JP7099639B2 - 燃料タンクシステム - Google Patents
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Description
本開示は、燃料タンクシステムに関する。
従来、内燃機関を有し車両に搭載される燃料タンク内で発生した燃料蒸発ガスの大気への放出を防止するために、燃料タンクを密閉する燃料タンクシステムが知られている(例えば、日本国特許4110931号公報および日本国特許6015936号公報)。日本国特許4110931号公報に記載された燃料タンクシステムでは、燃料タンクとキャニスタとの導通状態を制御する密閉弁を備える。日本国特許4110931号公報に記載された燃料タンクシステムでは、内燃機関が停止中は密閉弁を閉じて燃料タンクを密閉し、燃料タンクに給油する際は、密閉弁を開く。日本国特許6015936号公報に記載された燃料タンクシステムでは、密閉弁と、連通路と内燃機関の吸気通路の間を開閉する第1開閉弁と、キャニスタと連通路の間を開閉する第2開閉弁を備える。日本国特許6015936号公報に記載された燃料タンクシステムでは、燃料タンクの圧力を下げる際に、密閉弁および第1開閉弁を開き、第2開閉弁を閉じる。
また、日本国特許4110931号公報に記載された燃料タンクシステムおよび日本国特許6015936号公報に記載された燃料タンクシステムでは、密閉弁の故障を診断するために、密閉弁を閉じた状態から開いて、燃料タンク内の圧力の変化を検知している。
しかし、日本国特許4110931号公報に記載された燃料タンクシステムおよび日本国特許6015936号公報に記載された燃料タンクシステムでは、ベーパ通路の閉塞については診断してない。ベーパ通路は、燃料タンクと密閉弁を連通するため、ベーパ通路が閉塞すると、密閉弁が閉固着した状態と同じ状態となる。
本開示の実施形態は、ベーパ通路の故障を診断できる燃料タンクシステムを提供する。
本開示に係る燃料タンクシステムは、内燃機関を有する車両の燃料タンクシステムである。本開示に係る燃料タンクシステムは、燃料貯蔵部と、処理部と、制御部と、を備える。燃料貯蔵部は、密閉弁を有し、燃料を貯蔵する燃料タンクを密閉する。処理部は、燃料タンクの燃料蒸発ガスを処理する。制御部は、燃料貯蔵部および処理部の故障を診断する。燃料貯蔵部は、第1圧力検知部と、第2圧力検知部と、ベーパ通路と、を有する。第1圧力検知部は、燃料タンクの圧力を検知する。第2圧力検知部は、第1圧力検知部と異なる位置に配置され、燃料タンクの圧力を検知する。ベーパ通路は、燃料タンクと密閉弁とを連通する。処理部は、パージ通路と、第1開閉弁と、キャニスタと、圧力発生部と、を有する。パージ通路は、密閉弁と内燃機関の吸気通路とを連通する。第1開放弁は、吸気通路とパージ通路の間を開閉する。キャニスタは、密閉弁と第1開閉弁との間でパージ通路に接続され、燃料タンクの燃料蒸発ガスを吸着する。圧力発生部は、キャニスタに接続されて、圧力を発生させる。制御部は、密閉弁を開制御している状態で圧力発生部によって燃料タンクの圧力を変化させた際の、第1圧力検知部で検知した第1圧力値と、第2圧力検知部で検知した第2圧力値と、を用いて、ベーパ通路の閉塞の故障を特定する。
この燃料タンクシステムによれば、2つの圧力検知部を用いて、ベーパ通路の閉塞の有無を特定できる。これによって、ベーパ通路の故障を診断できる燃料タンクシステムの故障診断装置を提供できる。
制御部は、車両のイグニッションスイッチがオンされている間に、第2圧力検知部の固着があるか否かを記録してもよい。制御部は、密閉弁を開いた状態にし、圧力発生部によって燃料タンクの圧力を変化させてから所定期間経過した際に、第1圧力値が変化し、第2圧力値が変化せず、かつ、第2圧力検知部の固着がない場合は、ベーパ通路が閉塞していると特定してもよい。
制御部は、圧力制御と、給油制御と、を行ってもよい。圧力制御は、燃料タンクの圧力を下げる。給油制御は、燃料タンクの給油口である燃料給油口を開放可能にする。制御部は、ベーパ通路が閉塞していると特定した場合は、圧力制御および給油制御を禁止してもよい。
第1圧力検知部は、燃料タンク内の絶対圧を検知する絶対圧センサであってもよい。第2圧力検知部は、大気圧を基準に燃料タンク内の圧力を検知する差圧センサであってもよい。
