JP6660410B2 - パージシステムの故障診断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、パージシステムの故障診断装置に関する。
従来、車両に搭載される燃料タンク内で生じる蒸発燃料が外気中へ放出されることを防止するために、パージシステムが利用されている。パージシステムは、具体的には、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタとエンジンの吸気管とを連通するパージ通路と、パージ通路を開閉可能なパージ弁とを備える(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2011−032919号公報
パージシステムでは、パージ弁によりパージ通路を開放させることによって、キャニスタに吸着された蒸発燃料を含むガスであるパージガスがパージ通路から吸気管へ流入する。パージ通路から吸気管へ流入したパージガスは、吸気管を流れる吸気とともにエンジンの燃焼室へ送られる。また、パージ通路から吸気管へパージガスが流入することによって、キャニスタに吸着されている蒸発燃料の量が吸着可能な上限に到達することを防止することができる。それにより、蒸発燃料が外気中へ放出されることを継続的に防止することができる。
上記のように、パージ通路から吸気管へのパージガスの流れであるパージフローは、エンジンにおける燃料の燃焼やキャニスタの吸着能力に影響を与える。パージシステムが故障している場合には、パージフローが正常に行われないことに起因して、エンジンにおける燃料の燃焼やキャニスタの吸着能力を適切に制御することが困難となる。よって、パージシステムの故障を診断する必要が生じる。
このようなパージシステムの故障の診断は、キャニスタと外気開口部とを連通する外気通路を開閉可能な外気弁により外気通路が閉鎖された状態において、検出されるパージシステム内の圧力に基づいて行われる。ここで、パージシステムの故障を診断する診断モードを、外気弁へ電力を供給するバッテリの電圧に基づいて禁止する制御が行われる場合がある。具体的には、バッテリの電圧が過剰に低くなった場合に診断モードが禁止され得る。それにより、外気弁の動作を適切に制御することが困難である状況において、外気弁の動作を伴う診断モードが実行されることが抑制される。
しかしながら、パージシステムがエンジンを自動停止及び再始動させるアイドリングストップ制御を実行する車両に搭載される場合、エンジンが再始動されることに起因してバッテリの電圧が一時的に低下することに伴って診断モードが禁止され得る。それにより、例えば、パージシステムの故障の診断が完了する前において診断モードが不必要に中断される場合がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、パージシステムの故障の診断を適切に完了することが可能な、新規かつ改良されたパージシステムの故障診断装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンを自動停止及び再始動させるアイドリングストップ制御を実行する車両に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを前記エンジンの吸気管に供給するパージシステムの故障を診断するパージシステムの故障診断装置であって、前記パージシステムは、記蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記キャニスタと前記エンジンの吸気管とを連通するパージ通路と、前記パージ通路を開閉可能なパージ弁と、前記キャニスタと外気開口部とを連通する外気通路と、前記エンジンの始動に用いられる電力を蓄電するバッテリから供給される電力を用いて駆動され、前記外気通路を開閉可能な外気弁と、前記パージシステム内の圧力を検出するシステム圧力センサと、を備え、前記故障診断装置は、前記外気弁により前記外気通路が閉鎖された状態において、前記パージ弁により前記パージ通路が開放されることによって前記パージ通路から前記吸気管へ流入するパージガスの流量推定値の積算値と前記パージシステム内の圧力との関係に基づいて、前記パージガスの流れであるパージフローの異常を前記パージシステムの故障として診断する診断モードを実行し、前記バッテリの電圧に基づいて前記診断モードを禁止する実行部を備え、前記実行部は、前記エンジンが自動停止した後に再始動する際に、前記バッテリの電圧に基づく前記診断モードの禁止を中止する、パージシステムの故障診断装置が提供される。
前記実行部は、前記バッテリの電圧が電圧閾値を下回る場合に、前記診断モードを禁止してもよい。
前記実行部は、前記エンジンの自動停止時において前記診断モードが継続されている場合、前記エンジンが再始動する際に、前記バッテリの電圧によらず前記診断モードを継続してもよい。
前記実行部は、前記エンジンの再始動時において前記診断モードを開始する条件である開始条件が満たされる場合、前記エンジンが再始動する際に、前記バッテリの電圧によらず前記診断モードを開始してもよい。
前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値の積算値が基準積算値に到達した時における前記パージシステム内の圧力が圧力閾値より高い場合に、前記パージシステムが故障していると診断してもよい。
以上説明したように本発明によれば、パージシステムの故障の診断を適切に完了することが可能となる。
本発明の実施形態に係るパージシステムの概略構成の一例を示す模式図である。 同実施形態に係るパージシステムにおいて、外気弁が閉状態である場合の様子を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る制御装置が行う診断に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 診断モードにおけるシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。 参考例による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。 参考例による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<1.パージシステムの構成>
