JP3830859B2 - 圧力検出装置の故障判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、一時的に貯蔵し、内燃機関に供給する蒸発燃料処理系内の圧力を検出する圧力検出装置の故障を判定する圧力検出装置の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の故障判定装置として、例えば特開平８−７４６７８号公報に記載されたものが知られている。この蒸発燃料処理系は、キャニスタ、燃料タンク、チャージ通路、バイパス通路およびパージ通路などで構成されており、キャニスタは、ベントシャット弁の開閉により、大気側に連通・遮断される。また、パージ通路には、パージ制御弁が設けられており、このパージ制御弁により、キャニスタから内燃機関に送られる蒸発燃料量すなわちパージ量が制御される。
【０００３】
さらに、チャージ通路には、２方向弁、切換電磁弁および圧力センサが設けられている。この圧力センサは、切換電磁弁の作動により、２方向弁よりも上流側または下流側のチャージ通路に選択的に切り換えて接続され、それにより、２方向弁よりも上流側および下流側のチャージ通路内の圧力を検出する。この圧力センサの検出信号は、電子制御ユニットに送られる。また、バイパス通路は、２方向弁をバイパスするためのものであり、バイパス通路の途中には、これを開閉するバイパス弁が設けられている。以上のパージ制御弁、ベントシャット弁、切換電磁弁およびバイパス弁は、電子制御ユニットに電気的に接続されており、この電子制御ユニットにより動作が制御される。
【０００４】
以上の故障判定装置では、蒸発燃料処理系における所定の圧力状態を得るために、電子制御ユニットにより、パージ制御弁、ベントシャット弁、切換電磁弁およびバイパス弁が所定の動作状態に制御されるとともに、その制御中における圧力センサの検出信号に基づき、圧力センサの故障の有無が判定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の故障判定装置によれば、圧力センサの故障判定が、上記各種の弁を所定の動作状態に制御している状態での圧力センサの検出信号に基づいて行われる。すなわち、各種の弁が正常に動作していることを前提条件としている。そのため、この前提条件が崩れ、各種の弁が正常に動作していない場合には、圧力センサが正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、圧力検出装置が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる圧力検出装置の故障判定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】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を、貯蔵部（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）キャニスタ２２）に一時的に貯蔵し、内燃機関３の吸気系（吸気管５）に供給するとともに、圧力制御弁（ベントシャット弁３１、パージ制御弁３２）の開閉状態に応じて内部圧力（タンク内圧ＰＴＡＮＫ）が制御される蒸発燃料処理系２の当該内部圧力を検出する圧力検出装置（圧力センサ１４）の故障を判定する圧力検出装置の故障判定装置１であって、圧力制御弁を駆動する弁駆動手段（ＥＣＵ４）と、蒸発燃料処理系２の所定の内部圧力状態を得るために、弁駆動手段により圧力制御弁が所定の開閉状態に駆動されている状態において圧力検出装置により検出された内部圧力に基づいて、圧力検出装置の故障を暫定的に判定する故障暫定判定手段（ＥＣＵ４、ステップ２６，３３，３４，３６）と、故障暫定判定手段の判定結果にかかわらず、圧力制御弁の故障を判定する弁故障判定手段（ＥＣＵ４、ステップ２，８）と、弁故障判定手段および故障暫定判定手段の判定結果に応じて、圧力検出装置の故障の有無を確定する確定手段（ＥＣＵ４、ステップ２４，４２〜４７）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この圧力検出装置の故障判定装置によれば、弁駆動手段により圧力制御弁が所定の開閉状態に駆動されている状態において圧力検出装置により検出された内部圧力に基づいて、故障暫定判定手段により圧力検出装置の故障が暫定的に判定され、弁故障判定手段により、故障暫定判定手段の判定結果にかかわらず、圧力制御弁の故障が判定されるとともに、確定手段により、弁故障判定手段および故障暫定判定手段の判定結果に応じて、圧力検出装置の故障の有無が確定される。したがって、圧力検出装置が故障していると暫定的に判定された場合において、圧力制御弁が故障していると判定されたときには、圧力検出装置が正常であると確定できる一方、圧力制御弁が正常であると判定されたときには、圧力検出装置が故障していると確定できる。その結果、圧力検出装置が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の圧力検出装置（圧力センサ１４）の故障判定装置１において、圧力制御弁は、蒸発燃料処理系２から吸気系（吸気管５）に供給される蒸発燃料の量を制御するためのパージ制御弁３２を含み、弁故障判定手段（ＥＣＵ４）は、パージ制御弁３２の故障を判定することを特徴とする。
【００１０】
一般に、蒸発燃料処理系では、パージ制御弁が正常である場合、パージ制御弁により、蒸発燃料を蒸発燃料処理系から吸気系に供給すると、吸気系の負圧の影響により蒸発燃料処理系の内部圧力が低下するように変化する。したがって、この圧力検出装置の故障判定装置によれば、弁故障判定手段より、パージ制御弁が正常であると判定されている場合、圧力検出装置により検出された内部圧力がそのような傾向を示すか否かを判定することにより、圧力検出装置が故障しているか否かを確定することができる。また、一般に、パージ制御弁は、蒸発燃料処理系に設けられているものであるので、そのようなパージ制御弁を利用しながら、格別の判定用の機器を付加することなく、圧力検出装置の故障判定を実行することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の圧力検出装置（圧力センサ１４）の故障判定装置１において、圧力制御弁は、貯蔵部の内部を大気側に開放する状態と遮断する状態とに切換可能なベントシャット弁３１を含み、弁故障判定手段（ＥＣＵ４）は、ベントシャット弁３１の故障を判定することを特徴とする。
【００１２】
一般に、蒸発燃料処理系では、ベントシャット弁が正常である場合、ベントシャット弁により、貯蔵部の内部を大気側に開放すると、蒸発燃料処理系の内部圧力が大気圧に近づくように変化する。したがって、この圧力検出装置の故障判定装置によれば、弁故障判定手段より、ベントシャット弁が正常であると判定されている場合、圧力検出装置により検出された内部圧力がそのような傾向を示すか否かを判定することにより、圧力検出装置が故障しているか否かを確定することができる。また、一般に、ベントシャット弁は、蒸発燃料処理系に設けられているものであるので、そのようなベントシャット弁を利用しながら、格別の判定用の機器を付加することなく、圧力検出装置の故障判定を実行することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る圧力検出装置の故障判定装置について説明する。本実施形態の故障判定装置は、内燃機関（以下「エンジン」という）の蒸発燃料処理系に設けられた圧力検出装置の故障判定を行うものであり、図１は、本実施形態の故障判定装置１が適用された圧力検出装置としての圧力センサ１４、およびこれを備えたエンジン３の蒸発燃料処理系２の概略構成を示している。この故障判定装置１は、ＥＣＵ４を備えており、このＥＣＵ４の詳細については後述する。
【００１４】
エンジン３は、ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。このエンジン３の本体には、エンジン水温センサ１０およびクランク角センサ１１が取り付けられている。エンジン水温センサ１０は、エンジン３の冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出し、その検出信号を後述するＥＣＵ４に送る。一方、クランク角センサ１１は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）の回転に伴い、所定のクランク角ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ４に出力する。ＥＣＵ４は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出する。
【００１５】
エンジン３の吸気管５（吸気系）には、スロットル弁６が設けられ、その下流側には、吸気管内絶対圧センサ１２が取り付けられている。吸気管内絶対圧センサ１２は、吸気管５内の吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ４に送る。また、スロットル弁６の開度ＴＨは、スロットル弁開度センサ１３によって検出され、その検出信号はＥＣＵ４に出力される。
【００１６】
さらに、吸気管５の吸気管内絶対圧センサ１２よりも下流側には、インジェクタ７が吸気ポート（図示せず）に臨むように取り付けられている。このインジェクタ７の開弁時間である燃料噴射時間ＴＯＵＴは、ＥＣＵ４によって制御される。また、インジェクタ７は、燃料供給管８を介して燃料タンク２０に接続されており、この燃料供給管８の途中には、インジェクタ７に燃料を圧送する燃料ポンプ９が設けられている。
