JP2014206074A - 燃料タンクの異常検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク内と吸着器内とを連通する連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部によって発生された圧力差によって連通路を開閉する封鎖弁を設けた場合であっても、絞り部に形成された穴の大きさ以上に燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができる燃料タンクの異常検知装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、燃料タンクに負圧を導入し（ステップＳ８）、キャニスタ内圧センサの検出値Ｐｃ２が穴検出判定値Ｐｓｌ未満でないと判断した場合には（ステップＳ１０）、燃料タンクに穴があいていると判断する（ステップＳ１１）。さらに、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサの検出値Ｐｔ２が大穴検出判定値Ｐｇｌ未満であると判断した場合には、燃料タンクに小穴があいていると判断し（ステップＳ１７）、検出値Ｐｔ２が大穴検出判定値Ｐｇｌ未満でないと判断した場合には、燃料タンクに大穴があいていると判断する（ステップＳ１８）。【選択図】図７

Description

本発明は、燃料タンクの異常検知装置に関する。

従来の燃料タンクの異常検知装置としては、吸着器側のポンプによって負圧を発生させて、吸着器内の圧力を検出する吸着器内圧センサの検出値に基づいて、燃料タンクの穴あきを検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２９１１２２号公報

しかしながら、従来の燃料タンクの異常検知装置においては、燃料タンク内と吸着器内とを連通する連通路のバイパス通路に設けられた絞り部と、絞り部より吸着器側のバイパス通路に画成された背圧室と連通路との圧力差によって連通路を開閉する封鎖弁とを有する封鎖機構を設けたものについて考慮されていなかった。

このため、従来の燃料タンクの異常検知装置においては、上述した封鎖機構を設けた場合には、絞り部が形成する穴の大きさ以上に燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができないといった課題があった。

そこで、本発明は、燃料タンク内と吸着器内とを連通する連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部によって発生された圧力差によって連通路を開閉する封鎖弁を設けた場合であっても、絞り部に形成された穴の大きさ以上に燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができる燃料タンクの異常検知装置を提供することを目的とする。

本発明の燃料タンクの異常検知装置は、上記目的を達成するため、（１）燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記燃料タンク内と前記吸着器内とを連通する連通路を封鎖する封鎖機構と、前記吸着器内の圧力を検知する吸着器内圧センサと、を備え、前記封鎖機構が、前記連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部と、前記絞り部より前記吸着器側の前記バイパス通路に画成された背圧室と前記連通路との圧力差によって前記連通路を開閉する第１封鎖弁と、前記連通路に対する前記バイパス通路の合流通路を開閉する第２封鎖弁と、を有する燃料タンクの異常検知装置において、前記燃料タンク内の圧力を検知するタンク内圧センサと、前記第２封鎖弁が閉じられた状態で前記吸着器内に負圧を導入し、前記吸着器内圧センサの検出値に基づいて異常判定値を算出する異常判定値算出部と、前記第２封鎖弁が開かれた状態で前記吸着器内に負圧を導入し、前記吸着器内圧センサの検出値と前記異常判定値とを比較して、前記燃料タンクに穴があいているか否かを検出するタンク穴検出部とを備え、前記タンク穴検出部は、前記燃料タンクに穴があいていることを検出したことを条件として、前記タンク内圧センサの検出値に基づいて、前記穴の面積を検出する構成を有している。

この構成により、本発明の燃料タンクの異常検知装置は、燃料タンクに穴があいていることを検出したことを条件として、タンク内圧センサの検出値に基づいて、燃料タンクにあいた穴の面積を検出することにより、バイパス通路に設けられた絞り部の影響を受けずに、燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができる。

したがって、本発明の燃料タンクの異常検知装置は、燃料タンク内と吸着器内とを連通する連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部によって発生された圧力差によって連通路を開閉する封鎖弁を設けた場合であっても、絞り部に形成された穴の大きさ以上に燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができる。

なお、上記（１）に記載の燃料タンクの異常検知装置において、（２）前記タンク穴検出部は、前記燃料タンクに穴があいていないことを検出したことを条件として、前記第２封鎖弁が開かれたときから前記吸着器内に負圧を導入した後までにおける前記吸着器内圧センサの検出値の変化量と前記タンク内圧センサの検出値の変化量とに基づいて、前記タンク内圧センサの検出値を補正するための補正係数を算出するようにしてもよい。

この構成により、本発明の燃料タンクの異常検知装置は、タンク内圧センサの特性を吸着器内圧センサの特性に合わせてタンク内圧センサの検出値を補正することにより、吸着器内圧センサの特性とタンク内圧センサの特性との違いによる検出値の誤差を抑制することができる。

また、上記（１）または（２）に記載の燃料タンクの異常検知装置において、（３）前記タンク穴検出部は、前記燃料タンクに穴があいていることを検出したことを条件として、前記タンク内圧センサの検出値に基づいて、前記穴の面積が予め定められた基準面積より広いか否かを検出するようにしてもよい。

