JP4467817B2 - 相対圧センサ系の故障判定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エバポパージ系の内圧を検出する相対圧センサ系の故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料が大気に排出されるのを防止するため、蒸発燃料をキャニスタに一旦吸着し、所定のパージ実行条件成立時に吸気系へパージして燃焼させる、いわゆるエバポパージシステムにおいては、故障診断として、エバポパージ系内の圧力変化を検出してエバポガスのリークの有無を調べる技術が採用されている。
【０００３】
このようなエバポパージシステムの故障診断として、本出願人は、先に、特願２０００−２５９３１８号において、エバポパージ系の内圧変化を検出する相対圧センサの基準圧力（大気圧）側に電磁開閉弁を配設し、故障診断中は電磁開閉弁を閉じた状態でエバポパージ系の内圧変化を検出することで、大気圧変化の影響を受けることなくエバポパージ系内の圧力変化を検出して故障診断を行う技術を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、相対圧センサを用いたエバポパージシステムの故障診断では、エバポパージ系の内圧を検出する相対圧センサ及び相対圧センサの基準圧力側を開閉する電磁開閉弁からなる相対圧センサ系が正常であることが前提であり、特に、相対圧センサ系の基準圧力側を開閉する電磁開閉弁が閉故障すると、エバポパージ系内の圧力を正しく検出することが困難となり、診断精度が悪化する。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エバポパージ系の内圧を検出する相対圧センサ系の故障を判定し、エバポパージシステムの信頼性を確保することのできる相対圧センサ系の故障判定装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電磁開閉弁によって密閉／大気開放される圧力室の圧力を基準として燃料タンクの上部空間に連通される圧力室の相対圧を検出する相対圧センサ系の故障判定装置であって、上記電磁開閉弁を開の制御状態とし、且つ上記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気系へパージするパージ系の一部を大気に連通させた状態で、上記相対圧センサの設定時間における圧力指示値の差を算出する手段と、上記設定時間における大気圧の変化量が設定値以上で上記相対圧センサの圧力指示値の差が設定範囲外となったとき、上記相対圧センサ系が異常であると判定する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記設定時間を、車速に基づいて可変することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の発明は、相対圧センサの基準側の圧力室を密閉／大気開放する電磁開閉弁を開の制御状態とし、且つ燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気系へパージするパージ系の一部を大気に連通させた状態で、相対圧センサの設定時間における圧力指示値の差を算出する。そして、この設定時間における大気圧の変化量が設定値以上で相対圧センサの圧力指示値の差が設定範囲外となったとき、すなわち、相対圧センサの基準側と被測定側とを大気に連通させているにも拘わらず、大気圧の変化に応じて相対圧センサの圧力指示値が変化したときには、相対圧センサ系が異常であると判定する。
【０００９】
その際、請求項２記載の発明のように、大気圧の変化及び相対圧センサの圧力指示値の変化を調べるための設定時間を、車速に基づいて可変することが望ましく、低車速時に十分な大気圧変化が得られないことによる診断頻度の低下を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形態に係わり、図１はエバポパージシステムの概略構成図、図２は故障診断ルーチンを示すフローチャート、図３は設定時間テーブルの説明図である。
【００１１】
