JP4186258B2 - 燃料タンクに配置されるセンサの異常診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるエンジンの燃料タンクに配置されるセンサの劣化等による出力値の異常を検出する異常診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるエンジンの燃料タンクの上面とエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路を設け、該パージ通路にキャニスタを配設し、キャニスタと吸気通路との間にパージバルブを設けて、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を上記キャニスタに一旦吸着させ、所定の運転領域で上記パージバルブを開いて吸気負圧でキャニスタ内の蒸発燃料を大気開放通路からの外気とともに吸気通路に供給するようにした蒸発燃料供給装置が従来から知られている。
【０００３】
そして、この蒸発燃料供給装置の故障診断の手法として、診断時に、パージバブルを開き、燃料タンク内に吸気負圧を作用させて、タンク内圧力が所定負圧まで下がるかどうかによってパージ通路の接続不良やバージバルブの閉じ不良等に起因する重度の漏れ（ラージリーク）を診断し、また、タンク内圧力が所定負圧まで下がった状態でパージバルブを閉じ、パージ通路を密閉して、密閉後の燃料タンク内の圧力の戻り具合でパージ通路の亀裂等による軽度の漏れ（スモールリーク）を診断することが行われている。
【０００４】
また、そうした故障診断のためのタンク内圧力検出のセンサが正常に機能しているかどうかを診断する装置として、特開平５−１９５８９５号公報に記載されているように、エンジン始動後所定時間内におけるセンサ出力値の変化が所定値より小さいときに圧力センサの異常と判定する装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記蒸発燃料供給装置の故障診断では、タンク内圧力を検出する圧力センサが正常に機能していないと正確な診断ができない。そこで、タンク内圧力を検出する圧力センサに異常がないかどうかの診断を行う必要がある。また、車体の振動によりタンク内の燃料の油面の揺れが激しいと、蒸発燃料が急増し、蒸発燃料供給装置の正確な故障診断ができなくなるため、燃料タンクに配置された残量センサによって燃料タンク内の燃料の油面の揺れを検出し、油面の揺れが大きい時には診断を中止することが考えられるが、そうした制御を行って蒸発燃料供給装置の故障診断の信頼性を高めるためには、上記残量センサが正常に機能していることが不可欠で、したがって、この残量センサに異常がないかどうかの診断を行う必要がある。
【０００６】
ところで、燃料タンクに配置される圧力センサは、劣化等に起因してセンサ出力にノイズが発生することにより、振幅の大きな異常信号を出力する場合があり、また、残量センサの場合も同様で、劣化等に起因してノイズがのった異常なセンサ信号を出力する場合がある。そして、このノイズによるセンサ信号の異常は、エンジン始動後所定時間内におけるセンサ出力値の変化が所定値より小さいときにセンサの異常と判定するという上記従来の手法では診断できない。ノイズが発生した場合は、逆に、センサ出力値の変化が大きくなるのである。しかし、ノイズが発生した場合のセンサの異常は、単にセンサ出力値の変化が大きいことを検出するだけでは判定できない。車両に搭載されるエンジンの燃料タンクに配置されるセンサの場合、車体が振動するとタンク内の燃料の油面が揺れることによって、燃料の蒸発量が変わるため、タンク内圧力を検出する圧力センサの出力値が変化し、また、燃料の油面が揺れることにより、燃料タンクに配置された残量センサの出力値が変化する。そして、そうした車体振動に起因するセンサ出力値の変化を上記ノイズ発生によるセンサ出力値の変化と誤判定することがある。
【０００７】
したがって、燃料タンクに配置される圧力センサ，残量センサ等のセンサの出力信号にノイズが発生した異常状態を誤判定することなく確実に検出できるようにすることが課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による装置は、車両に搭載されるエンジンへの供給燃料を貯蔵する燃料タンク内の燃料の残量を検出する残量センサの異常を検出する装置であって、車両の速度を検出する車速検出手段と、該車速検出手段により車両の停止が検出されているときに前記残量センサの異常診断の判定を行う異常判定手段とを備え、前記異常判定手段は、車両の停止が検出されてから前記燃料タンク内の油面の揺れが収束するのを待って、前記燃料タンク内の油面の揺れが収束した後の所定期間における前記残量センサ出力値の変動の振幅が所定振幅以上のとき、前記残量センサが異常であると判定するものである。残量センサは、燃料の液面に浮上するフロートの位置に基づいて燃料の残量を検出するフロートセンサであってよい。そして、この装置は、前記燃料タンクから発生する蒸発燃料を、パージバルブを介して前記エンジンの吸気通路に供給するパージ通路を備え、前記異常判定手段は、前記パージバルブの開度変化が大きいときには異常診断の判定を行わないものであるのがよい。
【０００９】
この異常診断装置によれば、車両が停止して所定期間が経過し、燃料タンク内の燃料の油面の揺れが収束し、油面の揺れによるセンサ出力値の変化がない状態で、残量センサの出力値の変化度合に基づいて異常診断が実行される。そして、残量センサの出力値の変化度合が所定度合以上のとき、異常と判定される。この場合も、センサの劣化等に起因したノイズ発生によるセンサ信号の異常を、誤判定を防止しつつ簡単かつ確実に検出でき、残量センサの異常を速やかに且つ確実に診断できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明が適用されるエンジンの概略システムを示している。この図において、１はシリンダを有するエンジン本体であり、そのシリンダの燃焼室２には吸気弁によって開閉される吸気ポート３及び排気弁によってによって開閉される排気ポート４が開口し、燃焼室２頂部には点火プラグ１８が配置されている。
【００１２】
上記吸気ポート３には吸気通路５が接続され、排気ポート４には排気通路１３が接続されている。そして、吸気通路５には、その上流側から順にエアクリーナ６，エアフローセンサ７，スロットル弁８及びサージタンク９が設けられるとともに、吸気ポート５の近傍に、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１０が設けられている。さらに、上記スロットル弁８をバイパスするＩＳＣ通路１１が設けられ、このＩＳＣ通路１１には、アイドル回転数制御のためにこの通路１１の空気流量を調節するＩＳＣバルブ１２が設けられている。一方、排気通路１３にはＯ2センサ１４，触媒装置１５等が設けられている。また、吸気通路５には、スロットル弁８の開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられ、エンジン本体１には、エンジンの図示しないクランクシャフトの回転角を検出するクランクアングルセンサ１７と、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ１９が設けられている。
【００１３】
上記インジェクタ１０に対して燃料を供給する燃料系は、燃料タンク２０，燃料ポンプ２１，燃料供給通路２２及びリターン通路２３を備え、上記燃料ポンプ２１により燃料タンク２０から燃料供給通路２２を通してインジェクタ１０に燃料が送られるようになっている。上記燃料供給通路２２にはフューエルフィルタ２４が介設されている。また、上記リターン通路２３には、吸気圧に応じて燃圧を調整するプレッシャレギュレータ２５が設けられている。また、燃料タンク２０内には、燃料の液面に浮上するフロートの位置に基づいて燃料の残量を検出するよう燃料タンク２０の上面にフロートタイプの残量センサ（油面センサ）２６が配置されている。
【００１４】
また、上記燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を吸気側に供給する蒸発燃料供給系が設けられている。この蒸発燃料供給系は、パージ通路３０を備えており、このパージ通路３０は、上流端が燃料タンク２０の上部に接続されるとともに、下流端が吸気通路５のサージタンク９に接続されている。そして、このパージ通路３０の途中には蒸発燃料を吸着するキャニスタ３１が介設されており、このキャニスタ３１に大気開放通路３２が接続されている。
【００１５】