この構成により、本発明の燃料タンクの異常検知装置は、燃料タンクにあいた大穴の判定基準とする基準面積より燃料タンクにあいた穴の面積が広いか否かを検出することができる。

本発明によれば、燃料タンク内と吸着器内とを連通する連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部によって発生された圧力差によって連通路を開閉する封鎖弁を設けた場合であっても、絞り部に形成された穴の大きさ以上に燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができる燃料タンクの異常検知装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る燃料タンクの異常検知装置を搭載した車両における走行駆動用の内燃機関とその燃料系システムとを含む要部の概略構成図である。 図１に示す封鎖機構の給油時における概略構成図である。 図１に示すポンプモジュールの負圧導入時における概略構成図である。 図１に示すポンプモジュールの基準参照圧測定時における概略構成図である。 図１に示す封鎖機構の負圧導入時における概略構成図である。 図１に示すＥＣＵによるタンク内圧センサの検出値の補正を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る燃料タンクの異常検知装置によって実行される異常検知動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る燃料タンクの異常検知装置の作用を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明に係る燃料タンクの異常検知装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る燃料タンクの異常検知装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムとの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、走行駆動用に車両に搭載されている。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、エンジン２と、燃料供給機構３と、燃料パージシステム４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５とを含んで構成されている。

エンジン２は、ＥＣＵ５によって制御される点火プラグ２０を用いた火花点火式の多気筒内燃機関、例えば、本実施の形態においては、４サイクルの直列４気筒エンジンによって構成されている。

エンジン２の４つの気筒２ａ（図１中に１つのみ図示する）の吸気ポート部分には、それぞれインジェクタ２１（燃料噴射弁）が装着されており、複数のインジェクタ２１は、デリバリーパイプ２２に接続されている。

デリバリーパイプ２２には、後述する燃料ポンプ３２から、揮発性の高い燃料、例えばガソリンがエンジン２に要求される燃圧（燃料圧力）に加圧されて供給されるようになっている。

また、エンジン２の吸気ポート部分には吸気管２３が接続されており、この吸気管２３には、吸気脈動や吸気干渉を抑える所定容積のサージタンク２３ａが設けられている。

吸気管２３の内部には吸気通路２３ｂが形成されており、吸気通路２３ｂ上には、スロットルアクチュエータ２４ａにより開度調整可能に駆動されるスロットルバルブ２４が設けられている。

このスロットルバルブ２４は、ＥＣＵ５からの制御により吸気通路２３ｂの開度を調整することにより、エンジン２の吸入空気量を調整するようになっている。また、スロットルバルブ２４には、その開度を検出するスロットルセンサ２４ｂが設けられている。

燃料供給機構３は、エンジン２の燃料を貯留する燃料タンク３０と、燃料タンク３０に貯留された燃料を汲み上げる燃料ポンプ３２と、燃料ポンプ３２およびデリバリーパイプ２２を接続する燃料供給管３３と、燃料ポンプ３２の上流側に設けられた吸入配管３８とを含んで構成されている。

燃料タンク３０は、車両１の車体の下部側に配置されており、エンジン２で消費される燃料を補給可能に貯留するようになっている。本実施の形態において、燃料ポンプ３２は、燃料タンク３０の内部に収容されている。

燃料ポンプ３２は、燃料タンク３０内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出能力（吐出量および吐出圧）可変タイプのもので、例えば円周流ポンプによって構成されている。燃料ポンプ３２は、詳細な内部構成を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車と、その羽根車を駆動する内蔵モータとを有している。

また、燃料ポンプ３２は、内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力を変化させることができるようになっている。

このように燃料ポンプ３２の吐出能力を変化させるため、燃料供給機構３には、ＥＣＵ５の制御に応じて燃料ポンプ３２の駆動電圧を制御するＦＰＣ（Fuel Pump Controller）１０が設けられている。

燃料供給管３３は、燃料ポンプ３２の出力ポートと、デリバリーパイプ２２内とを相互に連通させる燃料供給通路を形成している。吸入配管３８は、燃料ポンプ３２の上流側に吸入通路３８ａを形成しており、吸入通路３８ａの最上流部分には、サクションフィルタ３８ｂが設けられている。このサクションフィルタ３８ｂは、燃料ポンプ３２に吸入される燃料をろ過する公知のものである。

一方、燃料タンク３０には、燃料タンク３０から車両１の側方または後方側に延びるように、給油管３４が突出して設けられている。給油管３４の突出方向の先端には、給油口３４ａが形成されている。この給油口３４ａは、車両１の図示しないボディに設けられたフューエルインレットボックス３５内に収容されている。

また、給油管３４には、燃料タンク３０の上部と給油管３４内の上流部分とを連通させる循環配管３６が設けられている。フューエルインレットボックス３５には、燃料の給油時に外部に対して開放されるフューエルリッド３７が設けられている。