第1圧力検知部は、ベーパ通路に取り付けられ、第2圧力検知部は、燃料タンクに取り付けられてもよい。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、燃料タンクシステム1は、燃料貯蔵部20と、処理部30と、制御部40と、を備える。燃料タンクシステム1は、車両Cに搭載される。本実施形態では、車両Cは、モータ(図示せず)と内燃機関10を有し、モータおよび内燃機関10のどちらか一方、または、両方を用いて走行するハイブリット車やプラグインハイブリッド車である。また、車両Cはイグニッションスイッチ40aを有する。イグニッションスイッチ40aは、後述するECU(Electrоnic Control Unit)42と電気的に接続される。制御部40は、車両Cのユーザによってイグニッションスイッチ40aがオンされることで、起動する。また、制御部40は、ユーザによってイグニッションスイッチ40aがオフされることで、スリープ状態になる。内燃機関10は、吸気通路10aと、燃料噴射弁10bと、燃料配管10cを有し、吸気通路10aから吸入した空気と、燃料噴射弁10bから噴射した燃料を混合して燃焼させる。
燃料貯蔵部20は、燃料タンク21と、密閉弁22と、第1タンク圧センサ(第1圧力検知部の一例)23と、第2タンク圧センサ(第2圧力検知部の一例)24と、ベーパ通路25と、を有する。燃料貯蔵部20は、燃料タンク21を密閉する。
燃料タンク21は、燃料給油口21aと、燃料ポンプ21bと、燃料カットオフバルブ21cと、レベリングバルブ21dと、を含む。燃料給油口21aは、燃料タンク21への燃料注入口である。燃料ポンプ21bは、燃料を燃料タンク21から燃料配管10cを経由して燃料噴射弁10bに供給する。燃料カットオフバルブ21cは、燃料タンク21から処理部30への燃料の流出を防止する。レベリングバルブ21dは、給油時に燃料タンク21内の液面を制御する。また、燃料タンク21内で発生した燃料蒸発ガスは、燃料カットオフバルブ21cおよびレベリングバルブ21dを経由して、処理部30に排出される。
密閉弁22は、ベーパ通路25を開閉することで、燃料タンク21を密閉する。本実施形態では、密閉弁22は、電磁ソレノイドバルブであり、電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)で閉弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態(ON)となると開弁状態となるノーマルクローズタイプの電磁弁である。ベーパ通路25は、燃料タンク21と密閉弁22とを連通する。
第1タンク圧センサ23は、ベーパ通路25上に配置され、ベーパ通路25において燃料タンク21内の圧力を検知する。第1タンク圧センサ23は、絶対圧センサであり、燃料タンク21内の圧力を絶対圧として検知する。
第2タンク圧センサ24は、第1タンク圧センサ23と異なる位置に配置される。本実施形態では、第2タンク圧センサ24は、燃料タンク21の上部に配置される。第2タンク圧センサ24は、大気圧との差によって圧力を検知する差圧式のセンサであり、燃料タンク21内の圧力をゲージ圧として検知する。
第1タンク圧センサ23は、主として燃料タンク21内の圧力が上昇した場合であっても圧力が検知できるように設けられる。一方、第2タンク圧センサ24は、主として給油する際に燃料タンク21内の圧力が大気圧近傍にあるか否かを検知できるように設けられる。このため、第1タンク圧センサ23は、第2タンク圧センサ24よりも検知できる圧力の幅が広い。一方、第2タンク圧センサ24は、第1タンク圧センサ23よりも圧力を精度よく検知できる。
図1および図2に示すように、処理部30は、キャニスタ31と、パージ通路(連通路)32と、パージ弁(第1開閉弁の一例)33と、バイパス弁(第2開閉弁の一例)34と、負圧ポンプ(圧力発生部の一例)35と、切替弁36と、および、キャニスタ圧センサ(第3圧力検知部の一例)37と、を備える。処理部30は、燃料タンク21の燃料蒸発ガスを内燃機関10で燃焼させる、または、燃料蒸発ガスをキャニスタ31に吸着させることで処理する。
キャニスタ31は、燃料タンク21の燃料蒸発ガスを吸着する。パージ通路32は、密閉弁22と内燃機関の吸気通路10aとを連通する。キャニスタ31は、内部に活性炭を具備し、燃料タンク21で発生した燃料蒸発ガスを活性炭によって吸着する。キャニスタ31は、パージ通路32から分岐した通路に接続される。キャニスタ31は、キャニスタ31が吸着した燃料蒸発ガスを、パージ通路32を介して吸気通路10aに供給するために設けられる。
パージ弁33は、吸気通路10aとパージ通路32の間を開閉する。本実施形態では、パージ弁33は、電磁ソレノイドバルブであり、後述する圧力制御、パージ制御(放出制御)の際に、制御部40からの指示によって開いて燃料蒸発ガスを吸気通路10aに供給する。パージ弁33は、例えば電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)で閉弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態(ON)となると開弁状態となるノーマルクローズタイプの電磁弁である。