燃料タンク２０とキャニスタ３１との間のパージ通路３０には、燃料タンク２０内の圧力が高くなったときにタンク内圧をキャニスタ３１側へ逃がすチェックバルブ３３が設けられるとともに、これと並列にソレノイドバルブからなる開閉バルブ（以下ＴＰＣＶバルブと称する）３４が設けられている。また、上記大気開放通路３２には、エアフィルタ３５及びチェックバルブ３６が設けられるとともに、ソレノイドバルブからなる開閉バルブ（以下ＣＤＣＶバルブと称する）３７が設けられている。
【００１６】
上記キャニスタ３１とサージタンク９との間のパージ通路３０には、蒸発燃料を含むパージガスの供給量（パージ量）を調節ためのデューティソレノイドバルブからなるパージバルブ３８が設けられている。また、蒸発燃料供給系には、パージバルブ３８よりも燃料タンク２０側におけるパージ通路３０の圧力として燃料タンク２０内の圧力を検出する燃料タンク内圧力センサ（以下ＦＴＰセンサと称する）３９が設けられている。
【００１７】
上記パージバルブ３８、ＴＰＣＶバルブ３４およびＣＤＣＶバルブ３７はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０に接続されている。そして、ＥＣＵ４０には、エアフローメータ７，Ｏ2センサ１４，スロットル開度センサ１６，クランクアングルセンサ１７，水温センサ１９，残量センサ２６，ＦＴＰセンサ３９，大気圧を検出する大気圧センサ４１，エンジンを搭載した車両の速度を検出する車速センサ４２等の検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ４０はこれら入力された情報に基づいてインジェクタ１０，点火プラグ１８，ＩＳＣバルブ１２等の制御を行い、また、パージバルブ３８，ＴＰＣＶバルブ３４およびＣＤＣＶバルブ３７を制御して、キャニスタ３１に吸着された燃料をエンジンの特定運動領域で吸気通路５に供給するパージ制御を行うとともに、蒸発燃料供給系の故障診断処理を行う。
【００１８】
蒸発燃料供給系の故障診断処理では、パージ通路内３０に吸気通路５の負圧を導入し、さらにパージ通路３０を密閉した状態で、予め設定された診断時間内、例えば２５秒間におけるパージ通路３０の圧力上昇度合を上記ＦＴＰセンサ３９の検出信号に基づいて演算する。すなわち、図２に示すように、ＴＰＣＶバルブ３４およびパージバルブ３８を開放し、ＣＤＣＶバルブ３７を閉止することにより、燃料タンク２０と吸気通路５との間で上記パージ通路３０を開通させ、大気側開放通路３２を遮断して、パージ通路３０内に吸気通路５の負圧を導入し、次いで、上記パージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を負圧状態で密閉する。そして、パージバルブ３８を開放してから所定の基準時間ｅ（例えば、２５秒）が経過した時のＦＴＰセンサ３９の検出圧力（第１検出圧力）ｆｔｐ１と、その後、所定の診断時間ｅが経過した時のＦＴＰセンサ３９の検出圧力（第２検出圧力）ｆｔｐ２をそれぞれ読み込み、上記第２検出圧力ｆｔｐ２から上記第１検出圧力ｆｔｐ１を減算することにより、上記診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合を求める。そして、上記診断時間ｅ内における圧力上昇度合の演算値と、運転状態に応じて設定された基準値とを比較し、上記圧力上昇度合が基準値よりも大きいときは、パージ通路３０内の負圧を適正に維持することができない故障、例えばパージ通路３０に亀裂が形成される等の軽度の故障（スモールリーク）があると判定する。
【００１９】
また、パージ通路３０内を所定の負圧状態とするのに要した時間を測定して、この測定時間が予め設定された基準時間ｄ（例えば、３０秒）よりも長い場合には、パージ通路３０の接続不良等に起因する重度の故障（ラージリーク）があると判定するとともに、パージバルブ３８を開放してから上記基準時間ｄが経過した時点におけるＦＴＰセンサ３９の第１検出圧力ｆｔｐ１と、運転状態に応じて設定された基準圧力とを比較して、第１検出圧力ｆｔｐ１が基準圧力よりも高いときは、パージバルブ３８を全閉状態とすることができないバルブ故障によるラージリークが発生したと判定する。
【００２０】
また、蒸発燃料供給系の故障診断時に上記診断時間ｅよりも短い時間に設定されたサンプリング時間、例えば後述する故障診断時の制御サイクル、またはこの制御サイクルとは関係なく１秒程度に設定されたサンプリング毎に、パージ通路３０の圧力変化量をＦＴＰセンサ３９の検出信号に基づいて演算し、また、診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合と、所定の係数とを掛け合わせる等により、上記圧力上昇度合が増大するのに従って大きな値となるよう揺れ度合判別用のしきい値を設定する。そして、上記診断時間ｅ内においてサンプリング時間毎に演算された各圧力変化量のうち最大値を求め、この最大値と、上記揺れ度合判別用のしきい値とを比較して、このしきい値よりも圧力変化量の最大値が大きいときは、燃料タンク２０内において大きな油面の揺れが生じているため燃料の気化が促進され易い状態にあるとして、蒸発燃料供給系の故障判定を中止する。また、残量センサ２６の出力信号に基づいて油面の揺れが大きいか否かを判定し、油面の揺れが大きいときは、燃料の気化が促進され易い状態にあると判断して、蒸発燃料供給系の故障判定を中止する。
【００２１】
また、制御ユニット４０は、上記ＦＴＰセンサ３９および残量センサ２６の異常診断の処理を行う。この処理は、ＦＴＰセンサ３９および残量センサ２６の劣化等に起因してセンサ信号にノイズが発生した異常状態を検出するものであって、誤検出を防止するため、車体振動による燃料タンク２０内の燃料の油面の揺れが収まり、燃料蒸発量の変化による内部圧力の変動や油面レベルの変動が小さくなった状態で実行される。
【００２２】
ＦＴＰセンサ３９の異常診断においては、車両の停止を車速によって検出し、車両が停止してから所定期間が経過した後のセンサ出力の変化度合が所定度合以上のとき、ＦＴＰセンサ３９が異常であると判定する。図３に示すように、正常時のセンサ信号は、車両停止後、次第に振幅が小さくなるが、劣化等によりノイズが発生した場合は、車両停止後所定期間が経過して車体振動に起因するセンサ信号の変動が収まっても、センサ信号にはノイズによる振動の大きな変動が残る。そこで、車両が停止してから所定期間が経過した後のセンサ信号の振幅が所定値以上のとき、ＦＴＰセンサ３９が異常であると判定するのである。より詳しくは、車両略停止時の車速が検出されてから所定期間が経過した後の第２の所定期間におけるセンサ出力値の変動の振幅を検出し、該振幅が所定振幅以上のときＦＴＰセンサ３９が異常であると判定する。
【００２３】
残量センサ２６の異常診断も、同様で、車両が停止してから所定期間が経過した後のセンサ出力値の変化度合を例えばセンサ信号の振幅で見て、その変化度合（振幅）が所定度合以上のとき、残量センサ２６が異常であると判定する。より詳しくは、車両略停止時の車速が検出されてから所定期間が経過した後の第２の所定期間におけるセンサ出力値の変動の振幅を検出し、該振幅が所定振幅以上のとき残量センサ２６が異常であると判定する。
【００２４】
図４〜図６は、上記蒸発燃料供給系の故障診断の処理を実行するフローチャートであって、スタートすると、ステップＳ１においてエンジンが作動状態にあるか否かを判定し、ＹＥＳと判定したときは、ステップＳ２においてパージ通路３０内を負圧状態とする基準時間ｄをカウントするための減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を０にリセットする。
【００２５】
次に、ステップＳ３においてスロットル開度ｔｖｏの検出値が予め設定された基準開度ａよりも小さいか否かを判定する。この基準開度ａは、スロットル弁８を２０〜２５％程度開放したエンジンの軽負荷運転時に対応した値に設定されるものである。そして、ステップＳ３の判定がＮＯのときは、エンジンが高負荷運転状態にあって、吸気流量が多く、蒸発燃料供給系の故障診断のためにパージ通路３０内を所定の負圧状態とすることができない場合があるということで、ステップＳ４においてＴＰＣＶバルブ３４を閉止し、次いで、ステップＳ５においてＣＤＣＶバルブ３７を開放し、ステップＳ２にリターンする。
【００２６】
ステップＳ３の判定がＹＥＳのときは、エンジンが所定の軽負荷運転状態にあるということで、この場合は、ステップＳ６においてエンジン運転状態を検出する各センサの検出値を入力し、次いで、ステップＳ７において蒸発燃料供給系に重度の故障（ラージリーク）が生じているか否かを判定するための負圧の判定基準となる基準圧力ｂを、水温および大気圧の検出値に基づいて設定する。基準圧力ｂは、−２００ｍｍＡｑ程度の負圧に設定され、高地走行時にエンジン回転数が低下傾向をなることに起因してパージ通路の負圧が十分に確保されないことによる故障誤判定を防止するよう、大気圧が低い程絶対値の小さい負圧、つまり高い圧力に設定される。