燃料の給油時には、フューエルリッド３７を開放し、給油口３４ａに着脱可能に取り付けられたキャップ３４ｂを取り外すことにより、給油口３４ａから燃料タンク３０内に燃料を注入することができるようになる。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３０と吸気管２３との間、より詳しくは、燃料タンク３０とサージタンク２３ａとの間に介装されている。燃料パージシステム４は、燃料タンク３０内で発生する蒸発燃料をエンジン２の吸気時に吸気通路２３ｂに放出させて燃焼させることができるようになっている。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３０内で生じた蒸発燃料を吸着する吸着器を構成するキャニスタ４１と、キャニスタ４１に空気を通してキャニスタ４１から脱離した燃料および空気を含むパージガスをエンジン２の吸気管２３内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構４２と、パージガスの吸気管２３内への吸入量を制御してエンジン２における空燃比の変動を抑制するパージ制御機構４５とを含んで構成されている。

キャニスタ４１は、キャニスタケース４１ａの内部に活性炭等の吸着材４１ｂを内蔵したものであり、燃料タンク３０の外部に設置されている。キャニスタ４１の内部（吸着材収納空間）は、燃料タンク３０内とキャニスタ４１内とを連通する連通路４８を形成するベーパ配管４９を介して燃料タンク３０内の上部空間に連通するようになっている。

したがって、キャニスタ４１は、燃料タンク３０内で燃料が蒸発し、燃料タンク３０内の上部空間に蒸発燃料が溜まるとき、吸着材４１ｂによって蒸発燃料を吸着することができる。

燃料タンク３０内において、ベーパ配管４９には、ＯＲＶＲバルブ５０と、封鎖機構５１とが設けられている。ＯＲＶＲバルブ５０は、給油時の液面上昇により閉弁し、ベーパ配管４９内と燃料タンク３０内との連通を遮断するようになっている。

また、ＯＲＶＲバルブ５０は、車両転倒時等においてもベーパ配管４９と燃料タンク３０との連通を遮断するようになっており、ベーパ配管４９を介して燃料タンク３０内の燃料が外部に漏洩しないようになっている。

図２に示すように、封鎖機構５１は、連通路４８から分岐したバイパス通路５２に設けられた絞り部５３を有している。本実施の形態において、絞り部５３に形成された穴の径は１．５ｍｍとする。

バイパス通路５２には、絞り部５３よりキャニスタ４１側に背圧室５４が画成されている。また、連通路４８には、正圧室５６が画成されている。封鎖機構５１は、背圧室５４と正圧室５６との圧力差、すなわち、背圧室５４と連通路４８との圧力差によって連通路４８を開閉するダイヤフラム弁５５を有している。

ダイヤフラム弁５５は、本発明における第１封鎖弁を構成する。ダイヤフラム弁５５は、背圧室５４と正圧室５６とを分離するダイヤフラム６０と、ダイヤフラム６０を背圧室５４から正圧室５６方向に付勢するバネ６１と、連通路４８の途中を封鎖できるようにダイヤフラム６０に貼り付けられたシール部材６２とを有している。

ダイヤフラム弁５５は、背圧室５４の圧力と、バネ６１の付勢力と、正圧室５６の圧力と、キャニスタ４１側の連通路４８の圧力とに応じて、ダイヤフラム６０が変形し、シール部材６２によって連通路４８の途中を開閉するようになっている。

封鎖機構５１は、連通路４８に対するバイパス通路５２の合流通路５２ａを開閉する電磁弁６３を有している。電磁弁６３は、本発明における第２封鎖弁を構成する。電磁弁６３は、無通電の状態で閉弁し、通電された状態で開弁する常閉タイプの電磁弁によって構成される。

給油時において、封鎖機構５１の電磁弁６３が開弁するようにＥＵＣ５によって制御され、燃料タンク３０内に燃料が供給されると、燃料タンク３０内の圧力が上昇する。これにより、背圧室５４と正圧室５６とに燃料タンク３０内の気体が流入するが、絞り部５３により、背圧室５４より正圧室５６の圧力が高くなり、背圧室とより正圧室５６との間で圧力差が生じる。

この圧力差によって、ダイヤフラム６０が図中上方に変形し、シール部材６２によって封鎖されていた連通路４８の途中が開放される。このため、燃料タンク３０内から気体が流入し、図中、矢印で示す径路で気体が封鎖機構５１を通過し、キャニスタ４１側に気体が流出する。

図１において、パージ機構４２は、キャニスタ４１の内部を吸気管２３の吸気通路２３ｂのうちサージタンク２３ａの内部部分に連通させるパージ配管４３と、キャニスタ４１の内部を大気側、例えばフューエルインレットボックス３５の内方の大気圧空間に開放させる大気配管４４とを有している。