まず、図1〜図3を参照して、本発明の実施形態に係るパージシステム1の構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るパージシステム1の概略構成の一例を示す模式図である。図2は、本実施形態に係るパージシステム1についての外気弁31が閉状態である場合の様子を示す模式図である。図3は、本実施形態に係る制御装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。
パージシステム1は、エンジンを自動停止及び再始動させるアイドリングストップ制御を実行する車両に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを当該エンジンの吸気管に供給するシステムである。パージシステム1は、例えば、図1に示したように、燃料タンク11と、キャニスタ13と、エバポ通路15と、パージ通路17と、パージ弁19と、外気通路40と、リーク検出装置30と、制御装置100とを備える。本発明の一実施形態においては、制御装置100がパージシステム1の故障を診断する故障診断装置として機能する。
また、図1では、パージシステム1が適用されるエンジン90の一例が示されている。
エンジン90は、例えば、火花点火式の内燃機関である。エンジン90には、1又は複数の気筒91が備えられる。気筒91の内部には燃焼室93が形成され、燃焼室93に向けて点火プラグ94が設けられている。気筒91の吸気ポート及び排気ポートは、吸気管98及び排気管97とそれぞれ接続されている。気筒91の吸気ポート及び排気ポートにそれぞれ設けられる吸気バルブ96及び排気バルブ95が開閉することにより、燃焼室93への吸気の吸入及び燃焼室93からの排気の排出が行われる。燃焼室93には、空気及び燃料からなる混合気が形成され、当該混合気が点火プラグ94の点火により燃焼する。それにより、気筒91内でピストン92が直線往復運動を行い、ピストン92と接続されたクランクシャフト99へ動力が伝達される。
クランクシャフト99には、スタータモータ86の出力軸が接続される。スタータモータ86は、バッテリ87から供給される電力を用いて駆動される。スタータモータ86が駆動されることにより出力される動力は、クランクシャフト99に伝達される。それにより、エンジン90の始動が実現される。このように、バッテリ87は、エンジン90の始動に用いられる電力を蓄電する。また、パージシステム1が搭載される車両には、バッテリ87の電圧であるバッテリ電圧を検出する電圧センサ204が設けられる。電圧センサ204は、取得した検出結果を出力する。電圧センサ204は、例えば、バッテリ87の近傍に設けられる。
パージシステム1が搭載される車両は、エンジン90を自動停止及び再始動させるアイドリングストップ制御を実行する。具体的には、アイドリングストップ制御は、制御装置100と異なる制御装置からエンジン90に対して動作指令が出力されることによって実行され得る。アイドリングストップ制御では、自動停止条件が満たされる場合に、ドライバの操作によらずエンジン90のアイドル運転を停止させる自動停止制御が実行される。自動停止条件が満たされるか否かは、例えば、ブレーキペダル及びアクセルペダルの操作量と、シフトレバーの位置と、車速とに基づいて判定され得る。また、アイドリングストップ制御では、エンジン90が自動停止した後に再始動条件が満たされる場合に、ドライバの操作によらずエンジン90を始動させる再始動制御が実行される。再始動条件は、例えば、エンジン90が自動停止した後に自動停止条件が満たされなくなることである。
吸気管98は、車両の外部から外気が取り込まれる吸気口と接続される。吸気管98には、例えば、エアクリーナ85が設けられ、吸気管98におけるエアクリーナ85より下流側には、吸気管98へ吸入される吸気の量である吸気量を調整可能なスロットル弁84が設けられる。吸気管98におけるスロットル弁84よりさらに下流側には、燃料を噴射する燃料噴射弁83が設けられる。燃料噴射弁83は、燃料タンク11から図示しない油路を介して供給される燃料を吸気管98内に噴射する。なお、燃料噴射弁83は、気筒91に設けられ、燃焼室93に向けて燃料を噴射可能であってもよい。また、燃料噴射弁83の動作は、例えば、制御装置100と異なる制御装置によって制御される。吸気管98は、具体的には、エンジン90の各気筒91の吸気ポート側に向けて分岐し、各吸気ポートと接続される。エンジン90の吸気管98には、後述されるパージ通路17が接続される。
吸気管98には、吸気管98内の圧力である吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ202が設けられる。具体的には、吸気管圧力センサ202は、吸気管圧力の大気圧に対する相対値を検出結果として取得する。吸気管圧力センサ202は、取得した検出結果を出力する。吸気管圧力センサ202は、例えば、吸気管98におけるパージ通路17と接続される部分に設けられる。
燃料タンク11は、エンジン90に供給されるガソリン等の液体の燃料を貯留する。燃料タンク11内において、液体の燃料の一部が蒸発することによって蒸発燃料が発生する。ゆえに、燃料タンク11内は、液体の燃料と蒸発燃料が共存している状態となっている。また、燃料タンク11は、エバポ通路15介してキャニスタ13と連通される。ゆえに、燃料タンク11内で生じる蒸発燃料は、エバポ通路15を介してキャニスタ13へ導かれる。
キャニスタ13は、蒸発燃料を吸着する。具体的には、キャニスタ13は、燃料タンク11からエバポ通路15を介して導かれる蒸発燃料を吸着する。より具体的には、キャニスタ13内には、吸着剤としての活性炭13aが設けられており、キャニスタ13内へ導かれる蒸発燃料は活性炭13aによって吸着される。キャニスタ13は、パージ通路17を介してエンジン90の吸気管98と連通される。パージ通路17は、例えば、吸気管98におけるスロットル弁84より下流側かつ燃料噴射弁83より上流側の部分と接続され得る。パージ通路17には、パージ弁19が設けられる。