【００２７】
次ぎに、ステップＳ８で、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したか否かを判定し、ＮＯのときは、上記ステップＳ４に進む。そして、ステップＳ８の判定がＹＥＳで、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したときは、ステップＳ９においてＣＤＣＶバルブ３７を閉止し、その後、ステップＳ１０においてパージバルブ３８を開放し、更に、ステップＳ１１においてＴＰＣＶバルブ３４を開放する。こうしてＣＤＣＶバルブ３７が閉止され、パージバルブ３８およびＴＰＣＶバルブ３４が開放されと、吸気通路５内の負圧がパージ通路３０内に導入される。そして、図２に示すように、ＣＤＣＶバルブ３７が閉止されパージバルブ３８およびＴＰＣＶバルブ３４が開放された時点Ｔ１から、パージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが次第に低下する。
【００２８】
その後、ステップＳ１２において減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を１だけ加算し、次いで、ステップＳ１３においてスロットル開度ｔｖｏの検出値が基準開度ａよりも小さいか否かを再び判定する。
【００２９】
そして、ステップＳ１３の判定がＮＯで、スロットル開度ｔｖｏが上記基準開度ａよりも大きいというときは、ステップＳ１４においてタイマＴｔｖｄによりスロットル開度ディレィ時間のカウントを行い、ステップＳ１５においてタイマＴｔｖｄのカウント値と、予め設定された１秒程度の基準時間ｃとを比較してタイマＴｔｖｄがタイムアップしたか否かを判定し、判定がＹＥＳで、タイムアップしていないというときは、ステップＳ６に戻って上記制御動作を繰り返す。
【００３０】
また、ステップＳ１５の判定がＮＯで、タイマＴｔｖｄがタイムアップしたときは、スロットル開度ｔｖｏが基準開度ａよりも大きい状態が所定時間に亙って継続されたということで、この場合は、パージ通路３０内の負圧が十分得られないことに起因する誤判定を防止するため、ステップＳ１６においてタイマＴｔｖｄのカウント値を０にリセットした後、故障診断を行わずにステップＳ４にリターンする。
【００３１】
また、上記ステップＳ１３の判定がＹＥＳ、つまり、スロットル開度ｔｖｏの検出値が上記基準開度ａより小さい、あるいは上記基準時間ｃ内にスロットル開度ｔｖｏの検出値が基準開度ａよりも小さくなったという場合は、ステップＳ１７において、ＦＴＰセンサ３９によって検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐがステップＳ７で設定された基準圧力ｂよりも低いか否かを判定する。そして、ステップＳ１７でＮＯ、つまりパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが基準圧力ｂよりも高いと判定したときは、ステップＳ１８において減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値が予め設定された３０秒程度の基準時間ｄ以上となったか否かを判定し、ステップＳ１８の判定がＮＯのときは、ステップＳ６にリターンして上記制御動作を繰り返す。
【００３２】
また、ステップＳ１８の判定がＹＥＳで、上記基準時間ｄが経過した時点Ｔ2でもパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが上記基準圧力ｂよりも低くなっていないというときは、蒸発燃料供給系に重度の故障（ラージリーク）があるということで、ステップＳ１９で故障が発生したことを表示する信号を出力して制御動作を終了する。
【００３３】
そして、ステップＳ１７の判定がＹＥＳで、パージ通路３０の内部圧力が基準圧力ｂよりも低くなった場合は、ステップＳ２０においてパージ通路３０の圧力上昇度合を測定するための診断時間ｅをカウントする負圧保持タイマＴｐｇｏｆを０にリセットし、次いで、ステップＳ２１において記憶手段に記憶された圧力変化量の最大値ｆｔｂｒｍａｘの記憶値を０にリセットする。
【００３４】
次に、ステップＳ２２においてパージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を密閉する。そして、上記基準時間ｄが経過した時点Ｔ２で、ステップＳ２３においてＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力を第１検出圧力ｆｔｐ１として記憶した後、ステップＳ２４においてパージバルブ３８の故障を判定するための基準圧力Ｐ１を、水温および大気圧の検出値に基づいて設定する。上記基準圧力Ｐ１は、通常の運転状態では、例えば−１３０ｍｍＡｑ程度の値に設定される。
【００３５】
そして、ステップＳ２５において上記第１検出圧力ｆｔｐ１が基準圧力Ｐ１よりも大きいか否かを判定し、このステップＳ２５の判定がＹＥＳのときは、蒸発燃料供給系に中度の故障（リーク）が生じた状態であるということで、ステップＳ２６において蒸発燃料供給系に中度の故障（リーク）が発生したことを表示させる信号を出力して制御動作を終了する。
【００３６】
また、上記ステップＳ２５でＮＯと判定したときは、ステップＳ２７においてエンジンの運転状態を検出する各センサの検出値を入力した後、ステップＳ２８において蒸発燃料供給系に軽度の故障（スモールリーク）が生じているか否かの判定基準となる圧力上昇度合の基準値Ｐｒを、水温および大気圧の検出値に基づいて設定し、次いで、ステップＳ２９において、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立しているか否かを判定する。そして、ステップＳ２９の判定がＮＯのときは、ステップＳ４へ進む。
【００３７】
ステップＳ２９の判定がＹＥＳで、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立しているというときは、ステップＳ３０において減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を１だけ加算した後、ステップＳ３１において、残量センサ２６の検出信号に基づいて油面の揺れが大きいか否かを判定する。そして、ステップＳ３１の判定がＹＥＳで、油面の揺れが大きいというときは、蒸発燃料供給系の故障判定を実行すべき状態にないということで、ステップＳ４へ進む。
【００３８】
また、上記ステップＳ３１の判定がＮＯのときは、ステップＳ３２において、ＦＴＰセンサ３９により検出された今回のパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐの前回値との偏差を求めることにより今回の制御時における圧力変化量ｆｔｐｒを演算し、次いで、ステップＳ３３において、上記圧力変化量ｆｔｐｒを記憶値と比較して、大きい方を最大値ｆｔｐｒｍａｘとして記憶手段に記憶させる。
【００３９】
次に、ステップＳ３４において上記タイマＴｐｇｏｆのカウント値を予め設定された２５秒程度の診断時間ｅと比較して、タイマＴｐｇｏｆがタイムアップした否かを判定し、判定がＮＯで、タイムアップしていないというときは、ステップＳ２７に戻って上記制御動作を繰り返す。そして、ステップＳ３４の判定がＹＥＳで、上記診断時間ｅが経過したというとき（図２におけるＴ3）は、ステップＳ３５において、ＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐを第２検出圧力ｆｔｐ２として記憶し、次いで、ステップＳ３６において、第２検出圧力ｆｔｐ２から第１検出圧力ｆｔｐ１を減算することにより、診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）を求める。
【００４０】
次に、ステップＳ３７において、診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）の絶対値と、予め設定された係数Ｋとを掛け合わせた値（ｋ×｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜）を、揺れ度合判別用のしきい値Ａとして設定する。
【００４１】