バイパス弁34は、キャニスタ31とパージ通路32の間を開閉する。本実施形態では、バイパス弁34は、電磁ソレノイドバルブであり、後述する圧力制御の場合に、制御部40からの指示によって閉じてキャニスタ31への燃料蒸発ガスの供給を遮断する。一方、バイパス弁34は、パージ制御(放出制御)の場合に、制御部40からの指示によって開いてキャニスタ31に吸着された燃料蒸発ガスをパージ通路32に供給する。バイパス弁34は、例えば電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)で開弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態(ON)となると閉弁状態となるノーマルオープンタイプの電磁弁である。
負圧ポンプ35、切替弁36、および、キャニスタ圧センサ37は、キャニスタ31に接続されるモジュール38内に設けられる。図2に示すように、モジュール38には、キャニスタ側通路38aと、大気側通路38bと、ポンプ通路38cと、バイパス通路38dが設けられる。負圧ポンプ35は、ポンプ通路38cと大気側通路38bの間に設けられる。バイパス通路38dには、リーク診断時の基準となる圧力を発生させる基準オリフィス38eが設けられる。キャニスタ圧センサ37は、ポンプ通路38cに設けられ、負圧ポンプ35でキャニスタ31内に負圧を発生させた際の圧力を検知する。
切替弁36は、開状態ではキャニスタ側通路38aと大気側通路38bとを連通し、キャニスタ31を大気開放状態にする。この状態で、負圧ポンプ35が稼働すると、基準オリフィス38eの径に応じた負圧がポンプ通路38cに発生する。制御部40は、このときのキャニスタ圧センサ37で検知する負圧の値を基準圧Prefとして記憶する。一方、図3に示すように、切替弁36は、閉状態ではキャニスタ側通路38aとポンプ通路38cとを連通し、キャニスタ31に負圧を発生可能な状態にする。このような状態で、負圧ポンプ35がキャニスタ31に負圧を発生させると、燃料貯蔵部20または処理部30に基準オリフィス38eよりも大きな穴が存在する場合に、キャニスタ圧センサ37で検知する負圧が基準圧Prefよりも小さくなる。制御部40は、このようにして燃料貯蔵部20または処理部30の燃料蒸発ガスのリークを診断する。切替弁36は、例えば電磁ソレノイドで駆動される。切替弁36は、電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)であるときには開状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態(ON)のときには閉状態となる。
制御部40は、燃料貯蔵部20および処理部30の各検知部からの情報を取得し、各弁を制御するための信号を各弁に送信する。なお、本実施形態において、「開制御」と記す場合は、制御部40が各弁を開いた状態にするための制御信号を送信し、各弁に実際に開くように指示をすることを示す。各弁は、開制御の制御信号をうけて、故障がなければ実際に開く。また、「閉制御」と記す場合も同様に、制御部40が各弁を閉じた状態にするための制御信号を送信し、各弁に実際に開くように指示をすることを示す。各弁は、閉制御の制御信号をうけて、故障がなければ実際に閉じる。
制御部40は、少なくとも、第1故障診断と、第2故障診断と、第3故障診断と、フェールセーフ制御と、を行う。また、制御部40は、燃料タンク21の圧力が一定以上に上昇した場合に、密閉弁22およびパージ弁33を開制御し、バイパス弁34を閉制御して、燃料タンク21内の圧力を下げる制御を行う。また、制御部40は、図示しない給油ボタンが押され給油する際に、密閉弁22およびバイパス弁34を開制御して、燃料タンク21の圧力を大気圧にする制御を行う。このように、制御部40は、燃料タンク21内の圧力を下げる圧力制御(圧抜き制御)を行い、圧力が低下しない場合は異常があるとして記録する。また、制御部40は、パージ弁33およびバイパス弁34を開制御して、キャニスタ31に吸着した燃料蒸発ガスを運転中の内燃機関10に吸わせるパージ制御(放出制御)を行う。さらに、制御部40は、給油する際の圧力制御が完了すると、燃料給油口21aを開放可能なように、フューエルリッド(図示せず)のロックを解除し、車両Cのユーザに報知する給油制御を行う。一方、制御部40は、例えば、フェールセーフ制御として、給油制御が禁止(給油禁止)された場合は、フューエルリッドのロックを解除せず、給油が禁止されている旨をユーザに報知する。