【００１７】
蒸発燃料処理系２は、燃料タンク２０、チャージ通路２１、キャニスタ２２およびパージ通路２３などを備えており、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を、キャニスタ２２（貯蔵部）に一時的に貯留し、吸気管５内に適宜、放出するものである。
【００１８】
燃料タンク２０は、チャージ通路２１を介して、キャニスタ２２に接続されており、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料は、チャージ通路２１を介してキャニスタ２２に送られる。燃料タンク２０には、フロート弁２０ａが設けられている。このフロート弁２０ａは、チャージ通路２１の燃料タンク２０側のポートを開閉するものであり、通常はポートを開放しており、燃料タンク２０が満タン状態のときや燃料タンク２０内の燃料が揺れたときなどには、ポートを閉鎖することにより、燃料がチャージ通路２１側に流れ込むのを阻止する。
【００１９】
チャージ通路２１の燃料タンク２０側には、前記圧力センサ１４が配置されている。この圧力センサ１４は、例えば圧電素子で構成され、チャージ通路２１内の圧力を検出し、その検出信号をＥＣＵ４に出力する。このチャージ通路２１内の圧力は、通常は燃料タンク２０内の圧力にほぼ等しいので、以下、タンク内圧ＰＴＡＮＫという。なお、本実施形態では、圧力センサ１４の零点ずれ量を算出するとともに、その零点ずれ量に基づいて圧力センサ１４の検出値を補正した値を、「タンク内圧ＰＴＡＮＫ」という。
【００２０】
また、チャージ通路２１の圧力センサ１４とキャニスタ２２の間には、２方向弁２５が設けられている。この２方向弁２５は、いずれもダイアフラム式の正圧弁および負圧弁を組み合わせた機械式弁で構成されている。この正圧弁は、タンク内圧ＰＴＡＮＫが上限圧、すなわち大気圧よりも所定圧分高い所定圧力に達したときに開弁するように構成されており、その開弁により、燃料タンク２０内の蒸発燃料がキャニスタ２２に送られる。また、負圧弁は、タンク内圧ＰＴＡＮＫが下限圧、すなわちキャニスタ２２側の圧力よりも所定圧分低い所定圧力に達したときに開弁するように構成されており、その開弁により、キャニスタ２２に貯えられていた蒸発燃料が燃料タンク２０に戻される。
【００２１】
さらに、チャージ通路２１には、２方向弁２５をバイパスするようにバイパス通路２６が設けられている。このバイパス通路２６には、バイパス弁３０が設けられている。このバイパス弁３０は、常閉タイプの電磁弁で構成されており、通常はバイパス通路２６を閉鎖し、ＥＣＵ４の制御によって励磁されたときに開弁することにより、バイパス通路２６を開放する。
【００２２】
キャニスタ２２は、活性炭を内蔵しており、この活性炭によって蒸発燃料が吸着される。このキャニスタ２２には、大気側に開口する大気通路２７が接続されており、大気通路２７には、これを開閉するベントシャット弁３１が設けられている。このベントシャット弁３１（圧力制御弁）は、常開タイプの電磁弁で構成されており、通常は大気通路２７を開放し、ＥＣＵ４の制御により励磁されたときに大気通路２７を閉鎖する。
【００２３】
パージ通路２３は、キャニスタ２２と吸気管５を連結しており、パージ通路２３の途中には、これを開閉するパージ制御弁３２が設けられている。このパージ制御弁３２（圧力制御弁）は、電磁弁で構成されており、その開度は、ＥＣＵ４からの駆動信号のデューティ比に応じて連続的に変化するように制御される。上記ベントシャット弁３１が開弁状態のときに、パージ制御弁３２が開弁することによって、キャニスタ２２に貯えられた蒸発燃料が、吸気管５内の負圧により吸気管５内に送り込まれる（パージされる）。ＥＣＵ４は、パージ制御弁３２の開度をデューティ制御することにより、キャニスタ２２から吸気管５に送り込まれる蒸発燃料の流量、すなわちパージ流量を制御する。
【００２４】
ＥＣＵ４は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ１０〜１４からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。
【００２５】
ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびデータや、ＲＡＭに記憶されたデータなどに従って、上述した各種の弁３０〜３２の動作を制御する。これにより、蒸発燃料処理系２の動作を制御するとともに、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２の故障と、蒸発燃料処理系２のリークとを判定する処理、および圧力センサ１４の故障判定処理などを実行する。
【００２６】
以下、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２の故障と、蒸発燃料処理系２のリークとを判定する処理について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、そのメインルーチンを示し、図３は、それにより得られる蒸発燃料処理系２の動作例を示している。この処理は、エンジン３の始動後を含むエンジン運転中に実行される。
【００２７】
まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）で、大気開放処理を実行する。この処理では、バイパス弁（「ＢＳＶ」と図示。以下同じ）３０およびベントシャット弁（「ＶＳＶ」と図示。以下同じ）３１を開放するとともに、パージ制御弁（「ＰＣＳ」と図示。以下同じ）３２を閉鎖することにより、蒸発燃料処理系２が大気側に開放される（図３参照）。これにより、この大気開放処理中、圧力センサ１４、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２がいずれも正常に動作している場合には、図３に示すように、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧（１ａｔｍ）付近の値に近づくように制御される。
【００２８】
次に、ステップ２に進み、ＰＣＳ故障判定処理を実行する。この処理は、パージ制御弁３２の故障の有無を判定するものであり、具体的には、以下のように実行される。まず、大気開放処理の終了後、所定の待機時間が経過するまで、バイパス弁３０、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２を大気開放処理と同じ動作状態に保持する。その後、待機時間が経過したときに、バイパス弁３０を開放状態に、パージ制御弁３２を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、ベントシャット弁３１を閉鎖状態に切り替える（図３参照）。すなわち、パージ制御弁３２を閉鎖したままでベントシャット弁３１を閉鎖することによって、蒸発燃料処理系２内を大気圧および吸気管５内の負圧の影響を受けない状態にする。
【００２９】
その状態で所定の判定時間が経過するまでの間において、タンク内圧ＰＴＡＮＫの所定サンプリング時間ごとの変化量の絶対値が所定のしきい値を超えた回数が、所定値を上回った場合には、パージ制御弁３２が実際には完全に閉鎖していないために、蒸発燃料処理系２内の圧力が吸気管５側に漏れているとして、パージ制御弁３２が故障していると判定し、それを表すためにＰＣＳ故障判定フラグＦ＿ＰＣＳＮＧを「１」にセットする。
【００３０】
一方、所定の判定時間が経過するまでの間において、上記変化量の絶対値が所定のしきい値以下であった回数が、所定値を上回った場合には、パージ制御弁３２が正常であると判定し、それを表すためにＰＣＳ正常判定フラグＦ＿ＰＣＳＯＫを「１」にセットする。以上のように、このＰＣＳ故障判定処理では、パージ制御弁３２の故障の有無が判定されるとともに、その判定結果に応じて、２つのフラグＦ＿ＰＣＳＮＧ，Ｆ＿ＰＣＳＯＫのいずれか一方が「１」にセットされる。なお、これらのフラグＦ＿ＰＣＳＮＧ，Ｆ＿ＰＣＳＮＧはいずれも、エンジン始動時に「０」にリセットされる。
【００３１】
次いで、ステップ３に進み、上記ステップ２の実行により、ＰＣＳ故障判定フラグＦ＿ＰＣＳＮＧが「１」に、かつＰＣＳ正常判定フラグＦ＿ＰＣＳＯＫが「０」にそれぞれ設定されているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、後述するステップ６のリーク判定処理やステップ８のＶＳＶ故障判定処理などを実行することなく、そのまま本処理を終了する。これは、パージ制御弁３２が故障していると判定されたことによって、リーク判定処理については、その判定が適切に行えない可能性があり、ＶＳＶ故障判定処理については、その故障を判定する必要がないためである。
【００３２】
一方、ステップ３の判別結果がＮＯで、パージ制御弁３２が正常であると判定されているときには、ステップ４に進み、故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧが「１」であるか否かを判別する。この故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧは、後述する圧力センサ１４の故障判定処理において、圧力センサ１４が故障していると暫定的に判定されたときに「１」に、それ以外のときに「０」にそれぞれセットされる。
【００３３】