パージ弁19は、パージ通路17を開閉可能な制御弁である。パージ弁19として、例えば、開度を全閉状態と全開状態との間で調整可能な制御弁が用いられる。パージ弁19によりパージ通路17が開放されている場合、キャニスタ13とエンジン90の吸気管98とが連通される。一方、パージ弁19によりパージ通路17が閉鎖されている場合、キャニスタ13とエンジン90の吸気管98とが遮断される。
パージ通路17には、パージ弁19の開度を検出するパージ弁開度センサ203が設けられる。パージ弁開度センサ203は、取得した検出結果を出力する。パージ弁開度センサ203は、例えば、パージ通路17におけるパージ弁19の近傍の部分に設けられる。
また、キャニスタ13は、外気通路40を介して外気開口部21と連通される。外気開口部21は、車両の外部に対して開口する開口部である。外気通路40には、リーク検出装置30が設けられる。外気通路40は、具体的には、キャニスタ13とリーク検出装置30とを接続するキャニスタ側通路41と、リーク検出装置30と外気開口部21とを接続する外気開口部側通路42と、リーク検出装置30の内部通路43とを含む。外気開口部側通路42には、ドレンフィルタ23が設けられる。
リーク検出装置30は、パージシステム1内から外部への蒸発燃料のリークの有無を検出する装置である。蒸発燃料のリークは、例えば、パージシステム1の通路において通路の内部から外部へ貫通する貫通孔が形成された場合に生じ得る。
リーク検出装置30は、例えば、内部通路43と、外気弁31と、ポンプ32とを備える。
内部通路43は、例えば、第1通路43aと、第2通路43bと、第3通路43cと、第4通路43dと、第5通路43eとを備える。第1通路43aは、キャニスタ側通路41と、外気弁31のキャニスタ13側のポートとを接続する。第2通路43bは、外気弁31の外気開口部21側のポートと、ポンプ32の吸入側とを接続する。第3通路43cは、第1通路43aと、第2通路43bとを連通する。第3通路43cには、オリフィス37が設けられる。第4通路43dは、ポンプ32の吐出側と、外気開口部側通路42とを接続する。第5通路43eは、第2通路43bが接続されるポートと異なる外気弁31の外気開口部21側のポートと、第4通路43dとを接続する。
また、内部通路43には、パージシステム1内の圧力であるシステム圧力を検出するシステム圧力センサ201が設けられる。具体的には、システム圧力センサ201は、システム圧力の大気圧に対する相対値を検出結果として取得する。システム圧力センサ201は、取得した検出結果を出力する。システム圧力センサ201は、例えば、第3通路43cにおけるオリフィス37より第2通路43b側に設けられる。
外気弁31は、リーク検出装置30の内部通路43における連通状態を切り替え可能な制御弁である。外気弁31として、例えば、電磁弁が用いられる。外気弁31は、具体的には、キャニスタ13側のポートに接続される通路と外気開口部21側のポートに接続される通路との連通状態を切り替え可能である。外気弁31は、バッテリ87から供給される電力を用いて駆動される。
具体的には、外気弁31は、図1に示されるように、第1通路43aと第5通路43eとが連通されるように、内部通路43における連通状態を切り替え可能である。第1通路43aと第5通路43eとが連通される場合、キャニスタ13と外気開口部21とが連通される。ゆえに、この場合において、外気通路40は開放される。なお、この場合における外気弁31の状態を開状態と称する。外気弁31は、具体的には、非通電時において、開状態となる。
また、外気弁31は、図2に示されるように、第1通路43aと第2通路43bとが連通されるように、内部通路43における連通状態を切り替え可能である。第1通路43aと第2通路43bとが連通される場合、キャニスタ13と外気開口部21とが遮断される。ゆえに、この場合において、外気通路40は閉鎖される。なお、この場合における外気弁31の状態を閉状態と称する。外気弁31は、具体的には、通電時において、閉状態となる。
このように、外気弁31は、外気通路40を開閉可能な制御弁である。具体的には、後述される診断モードが実行されない通常時において、外気弁31は開状態となり、外気通路40が外気弁31により開放された状態になる。一方、後述される診断モードの実行時において、外気弁31は閉状態となり、外気通路40が外気弁31により閉鎖された状態になる。
ポンプ32は、吸入側から吐出側へ気体を吸い出す。具体的には、後述されるように、蒸発燃料のリークの有無の検出において、ポンプ32が駆動されることによって、パージシステム1内の気体が第2通路43bから第4通路43d及び外気開口部21を介して車両の外部へ吸い出される。
制御装置100は、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)、CPUが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるROM(Read Only Memory)及びCPUの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるRAM(Random Access Memory)等で構成される。
また、制御装置100は、各装置から出力される情報を受信する。制御装置100と各装置との通信は、例えば、CAN(Controller Area Network)通信を用いて実現される。例えば、制御装置100は、システム圧力センサ201、吸気管圧力センサ202、パージ弁開度センサ203及び電圧センサ204から出力される情報を受信する。また、例えば、制御装置100は、アイドリングストップ制御を実行する制御装置からエンジン90の自動停止制御が実行されているか否かを示す情報及びエンジン90の再始動制御が実行されているか否かを示す情報を受信する。