また、本実施形態では、制御部40は、ECU42に記憶されるソフトウェアによって実現される機能構成である。ECU42は、実際には、タイマーを含む演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成される。ECU42は、各センサおよび各種装置からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関10が、所望の運転状態となるように各種装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。また、各センサと、各バルブは、ECU42と電気的に接続される。
次に図4、図5、図6、および、図9のフローチャート、図7、および、図10のタイミングチャートを用いて、本開示の制御部40の制御手順について説明する。なお、各タイミングチャートの各種装置に対応するON-OFFは、各種装置に通電(ON)、無通電(OFF)を指示する制御信号を、制御部40が各種装置に送信した状態を示す。すなわち、各タイミングチャートのON-OFF状態は、実際の各種装置の作動状態を示すものではなない。また、各タイミングチャートの、センサの値は、各センサから取得した値であり、実際の各種装置の圧力を示す値ではない。すなわち、各タイミングチャートは、制御部40の制御手順に対応したタイミングチャートである。
図4は、制御部40が行う第1故障診断における制御手順を示す。制御部40は、イグニッションスイッチ40aがオフされたのち、所定期間TmIG経過後に密閉弁22を閉じた状態で燃料貯蔵部20の故障を診断する第1故障診断を開始する(S1)。ここで、密閉弁22を閉じた状態とは、密閉弁22を閉制御した状態ということであり、制御部40が密閉弁22に通電(ON)を指示する制御信号を送信していない状態である。制御部40は、第1タンク圧センサ23で検知した第1圧力値P1を取得する。制御部40は、第1圧力値P1の絶対値が第1所定値D1以上であれば(S2 Yes)、S3へ処理を進める。
制御部40は、圧力制御中の異常の記録を取得し、異常の記録がなければ(S3 Yes)S4に処理を進める。ここで、圧力制御中の異常とは、燃料タンク21の圧力が一定以上に上昇した場合に圧力制御が所定時間内に終了しない場合、給油する際の圧力制御が所定時間内に終了しない場合、および、これら制御中に燃料貯蔵部20および処理部30に何らかの故障が診断されてない場合、である。
制御部40は、第2タンク圧センサ24で検知した第2圧力値P2を取得する。制御部40は、第1圧力値P1と第2圧力値P2との差を算出する。制御部40は、差が所定範囲ΔQ以内である場合は(S4 Yes)、S5に処理を進める。上記のとおり、第1タンク圧センサ23と、第2タンク圧センサ24は、配置される場所、および、圧力の検知特性が異なる。このため、燃料タンク21内の実際の圧力値は同一であるにもかかわらず、第1圧力値P1および第2圧力値P2は、所定範囲ΔQ以内の差をもつ。この所定範囲ΔQは、第1タンク圧センサ23および第2タンク圧センサ24の配置される場所、および、圧力の検知特性に応じて予め設定された値である。
制御部40は、燃料貯蔵部20が正常であると診断する(S5)。そして、制御部40は、密閉弁22を閉じた状態で処理部30の故障を診断する第2故障診断に進む(S6)。
なお、第1圧力値P1の絶対値が第1所定値D1より小さい場合(S2 No)、圧力制御異常がある場合(S3 No)、第1圧力値P1と第2圧力値P2の差が所定範囲ΔQより大きい場合(S4 No)は、燃料貯蔵部20に故障があるとして、制御部40は正常診断不成立とする(S8)。すなわち、制御部40は、燃料貯蔵部20が有する、第1タンク圧センサ23、第2タンク圧センサ24、およびベーパ通路25のいずれか一つ、または、複数に故障があると診断する。制御部40は、燃料貯蔵部20が正常でないと診断した場合は、密閉弁22を開制御して、後述する第3故障診断を行い、故障部位を特定する(S9)。
また、制御部40は、後述する第2故障診断において、処理部30に故障があると診断した場合は(S7 Yes)、密閉弁22を開制御して第3故障診断を行い、故障部位を特定する(S9)。
次に図5のフローチャートを用いて、制御部40が行う第2故障診断における制御手順を説明する。なお、第2故障診断は、バイパス弁34を開制御した状態で開始される。