そして、ステップＳ３８において、上記ステップＳ３３で求めた圧力変化量の最大値ｆｔｐｒｍａｘが上記揺れ度合判別用のしきい値Ａよりも小さいか否かを判定し、その判定がＮＯで、燃料タンク２０内の燃料の油面の揺れが大きく、燃料の気化が促進されることにより、パージ通路３０の内部圧力が短時間で大きく上昇し易い状態にあるという場合は、故障判定を実施せず、ステップＳ４にリターンする。
【００４２】
また、ステップＳ３８の判定がＹＥＳで、燃料タンク２０内の燃料の油面の揺れが小さいというときは、ステップＳ３９において、上記圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が第２基準値Ｐｒよりも小さいか否かを判定する。
【００４３】
そして、ステップＳ３９の判定がＮＯで、パージ通路３０の圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が第２基準値Ｐｒ以上のときは、ステップＳ４０において、パージ通路３０に亀裂が形成される等の故障が発生したことを表示させる信号を出力する。
【００４４】
また、上記ステップＳ３９の判定がＹＥＳで、パージ通路３０の圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が上記第２基準値Ｐｒよりも小さいときは、正常ということで、ステップＳ４１においてＣＶＤＶバルブ３７を開放し、次いで、ステップＳ４２でＴＰＣＶバルブ３４を閉止して、制御処理を終了する。
【００４５】
図７は、上記ＦＴＰセンサ３９の異常診断の処理を実行するフローチャートであって、始動後スタートし、ステップＳ１０１において、ＦＴＰセンサ３９のセンサ出力値を入力する。そして、ステップＳ１０２において、車速が略ゼロ（０）かどうかを判定し、この判定がＮＯで、車速が略ゼロでないときは、診断をしないということで、ステップＳ１０３において、タイマ値ＴAを０にリセットするとともに、センサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘおよび最小値ｆｔｐｍｉｎをそれぞれ０にリセットし、ステップＳ１０２へリターンする。
【００４６】
ステップＳ１０２の判定がＹＥＳで、車速が略ゼロというときは、ステップＳ１０４において、パージバルブ３８の開度変化が小さいかどうかを判定する。この判定は、ＦＴＰセンサ３９の異常診断の処理を、パージ制御を行っている状態でスタートしたときに、パージ制御におけるパージバルブ３８の開度変化が大きいことにより油面が揺れて燃料蒸発量が変わると、誤判定が生ずるため、そのような状態では異常診断を行わないようにするためのものであって、スタートＳ１０４の判定がＮＯで、パージバルブ３８の開度変化が大きいというときは、ステップＳ１０３へ進み、タイマ値ＴAを０にリセットし、センサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘおよび最小値ｆｔｐｍｉｎをそれぞれ０にリセットして、ステップＳ１０２へリターンする。
【００４７】
そして、ステップＳ１０４の判定がＹＥＳで、パージバルブ３８の開度変化が小さいというときは、ステップＳ１０５においてタイマ値ＴAに１を加算し、次いで、ステップＳ１０６においてタイマ値ＴAが所定値ＴA1（所定期間）以上になったか否かを判定して、ステップＳ１０６の判定がＮＯで、タイマ値ＴAが所定値ＴA1に達していないというときは、ステップＳ１０１にリターンして、以上の処理を繰り返す。
【００４８】
そして、ステップＳ１０６の判定がＹＥＳで、タイマ値ＴAが所定値ＴA1以上になったときは、ステップＳ１０７〜１１０においてセンサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘおよび最小値ｆｔｐｍｉｎを求める。すなわち、ステップＳ１０７において、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでに記憶された最大値ｆｔｐｍａｘより大きいか否かを判定して、判定がＹＥＳで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最大値ｆｔｐｍａｘより大きいときは、ステップＳ１０８において今回のセンサ出力値ｆｔｐを新たな最大値ｆｔｐｍａｘとして記憶した後、ステップＳ１０９へ進み、判定がＮＯで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最大値ｆｔｐｍａｘ以下のときは、ステップＳ１０９をスキップしてそのままステップＳ１０９へ進む。そして、ステップＳ１０９において今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最小値ｆｔｐｍｉｎより小さいか否かを判定し、判定がＹＥＳで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最小値ｆｔｐｍｉｎより小さいときは、ステップＳ１１０で今回のセンサ出力値ｆｔｐを新たな最小値ｆｔｐｍｉｎとして記憶した後、ステップＳ１１１へ進み、判定がＮＯで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最小値ｆｔｐｍｉｎ以上というときは、ステップＳ１１０をスキップしてそのままスキップＳ１１１へ進む。
【００４９】
そして、ステップＳ１１１においてタイマ値ＴAが所定値ＴA2（第２の所定期間）以上となったか否かを判定し、その判定がＮＯで、タイマ値ＴAがＴA2に達していないというときは、ステップＳ１０１へリターンして、以上の処理を繰り返す。
【００５０】
そして、ステップＳ１１１の判定がＹＥＳで、タイマ値ＴAがＴA2以上となったときは、ステップＳ１１２において、上記センサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘと最小値ｆｔｐｍｉｎとの差の絶対値が所定値Ｈ以上か否かを判定する。そして、その判定がＮＯで、最大値ｆｔｐｍａｘと最小値ｆｔｐｍｉｎとの差の絶対値が所定値Ｈより小さいときは、ＦＴＰセンサ３９が正常であると判定して記憶し、最大値ｆｔｐｍａｘと最小値ｆｔｐｍｉｎとの差の絶対値が所定値Ｈ以上というときは、ＦＴＰセンサ３９に異常（故障）が発生したと判定して記憶する。
【００５１】
残量センサ２６の異常診断の処理は、上記ＦＴＰセンサ３９の異常診断の場合と同様である。この場合のフローチャートは、図７のフローチャートにおけるｆｔｐを残量センサ２６のセンサ出力値に代え、ｆｔｐｍａｘおよびｆｔｐｍｉｎを残量センサ２６の出力値の最大値および最小値に代えたものとなる。
【００５２】
なお、本発明は、圧力センサ，残量センサに限らず、燃料タンクに配置される他のセンサの異常診断にも適用できるものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料タンクに配置される圧力センサ，残量センサ等のセンサの出力信号にノイズが発生した場合の異常を簡単な方法で確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るエンジンのシステム図である。
【図２】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理を示すタイムチャートである。
【図３】 圧力センサの異常診断の処理を示すタイムチャートある。
【図４】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理のフローチャートの一部である。
【図５】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理のフローチャートの一部である。
【図６】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理のフローチャートの一部である。
【図７】 圧力センサの異常診断の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
２０ 燃料タンク
２６ 残量センサ
３４ ＰＣＴＶバルブ
３７ ＣＤＣＶバルブ
３８ パージバルブ
３９ ＦＴＰセンサ（燃料タンク内圧力センサ）
４０ ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