制御装置100は、例えば、図3に示したように、パージ弁制御部110と、ポンプ制御部120と、実行部130とを備える。
パージ弁制御部110は、パージ弁19に対して動作指令を出力することによって、パージ弁19の動作を制御する。それにより、パージ弁19の弁開度が制御される。
上述したように、パージ弁19によりパージ通路17が開放されている場合、キャニスタ13とエンジン90の吸気管98とが連通される。また、後述される診断モードが実行されない通常時において、外気通路40は外気弁31により開放された状態になる。ゆえに、システム圧力は、基本的に大気圧に比較的近い値となっている。一方、吸気管98の圧力は、吸気管98に生じる負圧に起因して、システム圧力と比較して低くなっている。よって、パージ弁19によりパージ通路17が開放されることによって、パージフローが生じ、パージ通路17から吸気管98へ蒸発燃料を含むパージガスが流入する。したがって、パージ弁制御部110によりパージ弁19の弁開度が制御されることによって、パージ通路17から吸気管98へ流入するパージガスの流量が制御される。
パージ弁制御部110は、具体的には、車両の走行状態に基づいてパージ弁19の弁開度を制御する。例えば、パージ弁制御部110は、加速要求がある場合にパージ弁19によりパージ通路17を開放させ、アクセル開度及び吸気管圧力等に基づいてパージ弁19の弁開度を制御する。
ポンプ制御部120は、リーク検出装置30のポンプ32に対して動作指令を出力することによって、ポンプ32の動作を制御する。それにより、パージシステム1内の気体の車両の外部への吸い出しが制御される。
実行部130は、パージシステム1の故障を診断する診断モードを実行する。実行部130は、例えば、図3に示したように、外気弁制御部131と、診断部132と、開始条件判定部133と、再始動判定部134と、電圧判定部135と、流量積算値判定部136とを備える。
外気弁制御部131は、リーク検出装置30の外気弁31に対して動作指令を出力することによって、外気弁31の動作を制御する。それにより、リーク検出装置30の内部通路43における連通状態の切り替えが制御される。ゆえに、外気弁31による外気通路40の開閉が制御される。
診断部132は、診断モードにおいて、パージシステム1の故障を診断する。具体的には、診断部132は、パージフローが正常に行われない状況において、パージシステム1が故障していると診断する。
開始条件判定部133、再始動判定部134、電圧判定部135及び流量積算値判定部136は、制御装置100により取得される情報に基づいて、各種判定を行う。
制御装置100は、リーク検出装置30を用いて、パージシステム1内から外部への蒸発燃料のリークの有無を検出してもよい。蒸発燃料のリークの検出処理は、例えば、車両の停車中において行われ得る。
具体的には、蒸発燃料のリークの検出処理では、まず、制御装置100は、パージ弁19を閉状態にし、外気弁31を開状態にする。それにより、リーク検出装置30の内部通路43における連通状態は、図1に示されるように、第1通路43aと第5通路43eとが連通された状態になる。そして、制御装置100は、ポンプ32を駆動させる。ゆえに、オリフィス37が設けられる第3通路43c内の蒸発燃料がポンプ32によって吸い出され、システム圧力センサ201により検出されるシステム圧力は、オリフィス37の内径と対応する基準圧力になる。
次に、制御装置100は、パージ弁19を閉状態に維持し、ポンプ32の駆動を継続させて、外気弁31を閉状態に切り替える。それにより、リーク検出装置30の内部通路43における連通状態は、図2に示されるように、第1通路43aと第2通路43bとが連通された状態になる。ゆえに、第1通路43a内の蒸発燃料が第2通路43bを介してポンプ32によって吸い出される。この状態においてシステム圧力センサ201により検出されるシステム圧力を蒸発燃料のリークの有無の判定に用いられる判定圧力と称する。そして、制御装置100は、判定圧力と基準圧力とを比較することによって、パージシステム1内から外部への蒸発燃料のリークの有無を判定する。具体的には、判定圧力が基準圧力を上回る場合、パージシステム1内から外部への蒸発燃料のリークがあると判定する。
本実施形態に係る制御装置100が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、CAN等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。
<2.制御装置の動作>
続いて、図4〜図9を参照して、本実施形態に係る制御装置100の動作について説明する。
図4は、本実施形態に係る制御装置100が行う診断に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図4に示される処理フローは、例えば、あらかじめ設定された時間間隔で繰り返される。なお、図4に示される処理フローは、診断モードが開始されていない状態で開始される。また、図4に示される処理フローの実行時において、パージ弁19の弁開度は、上述したように、車両の走行状態に基づいて制御される。
図4に示される制御フローが開始されると、まず、ステップS501において、開始条件判定部133は、診断モードを開始する条件である開始条件が満たされるか否かを判定する。開始条件が満たされると判定された場合(ステップS501/YES)、ステップS503へ進む。一方、開始条件が満たされないと判定された場合(ステップS501/NO)、ステップS501の処理が繰り返される。
開始条件は、具体的には、パージシステム1内における圧力分布、温度分布、蒸発燃料の濃度分布等のパージシステム1の状態が診断モードを適切に実行し得る程度に安定しているか否かを判定し得る条件である。