制御部40は、負圧ポンプ35を起動する(S21)。このとき、キャニスタ圧センサ37で検知した第3圧力値P3が基準圧Prefまで下がる。その後、制御部40は、切替弁36を閉制御してキャニスタ31の減圧を開始する(S22)。この状態では、制御部40からの指示によって実際にバイパス弁34が開いた状態であれば、パージ通路32とキャニスタ31が減圧される。制御部40は、減圧開始後(切替弁36を閉制御してから)第1所定期間Tm1経過した場合に(S23 Yes)、1回目の第3圧力値P3を取得値P31として取得する(S24)。制御部40は、その後バイパス弁34を閉制御する(S25)。制御部40は、減圧後第2所定期間Tm2経過した場合に(S26 Yes)、2回目の第3圧力値P3を取得値P32として取得する。そして2回目の第3圧力値P3の取得値P32が第1所定圧力PT1以下の場合は(S28 Yes)、1回目の第3圧力値P3の取得値P31と、2回目の第3圧力値P3の取得値P32の比(P32/P31)を算出し、比が第2所定値D2以下の場合に、パージ通路32にリークが無いと診断する(S30)。
すなわち、1回目の第3圧力値P3の取得値P31はバイパス弁34を開制御している際の値であり、実際にバイパス弁34が開いている場合は、キャニスタ31とパージ通路32を含む空間の圧力値である。一方、2回目の第3圧力値P3の取得値P32は、バイパス弁34を閉制御している際の値であり、実際にバイパス弁34が閉じている場合は、キャニスタ31のみを含み、パージ通路32は含まない空間の圧力値である。よって、キャニスタ31およびパージ通路32のいずれにもリークがなければ、取得値P31と、取得値P32の比は第2所定値D2以下になる。また、キャニスタ31のみにリークの可能性がある場合も、取得値P31、および取得値P32のいずれも、減圧量が小さい状態で維持される。この結果、取得値P31と、取得値P32の比は第2所定値D2以下になる。一方、パージ通路32にリークがあれば、取得値P31は、減圧量が小さい状態で維持され、取得値P32は、減圧量が大きい状態で維持される。この結果、取得値P31と、取得値P32の比は第2所定値D2よりも大きくなる。このように、制御部40は、取得値P31と、取得値P32の比が、第2所定値D2よりも大きい場合は(S29 No)、パージ通路32にリークがあると診断する(S38)。また、取得値P32が第1所定圧力PT1よりも大きい場合は(S28 No)、なんらかの故障(例えば、キャニスタ31がリークしている可能性)があると診断し、S37に処理を進める。
次に、制御部40は、パージ弁33を開制御し(S31)、大気圧P0と第3圧力値P3の差を算出し、この差が第2所定圧力PT2以上か診断する(S32)。つまり、制御部40は、処理部30(キャニスタ31)が負圧に維持されているかを診断する。制御部40は、差が第2所定圧力PT2以上の場合は(S32 Yes)、バイパス弁34の開固着なしと診断する(S33)。すなわち、バイパス弁34が開固着ありの場合に、パージ弁33が実際に開くと、キャニスタ31から吸気通路10aまでが連通状態となり、処理部30が大気開放された状態となる。この状態となると、処理部30の負圧は維持できなくなる。これによって、制御部40は、バイパス弁34の開固着の有無を診断できる。したがって、制御部40は、差が第2所定圧力PT2より小さい場合は(S32 No)、バイパス弁34の開固着ありと診断する(S39)。制御部40は、バイパス弁34の開固着あり診断すると、フェールセーフ制御として給油制御を禁止(給油禁止)し(S41)、処理を第1故障診断に戻し、故障診断終了のフラグを記録する。
一方、制御部40がバイパス弁34の開固着なしと診断した場合に、制御部40は、バイパス弁34を開制御して(S34)、大気圧P0と第3圧力値P3の差を算出し、この差が第3所定圧力PT3以下か診断する(S35)。すなわち、バイパス弁34およびパージ弁33が実際に開いた状態では、キャニスタ31から吸気通路10aまでが連通状態となり、処理部30が大気開放された状態となる。この状態となると、第3圧力値P3は大気圧P0に近い値まで戻る。もし、第3圧力値P3が大気圧P0近傍まで戻らない場合は、パージ弁33およびバイパス弁34のいずれか一方、または両方が閉固着の状態である。そこで、制御部40は、大気圧P0と第3圧力値P3の差が大気圧近傍の値である第3所定圧力PT3以下の場合は(S35 Yes)、パージ弁33およびバイパス弁34の両方の閉固着なしと診断する(S36)。一方、制御部40は、大気圧P0と第3圧力値P3の差が大気圧近傍の値である第3所定圧力PT3よりも大きい場合は(S35 No)、パージ弁33およびバイパス弁34のいずれか一方、または両