大気配管４４の途中には、ポンプモジュール６４が設けられている。図３に示すように、ポンプモジュール６４は、負圧ポンプ７０と、本発明における吸着器内圧センサを構成するキャニスタ内圧センサ７１と、切換弁７２と、アクチュエータ７３と、基準絞り部７４と、逆止弁７５とを有している。

負圧ポンプ７０は、ＥＣＵ５の制御により駆動し、キャニスタ４１側に負圧を導入するようになっている。逆止弁７５は、負圧ポンプ７０からキャニスタ内圧センサ７１側に向かうガスの流れを遮断するようになっている。

基準絞り部７４には、後述するようにＥＣＵ５によって参照される基準参照圧Ｐｒｅｆを測定するために設けられた基準穴が形成されている。本実施の形態において、基準絞り部７４に形成された穴の径は０．５ｍｍとする。

切換弁７２には、通路７２ａ、７２ｂが形成されている。切換弁７２は、ＥＣＵ５によって制御されたアクチュエータ７３によって駆動され、大気配管４４によって形成された大気通路と通路７２ａとを連通させる第１位置と、大気配管４４によって形成された大気通路と通路７２ｂとを連通させる第２位置とのいずれかの位置をとるようになっている。

すなわち、切換弁７２が第１位置にある場合には、キャニスタ４１側の大気配管４４が負圧ポンプ７０に接続される。一方、切換弁７２が第２位置にある場合には、大気側の大気配管４４が基準絞り部７４を介して負圧ポンプ７０に接続される。

キャニスタ内圧センサ７１は、切換弁７２が第１位置にある状態で、キャニスタ４１内の圧力（以下、「キャニスタ内圧」という）を検出するようになっている。ポンプモジュール６４は、切換弁７２が第１位置にある状態で負圧ポンプ７０が駆動されることにより、図中、矢印で示す径路でキャニスタ４１内から気体を吸引し、大気中に気体を放出するようになっている。

また、図４に示すように、ポンプモジュール６４は、切換弁７２が第２位置にある状態で負圧ポンプ７０が駆動されることにより、矢印で示す径路で基準絞り部７４を通過した気体を負圧ポンプ７０に吸引させ、キャニスタ内圧センサ７１に基準参照圧Ｐｒｅｆを検出させるようになっている。

図１において、パージ機構４２は、エンジン２の運転時にサージタンク２３ａの内部に吸気負圧が発生するとき、キャニスタ４１の内部の一端側にパージ配管４３を通して吸気負圧を導入させつつ、キャニスタ４１の内部の他端側に大気配管４４を通して大気を導入させることができる。

このように、パージ機構４２は、キャニスタ４１の吸着材４１ｂに吸着されてキャニスタ４１内に保持されている燃料を、キャニスタ４１から脱離させてサージタンク２３ａの内部に吸入させることができる。

パージ制御機構４５は、ＥＣＵ５によって制御されるパージ用のバキュームソレノイドバルブ（以下、「パージ用ＶＳＶ」という）４６を含んで構成されている。パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中に設けられている。パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中の開度を変化させることで、キャニスタ４１から脱離させる蒸発燃料の流量を可変制御できるようになっている。

具体的には、パージ用ＶＳＶ４６は、その励磁電流がＥＣＵ５によってデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管２３内の吸気負圧によりキャニスタ４１から脱離した蒸発燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク２３ａ内に吸入させることができる。

ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２と、フラッシュメモリ８３と、入出力ポート（以下、「Ｉ／Ｏポート」という）８４とを備えたコンピュータ装置によって構成されている。

ＥＣＵ５のＲＯＭ８２には、当該コンピュータ装置をＥＣＵ５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ８０がＲＡＭ８１を作業領域としてＲＯＭ８２に記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータ装置は、ＥＣＵ５として機能する。

Ｉ／Ｏポート８４の入力側には、スロットルセンサ２４ｂと、キャニスタ内圧センサ７１とに加えて、燃料タンク３０内の圧力（以下、単に「タンク内圧」という）を検出するタンク内圧センサ３１を含む各種センサ類が接続されている。

また、Ｉ／Ｏポート８４の出力側には、ＦＰＣ１０、点火プラグ２０、スロットルアクチュエータ２４ａ、パージ用ＶＳＶ４６、電磁弁６３、負圧ポンプ７０およびアクチュエータ７３等の各種制御対象類が接続されている。

ＥＣＵ５は、各種センサ類によって検出された情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。例えば、ＥＣＵ５は、各種センサ情報に基づいて、パージ用ＶＳＶ４６をデューティ制御することにより、パージ率を制御することができるようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５は、エンジン２が所定の運転状態にあるときに、スロットルセンサ２４ｂより得られるスロットルバルブ２４の開度が予め設定された設定開度より小さい状態となることを条件として、パージ用ＶＳＶ４６を作動させることによりパージ機構４２にパージ動作を実行させるようになっている。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ５は、本発明における車両１がデッドソーク中の特定のタイミング（例えば、エンジン２が停止されてから５時間後）で、例えば、エンジン水温が予め定められた水温より低いといったように、車両１の状態が所定の条件を満たしている場合には、燃料系システムの穴を検出するようになっている。