例えば、開始条件判定部133は、エンジン90への燃料の供給を停止する燃料カットが開始された時点から基準時間が経過したことを開始条件として適用してもよい。基準時間は、例えば、車両の設計仕様等に応じて適宜設定され、制御装置100の記憶素子に記憶され得る。燃料カットは、具体的には、車両の走行時にアクセル操作が中断されることに伴い、加速要求がなくなった場合に開始される。制御装置100は、燃料カットが行われているか否かを示す情報を、例えば、燃料噴射弁83の動作を制御する制御装置から受信し得る。
また、例えば、開始条件判定部133は、パージ弁19が閉状態から開状態に切り替わったことを開始条件として適用してもよい。パージ弁19は、例えば、車両の停車時にアクセル操作が行われることに伴い、車両が発進する場合に閉状態から開状態に切り替えられ得る。また、パージ弁19は、例えば、車両の走行時に加速要求が発生する場合に閉状態から開状態に切り替えられ得る。
なお、開始条件判定部133は、上記で開始条件として例示した条件が満たされ、かつ、車両のシステムが起動した後においてパージ弁19が開状態であった時間の積算値が所定値を上回っていることを開始条件として適用してもよい。所定値は、例えば、車両の設計仕様等に応じて適宜設定され、制御装置100の記憶素子に記憶され得る。車両のシステムは、具体的には、イグニッションスイッチをOFFからONへ切り替えることによって起動する。
ステップS503において、再始動判定部134は、エンジン90の再始動制御が実行されているか否かを判定する。再始動制御が実行されていると判定された場合(ステップS503/YES)、ステップS507へ進む。一方、再始動制御が実行されていないと判定された場合(ステップS503/NO)、ステップS505へ進む。
ステップS505において、電圧判定部135は、バッテリ電圧が電圧閾値を下回っているか否かを判定する。バッテリ電圧が電圧閾値を下回っていると判定された場合(ステップS505/YES)、ステップS519へ進む。一方、バッテリ電圧が電圧閾値を下回っていないと判定された場合(ステップS505/NO)、ステップS507へ進む。
電圧閾値は、具体的には、外気弁31の動作を適切に制御し得る程度にバッテリ電圧が高いか否かを判定し得る値に設定され、制御装置100の記憶素子に記憶され得る。
ステップS507において、実行部130は、診断モードを開始する。診断モードが開始されると、外気弁制御部131は、外気弁31を閉状態にする。それにより、図2に示されるように、第1通路43aと第2通路43bとが連通されることによって、キャニスタ13と外気開口部21とが遮断され、外気通路40が閉鎖された状態になる。また、診断モードが開始されると、パージ弁19によりパージ通路17が開放されることによってパージ通路17から吸気管98へ流入するパージガス(蒸発燃料を含むガス)の流量推定値の積算が開始される。これについては後に詳説する。
次に、ステップS509において、再始動判定部134は、エンジン90の再始動制御が実行されているか否かを判定する。再始動制御が実行されていると判定された場合(ステップS509/YES)、ステップS513へ進む。一方、再始動制御が実行されていないと判定された場合(ステップS509/NO)、ステップS511へ進む。
ステップS511において、電圧判定部135は、バッテリ電圧が電圧閾値を下回っているか否かを判定する。バッテリ電圧が電圧閾値を下回っていると判定された場合(ステップS511/YES)、ステップS519へ進む。一方、バッテリ電圧が電圧閾値を下回っていないと判定された場合(ステップS511/NO)、ステップS513へ進む。
ステップS513において、流量積算値判定部136は、吸気管98へ流入するパージガスの流量推定値の積算値である流量積算値が基準積算値に到達したか否かを判定する。流量積算値が基準積算値に到達したと判定された場合(ステップS513/YES)、ステップS515へ進む。一方、流量積算値が基準積算値に到達していないと判定された場合(ステップS513/NO)、ステップS509へ戻る。
流量推定値は、具体的には、パージフローが正常に行われるパージシステム1の正常時におけるパージ通路17から吸気管98へ流入するパージガスの流量として推定される値である。基準積算値は、具体的には、パージシステム1の故障を適切に診断し得る程度に流量積算値が大きいか否かを判定し得る値に設定され、制御装置100の記憶素子に記憶され得る。
流量積算値判定部136は、具体的には、各時刻におけるパージガスの流量推定値を算出し、パージガスの流量推定値を積算することにより、流量積算値を算出し得る。各時刻におけるパージガスの流量推定値及び流量積算値は、例えば、制御装置100の記憶素子に記憶され得る。
例えば、流量積算値判定部136は、吸気管圧力及びパージ弁19の開度に基づいて、パージガスの流量推定値を算出する。具体的には、流量積算値判定部136は、吸気管圧力が低いほどパージガスの流量推定値として大きな値を算出する。また、流量積算値判定部136は、パージ弁19の開度が大きいほどパージガスの流量推定値として大きな値を算出する。流量積算値判定部136は、さらにシステム圧力に基づいて、パージガスの流量推定値を算出してもよい。具体的には、流量積算値判定部136は、システム圧力と吸気管圧力との差が大きいほどパージガスの流量推定値として大きな値を算出する。
ステップS515において、診断部132は、パージシステム1の故障を診断する。具体的には、診断部132は、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム1の故障を診断する。上述したように、診断モードが開始されると、外気弁31は閉状態になる。ゆえに、診断部132は、外気弁31により外気通路40が閉鎖された状態において、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム1の故障を診断する。
例えば、診断部132は、流量積算値が基準積算値に到達した時におけるシステム圧力が圧力閾値より高い場合に、パージシステム1が故障していると診断する。圧力閾値は、具体的には、流量積算値が基準積算値に到達するまでの間におけるシステム圧力の低下量が、パージフローが正常に行われたと判断し得る程度に大きいか否かを判定し得る値に設定され、制御装置100の記憶素子に記憶され得る。