ステップ４の判別結果がＹＥＳのときには、圧力センサ１４またはベントシャット弁３１が正常に動作していないために、やはりリーク判定を適切に行えないおそれがあるとして、ステップ５〜７をスキップし、ステップ８に進み、ＶＳＶ故障判定処理を実行する。
【００３４】
一方、ステップ４の答がＮＯのとき、すなわち圧力センサ１４が暫定的に故障していると判定されておらず、かつステップ２でパージ制御弁３２が正常であると判定されているときには、リーク判定を実行するために、ステップ５において、パージ制御弁３２を閉鎖状態に保持するとともに、バイパス弁３０を閉鎖状態に、ベントシャット弁３１を開放状態にそれぞれ切り替える（図３参照）。そして、その状態でリーク判定の実行条件が成立するまで待機する。
【００３５】
次に、ステップ６において、リーク判定処理を実行する。図４は、このリーク判定処理のサブルーチンを示しており、同図に示すように、この処理では、まず、ステップ１１において、大気開放モードを実行する。この処理は、ベントシャット弁３１を開放状態に、パージ制御弁３２を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、バイパス弁３０を開放状態に切り替えることによって、タンク内圧ＰＴＡＮＫを大気圧にほぼ等しい状態になるように制御するものである（図３参照）。
【００３６】
この大気開放モードの終了後、オープン減圧モードに移行する（ステップ１２）。このオープン減圧モードでは、バイパス弁３０を開放状態に保持し、ベントシャット弁３１を閉鎖状態に切り替えるとともに、パージ制御弁３２をデューティ制御することにより、吸気管５内の負圧を蒸発燃料処理系２内に導入する。これにより、タンク内圧ＰＴＡＮＫが、大気圧とほぼ等しい基準圧ＰＡＴＭＴＫＭから減圧され（図３参照）、その後、タンク内圧ＰＴＡＮＫが所定の下限圧ＤＰＴＯＢＪＬＯを下回ったときに、フィードバック（「Ｆ／Ｂ」と図示。以下同じ）減圧モードに移行する（ステップ１３）。
【００３７】
このフィードバック減圧モードでは、タンク内圧ＰＴＡＮＫが減圧目標値ＰＴＧＲＯＳＬＫに収束するように、パージ制御弁３２がフィードバック制御される（図３参照）。この減圧目標値ＰＴＧＲＯＳＬＫは、前記下限圧ＤＰＴＯＢＪＬＯと所定の上限圧ＤＰＴＯＢＪＨＩの間の値として設定されている。
【００３８】
次に、タンク内圧ＰＴＡＮＫが減圧目標値ＰＴＧＲＯＳＬＫに収束したときに、リークチェックモードに移行する（ステップ１４）。このリークチェックモードでは、バイパス弁３０を開放状態に、ベントシャット弁３１を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、パージ制御弁３２を閉鎖状態に切り替える（図３参照）。そして、それ以降のタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移に基づいて、蒸発燃料処理系２内のリークの有無を判定し、本処理を終了する。具体的には、リークチェックモードへの移行後、所定時間内におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量をその所定の判定値と比較することによってリークの有無を判定する。
【００３９】
図２に戻り、前記ステップ６のリーク判定処理に続いて、安定待ち処理を実行する（ステップ７）。この処理では、図３に示すように、バイパス弁３０を閉鎖状態に、ベントシャット弁３１を開放状態にそれぞれ切り替えるとともに、パージ制御弁３２の開度をデューティ制御する。それにより、リーク判定処理のために大気圧よりも低い状態に制御されたタンク内圧ＰＴＡＮＫを、大気圧とほぼ等しい状態になるように制御する。
【００４０】
前記ステップ４または上記ステップ７に続くステップ８では、ＶＳＶ故障判定処理を実行する。この処理は、ベントシャット弁３１の故障の有無を判定するものであり、具体的には、図３に示すように、ベントシャット弁３１を開放状態に保持し、バイパス弁３０を開放状態に切り替えるとともに、パージ制御弁３２の開度をデューティ制御する。その状態で所定の判定時間が経過するまでの間において、タンク内圧ＰＴＡＮＫの所定サンプリング時間ごとの変化量の絶対値が所定のしきい値を超えた回数が、所定値を上回った場合には、ベントシャット弁３１が実際には適切に開弁していないために、吸気管５内の負圧の影響によりタンク内圧ＰＴＡＮＫが低下している状態にあるとして、ベントシャット弁３１が故障していると判定し、それを表すためにＶＳＶ故障判定フラグＦ＿ＶＳＶＮＧを「１」にセットする。
【００４１】
一方、所定の判定時間が経過するまでの間において、上記変化量の絶対値が所定のしきい値以下であった回数が、所定値を上回った場合には、ベントシャット弁３１が正常であると判定し、それを表すためにＶＳＶ正常判定フラグＦ＿ＶＳＶＯＫを「１」にセットする。以上のように、このＶＳＶ故障判定処理では、ベントシャット弁３１の故障の有無が判定されるとともに、その判定結果に応じて、２つのフラグＦ＿ＶＳＶＮＧ，Ｆ＿ＶＳＶＯＫのいずれか一方が「１」にセットされる。なお、これらのフラグＦ＿ＶＳＶＮＧ，Ｆ＿ＶＳＶＮＧはいずれも、エンジン始動時に「０」にリセットされる。以上のようにＶＳＶ故障判定処理を実行した後、本処理を終了する。
【００４２】
次に、図５および図６を参照しながら、圧力センサ１４の故障判定処理について説明する。本処理は、エンジン３の始動後を含むエンジン運転中、前述した図２の判定処理に並行して、所定時間（例えば８０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
【００４３】
まず、本処理では、ステップ２１において、判定許可フラグＦ＿ＧＯが「１」である否かを判別する。この判定許可フラグＦ＿ＧＯは、圧力センサ１４、パージ制御弁３２およびベントシャット弁３１以外の他の機器の故障が検出されていないときには「１」に、検出されているときには「０」にそれぞれセットされる。この判別結果がＮＯで、他の機器の故障が検出されているときには、図６のステップ３８，３９において、正常判定カウンタの計数値ＣＣＯＫおよび故障判定カウンタの計数値ＣＣＮＧをそれぞれ値０にセットする。
【００４４】
次に、ステップ４０，４１において、故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧおよびセンサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳをそれぞれ「０」にセットした後、本処理を終了する。
【００４５】
図５に戻って、ステップ２１の判別結果がＹＥＳで、他の機器の故障が検出されていないときには、ステップ２２に進み、判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する。この判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥは、エンジン３の始動時に「０」にセットされ、後述するように、本処理による圧力センサ１４の故障の有無が判定されたときに「１」にセットされる（後述するステップ３２，４８参照）。この判別結果がＹＥＳで、圧力センサ１４の故障判定を実行済みであるときには、前記ステップ３８〜４１を実行した後、本処理を終了する。
【００４６】
一方、ステップ２２の判別結果がＮＯで、圧力センサ１４の故障判定を実行済みでないときには、ステップ２３に進み、ホットスタートフラグＦ＿ＤＬＫＳＯＡＫＥが「１」であるか否かを判別する。このホットスタートフラグＦ＿ＤＬＫＳＯＡＫＥは、エンジン３がホットスタートされたときには「１」に、コールドスタートされたときには「０」にそれぞれセットされる。
【００４７】
このステップ２３の判別結果がＹＥＳで、今回の運転がエンジン３のホットスタート後であるときには、誤判定のおそれがあるとして、ステップ４８に進み、判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」にセットした後、本処理を終了する。これにより、今回の運転期間中、圧力センサ１４の故障判定が禁止される。
【００４８】
一方、ステップ２３の判別結果がＮＯで、コールドスタート後であるときには、ステップ２４に進み、故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ２５に進み、センサモニタ開始フラグＦ＿ＰＴＡＮＳＴＯＫが「１」であるか否かを判別する。このセンサモニタ開始フラグＦ＿ＰＴＡＮＳＴＯＫは、前記ステップ１の大気開放処理の開始後、所定時間が経過したときに「１」に、それ以外のときに「０」にそれぞれセットされる。
【００４９】
この判別結果がＮＯのときには、前記ステップ３８〜４１を実行した後、本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、大気開放処理の開始後、所定時間が経過したときには、図６のステップ２６に進み、圧力センサ１４により検出されたタンク内圧ＰＴＡＮＫが、下限値ＰＴＶＥＮＴＬ以上で上限値ＰＴＶＥＮＴＨ以下の範囲内にあるか否かを判別する。これらの下限値ＰＴＶＥＮＴＬおよび上限値ＰＴＶＥＮＴＨはそれぞれ、大気圧付近の所定値に予め設定される。
【００５０】
この判別結果がＹＥＳで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが上記範囲内にあるときには、ステップ２７に進み、正常判定カウンタの計数値ＣＣＯＫをインクリメントする。
【００５１】
