よって、時間ｔ２　〜ｔ３
　の間における空燃比Ａを基準として、この空燃比Ａに
対して時間ｔ３　以降における空燃比Ｂがリッチとなっ
た場合には、エバポパージシステム２０に異常は発生し
ていないと判定することができる。

【００２８】次に、図３（Ｃ）で示されるエバポパージ
システム２０が正常で、かつキャニスタ１１に十分な燃
料が吸着されている場合の空燃比変化について説明する
。

【００２９】同図（Ｃ）に示される場合は、キャニスタ
１１に十分な燃料が吸着されているため、大量の燃料が
キャニスタ１１からパージされるため、従来における時
間ｔ１　以降、及び本願発明における時間ｔ３　以降に
おいて吸気管１４には燃料の濃度の高いパージガスが導
入され、空燃比は大きくリッチ（濃い）に変化する。よ
って、本願発明では、時間ｔ２　〜ｔ３　の間における
空燃比Ａを基準として、この空燃比Ａに対して、時間ｔ
３　以降における空燃比Ｂがリッチとなった場合には、
エバポパージシステム２０に異常は発生していないと判
定することができる。

【００３０】また、従来の異常検出装置では、時間ｔ１
　以前の空燃比（図中矢印Ｘで示す）を基準として、時
間ｔ１　以降における空燃比が時間ｔ１　以前の空燃比
Ｘに対してリッチであればエバポパージシステム２０は
正常であると判定する構成とされていた。

【００３１】上記してきた説明から明らかなように、従
来における異常検出装置では、キャニスタに吸着されて
いる燃料が少ない場合に誤判定を行う可能性がある。こ
れに対して、本発明に係る異常検出装置１０では、ＶＳ
Ｖ１６がＯＮ状態となっている時間ｔ２　〜ｔ３　の間
における空燃比Ａを基準とし、時間ｔ３　以降のＶＳＶ
１６がＯＦＦ状態となった時の空燃比Ｂが空燃比Ａに対
して等しいか或いはリーンの時にエバポパージシステム
２０に異常が発生すると判定し、空燃比Ｂが空燃比Ａに
対してリッチであるときには正常であると判定する構成
とした。この構成とすることにより、誤判定のない信頼
性の高い異常検出が可能となり、またキャニスタ１１に
吸着されている燃料が少ない場合においても確実にエバ
ポパージシステム２０の異常を検出することができ、異
常検出装置１０の信頼性を向上することができる。

【００３２】続いて上記してきた異常検出の原理に基づ
き、ＥＣＵ２１が実行する異常検出動作について図３を
用いて説明する。同図は、ＥＣＵ２１が実行する異常検
出動作を示すフローチャートである。

【００３３】同図に示す異常検出動作が起動すると、先
ずＥＣＵ２１は実行フラグがセットされているか否か（
実行フラグ＝１となっているか否か）を判断する（ステ
ップ１００。以下、ステップをＳと略記する）。この実
行フラグはこれから説明する異常検出処理が実行された
場合にセットされるフラグである。また異常検出処理は
、エンジンが起動した後１回だけ実行されれば十分安全
性を確保できる処理である。よって、実行フラグがセッ
トされている場合は再び異常検出処理を実行することな
く処理を終了する構成とした。

【００３４】一方、Ｓ１００において実行フラグがセッ
トされていないと判断されると、処理はＳ１１０に進み
、実行条件が整っているか否かを判断する。ここで実行
条件とは、エンジンが暖機運転中であること，エンジン
がフィードバック制御中でないこと等である。実行条件
が整っていない場合には、正確な異常検出ができなかっ
たり、また異常検出を行うことによりエンジン制御に悪
影響を及ぼしドライバビィリティの悪化等を招く。よっ
て、実行条件が整っていない場合には異常検出を行なわ
ないこととし、処理を終了する構成とした。

【００３５】Ｓ１１０で実行条件が整っていると判断さ
れると、処理はＳ１２０に進み、現在のエンジンの状態
がパージ領域となっているかどうかを判断する。図１に
示すように、本実施例のパージシステムは所謂ポートパ
ージであり、スロットルバルブ２２の開度によりパージ
通路１５に印加される負圧が異なる。また、キャニスタ
１１には図示しないチェック弁が配設されており、パー
ジ通路１５内の負圧が所定値以上とならないとキャニス
タ１１から燃料がパージされない構成となっている。そ
こで、Ｓ１２０ではキャニスタ１１から燃料がパージさ
れる状態となっているかどうかを判断している。よって
エンジンの状態がパージ不能な状態となっているときは
、異常検出は行えないため処理を終了する。