方が閉固着の状態にある可能性があると診断する(S40)。制御部40は、以上の診断を終えると、切替弁36を開状態にして(S37)、第2故障診断の処理を終了し、第1故障診断のフローに戻る。制御部40は、診断が完了した場合は、診断完了フラグを記録する。
方が閉固着の状態にある可能性があると診断する(S40)。制御部40は、以上の診断を終えると、切替弁36を開状態にして(S37)、第2故障診断の処理を終了し、第1故障診断のフローに戻る。制御部40は、診断が完了した場合は、診断完了フラグを記録する。
次に図6のフローチャートおよび、図7のタイミングチャートを用いて、制御部40が行う第3故障診断における制御手順を説明する。第3故障診断は、図7のタイミングチャートに示す状態V4以降である。
第3故障診断において、制御部40は、負圧ポンプ35が稼働中か否か診断し(S50)、稼働していない場合は(S50 No)、負圧ポンプ35を起動させる(S51)。制御部40は、密閉弁22を開制御し(S52)、パージ弁33を閉制御し、開制御し、また閉制御する(S53)。これによって、もしパージ弁33が閉固着していなければ、燃料タンク21は、吸気通路10aと連通し、大気圧P0となる(図7 時刻t8から時刻t9参照)。
制御部40は、第2タンク圧センサ24の第2圧力値P2を取得値P21として取得し、第1条件として取得値P21が所定圧力範囲ΔPx(-Pxから+Pxの範囲)以内にあるか否かを診断する(S54)。制御部40は、第1条件が成立している場合は(S54 Yes)、第2タンク圧センサ24が故障していないと診断する(S69)。ここで、第2タンク圧センサ24が、正常に作動している場合、燃料タンク21の実際の圧力は大気圧P0となる。従って、取得値P21も大気圧P0近傍の所定圧力範囲ΔPx以内の値となるはずである(図7 時刻t7から時刻t10の第2圧力値P2の実線参照)。一方、第2タンク圧センサ24がシフト故障していると、この範囲からシフトしてずれる(図7 時刻t7から時刻t10の第2圧力値P2の破線E1参照)。
制御部40は、切替弁36を閉制御して、燃料タンク21の減圧を開始する(S55)。制御部40は、第2条件として第1タンク圧センサ23から取得した第1圧力値P1の、切替弁36を閉制御してからの変化値ΔP1が、第5所定圧力PT5(例えば1kPa)か否かを診断する(S56)。すなわち、制御部40が密閉弁22を開制御して、燃料タンク21を減圧するように制御しているにもかかわらず、第1圧力値P1が一定の値を示す場合は(図7 第1圧力値Pの時刻t10から時刻t11 2点鎖線E2参照、S56 No)、第1タンク圧センサ23の固着、密閉弁22の閉固着、バイパス弁34の閉固着が疑われる。一方、制御部40は、第1圧力値P1が変化すれば(S56 Yes)、第1タンク圧センサ23の固着、密閉弁22の閉固着、および、バイパス弁34の閉固着、の各故障がないと診断できる(S70)。
制御部40は、第3条件として第2タンク圧センサ24から取得した第2圧力値P2の、切替弁36を閉制御してからの変化値ΔP2が、第4所定圧力PT4(例えば1kPa)か否かを診断する(S57)。すなわち、制御部40が密閉弁22を開制御して、燃料タンク21を減圧するように制御しているにもかかわらず、第2圧力値P2が一定の値を示す場合は(図7 第1圧力値Pの時刻t10から時刻t11 2点鎖線E3参照、S57 No)、密閉弁22の閉固着、バイパス弁34の閉固着が疑われる。また、第1タンク圧センサ23は、ベーパ通路25に設けられる一方、第2タンク圧センサ24は燃料タンク21の上部に設けられる。このため、ベーパ通路25の閉塞も疑われる。一方、制御部40は、第2圧力値P2が変化すれば(S57 Yes)、密閉弁22の閉固着、バイパス弁34の閉固着、およびベーパ通路25の閉塞、の各故障がないと診断できる(S71)。
制御部40は、上述の第2条件かつ第3条件が成立したか否か判定する(S58)。しかし、制御部40は、第2条件かつ第3条件が成立したか否かにかかわらず(S58 Yes S58 No)、切替弁36を閉制御して燃料タンク21の減圧を開始してから第3所定期間Tm3経過するまで、減圧を続ける(S59 No)。一方、制御部40は、第3所定期間Tm3経過した場合は(S59 Yes)、S60へ処理を進める。