図5は、診断モードにおけるシステム圧力及び流量積算値の推移の一例を示す説明図である。パージ弁19が開状態である場合、パージフローが生じることにより、パージ通路17から吸気管98へパージガスが流入する。ゆえに、例えば、時刻T11において診断モードが開始され、時刻T11以降においてパージ弁19が継続して開状態である場合、図5に示されるように、時刻T11以降において流量積算値は継続的に増大し得る。そして、流量積算値が基準積算値に到達する時刻T12において、流量積算値判定部136は、流量積算値が基準積算値に到達したと判定する。よって、時刻T12において、診断部132は、パージシステム1の故障を診断する。
診断モードにおいて、外気通路40は外気弁31により閉鎖されている。ゆえに、パージ弁19が開状態である場合、パージ通路17から吸気管98へパージガスが流入することによって、システム圧力が低下する。ゆえに、図5に示されるように、時刻T11以降においてシステム圧力は継続的に低下し得る。ここで、パージフローが正常に行われないパージシステム1の故障時(例えば、パージシステム1内の通路において異物が目詰まりしている時)には、診断モードにおけるシステム圧力の低下速度は、パージシステム1の正常時と比較して小さくなる。ゆえに、パージシステム1の故障時には、時刻T12において、システム圧力が圧力閾値より高くなる。一方、パージシステム1の正常時には、診断モードにおけるシステム圧力の低下速度は、パージシステム1の故障時と比較して大きくなる。ゆえに、パージシステム1の正常時には、時刻T12において、システム圧力が圧力閾値以下になる。よって、診断部132は、パージシステム1の故障を適切に診断することができる。
なお、制御装置100は、パージシステム1が故障していると診断した場合、例えば、診断結果をドライバへ報知する。その場合、制御装置100は、具体的には、車両に設けられるランプやディスプレイ等の表示装置による表示を制御することによって、パージシステム1が故障している旨をドライバへ報知し得る。
次に、ステップS517において、実行部130は、診断モードを終了する。診断モードが終了すると、外気弁制御部131は、外気弁31を閉状態から開状態へ切り替える。それにより、図1に示されるように、第1通路43aと第5通路43eとが連通されることによって、キャニスタ13と外気開口部21とが連通され、外気通路40が開放された状態になる。また、実行部130は、流量積算値をリセットする。
ステップS519において、実行部130は、診断モードを禁止する。診断モードが禁止されると、外気弁制御部131は、外気弁31を開状態にする。それにより、図1に示されるように、第1通路43aと第5通路43eとが連通されることによって、キャニスタ13と外気開口部21とが連通され、外気通路40が開放された状態になる。
例えば、ステップS505の判定結果がYESである場合、実行部130は、診断モードが開始されることを禁止する。また、例えば、ステップS511の判定結果がYESである場合、実行部130は、実行中の診断モードを中断する。このように、実行部130は、バッテリ電圧に基づいて診断モードを禁止する。この場合、実行部130は、流量積算値をリセットする。
ここで、上述したように、ステップS503の判定結果がYESである場合、ステップS505の判定処理は行われない。また、ステップS509の判定結果がYESである場合、ステップS511の判定処理は行われない。ゆえに、実行部130は、エンジン90が自動停止した後に再始動する際に、バッテリ電圧に基づく診断モードの禁止を中止する。
ステップS517又はステップS519の次に、図4に示される処理フローは終了する。
続いて、参考例及び本実施形態による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移について説明する。なお、以下の説明で互いに同一の時刻において変化するものと説明される各状態の間で、厳密には変化する時刻にズレがあってもよい。
図6は、参考例による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。図7は、本実施形態による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の一例を示す説明図である。図6及び図7では、車両における各状態として、パージ弁19の開閉状態、燃料カットの実行状態、外気弁31の開閉状態、エンジン90の自動停止制御の実行状態、エンジン90の再始動制御の実行状態及びバッテリ電圧が示されている。また、図6及び図7では、診断モードを開始する条件である開始条件として、燃料カットが開始された時点から基準時間が経過したことが適用される場合における各状態の推移が示されている。
参考例では、本実施形態と同様に、外気弁31により外気通路40が閉鎖された状態において、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム1の故障を診断する診断モードが実行される。また、バッテリ電圧が電圧閾値を下回っている場合に、診断モードが禁止される。しかしながら、参考例では、本実施形態と異なり、エンジン90が自動停止した後に再始動する際であっても、バッテリ電圧に基づく診断モードの禁止が中止されない。
例えば、図6に示されるように、車両の走行中の時刻T21において、燃料カットが開始される。そして、時刻T21から基準時間が経過した時刻T22において、開始条件が満たされることに伴い診断モードが開始され、外気弁31が開状態から閉状態へ切り替えられる。その後、例えば、時刻T23から時刻T24までの間の時間のように、パージ弁19が開状態になりパージフローが生じることにより、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が進行する。