【００３６】一方、Ｓ１２０でエンジンの状態がパージ
領域であると判断されると、処理はＳ１３０に進み、Ｅ
ＣＵ２１はＶＳＶ１６をＯＮ状態とし、大気開放配管１
９とパージ通路１５を連通させる。これにより、空気の
みがパージ通路１５を通り吸気管１４に導入される。続
くＳ１４０では、このＶＳＶ１６がＯＮ状態における平
均空燃比Ａを算出する。この平均空燃比Ａは、図２を用
いて説明した時間ｔ２　〜ｔ３　の間における空燃比に
該当するものであり、以下の異常検出処理において基準
となる空燃比である。尚、平均空燃比とは、所定時間内
に複数回空燃比を演算して求め、この平均を取ったもの
である。このように、平均空燃比を求めることにより、
検出精度を向上させることができる。

【００３７】Ｓ１４０にて平均空燃比Ａが求められると
、続いてＥＣＵ２１はＳ１５０においてＶＳＶ１６をＯ
ＦＦ状態に切り換え、接続配管１７とパージ通路１５を
連通させると共に、続くＳ１６０において平均空燃比Ｂ
を算出する。このＳ１６０で求められる平均空燃比Ｂは
、図２を用いて説明した時間ｔ３　以降における空燃比
に該当するものである。ここで求められる平均空燃比Ｂ
は、エバポパージシステム２０の状態（即ち、正常状態
か異常状態か）を反映した空燃比である。

【００３８】上記のように、異常検出処理の基準となる
平均空燃比Ａと、エバポパージシステム１９の状態を反
映した平均空燃比Ｂが求められると、ＥＣＵ２１はＳ１
７０において、この各平均空燃比Ａの値と平均空燃比Ｂ
の値を比較する。前記した検出原理の説明から明らかな
ように、平均空燃比Ａに対して平均空燃比Ｂが等しいか
或いはリーンである場合はエバポパージシステム２０に
異常が発生している状態である。これに対して、平均空
燃比Ａに対して平均空燃比Ｂがリッチの場合はエバポパ
ージシステム２０は正常である。

【００３９】よって、Ｓ１７０において平均空燃比Ａに
対して平均空燃比Ｂがリッチの場合は、ＥＣＵ２１はエ
バポパージシステム２０は正常であると判定し、Ｓ１９
０において実行フラグをセットして処理を終了する。一
方、Ｓ１７０において平均空燃比Ａに対して平均空燃比
Ｂが等しいか或いはリーンである場合は、ＥＣＵ２１は
エバポパージシステム２０に異常が発生している状態で
あると判定し、Ｓ１８０においてウォーニングランプ２
３を点灯させ、運転者にエバポパージシステム２０に異
常が発生していることを知らせる。尚、Ｓ１８０におい
てウォーニングランプ２３を点灯させると、Ｓ１９０で
実行フラグをセットし処理を終了する。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、キャニスタ
の燃料吸着量が少ない場合においても確実にエバポパー
ジシステムの異常検出を行うことができるため、異常検
出装置の信頼性を向上することができる等の特長を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である異常検出装置の構成
図である。

【図２】本発明における異常検出を行う原理を説明する
ための図である。

【図３】ＥＣＵが実行する異常検出処理動作を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０　　異常検出装置 １１　　キャニスタ １２　　ベーパ通路 １３　　燃料タンク １４　　吸気管 １５　　パージ通路 １６　　切り換え弁（ＶＳＶ） １７　　接続配管 １８　　エアフィルタ １９　　大気開放配管 ２０　　エバポパージシステム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃機関の吸気系に対しキャニスタよ
   りパージ通路を介して燃料をパージするエバポパージシ
   ステムに設けられ、異常検出手段によりパージ実行時に
   おける空燃比の変化を検出し該エバポパージシステムの
   異常を検出するエバポパージシステムの異常検出装置に
   おいて、該パージ通路に大気を導入できる構成とすると
   共に、該燃料と大気とを選択的に該パージ配管に導入す
   る選択導入手段を設け、該異常検出手段を、大気供給時
   における空燃比とパージ実行時における空燃比とに基づ
   いて該エバポパージシステムの異常を検出する構成とし
   たことを特徴とするエバポパージシステムの異常検出装
   置。