４２ 車速センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるエンジンの燃料タンクに配置されるセンサの劣化等による出力値の異常を検出する異常診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるエンジンの燃料タンクの上面とエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路を設け、該パージ通路にキャニスタを配設し、キャニスタと吸気通路との間にパージバルブを設けて、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を上記キャニスタに一旦吸着させ、所定の運転領域で上記パージバルブを開いて吸気負圧でキャニスタ内の蒸発燃料を大気開放通路からの外気とともに吸気通路に供給するようにした蒸発燃料供給装置が従来から知られている。
【０００３】
そして、この蒸発燃料供給装置の故障診断の手法として、診断時に、パージバブルを開き、燃料タンク内に吸気負圧を作用させて、タンク内圧力が所定負圧まで下がるかどうかによってパージ通路の接続不良やバージバルブの閉じ不良等に起因する重度の漏れ（ラージリーク）を診断し、また、タンク内圧力が所定負圧まで下がった状態でパージバルブを閉じ、パージ通路を密閉して、密閉後の燃料タンク内の圧力の戻り具合でパージ通路の亀裂等による軽度の漏れ（スモールリーク）を診断することが行われている。
【０００４】
また、そうした故障診断のためのタンク内圧力検出のセンサが正常に機能しているかどうかを診断する装置として、特開平５−１９５８９５号公報に記載されているように、エンジン始動後所定時間内におけるセンサ出力値の変化が所定値より小さいときに圧力センサの異常と判定する装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記蒸発燃料供給装置の故障診断では、タンク内圧力を検出する圧力センサが正常に機能していないと正確な診断ができない。そこで、タンク内圧力を検出する圧力センサに異常がないかどうかの診断を行う必要がある。また、車体の振動によりタンク内の燃料の油面の揺れが激しいと、蒸発燃料が急増し、蒸発燃料供給装置の正確な故障診断ができなくなるため、燃料タンクに配置された残量センサによって燃料タンク内の燃料の油面の揺れを検出し、油面の揺れが大きい時には診断を中止することが考えられるが、そうした制御を行って蒸発燃料供給装置の故障診断の信頼性を高めるためには、上記残量センサが正常に機能していることが不可欠で、したがって、この残量センサに異常がないかどうかの診断を行う必要がある。
【０００６】
ところで、燃料タンクに配置される圧力センサは、劣化等に起因してセンサ出力にノイズが発生することにより、振幅の大きな異常信号を出力する場合があり、また、残量センサの場合も同様で、劣化等に起因してノイズがのった異常なセンサ信号を出力する場合がある。そして、このノイズによるセンサ信号の異常は、エンジン始動後所定時間内におけるセンサ出力値の変化が所定値より小さいときにセンサの異常と判定するという上記従来の手法では診断できない。ノイズが発生した場合は、逆に、センサ出力値の変化が大きくなるのである。しかし、ノイズが発生した場合のセンサの異常は、単にセンサ出力値の変化が大きいことを検出するだけでは判定できない。車両に搭載されるエンジンの燃料タンクに配置されるセンサの場合、車体が振動するとタンク内の燃料の油面が揺れることによって、燃料の蒸発量が変わるため、タンク内圧力を検出する圧力センサの出力値が変化し、また、燃料の油面が揺れることにより、燃料タンクに配置された残量センサの出力値が変化する。そして、そうした車体振動に起因するセンサ出力値の変化を上記ノイズ発生によるセンサ出力値の変化と誤判定することがある。
【０００７】
したがって、燃料タンクに配置される圧力センサ，残量センサ等のセンサの出力信号にノイズが発生した異常状態を誤判定することなく確実に検出できるようにすることが課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による装置は、車両に搭載されるエンジンへの供給燃料を貯蔵する燃料タンク内の燃料の残量を検出する残量センサの異常を検出する装置であって、車両の速度を検出する車速検出手段と、該車速検出手段により車両の停止が検出されているときに前記残量センサの異常診断の判定を行う異常判定手段とを備え、前記異常判定手段は、車両の停止が検出されてから前記燃料タンク内の油面の揺れが収束するのを待って、前記燃料タンク内の油面の揺れが収束した後の所定期間における前記残量センサ出力値の変動の振幅が所定振幅以上のとき、前記残量センサが異常であると判定するものである。残量センサは、燃料の液面に浮上するフロートの位置に基づいて燃料の残量を検出するフロートセンサであってよい。そして、この装置は、前記燃料タンクから発生する蒸発燃料を、パージバルブを介して前記エンジンの吸気通路に供給するパージ通路を備え、前記異常判定手段は、前記パージバルブの開度変化が大きいときには異常診断の判定を行わないものであるのがよい。
【０００９】
この異常診断装置によれば、車両が停止して所定期間が経過し、燃料タンク内の燃料の油面の揺れが収束し、油面の揺れによるセンサ出力値の変化がない状態で、残量センサの出力値の変化度合に基づいて異常診断が実行される。そして、残量センサの出力値の変化度合が所定度合以上のとき、異常と判定される。この場合も、センサの劣化等に起因したノイズ発生によるセンサ信号の異常を、誤判定を防止しつつ簡単かつ確実に検出でき、残量センサの異常を速やかに且つ確実に診断できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明が適用されるエンジンの概略システムを示している。この図において、１はシリンダを有するエンジン本体であり、そのシリンダの燃焼室２には吸気弁によって開閉される吸気ポート３及び排気弁によってによって開閉される排気ポート４が開口し、燃焼室２頂部には点火プラグ１８が配置されている。
【００１２】
上記吸気ポート３には吸気通路５が接続され、排気ポート４には排気通路１３が接続されている。そして、吸気通路５には、その上流側から順にエアクリーナ６，エアフローセンサ７，スロットル弁８及びサージタンク９が設けられるとともに、吸気ポート５の近傍に、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１０が設けられている。さらに、上記スロットル弁８をバイパスするＩＳＣ通路１１が設けられ、このＩＳＣ通路１１には、アイドル回転数制御のためにこの通路１１の空気流量を調節するＩＳＣバルブ１２が設けられている。一方、排気通路１３にはＯ2センサ１４，触媒装置１５等が設けられている。また、吸気通路５には、スロットル弁８の開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられ、エンジン本体１には、エンジンの図示しないクランクシャフトの回転角を検出するクランクアングルセンサ１７と、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ１９が設けられている。
【００１３】
上記インジェクタ１０に対して燃料を供給する燃料系は、燃料タンク２０，燃料ポンプ２１，燃料供給通路２２及びリターン通路２３を備え、上記燃料ポンプ２１により燃料タンク２０から燃料供給通路２２を通してインジェクタ１０に燃料が送られるようになっている。上記燃料供給通路２２にはフューエルフィルタ２４が介設されている。また、上記リターン通路２３には、吸気圧に応じて燃圧を調整するプレッシャレギュレータ２５が設けられている。また、燃料タンク２０内には、燃料の液面に浮上するフロートの位置に基づいて燃料の残量を検出するよう燃料タンク２０の上面にフロートタイプの残量センサ（油面センサ）２６が配置されている。
【００１４】
また、上記燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を吸気側に供給する蒸発燃料供給系が設けられている。この蒸発燃料供給系は、パージ通路３０を備えており、このパージ通路３０は、上流端が燃料タンク２０の上部に接続されるとともに、下流端が吸気通路５のサージタンク９に接続されている。そして、このパージ通路３０の途中には蒸発燃料を吸着するキャニスタ３１が介設されており、このキャニスタ３１に大気開放通路３２が接続されている。
【００１５】
燃料タンク２０とキャニスタ３１との間のパージ通路３０には、燃料タンク２０内の圧力が高くなったときにタンク内圧をキャニスタ３１側へ逃がすチェックバルブ３３が設けられるとともに、これと並列にソレノイドバルブからなる開閉バルブ（以下ＴＰＣＶバルブと称する）３４が設けられている。また、上記大気開放通路３２には、エアフィルタ３５及びチェックバルブ３６が設けられるとともに、ソレノイドバルブからなる開閉バルブ（以下ＣＤＣＶバルブと称する）３７が設けられている。