次に、ステップ２８に進み、正常判定カウンタの計数値ＣＣＯＫが所定の判定値ＣＴＣＪＵＤ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ２９に進み、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「１」にセットした後、本処理を終了する。このセンサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳが「１」にセットされている場合、バイパス弁３０およびベントシャット弁３１がいずれも開放状態に保持されるとともに、パージ制御弁３２が閉鎖状態に保持される。すなわち、前述した大気開放処理が継続して実行される。
【００５２】
一方、ステップ２８の判別結果がＹＥＳで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが前記範囲内にある状態の発生回数、すなわち大気圧付近にある状態の発生回数が判定値ＣＴＣＪＵＤ以上になったときには、圧力センサ１４が正常であるとして、ステップ３０に進み、それを表すために正常判定フラグＦ＿ＯＫを「１」にセットする。
【００５３】
次に、ステップ３１に進み、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「０」にセットする。これにより、前述した大気開放処理からＰＣＳ故障判定処理に移行する。次いで、ステップ３２に進み、判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」にセットした後、本処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップ２６の判別結果がＮＯで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが前記範囲外にあるとき（すなわちＰＴＡＮＫ＜ＰＴＶＥＮＴＬまたはＰＴＶＥＮＴＨ＜ＰＴＡＮＫのとき）には、ステップ３３に進み、故障判定カウンタの計数値ＣＣＮＧをインクリメントする。
【００５５】
次に、ステップ３４に進み、故障判定カウンタの計数値ＣＣＮＧが前記判定値ＣＴＣＪＵＤ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ３５に進み、前記ステップ２９と同様に、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「１」にセットした後、本処理を終了する。
【００５６】
一方、ステップ３４の判別結果がＹＥＳで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが前記範囲外にある状態の発生回数、すなわち大気圧付近にない状態の発生回数が判定値ＣＴＣＪＵＤ以上になったときには、圧力センサ１４が暫定的に故障しているとして、ステップ３６に進み、それを表すために故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧを「１」にセットする。
【００５７】
次に、ステップ３７に進み、前記ステップ３１，４１と同様に、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「０」にセットした後、本処理を終了する。
【００５８】
一方、前記ステップ２４の判別結果がＹＥＳで、圧力センサ１４が暫定的に故障していると判定済みであるときには、ステップ４２に進み、前述したＰＣＳ故障判定フラグＦ＿ＰＣＳＮＧが「１」であるか否かを判別する。
【００５９】
この判別結果がＹＥＳで、パージ制御弁３２が故障していると判定済みであるときには、圧力センサ１４が正常であるとして、ステップ４５に進み、それを表すために正常判定フラグＦ＿ＯＫを「１」にセットする。次に、前記ステップ４８を実行した後、本処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップ４２の判別結果がＮＯのときには、ステップ４３に進み、前述したＰＣＳ正常判定フラグＦ＿ＰＣＳＯＫが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、パージ制御弁３２の故障の有無が判定されていないときには、そのまま本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、パージ制御弁３２が正常であると判定済みであるときには、ステップ４４に進み、前述したＶＳＶ故障判定フラグＦ＿ＶＳＶＮＧが「１」であるか否かを判別する。
【００６１】
この判別結果がＹＥＳで、ベントシャット弁３１が故障していると判定済みであるときには、圧力センサ１４が正常であるとして、前記ステップ４５を実行し、次に、前記ステップ４８を実行した後、本処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップ４４の判別結果がＮＯのときには、ステップ４６に進み、ＶＳＶ正常判定フラグＦ＿ＶＳＶＯＫが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ベントシャット弁３１の故障の有無が判定されていないときには、そのまま本処理を終了する。
【００６３】
一方、ステップ４６の判別結果がＹＥＳで、ベントシャット弁３１が正常であると判定済みであるときには、圧力センサ１４が故障しているとして、ステップ４７に進み、それを表すために故障確定フラグＦ＿ＦＳＤを「１」にセットする。次いで、前記ステップ４８を実行した後、本処理を終了する。
【００６４】
以上の本実施形態の故障判定装置１によれば、大気開放処理中、これを開始してから所定時間が経過した以降、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧付近にない状態（ＰＴＡＮＫ＜ＰＴＶＥＮＴＬまたはＰＴＶＥＮＴＨ＜ＰＴＡＮＫの状態）の発生回数が判定値ＣＴＣＪＵＤ以上になったときには、圧力センサ１４が故障していると暫定的に判定される。そして、そのように暫定的に判定された場合において、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２がいずれも正常であると判定されたときには、圧力センサ１４が故障していると確定される。一方、ベントシャット弁３１またはパージ制御弁３２が故障していると判定されたときには、圧力センサ１４が正常であると確定される。したがって、圧力センサ１４が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる。
【００６５】
また、一般に、パージ制御弁３２およびベントシャット弁３１は、蒸発燃料処理系２に設けられているものであるので、そのような２つの弁を利用しながら、格別の判定用の機器を付加することなく、圧力センサ１４の故障判定を実行することができる。
【００６６】
なお、本発明の故障判定装置は、実施形態の圧力センサ１４に限らず、蒸発燃料処理系２内の圧力を検出する圧力検出装置であれば適用可能である。また、本発明の故障判定装置は、バイパス弁３０および２方向弁２５が省略された蒸発燃料処理系２内の圧力を検出する圧力検出装置に適用してもよい。さらに、圧力制御弁は、実施形態のベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２のような電磁弁に限らず、電動弁などの開閉状態に応じて蒸発燃料処理系２内の圧力を制御可能なものであればよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の圧力検出装置の故障判定装置によれば、圧力検出装置が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る故障判定装置、およびこれが適用された圧力検出装置を備えた蒸発燃料処理系の概略構成を示す図である。
【図２】ベントシャット弁およびパージ制御弁の故障と、蒸発燃料処理系のリークとを判定する処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】蒸発燃料処理系の動作例を示すタイミングチャートである。
【図４】図２のステップ６のリーク判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】圧力センサの故障判定処理の一部を示すフローチャートである。
【図６】図５の続きを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 故障判定装置
２ 蒸発燃料処理系
３ 内燃機関
４ ＥＣＵ（弁駆動手段、故障暫定判定手段、弁故障判定手段、確定手段）
５ 吸気管（吸気系）
１４ 圧力センサ（圧力検出装置）
２０ 燃料タンク
２２ キャニスタ（貯蔵部）
３１ ベントシャット弁（圧力制御弁）
３２ パージ制御弁（圧力制御弁）
ＰＴＡＮＫ タンク内圧（蒸発燃料処理系の内部圧力）
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、一時的に貯蔵し、内燃機関に供給する蒸発燃料処理系内の圧力を検出する圧力検出装置の故障を判定する圧力検出装置の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の故障判定装置として、例えば特開平８−７４６７８号公報に記載されたものが知られている。この蒸発燃料処理系は、キャニスタ、燃料タンク、チャージ通路、バイパス通路およびパージ通路などで構成されており、キャニスタは、ベントシャット弁の開閉により、大気側に連通・遮断される。また、パージ通路には、パージ制御弁が設けられており、このパージ制御弁により、キャニスタから内燃機関に送られる蒸発燃料量すなわちパージ量が制御される。