制御部40は、キャニスタ圧センサ37によって検知した第3圧力値P3の、切替弁36を閉制御してからの変化値ΔP3を取得し、第3圧力値P3の変化値ΔP3が基準圧Prefよりも低い第6所定圧力PT6まで下がったか否かを診断する(S60)。制御部40は、第3圧力値P3が第6所定圧力PT6とならない場合は(S60 No)、減圧後第4所定期間Tm4経過まで続ける(S74 No)。これによって、制御部40は、第1圧力値P1および第2圧力値P2のいずれか一方、または、両方の値が変化しない原因について、負圧ポンプ35を含むモジュール38の作動不良や、キャニスタ31のリークや閉塞、の故障ではないことが診断できる。そこで、制御部40は、第1圧力値P1および第2圧力値P2のいずれか一方、または、両方の値が変化しない原因となる故障部位について、第1条件から第3条件の組み合わせ行うことによって特定する。一方、第3圧力値P3が第6所定圧力PT6とならず(S60 No)、減圧後第4所定期間Tm4経過した場合は、処理を第1故障診断に戻す(S74 Yes)。
制御部40は、第2条件のみが成立しない場合は、第1タンク圧センサ23の固着ありと特定する(S72)。すなわち、第2圧力値P2が正常に変化し、第1圧力値P1のみが変化しなければ、燃料タンク21の減圧は実際に行われており、第1タンク圧センサ23の固着ありと特定できる。制御部40は、第1タンク圧センサ23の固着と特定すると、フェールセーフ制御として圧力制御を禁止し(S73)、処理を第1故障診断に戻し、故障診断終了のフラグを記録する。
制御部40は、第2条件は成立し(S61 Yes)、第3条件のみ成立しない場合は(S62 Yes)、ベーパ通路25の閉塞と特定する(S65)。すなわち、第1圧力値P1が正常に変化し、第2圧力値P2のみが変化しなければ、第2タンク圧センサ24の固着、もしくは、第2タンク圧センサ24と、第1タンク圧センサ23の間にあるベーパ通路25の閉塞が疑われる。
ここで、制御部40は、イグニッションスイッチ40aがオンの間に、第2タンク圧センサ24によって燃料タンク21内の圧力を検知することで、第2タンク圧センサ24の固着が無いことを記録している。このため、制御部40は、ベーパ通路25の閉塞と特定できる。制御部40は、ベーパ通路25の閉塞と特定すると、フェールセーフ制御として給油制御および圧力制御を禁止し(S66)、処理を第1故障診断に戻し、故障診断終了のフラグを記録する。
制御部40は、第2条件かつ第3条件が成立した場合は(S62 Nо、S58 Yes)、第1条件が成立したか否か診断する(S63)。制御部40は、第1条件が成立しない場合は(S63 No)、第2タンク圧センサ24のシフト故障と特定する(S67)。すなわち、制御部40は、第1タンク圧センサ23の固着、および、ベーパ通路25の閉塞もなく、条件1のみが成立しない場合は、第2圧力値P2が異常値であるため、第2タンク圧センサ24のシフト故障が原因であると特定できる。制御部40は、第2タンク圧センサ24のシフト故障と特定すると、フェールセーフ制御として給油制御を禁止する(S68)。一方、制御部40は、第1条件が成立した場合は(S63 Yes)、第1タンク圧センサ23の固着、第2タンク圧センサ24のシフト故障、および、ベーパ通路25の閉塞のいずれも発生していないと診断できる。すなわち、燃料貯蔵部20のうち密閉弁22を除く装置の故障診断が完了し、処理部30のパージ弁33およびバイパス弁34の閉固着、燃料貯蔵部20の密閉弁22の開固着、または、閉固着の故障があると診断し、他の故障部位の故障診断を行い、処理を第1故障診断に戻す(S64)。制御部40は、他の故障部位が特定できると、故障診断終了のフラグを記録する。
以上説明した通り、燃料タンクシステム1では、ベーパ通路25の閉塞の故障を特定できる。制御部40が、ベーパ通路25の閉塞であると特定した場合は、フェールセーフ制御として給油制御を禁止する。
一方、制御部40が、ベーパ通路25の閉塞の故障を特定できていない場合、圧力制御および給油制御が禁止されていない。ユーザは給油する際に(給油ボタンを押した際に)、圧力制御と給油制御が開始されたが何らかの故障によって途中で止まることで、初めて給油できないことに気が付く。
燃料タンクシステム1のように、制御部40が、ベーパ通路25の閉塞であると特定できれば、ユーザの給油操作に先立って、給油制御が禁止されている旨を報知できる。これによって、ベーパ通路25が閉塞していたとしても、ユーザビリティーの低下を抑制できる。
<他の実施形態>
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
上記実施形態では、第1タンク圧センサおよび第2タンク圧センサは、異なる配置かつ、異なる検知特性を有するが、本開示はこれに限定されない。第1タンク圧センサおよび第2タンク圧センサは、配置、および、検知特性のいずれか一方が異なればよい。