図１において、符号１はエンジンの吸気ポート（図示せず）に連通する吸気通路で、この吸気通路１に対して、上流側から、エアクリーナ２、スロットル弁３、エアチャンバ４が配設され、この吸気通路１の下流にエンジンの吸気ポート（図示せず）が連通されている。尚、符号５はスロットル弁３下流の吸気管圧力を検出する圧力センサである。
【００１２】
又、符号６は燃料タンクで、この燃料タンク６の上部とキャニスタ７とがエバポ通路８を介して連通され、更に、このキャニスタ７とエアチャンバ４とがパージ通路９を介して連通されている。このキャニスタ７は内部に吸着剤７ａが充填されており、又、一端に大気導入通路７ｂが連通され、この大気導入通路７ｂが電磁開閉弁７ｃを介して開閉動作される。更に、パージ通路９に、燃料蒸発ガス（エバポガス）の吸入空気に対するパージ割合を制御するキャニスタパージコントロール（ＣＰＣ）弁１０が介装されている。
【００１３】
又、燃料タンク６の上部空間に、相対圧センサ１１の測定圧力室１１ａが連通されている。相対圧センサ１１は、大気通路１１ｄに介装された電磁開閉弁１２によって密閉／大気開放される基準圧力室１１ｂと、被測定部位側の測定圧力室１１ａとがダイヤフラム式圧力検知部１１ｃを介して区画され、基準圧力室１１ｂの圧力を基準として測定圧力室１１ａの相対圧を検出する。
【００１４】
一方、符号１３はマイクロコンピュータ等からなる電子制御装置（ＥＣＵ）であり、入力側に、圧力センサ５、相対圧センサ１１、大気圧センサ１４、後述する相対圧センサ系の診断実行条件としての登降坂路走行状態を検出するための登降坂路検出手段１５、その他、エンジンの運転状態を検出する他のセンサ・スイッチ類（図示せず）が接続され、出力側に、電磁開閉弁７ｃ、ＣＰＣ弁１０、電磁開閉弁１２、異常発生時に点灯或いは点滅する警報ランプ１６等が接続されている。また、ＥＣＵ１３には、携帯型故障診断装置であるシリアルモニタ１７を接続可能であり、このシリアルモニタ１７を接続することで、故障診断の診断結果を簡単に読出すことができる。
【００１５】
ＥＣＵ１３では、通常のエバポパージ制御モードにおいては、各センサ・スイッチ類から出力されるエンジンの運転状態を示すパラメータに基づいてパージ実行領域を判断し、キャニスタ７の大気導入通路７ｂに介装された電磁開閉弁７ｃを開弁させた状態でＣＰＣ弁１０の弁開度を制御することで、吸気系へパージするエバポガスの空燃比に与える影響がほぼ定率となるように制御する。
【００１６】
一方、エバポパージ系の故障診断時は、キャニスタ７の大気導入通路７ｂに介装された電磁開閉弁７ｃを閉弁させ、ＣＰＣ弁１０を全閉動作させたときのエバポパージ系の内圧が所定値以内の故障診断実行条件が成立するか否かを判断する。そして、故障診断実行条件成立時、電磁開閉弁１２を閉弁動作させて相対圧センサ１１の基準圧力室１１ｂを密閉してエバポ発生量計測モードを実行し、エバポパージ系内の圧力変化を計測する。次いで、電磁開閉弁１２とＣＰＣ弁１０を一旦開放した後、再び閉じてリーク発生量計測モードを実行し、エバポパージ系内の圧力変化を計測する。そして、エバポ発生量計測モードで計測したエバポパージ系内の圧力変化と、リーク発生量計測モードで計測したエバポパージ系内の圧力変化とに基づき、エバポガスがリークしているか否かを調べる。
【００１７】
更に、ＥＣＵ１３では、エバポパージ系の故障診断の信頼性を確保するため、通常のエバポパージ制御モード下で、相対圧センサ１１及び電磁開閉弁１２からなる相対圧センサ系の故障診断を実行している。この相対圧センサ系の故障診断では、登坂或いは降坂等の気圧が比較的急激に変化する走行条件を診断実行条件として、診断実行条件が成立するか否かを判断する。そして、診断実行条件成立時、電磁開閉弁１２を開の制御状態とし、ＣＰＣ弁１０の作動或いはキャニスタ７の大気導入通路７ｂに介装された電磁開閉弁７ｃの開弁によりパージ系の一部を大気に連通させた状態で、設定時間における大気圧の変化量と相対圧センサ１１の圧力指示値の差を算出し、大気圧の変化量が設定値以上で相対圧センサ１１の圧力指示値の差が設定範囲外となったときには、相対圧センサ系が異常であると判定する。
【００１８】
すなわち、通常のエバポパージ制御モード下においては、燃料タンク６内で発生したエバポガスがＣＰＣ弁１０の作動により吸気系にパージされ、キャニスタ７の大気導入通路７ｂから新気が導入されるため、燃料タンク６の内圧は略大気圧となる。従って、相対圧センサ系が正常であれば、電磁開閉弁１２を開とした状態では、基準圧力室１１ｂの圧力（大気圧の変化）と被測定部位側の測定圧力室１１ａの圧力（燃料タンク６の内圧）とが略同じとなり、大気圧の変化に対して相対圧センサ１１の圧力指示値は略一定となる。