【０００３】
さらに、チャージ通路には、２方向弁、切換電磁弁および圧力センサが設けられている。この圧力センサは、切換電磁弁の作動により、２方向弁よりも上流側または下流側のチャージ通路に選択的に切り換えて接続され、それにより、２方向弁よりも上流側および下流側のチャージ通路内の圧力を検出する。この圧力センサの検出信号は、電子制御ユニットに送られる。また、バイパス通路は、２方向弁をバイパスするためのものであり、バイパス通路の途中には、これを開閉するバイパス弁が設けられている。以上のパージ制御弁、ベントシャット弁、切換電磁弁およびバイパス弁は、電子制御ユニットに電気的に接続されており、この電子制御ユニットにより動作が制御される。
【０００４】
以上の故障判定装置では、蒸発燃料処理系における所定の圧力状態を得るために、電子制御ユニットにより、パージ制御弁、ベントシャット弁、切換電磁弁およびバイパス弁が所定の動作状態に制御されるとともに、その制御中における圧力センサの検出信号に基づき、圧力センサの故障の有無が判定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の故障判定装置によれば、圧力センサの故障判定が、上記各種の弁を所定の動作状態に制御している状態での圧力センサの検出信号に基づいて行われる。すなわち、各種の弁が正常に動作していることを前提条件としている。そのため、この前提条件が崩れ、各種の弁が正常に動作していない場合には、圧力センサが正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、圧力検出装置が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる圧力検出装置の故障判定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】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を、貯蔵部（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）キャニスタ２２）に一時的に貯蔵し、内燃機関３の吸気系（吸気管５）に供給するとともに、圧力制御弁（ベントシャット弁３１、パージ制御弁３２）の開閉状態に応じて内部圧力（タンク内圧ＰＴＡＮＫ）が制御される蒸発燃料処理系２の当該内部圧力を検出する圧力検出装置（圧力センサ１４）の故障を判定する圧力検出装置の故障判定装置１であって、圧力制御弁を駆動する弁駆動手段（ＥＣＵ４）と、蒸発燃料処理系２の所定の内部圧力状態を得るために、弁駆動手段により圧力制御弁が所定の開閉状態に駆動されている状態において圧力検出装置により検出された内部圧力に基づいて、圧力検出装置の故障を暫定的に判定する故障暫定判定手段（ＥＣＵ４、ステップ２６，３３，３４，３６）と、故障暫定判定手段の判定結果にかかわらず、圧力制御弁の故障を判定する弁故障判定手段（ＥＣＵ４、ステップ２，８）と、弁故障判定手段および故障暫定判定手段の判定結果に応じて、圧力検出装置の故障の有無を確定する確定手段（ＥＣＵ４、ステップ２４，４２〜４７）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この圧力検出装置の故障判定装置によれば、弁駆動手段により圧力制御弁が所定の開閉状態に駆動されている状態において圧力検出装置により検出された内部圧力に基づいて、故障暫定判定手段により圧力検出装置の故障が暫定的に判定され、弁故障判定手段により、故障暫定判定手段の判定結果にかかわらず、圧力制御弁の故障が判定されるとともに、確定手段により、弁故障判定手段および故障暫定判定手段の判定結果に応じて、圧力検出装置の故障の有無が確定される。したがって、圧力検出装置が故障していると暫定的に判定された場合において、圧力制御弁が故障していると判定されたときには、圧力検出装置が正常であると確定できる一方、圧力制御弁が正常であると判定されたときには、圧力検出装置が故障していると確定できる。その結果、圧力検出装置が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の圧力検出装置（圧力センサ１４）の故障判定装置１において、圧力制御弁は、蒸発燃料処理系２から吸気系（吸気管５）に供給される蒸発燃料の量を制御するためのパージ制御弁３２を含み、弁故障判定手段（ＥＣＵ４）は、パージ制御弁３２の故障を判定することを特徴とする。
【００１０】
一般に、蒸発燃料処理系では、パージ制御弁が正常である場合、パージ制御弁により、蒸発燃料を蒸発燃料処理系から吸気系に供給すると、吸気系の負圧の影響により蒸発燃料処理系の内部圧力が低下するように変化する。したがって、この圧力検出装置の故障判定装置によれば、弁故障判定手段より、パージ制御弁が正常であると判定されている場合、圧力検出装置により検出された内部圧力がそのような傾向を示すか否かを判定することにより、圧力検出装置が故障しているか否かを確定することができる。また、一般に、パージ制御弁は、蒸発燃料処理系に設けられているものであるので、そのようなパージ制御弁を利用しながら、格別の判定用の機器を付加することなく、圧力検出装置の故障判定を実行することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の圧力検出装置（圧力センサ１４）の故障判定装置１において、圧力制御弁は、貯蔵部の内部を大気側に開放する状態と遮断する状態とに切換可能なベントシャット弁３１を含み、弁故障判定手段（ＥＣＵ４）は、ベントシャット弁３１の故障を判定することを特徴とする。
【００１２】
一般に、蒸発燃料処理系では、ベントシャット弁が正常である場合、ベントシャット弁により、貯蔵部の内部を大気側に開放すると、蒸発燃料処理系の内部圧力が大気圧に近づくように変化する。したがって、この圧力検出装置の故障判定装置によれば、弁故障判定手段より、ベントシャット弁が正常であると判定されている場合、圧力検出装置により検出された内部圧力がそのような傾向を示すか否かを判定することにより、圧力検出装置が故障しているか否かを確定することができる。また、一般に、ベントシャット弁は、蒸発燃料処理系に設けられているものであるので、そのようなベントシャット弁を利用しながら、格別の判定用の機器を付加することなく、圧力検出装置の故障判定を実行することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る圧力検出装置の故障判定装置について説明する。本実施形態の故障判定装置は、内燃機関（以下「エンジン」という）の蒸発燃料処理系に設けられた圧力検出装置の故障判定を行うものであり、図１は、本実施形態の故障判定装置１が適用された圧力検出装置としての圧力センサ１４、およびこれを備えたエンジン３の蒸発燃料処理系２の概略構成を示している。この故障判定装置１は、ＥＣＵ４を備えており、このＥＣＵ４の詳細については後述する。
【００１４】
エンジン３は、ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。このエンジン３の本体には、エンジン水温センサ１０およびクランク角センサ１１が取り付けられている。エンジン水温センサ１０は、エンジン３の冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出し、その検出信号を後述するＥＣＵ４に送る。一方、クランク角センサ１１は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）の回転に伴い、所定のクランク角ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ４に出力する。ＥＣＵ４は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを算出する。
【００１５】
エンジン３の吸気管５（吸気系）には、スロットル弁６が設けられ、その下流側には、吸気管内絶対圧センサ１２が取り付けられている。吸気管内絶対圧センサ１２は、吸気管５内の吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ４に送る。また、スロットル弁６の開度ＴＨは、スロットル弁開度センサ１３によって検出され、その検出信号はＥＣＵ４に出力される。
【００１６】
さらに、吸気管５の吸気管内絶対圧センサ１２よりも下流側には、インジェクタ７が吸気ポート（図示せず）に臨むように取り付けられている。このインジェクタ７の開弁時間である燃料噴射時間ＴＯＵＴは、ＥＣＵ４によって制御される。また、インジェクタ７は、燃料供給管８を介して燃料タンク２０に接続されており、この燃料供給管８の途中には、インジェクタ７に燃料を圧送する燃料ポンプ９が設けられている。
【００１７】
蒸発燃料処理系２は、燃料タンク２０、チャージ通路２１、キャニスタ２２およびパージ通路２３などを備えており、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を、キャニスタ２２（貯蔵部）に一時的に貯留し、吸気管５内に適宜、放出するものである。
【００１８】
燃料タンク２０は、チャージ通路２１を介して、キャニスタ２２に接続されており、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料は、チャージ通路２１を介してキャニスタ２２に送られる。燃料タンク２０には、フロート弁２０ａが設けられている。このフロート弁２０ａは、チャージ通路２１の燃料タンク２０側のポートを開閉するものであり、通常はポートを開放しており、燃料タンク２０が満タン状態のときや燃料タンク２０内の燃料が揺れたときなどには、ポートを閉鎖することにより、燃料がチャージ通路２１側に流れ込むのを阻止する。