例えば、ＥＣＵ５は、本発明における異常判定値算出部を構成し、電磁弁６３が閉じられた状態で、キャニスタ４１内に負圧を導入し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値に基づいて異常判定値を算出するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５は、電磁弁６３を閉弁するように制御し、切換弁７２が第２位置をとるようにアクチュエータ７３を制御した状態で、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動するようになっている。

これにより、ポンプモジュール６４において、基準絞り部７４を通過したガスの圧力がキャニスタ内圧センサ７１によって検出されるため、本実施の形態においては、径の長さが０．５ｍｍの穴が検出されたときの基準参照圧Ｐｒｅｆが検出される。

ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆから予め定められた値αを減じた値を燃料タンク３０に穴があいているか否かを検出するための異常判定値として穴検出判定値Ｐｓｌを算出するようになっている。ここで、値αは、略０に近い負の値であり、ＲＯＭ８２に記憶されている。

また、ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆから予め定められた値βを乗じた値を燃料タンク３０に予め定められた基準面積より広い穴（以下、単に「大穴」という）があいているか否かを検出するための異常判定値として大穴検出判定値Ｐｇｌを算出するようになっている。

ここで、値βは、０より大きく１未満の正の値であり、ＲＯＭ８２に記憶されている。本実施の形態において、値βは、０．２とする。したがって、本実施の形態において、基準面積は、径の長さが２ｍｍの穴の面積となる。

ＥＣＵ５は、電磁弁６３が閉弁された状態で、切換弁７２が第１位置をとるようにアクチュエータ７３を制御し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動するようになっている。これにより、キャニスタ内圧がキャニスタ内圧センサ７１によって検出される。

ここで、ＥＣＵ５は、キャニスタ内圧と基準参照圧Ｐｒｅｆとを比較することにより、キャニスタ内圧が基準参照圧Ｐｒｅｆ未満であれば、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいていないと判断し、キャニスタ内圧が基準参照圧Ｐｒｅｆ以上であれば、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいていると判断するようになっている。

ＥＣＵ５は、本発明におけるタンク穴検出部を構成し、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいていないと判断した場合には、電磁弁６３が開弁された状態でキャニスタ４１内に負圧を導入し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値と異常判定値とを比較して、燃料タンク３０に穴があいているか否かを検出し、燃料タンク３０に穴があいていることを検出したことを条件として、タンク内圧センサ３１の検出値に基づいて、燃料タンク３０にあいた穴の面積を検出するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５は、電磁弁６３を開弁するように制御し、切換弁７２が第２位置をとるようにアクチュエータ７３を制御し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動するようになっている。

これにより、燃料タンク３０に穴があいていれば、穴検出判定値Ｐｓｌ以上の圧力がキャニスタ内圧センサ７１によって検出される。したがって、ＥＣＵ５は、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が穴検出判定値Ｐｓｌ未満であれば、燃料タンク３０に穴があいていないと判断し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が穴検出判定値Ｐｓｌ以上であれば、燃料タンク３０に穴があいていると判断するようになっている。

しかしながら、ＥＣＵ５が、電磁弁６３を開弁するように制御し、切換弁７２が第２位置をとるようにアクチュエータ７３を制御し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動すると、図５に示すように、封鎖機構５１においては、負圧ポンプ７０によって発生された負圧ではダイヤフラム弁５５が開弁せずに、図中、矢印で示すように、絞り部５３を通過した気体がポンプモジュール６４に流れる。

このため、径の長さが１．５ｍｍ以上の穴が燃料タンク３０にあいていたとしても、封鎖機構５１の絞り部５３を通過した気体がポンプモジュール６４に流れるため、キャニスタ内圧センサ７１では、径の長さが１．５ｍｍの穴が燃料タンク３０にあいているものとして検出されてしまう。

このため、図１において、ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に穴があいていることを検出したことを条件として、タンク内圧センサ３１の検出値に基づいて、穴の面積が基準面積より広いか否かを検出するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサ３１の検出値が大穴検出判定値Ｐｇｌ未満であれば、基準面積未満の面積の穴（以下、単に「小穴」という）が燃料タンク３０にあいていると判断し、タンク内圧センサ３１の検出値が大穴検出判定値Ｐｇｌ以上であれば、大穴が燃料タンク３０にあいていると判断するようになっている。

ＥＣＵ５は、判断結果をフラッシュメモリ８３に書き込むことにより、ＥＣＵ５に不図示の試験装置が接続された状態で、当該試験装置に判断結果を出力することができるようになっている。

ところで、燃料タンク３０に穴があいていない場合においても、タンク内圧センサ３１の検出値と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値との間には、誤差が生じる。例えば、タンク内圧センサ３１とキャニスタ内圧センサ７１との公差が±５％である場合には、タンク内圧センサ３１の検出値とキャニスタ内圧センサ７１の検出値との間には、最大で１０％の誤差が生じる。