【００１６】
上記キャニスタ３１とサージタンク９との間のパージ通路３０には、蒸発燃料を含むパージガスの供給量（パージ量）を調節ためのデューティソレノイドバルブからなるパージバルブ３８が設けられている。また、蒸発燃料供給系には、パージバルブ３８よりも燃料タンク２０側におけるパージ通路３０の圧力として燃料タンク２０内の圧力を検出する燃料タンク内圧力センサ（以下ＦＴＰセンサと称する）３９が設けられている。
【００１７】
上記パージバルブ３８、ＴＰＣＶバルブ３４およびＣＤＣＶバルブ３７はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０に接続されている。そして、ＥＣＵ４０には、エアフローメータ７，Ｏ2センサ１４，スロットル開度センサ１６，クランクアングルセンサ１７，水温センサ１９，残量センサ２６，ＦＴＰセンサ３９，大気圧を検出する大気圧センサ４１，エンジンを搭載した車両の速度を検出する車速センサ４２等の検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ４０はこれら入力された情報に基づいてインジェクタ１０，点火プラグ１８，ＩＳＣバルブ１２等の制御を行い、また、パージバルブ３８，ＴＰＣＶバルブ３４およびＣＤＣＶバルブ３７を制御して、キャニスタ３１に吸着された燃料をエンジンの特定運動領域で吸気通路５に供給するパージ制御を行うとともに、蒸発燃料供給系の故障診断処理を行う。
【００１８】
蒸発燃料供給系の故障診断処理では、パージ通路内３０に吸気通路５の負圧を導入し、さらにパージ通路３０を密閉した状態で、予め設定された診断時間内、例えば２５秒間におけるパージ通路３０の圧力上昇度合を上記ＦＴＰセンサ３９の検出信号に基づいて演算する。すなわち、図２に示すように、ＴＰＣＶバルブ３４およびパージバルブ３８を開放し、ＣＤＣＶバルブ３７を閉止することにより、燃料タンク２０と吸気通路５との間で上記パージ通路３０を開通させ、大気側開放通路３２を遮断して、パージ通路３０内に吸気通路５の負圧を導入し、次いで、上記パージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を負圧状態で密閉する。そして、パージバルブ３８を開放してから所定の基準時間ｅ（例えば、２５秒）が経過した時のＦＴＰセンサ３９の検出圧力（第１検出圧力）ｆｔｐ１と、その後、所定の診断時間ｅが経過した時のＦＴＰセンサ３９の検出圧力（第２検出圧力）ｆｔｐ２をそれぞれ読み込み、上記第２検出圧力ｆｔｐ２から上記第１検出圧力ｆｔｐ１を減算することにより、上記診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合を求める。そして、上記診断時間ｅ内における圧力上昇度合の演算値と、運転状態に応じて設定された基準値とを比較し、上記圧力上昇度合が基準値よりも大きいときは、パージ通路３０内の負圧を適正に維持することができない故障、例えばパージ通路３０に亀裂が形成される等の軽度の故障（スモールリーク）があると判定する。
【００１９】
また、パージ通路３０内を所定の負圧状態とするのに要した時間を測定して、この測定時間が予め設定された基準時間ｄ（例えば、３０秒）よりも長い場合には、パージ通路３０の接続不良等に起因する重度の故障（ラージリーク）があると判定するとともに、パージバルブ３８を開放してから上記基準時間ｄが経過した時点におけるＦＴＰセンサ３９の第１検出圧力ｆｔｐ１と、運転状態に応じて設定された基準圧力とを比較して、第１検出圧力ｆｔｐ１が基準圧力よりも高いときは、パージバルブ３８を全閉状態とすることができないバルブ故障によるラージリークが発生したと判定する。
【００２０】
また、蒸発燃料供給系の故障診断時に上記診断時間ｅよりも短い時間に設定されたサンプリング時間、例えば後述する故障診断時の制御サイクル、またはこの制御サイクルとは関係なく１秒程度に設定されたサンプリング毎に、パージ通路３０の圧力変化量をＦＴＰセンサ３９の検出信号に基づいて演算し、また、診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合と、所定の係数とを掛け合わせる等により、上記圧力上昇度合が増大するのに従って大きな値となるよう揺れ度合判別用のしきい値を設定する。そして、上記診断時間ｅ内においてサンプリング時間毎に演算された各圧力変化量のうち最大値を求め、この最大値と、上記揺れ度合判別用のしきい値とを比較して、このしきい値よりも圧力変化量の最大値が大きいときは、燃料タンク２０内において大きな油面の揺れが生じているため燃料の気化が促進され易い状態にあるとして、蒸発燃料供給系の故障判定を中止する。また、残量センサ２６の出力信号に基づいて油面の揺れが大きいか否かを判定し、油面の揺れが大きいときは、燃料の気化が促進され易い状態にあると判断して、蒸発燃料供給系の故障判定を中止する。
【００２１】
また、制御ユニット４０は、上記ＦＴＰセンサ３９および残量センサ２６の異常診断の処理を行う。この処理は、ＦＴＰセンサ３９および残量センサ２６の劣化等に起因してセンサ信号にノイズが発生した異常状態を検出するものであって、誤検出を防止するため、車体振動による燃料タンク２０内の燃料の油面の揺れが収まり、燃料蒸発量の変化による内部圧力の変動や油面レベルの変動が小さくなった状態で実行される。
【００２２】
ＦＴＰセンサ３９の異常診断においては、車両の停止を車速によって検出し、車両が停止してから所定期間が経過した後のセンサ出力の変化度合が所定度合以上のとき、ＦＴＰセンサ３９が異常であると判定する。図３に示すように、正常時のセンサ信号は、車両停止後、次第に振幅が小さくなるが、劣化等によりノイズが発生した場合は、車両停止後所定期間が経過して車体振動に起因するセンサ信号の変動が収まっても、センサ信号にはノイズによる振動の大きな変動が残る。そこで、車両が停止してから所定期間が経過した後のセンサ信号の振幅が所定値以上のとき、ＦＴＰセンサ３９が異常であると判定するのである。より詳しくは、車両略停止時の車速が検出されてから所定期間が経過した後の第２の所定期間におけるセンサ出力値の変動の振幅を検出し、該振幅が所定振幅以上のときＦＴＰセンサ３９が異常であると判定する。
【００２３】
残量センサ２６の異常診断も、同様で、車両が停止してから所定期間が経過した後のセンサ出力値の変化度合を例えばセンサ信号の振幅で見て、その変化度合（振幅）が所定度合以上のとき、残量センサ２６が異常であると判定する。より詳しくは、車両略停止時の車速が検出されてから所定期間が経過した後の第２の所定期間におけるセンサ出力値の変動の振幅を検出し、該振幅が所定振幅以上のとき残量センサ２６が異常であると判定する。
【００２４】
図４〜図６は、上記蒸発燃料供給系の故障診断の処理を実行するフローチャートであって、スタートすると、ステップＳ１においてエンジンが作動状態にあるか否かを判定し、ＹＥＳと判定したときは、ステップＳ２においてパージ通路３０内を負圧状態とする基準時間ｄをカウントするための減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を０にリセットする。
【００２５】
次に、ステップＳ３においてスロットル開度ｔｖｏの検出値が予め設定された基準開度ａよりも小さいか否かを判定する。この基準開度ａは、スロットル弁８を２０〜２５％程度開放したエンジンの軽負荷運転時に対応した値に設定されるものである。そして、ステップＳ３の判定がＮＯのときは、エンジンが高負荷運転状態にあって、吸気流量が多く、蒸発燃料供給系の故障診断のためにパージ通路３０内を所定の負圧状態とすることができない場合があるということで、ステップＳ４においてＴＰＣＶバルブ３４を閉止し、次いで、ステップＳ５においてＣＤＣＶバルブ３７を開放し、ステップＳ２にリターンする。
【００２６】
ステップＳ３の判定がＹＥＳのときは、エンジンが所定の軽負荷運転状態にあるということで、この場合は、ステップＳ６においてエンジン運転状態を検出する各センサの検出値を入力し、次いで、ステップＳ７において蒸発燃料供給系に重度の故障（ラージリーク）が生じているか否かを判定するための負圧の判定基準となる基準圧力ｂを、水温および大気圧の検出値に基づいて設定する。基準圧力ｂは、−２００ｍｍＡｑ程度の負圧に設定され、高地走行時にエンジン回転数が低下傾向をなることに起因してパージ通路の負圧が十分に確保されないことによる故障誤判定を防止するよう、大気圧が低い程絶対値の小さい負圧、つまり高い圧力に設定される。