【００１９】
チャージ通路２１の燃料タンク２０側には、前記圧力センサ１４が配置されている。この圧力センサ１４は、例えば圧電素子で構成され、チャージ通路２１内の圧力を検出し、その検出信号をＥＣＵ４に出力する。このチャージ通路２１内の圧力は、通常は燃料タンク２０内の圧力にほぼ等しいので、以下、タンク内圧ＰＴＡＮＫという。なお、本実施形態では、圧力センサ１４の零点ずれ量を算出するとともに、その零点ずれ量に基づいて圧力センサ１４の検出値を補正した値を、「タンク内圧ＰＴＡＮＫ」という。
【００２０】
また、チャージ通路２１の圧力センサ１４とキャニスタ２２の間には、２方向弁２５が設けられている。この２方向弁２５は、いずれもダイアフラム式の正圧弁および負圧弁を組み合わせた機械式弁で構成されている。この正圧弁は、タンク内圧ＰＴＡＮＫが上限圧、すなわち大気圧よりも所定圧分高い所定圧力に達したときに開弁するように構成されており、その開弁により、燃料タンク２０内の蒸発燃料がキャニスタ２２に送られる。また、負圧弁は、タンク内圧ＰＴＡＮＫが下限圧、すなわちキャニスタ２２側の圧力よりも所定圧分低い所定圧力に達したときに開弁するように構成されており、その開弁により、キャニスタ２２に貯えられていた蒸発燃料が燃料タンク２０に戻される。
【００２１】
さらに、チャージ通路２１には、２方向弁２５をバイパスするようにバイパス通路２６が設けられている。このバイパス通路２６には、バイパス弁３０が設けられている。このバイパス弁３０は、常閉タイプの電磁弁で構成されており、通常はバイパス通路２６を閉鎖し、ＥＣＵ４の制御によって励磁されたときに開弁することにより、バイパス通路２６を開放する。
【００２２】
キャニスタ２２は、活性炭を内蔵しており、この活性炭によって蒸発燃料が吸着される。このキャニスタ２２には、大気側に開口する大気通路２７が接続されており、大気通路２７には、これを開閉するベントシャット弁３１が設けられている。このベントシャット弁３１（圧力制御弁）は、常開タイプの電磁弁で構成されており、通常は大気通路２７を開放し、ＥＣＵ４の制御により励磁されたときに大気通路２７を閉鎖する。
【００２３】
パージ通路２３は、キャニスタ２２と吸気管５を連結しており、パージ通路２３の途中には、これを開閉するパージ制御弁３２が設けられている。このパージ制御弁３２（圧力制御弁）は、電磁弁で構成されており、その開度は、ＥＣＵ４からの駆動信号のデューティ比に応じて連続的に変化するように制御される。上記ベントシャット弁３１が開弁状態のときに、パージ制御弁３２が開弁することによって、キャニスタ２２に貯えられた蒸発燃料が、吸気管５内の負圧により吸気管５内に送り込まれる（パージされる）。ＥＣＵ４は、パージ制御弁３２の開度をデューティ制御することにより、キャニスタ２２から吸気管５に送り込まれる蒸発燃料の流量、すなわちパージ流量を制御する。
【００２４】
ＥＣＵ４は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ１０〜１４からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。
【００２５】
ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびデータや、ＲＡＭに記憶されたデータなどに従って、上述した各種の弁３０〜３２の動作を制御する。これにより、蒸発燃料処理系２の動作を制御するとともに、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２の故障と、蒸発燃料処理系２のリークとを判定する処理、および圧力センサ１４の故障判定処理などを実行する。
【００２６】
以下、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２の故障と、蒸発燃料処理系２のリークとを判定する処理について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、そのメインルーチンを示し、図３は、それにより得られる蒸発燃料処理系２の動作例を示している。この処理は、エンジン３の始動後を含むエンジン運転中に実行される。
【００２７】
まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）で、大気開放処理を実行する。この処理では、バイパス弁（「ＢＳＶ」と図示。以下同じ）３０およびベントシャット弁（「ＶＳＶ」と図示。以下同じ）３１を開放するとともに、パージ制御弁（「ＰＣＳ」と図示。以下同じ）３２を閉鎖することにより、蒸発燃料処理系２が大気側に開放される（図３参照）。これにより、この大気開放処理中、圧力センサ１４、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２がいずれも正常に動作している場合には、図３に示すように、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧（１ａｔｍ）付近の値に近づくように制御される。
【００２８】
次に、ステップ２に進み、ＰＣＳ故障判定処理を実行する。この処理は、パージ制御弁３２の故障の有無を判定するものであり、具体的には、以下のように実行される。まず、大気開放処理の終了後、所定の待機時間が経過するまで、バイパス弁３０、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２を大気開放処理と同じ動作状態に保持する。その後、待機時間が経過したときに、バイパス弁３０を開放状態に、パージ制御弁３２を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、ベントシャット弁３１を閉鎖状態に切り替える（図３参照）。すなわち、パージ制御弁３２を閉鎖したままでベントシャット弁３１を閉鎖することによって、蒸発燃料処理系２内を大気圧および吸気管５内の負圧の影響を受けない状態にする。
【００２９】
その状態で所定の判定時間が経過するまでの間において、タンク内圧ＰＴＡＮＫの所定サンプリング時間ごとの変化量の絶対値が所定のしきい値を超えた回数が、所定値を上回った場合には、パージ制御弁３２が実際には完全に閉鎖していないために、蒸発燃料処理系２内の圧力が吸気管５側に漏れているとして、パージ制御弁３２が故障していると判定し、それを表すためにＰＣＳ故障判定フラグＦ＿ＰＣＳＮＧを「１」にセットする。
【００３０】
一方、所定の判定時間が経過するまでの間において、上記変化量の絶対値が所定のしきい値以下であった回数が、所定値を上回った場合には、パージ制御弁３２が正常であると判定し、それを表すためにＰＣＳ正常判定フラグＦ＿ＰＣＳＯＫを「１」にセットする。以上のように、このＰＣＳ故障判定処理では、パージ制御弁３２の故障の有無が判定されるとともに、その判定結果に応じて、２つのフラグＦ＿ＰＣＳＮＧ，Ｆ＿ＰＣＳＯＫのいずれか一方が「１」にセットされる。なお、これらのフラグＦ＿ＰＣＳＮＧ，Ｆ＿ＰＣＳＮＧはいずれも、エンジン始動時に「０」にリセットされる。
【００３１】
次いで、ステップ３に進み、上記ステップ２の実行により、ＰＣＳ故障判定フラグＦ＿ＰＣＳＮＧが「１」に、かつＰＣＳ正常判定フラグＦ＿ＰＣＳＯＫが「０」にそれぞれ設定されているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、後述するステップ６のリーク判定処理やステップ８のＶＳＶ故障判定処理などを実行することなく、そのまま本処理を終了する。これは、パージ制御弁３２が故障していると判定されたことによって、リーク判定処理については、その判定が適切に行えない可能性があり、ＶＳＶ故障判定処理については、その故障を判定する必要がないためである。
【００３２】
一方、ステップ３の判別結果がＮＯで、パージ制御弁３２が正常であると判定されているときには、ステップ４に進み、故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧが「１」であるか否かを判別する。この故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧは、後述する圧力センサ１４の故障判定処理において、圧力センサ１４が故障していると暫定的に判定されたときに「１」に、それ以外のときに「０」にそれぞれセットされる。
【００３３】
ステップ４の判別結果がＹＥＳのときには、圧力センサ１４またはベントシャット弁３１が正常に動作していないために、やはりリーク判定を適切に行えないおそれがあるとして、ステップ５〜７をスキップし、ステップ８に進み、ＶＳＶ故障判定処理を実行する。
【００３４】
一方、ステップ４の答がＮＯのとき、すなわち圧力センサ１４が暫定的に故障していると判定されておらず、かつステップ２でパージ制御弁３２が正常であると判定されているときには、リーク判定を実行するために、ステップ５において、パージ制御弁３２を閉鎖状態に保持するとともに、バイパス弁３０を閉鎖状態に、ベントシャット弁３１を開放状態にそれぞれ切り替える（図３参照）。そして、その状態でリーク判定の実行条件が成立するまで待機する。
【００３５】