さらに、タンク内圧センサ３１とキャニスタ内圧センサ７１との部品のばらつき、劣化具合、および、組み付けのばらつきを考慮すると、タンク内圧センサ３１の検出値とキャニスタ内圧センサ７１の検出値との間には、１０％以上の誤差が生じることも起こり得る。

このため、ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に穴があいていないことを検出したことを条件として、電磁弁６３が開かれたときからキャニスタ４１内に負圧を導入した後までにおけるキャニスタ内圧センサ７１の検出値の変化量ｄＰｃとタンク内圧センサ３１の検出値の変化量ｄＰｔとに基づいて、タンク内圧センサ３１の検出値を補正するための補正係数を算出するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５は、図６において符号１００で示すように、電磁弁６３を開いたときのタンク内圧センサ３１の検出値Ｐｔ１と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値Ｐｃ１とをＲＡＭ８１に記憶し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定したとき（ｔｎ）のタンク内圧センサ３１の検出値Ｐｔ２と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値Ｐｃ２とをＲＡＭ８１に記憶するようになっている。

ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に穴があいていないことを検出したことを条件として、タンク内圧センサ３１の検出値の変化量ｄＰｃ（＝Ｐｃ２−Ｐｃ１）と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値の変化量ｄＰｔ（＝Ｐｔ２−Ｐｔ１）とを算出し、変化量ｄＰｃを変化量ｄＰｔで除することにより、補正係数Ｋｃ（＝ｄＰｃ／ｄＰｔ）を算出するようになっている。

ＥＣＵ５は、前回の補正係数Ｋと、補正係数Ｋの算出回数ｎをフラッシュメモリ８３に記憶するようになっている。ＥＣＵ５は、算出した補正係数Ｋｃとフラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋとを平均化した補正係数Ｋａ（＝（Ｋ×ｎ＋Ｋｃ）／（ｎ＋１））を算出するようになっている。

ＥＣＵ５は、補正係数Ｋａと算出回数（ｎ＋１）とでフラッシュメモリ８３に格納された補正係数Ｋと算出回数ｎとを更新するようになっている。また、ＥＣＵ５は、フラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋをタンク内圧センサ３１の検出値に乗じることにより、タンク内圧センサ３１の検出値を補正するようになっている。

このように、図６において、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサ３１の特性１１０をキャニスタ内圧センサ７１の特性１１１に合わせるように、タンク内圧センサ３１の検出値を補正するようになっている。

したがって、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサ３１の特性１１０とキャニスタ内圧センサ７１の特性１１１との違いによる符号１０１で示す検出値の誤差を符号１０２で示すように抑制することができる。

次に、本実施の形態に係る燃料タンクの異常検知装置の異常検知動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明する異常検知動作は、前述したように、車両１がデッドソーク中の特定のタイミングで、車両１の状態が所定の条件を満たしている場合に実行される。また、異常検知動作の実行開始時には、電磁弁６３は閉弁している。

まず、ＥＣＵ５は、切換弁７２が第２位置をとるようにアクチュエータ７３を制御した状態で、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動することにより、基準参照圧Ｐｒｅｆを検出する（ステップＳ１）。

次いで、ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆに基づいて、燃料タンク３０に穴があいているか否かを検出するための穴検出判定値Ｐｓｌと、燃料タンク３０に大穴があいているか否かを検出するための大穴検出判定値Ｐｇｌを異常判定値として算出する（ステップＳ２）。

次いで、ＥＣＵ５は、切換弁７２が第１位置をとるようにアクチュエータ７３を制御し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動することによって、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に負圧を導入する（ステップＳ３）。

次いで、ＥＣＵ５は、ステップＳ１と同様に、基準参照圧Ｐｒｅｆを確認する（ステップＳ４）。すなわち、ＥＣＵ５は、検出した基準参照圧Ｐｒｅｆと、ステップＳ１で検出した基準参照圧Ｐｒｅｆとが等しいことを確認する。

なお、検出した基準参照圧Ｐｒｅｆと、ステップＳ１で検出した基準参照圧Ｐｒｅｆとが等しくなかった場合には、ＥＣＵ５は、車両１が異常検知動作を実行することができない状態になったと判断し、この判断結果をフラッシュメモリ８３に書き込み、異常検知動作を終了する。

次いで、ＥＣＵ５は、ステップＳ３が完了した時点でキャニスタ内圧センサ７１によって検出されたキャニスタ内圧と基準参照圧Ｐｒｅｆとを比較することにより、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいているか否かを判断する（ステップＳ５）。

ここで、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいている旨をフラッシュメモリ８３に書き込み、異常検知動作を終了する。

