JP7099639B2 - 燃料タンクシステム - Google Patents

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。

本開示の一実施形態に係る燃料タンクシステムの構成を示す図。 図１の開状態の切替弁を示す図。 図１の閉状態の切替弁を示す図。 図１の制御部が行う第１故障診断のフローチャート。 図１の制御部が行う第２故障診断のフローチャート。 図１の制御部が行う第３故障診断のフローチャート。 図６の第３故障診断におけるタイミングチャート。

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。

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。

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

Claims (5)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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