上記実施形態では、処理部30は、第2開閉弁としてバイパス弁34を有するが、本開示はこれに限定されない。制御部40は、バイパス弁34が無い場合は、密閉弁22を閉じた状態でパージ弁33の閉固着故障だけを行ってもよい。
上記実施形態では、処理部30は、圧力発生部として負圧ポンプ35を用いるが、本開示はこれに限定されない。圧力発生部は、加圧ポンプであってもよい。
本出願は、2019年7月30日出願の日本特許出願特願2019-139522に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
1:燃料タンクシステム
10:内燃機関
10a:吸気通路
20:燃料貯蔵部
21:燃料タンク
22:密閉弁
23:第1タンク圧センサ(第1圧力検知部)
24:第2タンク圧センサ(第2圧力検知部)
25:ベーパ通路
30:処理部
31:キャニスタ
32:パージ通路
33:パージ弁(第1開閉弁)
34:バイパス弁(第2開閉弁),
35:負圧ポンプ
36:切替弁
37:キャニスタ圧センサ(第3圧力検知部)
40:制御部
40a:イグニッションスイッチ
C:車両
P0:大気圧
P1:第1圧力値
P2:第2圧力値
P3:第3圧力値
10:内燃機関
10a:吸気通路
20:燃料貯蔵部
21:燃料タンク
22:密閉弁
23:第1タンク圧センサ(第1圧力検知部)
24:第2タンク圧センサ(第2圧力検知部)
25:ベーパ通路
30:処理部
31:キャニスタ
32:パージ通路
33:パージ弁(第1開閉弁)
34:バイパス弁(第2開閉弁),
35:負圧ポンプ
36:切替弁
37:キャニスタ圧センサ(第3圧力検知部)
40:制御部
40a:イグニッションスイッチ
C:車両
P0:大気圧
P1:第1圧力値
P2:第2圧力値
P3:第3圧力値
Claims (5)
- 内燃機関を有する車両の燃料タンクシステムであって、
密閉弁を有し、燃料を貯蔵する燃料タンクを密閉する燃料貯蔵部と、
前記燃料タンクの燃料蒸発ガスを処理する処理部と、
前記燃料貯蔵部および前記処理部の故障を診断する制御部と、
を備え、
前記燃料貯蔵部は、
前記燃料タンクの圧力を検出する第1圧力検知部と、
前記第1圧力検知部と異なる位置に配置され、前記燃料タンクの圧力を検出する第2圧力検知部と、
前記燃料タンクと前記密閉弁とを連通するベーパ通路と、
を有し、
前記処理部は、
前記密閉弁と前記内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
前記吸気通路と前記パージ通路の間を開閉する第1開閉弁と、
前記密閉弁と前記第1開閉弁との間で前記パージ通路に接続され、前記燃料タンクの燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、
前記キャニスタに接続されて、圧力を発生させる圧力発生部と、
を有し、
前記制御部は、
前記密閉弁を開制御している状態で前記圧力発生部によって前記燃料タンクの圧力を変化させた際の、前記第1圧力検知部で検知した第1圧力値と、前記第2圧力検知部で検知した第2圧力値と、を用いて、前記ベーパ通路の閉塞の有無を特定する、燃料タンクシステム。 - 前記制御部は、
前記車両のイグニッションスイッチがオンされている間に、前記第2圧力検知部の固着があるか否かを記録し、
前記密閉弁を開いた状態にし、前記圧力発生部によって前記燃料タンクの圧力を変化させてから所定期間経過した際に、
前記第1圧力値が変化し、前記第2圧力値が変化せず、かつ、前記第2圧力検知部の固着がない場合は、前記ベーパ通路が閉塞していると特定する、請求項1に記載の燃料タンクシステム。 - 前記制御部は、
前記燃料タンクの圧力を下げる圧力制御と、
前記燃料タンクの給油口である燃料給油口を開放可能にする給油制御と、
を行い、
前記制御部は、前記ベーパ通路が閉塞していると特定した場合は、前記圧力制御および前記給油制御を禁止する、請求項1または2のいずれか1項に記載の燃料タンクシステム。 - 前記第1圧力検知部は、前記燃料タンク内の絶対圧を検知する絶対圧センサであり、
前記第2圧力検知部は、大気圧を基準に前記燃料タンク内の圧力を検知する差圧センサである、請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料タンクシステム。 - 前記第1圧力検知部は、前記ベーパ通路に取り付けられ、
前記第2圧力検知部は、前記燃料タンクに取り付けられる、
請求項1から4のいずれか1項に記載の燃料タンクシステム。
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