一方、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、電磁弁６３を開弁するように制御する（ステップＳ６）。電磁弁６３が開弁すると、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサ３１の検出値Ｐｔ１と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値Ｐｃ１とをＲＡＭ８１に記憶する（ステップＳ７）。

次いで、ＥＣＵ５は、切換弁７２が第２位置をとるようにアクチュエータ７３を制御し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定するまで負圧ポンプ７０を駆動することにより、燃料タンク３０に負圧を導入する（ステップＳ８）。ステップＳ８が完了すると、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサ３１の検出値Ｐｔ２と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値Ｐｃ２とをＲＡＭ８１に記憶する（ステップＳ９）。

次いで、ＥＣＵ５は、キャニスタ内圧センサ７１の検出値Ｐｃ２が穴検出判定値Ｐｓｌ未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、検出値Ｐｃ２が穴検出判定値Ｐｓｌ未満であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に穴があいていないと判断し（ステップＳ１１）、この判断結果をフラッシュメモリ８３に書き込む。

次いで、ＥＣＵ５は、タンク内圧センサ３１の検出値の変化量ｄＰｃ（＝Ｐｃ２−Ｐｃ１）と、キャニスタ内圧センサ７１の検出値の変化量ｄＰｔ（＝Ｐｔ２−Ｐｔ１）とを算出し、変化量ｄＰｃを変化量ｄＰｔで除することにより、補正係数Ｋｃ（＝ｄＰｃ／ｄＰｔ）を算出する（ステップＳ１２）。

次いで、ＥＣＵ５は、算出した補正係数Ｋｃとフラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋとを平均化した補正係数Ｋａ（＝（Ｋ×ｎ＋Ｋｃ）／（ｎ＋１））を算出し、補正係数Ｋａと算出回数（ｎ＋１）とでフラッシュメモリ８３に格納された補正係数Ｋと算出回数ｎを更新する（ステップＳ１３）。

次いで、ＥＣＵ５は、ステップＳ１と同様に、基準参照圧Ｐｒｅｆを確認する（ステップＳ１４）。ここで、ＥＣＵ５は、ステップＳ４と同様に、検出した基準参照圧Ｐｒｅｆと、ステップＳ１で検出した基準参照圧Ｐｒｅｆとが等しいことを確認し、異常検知動作を終了する。

ステップＳ５において、ポンプモジュール６４よりキャニスタ４１側に穴があいていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、フラッシュメモリ８３に格納された補正係数Ｋをタンク内圧センサ３１の検出値Ｐｔ２に乗じることにより、検出値Ｐｔ２を補正する（ステップＳ１５）。

次いで、ＥＣＵ５は、補正した検出値Ｐｔ２が大穴検出判定値Ｐｇｌ未満であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、検出値Ｐｔ２が大穴検出判定値Ｐｇｌ未満であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に小穴があいていると判断し（ステップＳ１７）、判断結果をフラッシュメモリ８３に書き込み、ステップＳ１４の処理を実行する。

一方、ここで、検出値Ｐｔ２が大穴検出判定値Ｐｇｌ未満でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に大穴があいていると判断し（ステップＳ１８）、判断結果をフラッシュメモリ８３に書き込み、ステップＳ１４の処理を実行する。

次に、本実施の形態に係る燃料タンクの異常検知装置の作用について図８を参照して説明する。なお、図８に示すタイミングチャートは、燃料タンク３０に大穴があいている例について示している。また、本発明を理解しやすくするために、タンク内圧センサ３１の検出値の補正については、説明を省略する。

時刻ｔ１〜ｔ２において、ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆを検出する。ここで、ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆに基づいて、穴検出判定値Ｐｓｌと、大穴検出判定値Ｐｇｌを算出する。

時刻ｔ２〜ｔ３において、ＥＣＵ５は、キャニスタ４１側に負圧を導入する。ここでは、キャニスタ４１側に穴があいていないため、キャニスタ内圧センサ７１の検出値は、基準参照圧Ｐｒｅｆ未満になる。

時刻ｔ４〜ｔ５において、ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆを確認する。時刻ｔ６において、ＥＣＵ５は、電磁弁６３を開弁し、切換弁７２が第２位置をとるようにアクチュエータ７３を制御し、キャニスタ内圧センサ７１の検出値が安定する時刻ｔ７まで負圧ポンプ７０を駆動することにより、燃料タンク３０に負圧を導入する。

時刻ｔ６〜ｔ７において、キャニスタ内圧センサ７１の検出値は、燃料タンク３０に大穴があいているにもかかわらず、絞り部５３の影響を受けてＰｇｌ以上にはならない。これに対し、タンク内圧センサ３１の検出値は、Ｐｇｌ以上となっている。このため、ＥＣＵ５は、燃料タンク３０に大穴があいていると判断する。時刻ｔ８〜ｔ９において、ＥＣＵ５は、基準参照圧Ｐｒｅｆを確認する。