【００２７】
次ぎに、ステップＳ８で、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したか否かを判定し、ＮＯのときは、上記ステップＳ４に進む。そして、ステップＳ８の判定がＹＥＳで、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立したときは、ステップＳ９においてＣＤＣＶバルブ３７を閉止し、その後、ステップＳ１０においてパージバルブ３８を開放し、更に、ステップＳ１１においてＴＰＣＶバルブ３４を開放する。こうしてＣＤＣＶバルブ３７が閉止され、パージバルブ３８およびＴＰＣＶバルブ３４が開放されと、吸気通路５内の負圧がパージ通路３０内に導入される。そして、図２に示すように、ＣＤＣＶバルブ３７が閉止されパージバルブ３８およびＴＰＣＶバルブ３４が開放された時点Ｔ１から、パージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが次第に低下する。
【００２８】
その後、ステップＳ１２において減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を１だけ加算し、次いで、ステップＳ１３においてスロットル開度ｔｖｏの検出値が基準開度ａよりも小さいか否かを再び判定する。
【００２９】
そして、ステップＳ１３の判定がＮＯで、スロットル開度ｔｖｏが上記基準開度ａよりも大きいというときは、ステップＳ１４においてタイマＴｔｖｄによりスロットル開度ディレィ時間のカウントを行い、ステップＳ１５においてタイマＴｔｖｄのカウント値と、予め設定された１秒程度の基準時間ｃとを比較してタイマＴｔｖｄがタイムアップしたか否かを判定し、判定がＹＥＳで、タイムアップしていないというときは、ステップＳ６に戻って上記制御動作を繰り返す。
【００３０】
また、ステップＳ１５の判定がＮＯで、タイマＴｔｖｄがタイムアップしたときは、スロットル開度ｔｖｏが基準開度ａよりも大きい状態が所定時間に亙って継続されたということで、この場合は、パージ通路３０内の負圧が十分得られないことに起因する誤判定を防止するため、ステップＳ１６においてタイマＴｔｖｄのカウント値を０にリセットした後、故障診断を行わずにステップＳ４にリターンする。
【００３１】
また、上記ステップＳ１３の判定がＹＥＳ、つまり、スロットル開度ｔｖｏの検出値が上記基準開度ａより小さい、あるいは上記基準時間ｃ内にスロットル開度ｔｖｏの検出値が基準開度ａよりも小さくなったという場合は、ステップＳ１７において、ＦＴＰセンサ３９によって検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐがステップＳ７で設定された基準圧力ｂよりも低いか否かを判定する。そして、ステップＳ１７でＮＯ、つまりパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが基準圧力ｂよりも高いと判定したときは、ステップＳ１８において減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値が予め設定された３０秒程度の基準時間ｄ以上となったか否かを判定し、ステップＳ１８の判定がＮＯのときは、ステップＳ６にリターンして上記制御動作を繰り返す。
【００３２】
また、ステップＳ１８の判定がＹＥＳで、上記基準時間ｄが経過した時点Ｔ2でもパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐが上記基準圧力ｂよりも低くなっていないというときは、蒸発燃料供給系に重度の故障（ラージリーク）があるということで、ステップＳ１９で故障が発生したことを表示する信号を出力して制御動作を終了する。
【００３３】
そして、ステップＳ１７の判定がＹＥＳで、パージ通路３０の内部圧力が基準圧力ｂよりも低くなった場合は、ステップＳ２０においてパージ通路３０の圧力上昇度合を測定するための診断時間ｅをカウントする負圧保持タイマＴｐｇｏｆを０にリセットし、次いで、ステップＳ２１において記憶手段に記憶された圧力変化量の最大値ｆｔｂｒｍａｘの記憶値を０にリセットする。
【００３４】
次に、ステップＳ２２においてパージバルブ３８を閉止してパージ通路３０を密閉する。そして、上記基準時間ｄが経過した時点Ｔ２で、ステップＳ２３においてＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力を第１検出圧力ｆｔｐ１として記憶した後、ステップＳ２４においてパージバルブ３８の故障を判定するための基準圧力Ｐ１を、水温および大気圧の検出値に基づいて設定する。上記基準圧力Ｐ１は、通常の運転状態では、例えば−１３０ｍｍＡｑ程度の値に設定される。
【００３５】
そして、ステップＳ２５において上記第１検出圧力ｆｔｐ１が基準圧力Ｐ１よりも大きいか否かを判定し、このステップＳ２５の判定がＹＥＳのときは、蒸発燃料供給系に中度の故障（リーク）が生じた状態であるということで、ステップＳ２６において蒸発燃料供給系に中度の故障（リーク）が発生したことを表示させる信号を出力して制御動作を終了する。
【００３６】
また、上記ステップＳ２５でＮＯと判定したときは、ステップＳ２７においてエンジンの運転状態を検出する各センサの検出値を入力した後、ステップＳ２８において蒸発燃料供給系に軽度の故障（スモールリーク）が生じているか否かの判定基準となる圧力上昇度合の基準値Ｐｒを、水温および大気圧の検出値に基づいて設定し、次いで、ステップＳ２９において、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立しているか否かを判定する。そして、ステップＳ２９の判定がＮＯのときは、ステップＳ４へ進む。
【００３７】
ステップＳ２９の判定がＹＥＳで、蒸発燃料供給系の故障判定条件が成立しているというときは、ステップＳ３０において減圧タイマＴｐｇｏｎのカウント値を１だけ加算した後、ステップＳ３１において、残量センサ２６の検出信号に基づいて油面の揺れが大きいか否かを判定する。そして、ステップＳ３１の判定がＹＥＳで、油面の揺れが大きいというときは、蒸発燃料供給系の故障判定を実行すべき状態にないということで、ステップＳ４へ進む。
【００３８】
また、上記ステップＳ３１の判定がＮＯのときは、ステップＳ３２において、ＦＴＰセンサ３９により検出された今回のパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐの前回値との偏差を求めることにより今回の制御時における圧力変化量ｆｔｐｒを演算し、次いで、ステップＳ３３において、上記圧力変化量ｆｔｐｒを記憶値と比較して、大きい方を最大値ｆｔｐｒｍａｘとして記憶手段に記憶させる。
【００３９】
次に、ステップＳ３４において上記タイマＴｐｇｏｆのカウント値を予め設定された２５秒程度の診断時間ｅと比較して、タイマＴｐｇｏｆがタイムアップした否かを判定し、判定がＮＯで、タイムアップしていないというときは、ステップＳ２７に戻って上記制御動作を繰り返す。そして、ステップＳ３４の判定がＹＥＳで、上記診断時間ｅが経過したというとき（図２におけるＴ3）は、ステップＳ３５において、ＦＴＰセンサ３９により検出されたパージ通路３０の内部圧力ｆｔｐを第２検出圧力ｆｔｐ２として記憶し、次いで、ステップＳ３６において、第２検出圧力ｆｔｐ２から第１検出圧力ｆｔｐ１を減算することにより、診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）を求める。
【００４０】
次に、ステップＳ３７において、診断時間ｅ内におけるパージ通路３０の圧力上昇度合（ｆｔｐ２−ｆｔｐ１）の絶対値と、予め設定された係数Ｋとを掛け合わせた値（ｋ×｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜）を、揺れ度合判別用のしきい値Ａとして設定する。
【００４１】
そして、ステップＳ３８において、上記ステップＳ３３で求めた圧力変化量の最大値ｆｔｐｒｍａｘが上記揺れ度合判別用のしきい値Ａよりも小さいか否かを判定し、その判定がＮＯで、燃料タンク２０内の燃料の油面の揺れが大きく、燃料の気化が促進されることにより、パージ通路３０の内部圧力が短時間で大きく上昇し易い状態にあるという場合は、故障判定を実施せず、ステップＳ４にリターンする。
【００４２】
また、ステップＳ３８の判定がＹＥＳで、燃料タンク２０内の燃料の油面の揺れが小さいというときは、ステップＳ３９において、上記圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が第２基準値Ｐｒよりも小さいか否かを判定する。