例えば、時刻T24において車両が減速を開始した場合、燃料カットが行われた後に車両が停車する。そして、自動停止条件が満たされる時刻T25において、エンジン90の自動停止制御が開始される。その後、時刻T26において、アクセルペダルが踏み込まれること等により再始動条件が満たされた場合、エンジン90の再始動制御が開始される。ここで、エンジン90が再始動する際には、バッテリ87からスタータモータ86へ比較的大きな電流が流れるので、図6に示されるように、バッテリ電圧が一時的に低下する。それにより、バッテリ電圧が電圧閾値を下回ることにより診断モードが中断され、外気弁31が閉状態から開状態へ切り替えられる。ゆえに、流量積算値の算出は中断され、例えば、制御装置100の記憶素子に記憶されている流量積算値はリセットされる。また、システム圧力は大気圧に比較的近い値へ戻る。
一方、本実施形態では、上述したように、エンジン90が自動停止した後に再始動する際に、バッテリ電圧に基づく診断モードの禁止が中止される。それにより、図7に示されるように、時刻T26において、エンジン90の再始動制御が開始されることに伴いバッテリ電圧が電圧閾値を下回った場合であっても、診断モードが継続され、外気弁31が閉状態に維持される。ゆえに、時刻T26において、車両の加速に伴いパージ弁19が閉状態から開状態に切り替えられることによりパージフローが生じることによって、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が再開する。このように、本実施形態では、実行部130は、エンジン90の自動停止時において診断モードが継続されている場合、エンジン90が再始動する際に、バッテリ電圧によらず診断モードを継続し得る。
図8は、参考例による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の図6と異なる例を示す説明図である。図9は、本実施形態による診断モードが実行される場合についての車両における各状態の推移の図7と異なる例を示す説明図である。図8及び図9では、図6及び図7と同様に、車両における各状態として、パージ弁19の開閉状態、燃料カットの実行状態、外気弁31の開閉状態、エンジン90の自動停止制御の実行状態、エンジン90の再始動制御の実行状態及びバッテリ電圧が示されている。また、図8及び図9では、診断モードを開始する条件である開始条件として、パージ弁19が閉状態から開状態に切り替わったことが適用される場合における各状態の推移が示されている。
例えば、走行中の車両が減速した後に停車し、時刻T31において、自動停止条件が満たされた場合、図8に示されるように、エンジン90の自動停止制御が開始される。図8に示される例では、エンジン90の自動停止時において診断モードは開始されていないので、時刻T31において、外気弁31は開状態になっている。その後、時刻T32において、アクセルペダルが踏み込まれること等により再始動条件が満たされた場合、エンジン90の再始動制御が開始される。また、時刻T32において、車両の加速に伴いパージ弁19が閉状態から開状態に切り替えられることによって、開始条件が満たされる。しかしながら、エンジン90が再始動することに伴いバッテリ電圧が一時的に低下することによって、バッテリ電圧が電圧閾値を下回ることにより診断モードが開始されることが禁止され、外気弁31が開状態に維持される。
一方、本実施形態では、上述したように、エンジン90が自動停止した後に再始動する際に、バッテリ電圧に基づく診断モードの禁止が中止される。それにより、図9に示されるように、時刻T32において、エンジン90の再始動制御が開始されることに伴いバッテリ電圧が電圧閾値を下回った場合であっても、診断モードが開始され、外気弁31が開状態から閉状態へ切り替えられる。ゆえに、時刻T32において、車両の加速に伴いパージ弁19が閉状態から開状態に切り替えられることによりパージフローが生じることによって、流量積算値の増大及びシステム圧力の低下が開始する。このように、本実施形態では、実行部130は、エンジン90の再始動時において診断モードを開始する条件である開始条件が満たされる場合、エンジン90が再始動する際に、バッテリ電圧によらず診断モードを開始し得る。
<3.制御装置の効果>
続いて、本実施形態に係る制御装置100の効果について説明する。
本実施形態に係る制御装置100では、外気弁31により外気通路40が閉鎖された状態において、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム1の故障を診断する診断モードが実行される。また、バッテリ電圧に基づいて診断モードが禁止される。それにより、外気弁31の動作を適切に制御することが困難である状況において、外気弁31の動作を伴う診断モードが実行されることが抑制される。ここで、本実施形態に係る制御装置100では、エンジン90が自動停止した後に再始動する際に、バッテリ電圧に基づく診断モードの禁止が中止される。それにより、エンジン90が再始動することに起因してバッテリ電圧が一時的に低下することに伴い診断モードが禁止されることが抑制される。ゆえに、パージシステム1の故障の診断が完了する前において診断モードが不必要に中断されることが抑制される。よって、パージシステム1の故障の診断を適切に完了することができる。
また、本実施形態に係る制御装置100では、バッテリ電圧が電圧閾値を下回る場合に、診断モードが禁止され得る。それにより、外気弁31の動作を適切に制御することが困難である状況において、外気弁31の動作を伴う診断モードが実行されることを適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る制御装置100では、エンジン90の自動停止時において診断モードが継続されている場合、エンジン90が再始動する際に、バッテリ電圧によらず診断モードが継続され得る。それにより、エンジン90が自動停止するより前に開始された診断モードが、エンジン90が再始動することに起因して中断されることを抑制することができる。よって、パージシステム1の故障の診断をより適切に完了することができる。