次に、ステップ６において、リーク判定処理を実行する。図４は、このリーク判定処理のサブルーチンを示しており、同図に示すように、この処理では、まず、ステップ１１において、大気開放モードを実行する。この処理は、ベントシャット弁３１を開放状態に、パージ制御弁３２を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、バイパス弁３０を開放状態に切り替えることによって、タンク内圧ＰＴＡＮＫを大気圧にほぼ等しい状態になるように制御するものである（図３参照）。
【００３６】
この大気開放モードの終了後、オープン減圧モードに移行する（ステップ１２）。このオープン減圧モードでは、バイパス弁３０を開放状態に保持し、ベントシャット弁３１を閉鎖状態に切り替えるとともに、パージ制御弁３２をデューティ制御することにより、吸気管５内の負圧を蒸発燃料処理系２内に導入する。これにより、タンク内圧ＰＴＡＮＫが、大気圧とほぼ等しい基準圧ＰＡＴＭＴＫＭから減圧され（図３参照）、その後、タンク内圧ＰＴＡＮＫが所定の下限圧ＤＰＴＯＢＪＬＯを下回ったときに、フィードバック（「Ｆ／Ｂ」と図示。以下同じ）減圧モードに移行する（ステップ１３）。
【００３７】
このフィードバック減圧モードでは、タンク内圧ＰＴＡＮＫが減圧目標値ＰＴＧＲＯＳＬＫに収束するように、パージ制御弁３２がフィードバック制御される（図３参照）。この減圧目標値ＰＴＧＲＯＳＬＫは、前記下限圧ＤＰＴＯＢＪＬＯと所定の上限圧ＤＰＴＯＢＪＨＩの間の値として設定されている。
【００３８】
次に、タンク内圧ＰＴＡＮＫが減圧目標値ＰＴＧＲＯＳＬＫに収束したときに、リークチェックモードに移行する（ステップ１４）。このリークチェックモードでは、バイパス弁３０を開放状態に、ベントシャット弁３１を閉鎖状態にそれぞれ保持するとともに、パージ制御弁３２を閉鎖状態に切り替える（図３参照）。そして、それ以降のタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移に基づいて、蒸発燃料処理系２内のリークの有無を判定し、本処理を終了する。具体的には、リークチェックモードへの移行後、所定時間内におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量をその所定の判定値と比較することによってリークの有無を判定する。
【００３９】
図２に戻り、前記ステップ６のリーク判定処理に続いて、安定待ち処理を実行する（ステップ７）。この処理では、図３に示すように、バイパス弁３０を閉鎖状態に、ベントシャット弁３１を開放状態にそれぞれ切り替えるとともに、パージ制御弁３２の開度をデューティ制御する。それにより、リーク判定処理のために大気圧よりも低い状態に制御されたタンク内圧ＰＴＡＮＫを、大気圧とほぼ等しい状態になるように制御する。
【００４０】
前記ステップ４または上記ステップ７に続くステップ８では、ＶＳＶ故障判定処理を実行する。この処理は、ベントシャット弁３１の故障の有無を判定するものであり、具体的には、図３に示すように、ベントシャット弁３１を開放状態に保持し、バイパス弁３０を開放状態に切り替えるとともに、パージ制御弁３２の開度をデューティ制御する。その状態で所定の判定時間が経過するまでの間において、タンク内圧ＰＴＡＮＫの所定サンプリング時間ごとの変化量の絶対値が所定のしきい値を超えた回数が、所定値を上回った場合には、ベントシャット弁３１が実際には適切に開弁していないために、吸気管５内の負圧の影響によりタンク内圧ＰＴＡＮＫが低下している状態にあるとして、ベントシャット弁３１が故障していると判定し、それを表すためにＶＳＶ故障判定フラグＦ＿ＶＳＶＮＧを「１」にセットする。
【００４１】
一方、所定の判定時間が経過するまでの間において、上記変化量の絶対値が所定のしきい値以下であった回数が、所定値を上回った場合には、ベントシャット弁３１が正常であると判定し、それを表すためにＶＳＶ正常判定フラグＦ＿ＶＳＶＯＫを「１」にセットする。以上のように、このＶＳＶ故障判定処理では、ベントシャット弁３１の故障の有無が判定されるとともに、その判定結果に応じて、２つのフラグＦ＿ＶＳＶＮＧ，Ｆ＿ＶＳＶＯＫのいずれか一方が「１」にセットされる。なお、これらのフラグＦ＿ＶＳＶＮＧ，Ｆ＿ＶＳＶＮＧはいずれも、エンジン始動時に「０」にリセットされる。以上のようにＶＳＶ故障判定処理を実行した後、本処理を終了する。
【００４２】
次に、図５および図６を参照しながら、圧力センサ１４の故障判定処理について説明する。本処理は、エンジン３の始動後を含むエンジン運転中、前述した図２の判定処理に並行して、所定時間（例えば８０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
【００４３】
まず、本処理では、ステップ２１において、判定許可フラグＦ＿ＧＯが「１」である否かを判別する。この判定許可フラグＦ＿ＧＯは、圧力センサ１４、パージ制御弁３２およびベントシャット弁３１以外の他の機器の故障が検出されていないときには「１」に、検出されているときには「０」にそれぞれセットされる。この判別結果がＮＯで、他の機器の故障が検出されているときには、図６のステップ３８，３９において、正常判定カウンタの計数値ＣＣＯＫおよび故障判定カウンタの計数値ＣＣＮＧをそれぞれ値０にセットする。
【００４４】
次に、ステップ４０，４１において、故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧおよびセンサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳをそれぞれ「０」にセットした後、本処理を終了する。
【００４５】
図５に戻って、ステップ２１の判別結果がＹＥＳで、他の機器の故障が検出されていないときには、ステップ２２に進み、判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する。この判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥは、エンジン３の始動時に「０」にセットされ、後述するように、本処理による圧力センサ１４の故障の有無が判定されたときに「１」にセットされる（後述するステップ３２，４８参照）。この判別結果がＹＥＳで、圧力センサ１４の故障判定を実行済みであるときには、前記ステップ３８〜４１を実行した後、本処理を終了する。
【００４６】
一方、ステップ２２の判別結果がＮＯで、圧力センサ１４の故障判定を実行済みでないときには、ステップ２３に進み、ホットスタートフラグＦ＿ＤＬＫＳＯＡＫＥが「１」であるか否かを判別する。このホットスタートフラグＦ＿ＤＬＫＳＯＡＫＥは、エンジン３がホットスタートされたときには「１」に、コールドスタートされたときには「０」にそれぞれセットされる。
【００４７】
このステップ２３の判別結果がＹＥＳで、今回の運転がエンジン３のホットスタート後であるときには、誤判定のおそれがあるとして、ステップ４８に進み、判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」にセットした後、本処理を終了する。これにより、今回の運転期間中、圧力センサ１４の故障判定が禁止される。
【００４８】
一方、ステップ２３の判別結果がＮＯで、コールドスタート後であるときには、ステップ２４に進み、故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ２５に進み、センサモニタ開始フラグＦ＿ＰＴＡＮＳＴＯＫが「１」であるか否かを判別する。このセンサモニタ開始フラグＦ＿ＰＴＡＮＳＴＯＫは、前記ステップ１の大気開放処理の開始後、所定時間が経過したときに「１」に、それ以外のときに「０」にそれぞれセットされる。
【００４９】
この判別結果がＮＯのときには、前記ステップ３８〜４１を実行した後、本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、大気開放処理の開始後、所定時間が経過したときには、図６のステップ２６に進み、圧力センサ１４により検出されたタンク内圧ＰＴＡＮＫが、下限値ＰＴＶＥＮＴＬ以上で上限値ＰＴＶＥＮＴＨ以下の範囲内にあるか否かを判別する。これらの下限値ＰＴＶＥＮＴＬおよび上限値ＰＴＶＥＮＴＨはそれぞれ、大気圧付近の所定値に予め設定される。
【００５０】
この判別結果がＹＥＳで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが上記範囲内にあるときには、ステップ２７に進み、正常判定カウンタの計数値ＣＣＯＫをインクリメントする。
【００５１】
次に、ステップ２８に進み、正常判定カウンタの計数値ＣＣＯＫが所定の判定値ＣＴＣＪＵＤ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ２９に進み、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「１」にセットした後、本処理を終了する。このセンサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳが「１」にセットされている場合、バイパス弁３０およびベントシャット弁３１がいずれも開放状態に保持されるとともに、パージ制御弁３２が閉鎖状態に保持される。すなわち、前述した大気開放処理が継続して実行される。
【００５２】
一方、ステップ２８の判別結果がＹＥＳで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが前記範囲内にある状態の発生回数、すなわち大気圧付近にある状態の発生回数が判定値ＣＴＣＪＵＤ以上になったときには、圧力センサ１４が正常であるとして、ステップ３０に進み、それを表すために正常判定フラグＦ＿ＯＫを「１」にセットする。