【００４３】
そして、ステップＳ３９の判定がＮＯで、パージ通路３０の圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が第２基準値Ｐｒ以上のときは、ステップＳ４０において、パージ通路３０に亀裂が形成される等の故障が発生したことを表示させる信号を出力する。
【００４４】
また、上記ステップＳ３９の判定がＹＥＳで、パージ通路３０の圧力上昇度合の絶対値｜ｆｔｐ２−ｆｔｐ１｜が上記第２基準値Ｐｒよりも小さいときは、正常ということで、ステップＳ４１においてＣＶＤＶバルブ３７を開放し、次いで、ステップＳ４２でＴＰＣＶバルブ３４を閉止して、制御処理を終了する。
【００４５】
図７は、上記ＦＴＰセンサ３９の異常診断の処理を実行するフローチャートであって、始動後スタートし、ステップＳ１０１において、ＦＴＰセンサ３９のセンサ出力値を入力する。そして、ステップＳ１０２において、車速が略ゼロ（０）かどうかを判定し、この判定がＮＯで、車速が略ゼロでないときは、診断をしないということで、ステップＳ１０３において、タイマ値ＴAを０にリセットするとともに、センサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘおよび最小値ｆｔｐｍｉｎをそれぞれ０にリセットし、ステップＳ１０２へリターンする。
【００４６】
ステップＳ１０２の判定がＹＥＳで、車速が略ゼロというときは、ステップＳ１０４において、パージバルブ３８の開度変化が小さいかどうかを判定する。この判定は、ＦＴＰセンサ３９の異常診断の処理を、パージ制御を行っている状態でスタートしたときに、パージ制御におけるパージバルブ３８の開度変化が大きいことにより油面が揺れて燃料蒸発量が変わると、誤判定が生ずるため、そのような状態では異常診断を行わないようにするためのものであって、スタートＳ１０４の判定がＮＯで、パージバルブ３８の開度変化が大きいというときは、ステップＳ１０３へ進み、タイマ値ＴAを０にリセットし、センサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘおよび最小値ｆｔｐｍｉｎをそれぞれ０にリセットして、ステップＳ１０２へリターンする。
【００４７】
そして、ステップＳ１０４の判定がＹＥＳで、パージバルブ３８の開度変化が小さいというときは、ステップＳ１０５においてタイマ値ＴAに１を加算し、次いで、ステップＳ１０６においてタイマ値ＴAが所定値ＴA1（所定期間）以上になったか否かを判定して、ステップＳ１０６の判定がＮＯで、タイマ値ＴAが所定値ＴA1に達していないというときは、ステップＳ１０１にリターンして、以上の処理を繰り返す。
【００４８】
そして、ステップＳ１０６の判定がＹＥＳで、タイマ値ＴAが所定値ＴA1以上になったときは、ステップＳ１０７〜１１０においてセンサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘおよび最小値ｆｔｐｍｉｎを求める。すなわち、ステップＳ１０７において、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでに記憶された最大値ｆｔｐｍａｘより大きいか否かを判定して、判定がＹＥＳで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最大値ｆｔｐｍａｘより大きいときは、ステップＳ１０８において今回のセンサ出力値ｆｔｐを新たな最大値ｆｔｐｍａｘとして記憶した後、ステップＳ１０９へ進み、判定がＮＯで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最大値ｆｔｐｍａｘ以下のときは、ステップＳ１０９をスキップしてそのままステップＳ１０９へ進む。そして、ステップＳ１０９において今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最小値ｆｔｐｍｉｎより小さいか否かを判定し、判定がＹＥＳで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最小値ｆｔｐｍｉｎより小さいときは、ステップＳ１１０で今回のセンサ出力値ｆｔｐを新たな最小値ｆｔｐｍｉｎとして記憶した後、ステップＳ１１１へ進み、判定がＮＯで、今回のセンサ出力値ｆｔｐがそれまでの最小値ｆｔｐｍｉｎ以上というときは、ステップＳ１１０をスキップしてそのままスキップＳ１１１へ進む。
【００４９】
そして、ステップＳ１１１においてタイマ値ＴAが所定値ＴA2（第２の所定期間）以上となったか否かを判定し、その判定がＮＯで、タイマ値ＴAがＴA2に達していないというときは、ステップＳ１０１へリターンして、以上の処理を繰り返す。
【００５０】
そして、ステップＳ１１１の判定がＹＥＳで、タイマ値ＴAがＴA2以上となったときは、ステップＳ１１２において、上記センサ出力の最大値ｆｔｐｍａｘと最小値ｆｔｐｍｉｎとの差の絶対値が所定値Ｈ以上か否かを判定する。そして、その判定がＮＯで、最大値ｆｔｐｍａｘと最小値ｆｔｐｍｉｎとの差の絶対値が所定値Ｈより小さいときは、ＦＴＰセンサ３９が正常であると判定して記憶し、最大値ｆｔｐｍａｘと最小値ｆｔｐｍｉｎとの差の絶対値が所定値Ｈ以上というときは、ＦＴＰセンサ３９に異常（故障）が発生したと判定して記憶する。
【００５１】
残量センサ２６の異常診断の処理は、上記ＦＴＰセンサ３９の異常診断の場合と同様である。この場合のフローチャートは、図７のフローチャートにおけるｆｔｐを残量センサ２６のセンサ出力値に代え、ｆｔｐｍａｘおよびｆｔｐｍｉｎを残量センサ２６の出力値の最大値および最小値に代えたものとなる。
【００５２】
なお、本発明は、圧力センサ，残量センサに限らず、燃料タンクに配置される他のセンサの異常診断にも適用できるものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料タンクに配置される圧力センサ，残量センサ等のセンサの出力信号にノイズが発生した場合の異常を簡単な方法で確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るエンジンのシステム図である。
【図２】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理を示すタイムチャートである。
【図３】 圧力センサの異常診断の処理を示すタイムチャートある。
【図４】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理のフローチャートの一部である。
【図５】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理のフローチャートの一部である。
【図６】 蒸発燃料供給系の故障診断の処理のフローチャートの一部である。
【図７】 圧力センサの異常診断の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
２０ 燃料タンク
２６ 残量センサ
３４ ＰＣＴＶバルブ
３７ ＣＤＣＶバルブ
３８ パージバルブ
３９ ＦＴＰセンサ（燃料タンク内圧力センサ）
４０ ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
４２ 車速センサ
Claims (3)
- 車両に搭載されるエンジンへの供給燃料を貯蔵する燃料タンク内の燃料の残量を検出する残量センサの異常を検出する装置であって、
車両の速度を検出する車速検出手段と、
該車速検出手段により車両の停止が検出されているときに前記残量センサの異常診断の判定を行う異常判定手段とを備え、
前記異常判定手段は、車両の停止が検出されてから前記燃料タンク内の油面の揺れが収束するのを待って、前記燃料タンク内の油面の揺れが収束した後の所定期間における前記残量センサ出力値の変動の振幅が所定振幅以上のとき、前記残量センサが異常であると判定することを特徴とするセンサの異常診断装置。 - 前記残量センサは、燃料の液面に浮上するフロートの位置に基づいて燃料の残量を検出するフロートセンサである請求項１記載の燃料タンクに配置されるセンサの異常診断装置。
- 前記燃料タンクから発生する蒸発燃料を、パージバルブを介して前記エンジンの吸気通路に供給するパージ通路を備え、前記異常判定手段は、前記パージバルブの開度変化が大きいときには異常診断の判定を行わないことを特徴とする請求項１記載のセンサの異常診断装置。
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