【００１９】
一方、電磁開閉弁１２が閉のまま固着する等の異常が発生すると、相対圧センサ１１の基準圧力室１１ｂが密閉されて閉故障前の圧力が保持されるため、大気圧が低下或いは上昇すると、相対圧センサ１１の圧力指示値は、大気圧が下がった場合にはその分だけ低く、大気圧が上がった場合にはその分だけ高く計測されることになる。従って、大気圧が下がるに応じて相対圧センサ１１の圧力指示値が下がる現象や、大気圧が上がるに応じて相対圧センサ１１の圧力指示値が上がる現象を捕らることにより、相対圧センサ系の異常を検出することができる。
【００２０】
この場合、大気圧は、他のエンジン制御に使用する大気圧センサ１４によって測定することで、簡単且つ高精度に変化を把握することができるが、大気圧センサを備えていない車両においては、簡易的に、ナビゲーションシステムからの高度情報或いは傾斜角センサの出力と車速とに基づいて算出した高度変化により、大気圧の変化を推定することができる。
【００２１】
ＥＣＵ１３で実行される相対圧センサ系の故障診断処理は、具体的には、図２に示す故障診断ルーチンに従って処理される。尚、本形態の故障診断においては、大気圧センサ１４を用いて大気圧の変化を測定するため、予め大気圧センサ１４に対する故障診断により大気圧センサ１４は正常であると診断されているものとする。また、相対圧センサ１１の基準圧力室１１ｂを大気に開放すべく、電磁開閉弁１２が開弁の制御状態に維持される。エバポパージ系は、キャニスタ７の大気導入通路７ｂに介装された電磁開閉弁７ｃが開弁され、運転領域に応じてＣＰＣ弁１０の開度が制御される。
【００２２】
図２のルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、診断実行条件が成立するか否かを調べる。この診断実行条件は、本形態においては、気圧が変化する走行条件として登降坂路を走行中か否かによって診断実行の可否を判断する条件であり、エンジン回転数や車速、変速機のシフトレンジ又はギヤ位置等から走行負荷を算出し、登降坂路を走行中か平坦路を走行中かを判断する。尚、傾斜角センサ等から登降坂路か平坦路かを検出して診断実行の可否を判断しても良い。
【００２３】
その結果、登降坂路を走行しておらず、診断実行条件が成立しない場合には、ステップＳ１からルーチンを抜け、登降坂路を走行中で診断実行条件が成立する場合、ステップＳ１からステップＳ２へ進んで、所定時間前に大気圧センサ１４で検出した大気圧の圧力指示値及び相対圧センサ１１で検出した相対圧の圧力指示値がそれぞれメモリに記憶されているか否かを調べる。
【００２４】
そして、ステップＳ２において、既に所定時間前の大気圧及び相対圧がメモリされている場合には、ステップ４へジャンプし、未だ、大気圧及び相対圧をメモリに記憶していない場合、ステップＳ３で、大気圧センサ１４の今回の圧力指示値を前回の値ＡＬＴＤＯＬＤとしてメモリに記憶すると共に、相対圧センサ１１の今回の圧力指示値を前回の値ＴＮＫＰＯＬＤとしてメモリに記憶し、ステップＳ４へ進む。
【００２５】
ステップＳ４では、診断に必要な設定時間が経過したか否かを調べる。この設定時間は、以下のステップＳ５において、大気圧センサ１４及び相対圧センサ１１の圧力指示値の変化を調べるための待ち時間であり、簡易的には、システムの構成を考慮して予め設定した一定値でも良いが、車速に応じて可変することが望ましい。すなわち、車速によって登降坂路の通過時間が異なり、気圧が変化する時間が異なるため、特に低速で登降坂するような場合、診断に必要な大気圧の変化が得られず、診断の機会が少なくなる虞がある。従って、図３に示すような車速をパラメータとして診断時間のテーブルを予め作成しておき、このテーブルを参照して最適な時間を設定する。
【００２６】
そして、診断に必要な設定時間が経過していない場合には、ステップＳ４からルーチンを抜けて時間経過を待ち、設定時間が経過すると、ステップＳ４からステップＳ５へ進み、大気圧センサ１４のメモリに記憶された前回の圧力指示値ＡＬＴＤＯＬＤと現在の圧力指示値ＡＬＴＤＮＥＷとの差（大気圧変化量）の絶対値｜ＡＬＴＤＯＬＤ−ＡＬＴＤＮＥＷ｜を設定値と比較すると共に、相対圧センサ１１のメモリに記憶された前回の圧力指示値ＴＮＫＰＯＬＤと現在の圧力指示値ＴＮＫＰＮＥＷとの差の絶対値｜ＴＮＫＰＯＬＤ−ＴＮＫＰＮＥＷ｜を設定値と比較する。