【００５３】
次に、ステップ３１に進み、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「０」にセットする。これにより、前述した大気開放処理からＰＣＳ故障判定処理に移行する。次いで、ステップ３２に進み、判定実行済みフラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」にセットした後、本処理を終了する。
【００５４】
一方、ステップ２６の判別結果がＮＯで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが前記範囲外にあるとき（すなわちＰＴＡＮＫ＜ＰＴＶＥＮＴＬまたはＰＴＶＥＮＴＨ＜ＰＴＡＮＫのとき）には、ステップ３３に進み、故障判定カウンタの計数値ＣＣＮＧをインクリメントする。
【００５５】
次に、ステップ３４に進み、故障判定カウンタの計数値ＣＣＮＧが前記判定値ＣＴＣＪＵＤ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ３５に進み、前記ステップ２９と同様に、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「１」にセットした後、本処理を終了する。
【００５６】
一方、ステップ３４の判別結果がＹＥＳで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが前記範囲外にある状態の発生回数、すなわち大気圧付近にない状態の発生回数が判定値ＣＴＣＪＵＤ以上になったときには、圧力センサ１４が暫定的に故障しているとして、ステップ３６に進み、それを表すために故障暫定判定フラグＦ＿ＫＮＧを「１」にセットする。
【００５７】
次に、ステップ３７に進み、前記ステップ３１，４１と同様に、センサモニタ実行中フラグＦ＿ＦＳＣＢＰＳを「０」にセットした後、本処理を終了する。
【００５８】
一方、前記ステップ２４の判別結果がＹＥＳで、圧力センサ１４が暫定的に故障していると判定済みであるときには、ステップ４２に進み、前述したＰＣＳ故障判定フラグＦ＿ＰＣＳＮＧが「１」であるか否かを判別する。
【００５９】
この判別結果がＹＥＳで、パージ制御弁３２が故障していると判定済みであるときには、圧力センサ１４が正常であるとして、ステップ４５に進み、それを表すために正常判定フラグＦ＿ＯＫを「１」にセットする。次に、前記ステップ４８を実行した後、本処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップ４２の判別結果がＮＯのときには、ステップ４３に進み、前述したＰＣＳ正常判定フラグＦ＿ＰＣＳＯＫが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、パージ制御弁３２の故障の有無が判定されていないときには、そのまま本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、パージ制御弁３２が正常であると判定済みであるときには、ステップ４４に進み、前述したＶＳＶ故障判定フラグＦ＿ＶＳＶＮＧが「１」であるか否かを判別する。
【００６１】
この判別結果がＹＥＳで、ベントシャット弁３１が故障していると判定済みであるときには、圧力センサ１４が正常であるとして、前記ステップ４５を実行し、次に、前記ステップ４８を実行した後、本処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップ４４の判別結果がＮＯのときには、ステップ４６に進み、ＶＳＶ正常判定フラグＦ＿ＶＳＶＯＫが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ベントシャット弁３１の故障の有無が判定されていないときには、そのまま本処理を終了する。
【００６３】
一方、ステップ４６の判別結果がＹＥＳで、ベントシャット弁３１が正常であると判定済みであるときには、圧力センサ１４が故障しているとして、ステップ４７に進み、それを表すために故障確定フラグＦ＿ＦＳＤを「１」にセットする。次いで、前記ステップ４８を実行した後、本処理を終了する。
【００６４】
以上の本実施形態の故障判定装置１によれば、大気開放処理中、これを開始してから所定時間が経過した以降、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧付近にない状態（ＰＴＡＮＫ＜ＰＴＶＥＮＴＬまたはＰＴＶＥＮＴＨ＜ＰＴＡＮＫの状態）の発生回数が判定値ＣＴＣＪＵＤ以上になったときには、圧力センサ１４が故障していると暫定的に判定される。そして、そのように暫定的に判定された場合において、ベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２がいずれも正常であると判定されたときには、圧力センサ１４が故障していると確定される。一方、ベントシャット弁３１またはパージ制御弁３２が故障していると判定されたときには、圧力センサ１４が正常であると確定される。したがって、圧力センサ１４が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる。
【００６５】
また、一般に、パージ制御弁３２およびベントシャット弁３１は、蒸発燃料処理系２に設けられているものであるので、そのような２つの弁を利用しながら、格別の判定用の機器を付加することなく、圧力センサ１４の故障判定を実行することができる。
【００６６】
なお、本発明の故障判定装置は、実施形態の圧力センサ１４に限らず、蒸発燃料処理系２内の圧力を検出する圧力検出装置であれば適用可能である。また、本発明の故障判定装置は、バイパス弁３０および２方向弁２５が省略された蒸発燃料処理系２内の圧力を検出する圧力検出装置に適用してもよい。さらに、圧力制御弁は、実施形態のベントシャット弁３１およびパージ制御弁３２のような電磁弁に限らず、電動弁などの開閉状態に応じて蒸発燃料処理系２内の圧力を制御可能なものであればよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の圧力検出装置の故障判定装置によれば、圧力検出装置が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定されるのを回避でき、判定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る故障判定装置、およびこれが適用された圧力検出装置を備えた蒸発燃料処理系の概略構成を示す図である。
【図２】ベントシャット弁およびパージ制御弁の故障と、蒸発燃料処理系のリークとを判定する処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】蒸発燃料処理系の動作例を示すタイミングチャートである。
【図４】図２のステップ６のリーク判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】圧力センサの故障判定処理の一部を示すフローチャートである。
【図６】図５の続きを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 故障判定装置
２ 蒸発燃料処理系
３ 内燃機関
４ ＥＣＵ（弁駆動手段、故障暫定判定手段、弁故障判定手段、確定手段）
５ 吸気管（吸気系）
１４ 圧力センサ（圧力検出装置）
２０ 燃料タンク
２２ キャニスタ（貯蔵部）
３１ ベントシャット弁（圧力制御弁）
３２ パージ制御弁（圧力制御弁）
ＰＴＡＮＫ タンク内圧（蒸発燃料処理系の内部圧力）
Claims (3)
- 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、貯蔵部に一時的に貯蔵し、内燃機関の吸気系に供給するとともに、圧力制御弁の開閉状態に応じて内部圧力が制御される蒸発燃料処理系の当該内部圧力を検出する圧力検出装置の故障を判定する圧力検出装置の故障判定装置であって、
前記圧力制御弁を駆動する弁駆動手段と、
前記蒸発燃料処理系の所定の内部圧力状態を得るために、前記弁駆動手段により前記圧力制御弁が所定の開閉状態に駆動されている状態において前記圧力検出装置により検出された内部圧力に基づいて、前記圧力検出装置の故障を暫定的に判定する故障暫定判定手段と、
当該故障暫定判定手段の判定結果にかかわらず、前記圧力制御弁の故障を判定する弁故障判定手段と、
当該弁故障判定手段および前記故障暫定判定手段の判定結果に応じて、前記圧力検出装置の故障の有無を確定する確定手段と、
を備えることを特徴とする圧力検出装置の故障判定装置。 - 前記圧力制御弁は、前記蒸発燃料処理系から前記吸気系に供給される前記蒸発燃料の量を制御するためのパージ制御弁を含み、
前記弁故障判定手段は、前記パージ制御弁の故障を判定することを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置の故障判定装置。 - 前記圧力制御弁は、前記貯蔵部の内部を大気側に開放する状態と遮断する状態とに切換可能なベントシャット弁を含み、
前記弁故障判定手段は、前記ベントシャット弁の故障を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の圧力検出装置の故障判定装置。
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