また、本実施形態に係る制御装置100では、エンジン90の再始動時において診断モードを開始する条件である開始条件が満たされる場合、エンジン90が再始動する際に、バッテリ電圧によらず診断モードが開始され得る。それにより、診断モードが開始されることが、エンジン90が再始動することに起因して禁止されることを抑制することができる。よって、パージシステム1の故障の診断をより適切に完了することができる。
また、本実施形態に係る制御装置100では、診断モードにおいて、流量積算値が基準積算値に到達した時におけるシステム圧力が圧力閾値より高い場合に、パージシステム1が故障していると診断され得る。それにより、パージフローが正常に行われない状況において、パージシステム1が故障していると適切に診断することができる。
<4.むすび>
以上説明したように、本実施形態によれば、外気弁31により外気通路40が閉鎖された状態において、流量積算値とシステム圧力との関係に基づいて、パージシステム1の故障を診断する診断モードが実行される。また、バッテリ電圧に基づいて診断モードが禁止される。また、本実施形態によれば、エンジン90が自動停止した後に再始動する際に、バッテリ電圧に基づく診断モードの禁止が中止される。それにより、エンジン90が再始動することに起因してバッテリ電圧が一時的に低下することに伴い診断モードが禁止されることが抑制される。ゆえに、パージシステム1の故障の診断が完了する前において診断モードが不必要に中断されることが抑制される。よって、パージシステム1の故障の診断を適切に完了することができる。
上記では、図1を参照してパージシステム1の具体的な構成例について説明したが、本発明に係るパージシステムは、このような例に限定されない。例えば、パージシステム1の構成からリーク検出装置30は省略されてもよい。その場合、例えば、キャニスタ13と外気開口部21とを連通する外気通路40に、外気通路40を開閉可能な外気弁が設けられる。また、図1に示した各構成要素の寸法及び形状と、各構成要素間の位置関係と、各通路の経路とは、あくまでも一例に過ぎず、このような例に限定されない。
また、上記では、故障診断装置として機能する装置の一例として制御装置100について説明したが、故障診断装置として機能する装置は、このような例に限定されない。例えば、故障診断装置として機能する装置は、制御装置100におけるパージ弁制御部110及びポンプ制御部120の機能を有しなくともよい。
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1 パージシステム
11 燃料タンク
13 キャニスタ
15 エバポ通路
17 パージ通路
19 パージ弁
21 外気開口部
23 ドレンフィルタ
30 リーク検出装置
31 外気弁
32 ポンプ
37 オリフィス
40 外気通路
86 スタータモータ
87 バッテリ
90 エンジン
97 排気管
98 吸気管
100 制御装置
110 パージ弁制御部
120 ポンプ制御部
130 実行部
131 外気弁制御部
132 診断部
133 開始条件判定部
134 再始動判定部
135 電圧判定部
136 流量積算値判定部
201 システム圧力センサ
202 吸気管圧力センサ
203 パージ弁開度センサ
204 電圧センサ

Claims (5)

  1. エンジンを自動停止及び再始動させるアイドリングストップ制御を実行する車両に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを前記エンジンの吸気管に供給するパージシステムの故障を診断するパージシステムの故障診断装置であって、
    前記パージシステムは、
    前記蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
    前記キャニスタと前記エンジンの吸気管とを連通するパージ通路と、
    前記パージ通路を開閉可能なパージ弁と、
    前記キャニスタと外気開口部とを連通する外気通路と、
    前記エンジンの始動に用いられる電力を蓄電するバッテリから供給される電力を用いて駆動され、前記外気通路を開閉可能な外気弁と、
    前記パージシステム内の圧力を検出するシステム圧力センサと、を備え、
    前記故障診断装置は、前記外気弁により前記外気通路が閉鎖された状態において、前記パージ弁により前記パージ通路が開放されることによって前記パージ通路から前記吸気管へ流入するパージガスの流量推定値の積算値と前記パージシステム内の圧力との関係に基づいて、前記パージガスの流れであるパージフローの異常を前記パージシステムの故障として診断する診断モードを実行し、前記バッテリの電圧に基づいて前記診断モードを禁止する実行部を備え、
    前記実行部は、前記エンジンが自動停止した後に再始動する際に、前記バッテリの電圧に基づく前記診断モードの禁止を中止する、
    パージシステムの故障診断装置。
  2. 前記実行部は、前記バッテリの電圧が電圧閾値を下回る場合に、前記診断モードを禁止する、
    請求項1に記載のパージシステムの故障診断装置。
  3. 前記実行部は、前記エンジンの自動停止時において前記診断モードが継続されている場合、前記エンジンが再始動する際に、前記バッテリの電圧によらず前記診断モードを継続する、
    請求項1又は2に記載のパージシステムの故障診断装置。
  4. 前記実行部は、前記エンジンの再始動時において前記診断モードを開始する条件である開始条件が満たされる場合、前記エンジンが再始動する際に、前記バッテリの電圧によらず前記診断モードを開始する、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のパージシステムの故障診断装置。
  5. 前記実行部は、前記診断モードにおいて、前記流量推定値の積算値が基準積算値に到達した時における前記パージシステム内の圧力が圧力閾値より高い場合に、前記パージシステムが故障していると診断する、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のパージシステムの故障診断装置。
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