以上に説明したように、本実施の形態は、燃料タンク３０に穴があいていることを検出したことを条件として、タンク内圧センサ３１の検出値に基づいて、燃料タンク３０にあいた穴の面積を検出することにより、バイパス通路５２に設けられた絞り部５３の影響を受けずに、燃料タンク３０にあいた穴の面積を検出することができるようにした。

したがって、本実施の形態は、燃料タンク３０内とキャニスタ４１内とを連通する連通路４８から分岐したバイパス通路５２に設けられた絞り部５３によって発生された圧力差によって連通路４８を開閉するダイヤフラム弁５５を設けた場合であっても、絞り部５３に形成された穴の大きさ以上に燃料タンク３０にあいた穴の面積を検出することができる。

なお、本実施の形態においては、ＥＣＵ５は、補正係数Ｋと、補正係数Ｋの算出回数ｎをフラッシュメモリ８３に記憶し、新たに算出した補正係数Ｋｃとフラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋとを平均化した補正係数Ｋａ（＝（Ｋ×ｎ＋Ｋｃ）／（ｎ＋１））を算出し、補正係数Ｋａと算出回数（ｎ＋１）とでフラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋと算出回数ｎを更新するものとして説明したが、本発明における補正係数Ｋの算出方法を限定するものではない。

例えば、ＥＣＵ５は、補正係数Ｋをフラッシュメモリ８３に記憶し、新たに算出した補正係数Ｋｃとフラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋとを平均化した補正係数Ｋａ（＝（Ｋ＋Ｋｃ）／２）を算出し、補正係数Ｋａでフラッシュメモリ８３に記憶された補正係数Ｋを更新するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、燃料ポンプ３２が燃料タンク３０の内部に収容されているものとして説明したが、本発明においては、燃料ポンプ３２が燃料タンク３０の外部に設けられていてもよい。

また、本実施の形態においては、キャニスタ４１が燃料タンク３０の外部に設けられているものとして説明したが、本発明においては、キャニスタ４１が燃料タンク３０の内部に収容されていてもよい。

以上のように、本発明に係る燃料タンクの異常検知装置は、燃料タンク内と吸着器内とを連通する連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部によって発生された圧力差によって連通路を開閉する封鎖弁を設けた場合であっても、絞り部に形成された穴の大きさ以上に燃料タンクにあいた穴の面積を検出することができるという効果を奏するものであり、特に、内燃機関に適用される燃料タンクの異常検知装置に有用である。

１…車両、２…エンジン（内燃機関）、５…ＥＣＵ（異常判定値算出部、タンク穴検出部）、３０…燃料タンク、３１…タンク内圧センサ、４１…キャニスタ（吸着器）、４９…連通路、５１…封鎖機構、５２…バイパス通路、５３…絞り部、５４…背圧室、５５…ダイヤフラム弁（第１封鎖弁）、６３…電磁弁（第２封鎖弁）、７１…キャニスタ内圧センサ（吸着器内圧センサ）

Claims (3)

1. 燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、
   前記燃料タンク内と前記吸着器内とを連通する連通路を封鎖する封鎖機構と、
   前記吸着器内の圧力を検知する吸着器内圧センサと、を備え、
   前記封鎖機構が、
   前記連通路から分岐したバイパス通路に設けられた絞り部と、
   前記絞り部より前記吸着器側の前記バイパス通路に画成された背圧室と前記連通路との圧力差によって前記連通路を開閉する第１封鎖弁と、
   前記連通路に対する前記バイパス通路の合流通路を開閉する第２封鎖弁と、を有する燃料タンクの異常検知装置において、
   前記燃料タンク内の圧力を検知するタンク内圧センサと、
   前記第２封鎖弁が閉じられた状態で前記吸着器内に負圧を導入し、前記吸着器内圧センサの検出値に基づいて異常判定値を算出する異常判定値算出部と、
   前記第２封鎖弁が開かれた状態で前記吸着器内に負圧を導入し、前記吸着器内圧センサの検出値と前記異常判定値とを比較して、前記燃料タンクに穴があいているか否かを検出するタンク穴検出部とを備え、
   前記タンク穴検出部は、前記燃料タンクに穴があいていることを検出したことを条件として、前記タンク内圧センサの検出値に基づいて、前記穴の面積を検出することを特徴とする燃料タンクの異常検知装置。
2. 前記タンク穴検出部は、前記燃料タンクに穴があいていないことを検出したことを条件として、前記第２封鎖弁が開かれたときから前記吸着器内に負圧を導入した後までにおける前記吸着器内圧センサの検出値の変化量と前記タンク内圧センサの検出値の変化量とに基づいて、前記タンク内圧センサの検出値を補正するための補正係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクの異常検知装置。
3. 前記タンク穴検出部は、前記燃料タンクに穴があいていることを検出したことを条件として、前記タンク内圧センサの検出値に基づいて、前記穴の面積が予め定められた基準面積より広いか否かを検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料タンクの異常検知装置。

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