【００２７】
ここに、大気圧変化量と比較する設定値は、確実な診断を可能とする大気圧の変化量を定めるものであり、相対圧センサ１１の圧力指示値と比較する設定値は、燃料タンク及びエバポパージ系の容量、エンジン形式等を考慮し、相対圧センサ１１の基準圧力室１１ｂを密閉した状態において、大気圧変化に対応して相対圧センサ１１の出力値が変化する範囲を定めるものである。各設定値は、予めシミュレーション或いは実験等により求められる。
【００２８】
その結果、ステップＳ５において、｜ＡＬＴＤＯＬＤ−ＡＬＴＤＮＥＷ｜≧設定値、且つ｜ＴＮＫＰＯＬＤ−ＴＮＫＰＮＥＷ｜≧設定値の条件が成立しない場合には、相対圧センサ系は正常であると判定してルーチンを抜け、｜ＡＬＴＤＯＬＤ−ＡＬＴＤＮＥＷ｜≧設定値、且つ｜ＴＮＫＰＯＬＤ−ＴＮＫＰＮＥＷ｜≧設定値の条件が成立する場合、すなわち、大気圧の設定値以上の変化に応じて、相対圧センサ１１の圧力指示値が設定範囲外に変化した場合には、電磁開閉弁１２を開の状態に制御しているにも拘わらず電磁開閉弁１２が閉じままとなる閉故障、或いは相対圧センサ１１自体の故障と判断されるため、ステップＳ６で、相対圧センサ系の故障判定処理を行ってルーチンを抜ける。
【００２９】
この故障判定処理では、｜ＡＬＴＤＯＬＤ−ＡＬＴＤＮＥＷ｜≧設定値、且つ｜ＴＮＫＰＯＬＤ−ＴＮＫＰＮＥＷ｜≧設定値の条件成立回数が１回で直ちに故障と判定しても良く、或いは条件成立回数をカウンタを用いてカウントし、カウンタ値が設定回数に達したとき、故障と判定するようにしても良い。いずれにしても、相対圧センサ系が故障と判定した場合には、警報ランプ１６を点灯或いは点滅して運転者に警報を発すると共に、トラブルデータをメモリに保存する。
【００３０】
このように、大気圧が変化したときの相対圧センサ１１の圧力指示値をモニタすることで、相対圧センサ系の故障を簡便且つ的確に検出するため、エバポパージシステムの故障診断の信頼性を大幅に向上することができる。しかも、本実施の形態においては、他のエンジン制御用の大気圧センサ１４と相対圧センサ１１とのセンサ同士の値を比較して診断を行うため、簡便で高精度な診断が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エバポパージ系の内圧を検出する相対圧センサ系に対し、大気圧が変化したときの相対圧センサの圧力指示値をモニタすることで故障を判定するため、簡便且つ的確に相対圧センサ系の故障を検出することができ、エバポパージシステムの信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エバポパージシステムの概略構成図
【図２】故障診断ルーチンを示すフローチャート
【図３】設定時間テーブルの説明図
【符号の説明】
６ 燃料タンク
１１ 相対圧センサ
１１ａ 測定圧力室（燃料タンクの上部空間に連通される圧力室）
１１ｂ 基準圧力室（電磁開閉弁によって密閉／大気開放される圧力室）
１２ 電磁開閉弁
｜ＡＬＴＤＯＬＤ−ＡＬＴＤＮＥＷ｜ 大気圧変化量
｜ＴＮＫＰＯＬＤ−ＴＮＫＰＮＥＷ｜ 相対圧センサの圧力指示値の差

Claims (2)

1. 電磁開閉弁によって密閉／大気開放される圧力室の圧力を基準として燃料タンクの上部空間に連通される圧力室の相対圧を検出する相対圧センサ系の故障判定装置であって、
   上記電磁開閉弁を開の制御状態とし、且つ上記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気系へパージするパージ系の一部を大気に連通させた状態で、上記相対圧センサの設定時間における圧力指示値の差を算出する手段と、
   上記設定時間における大気圧の変化量が設定値以上で上記相対圧センサの圧力指示値の差が設定範囲外となったとき、上記相対圧センサ系が異常であると判定する手段とを備えたことを特徴とする相対圧センサ系の故障判定装置。
2. 上記設定時間を、車速に基づいて可変することを特徴とする請求項１記載の相対圧センサ系の故障判定装置。

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