WO2014021136A1 - 燃料レベルセンサの故障診断装置及び燃料レベルセンサの故障診断方法 - Google Patents

燃料レベルセンサの故障診断装置及び燃料レベルセンサの故障診断方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a fuel level sensor failure diagnosis apparatus and a fuel level sensor failure diagnosis method.
  • the present invention has been made paying attention to such a problem, and an object thereof is to suppress erroneous determination in failure diagnosis of a fuel level sensor.
  • a failure diagnosis device for a fuel level sensor that detects a remaining amount of fuel in a fuel tank including at least a first tank and a second tank. Then, the fuel level sensor failure diagnosing device determines, based on the output value of the fuel level sensor, a region determination means for determining a region of the remaining amount of fuel divided according to the output characteristics of the fuel level sensor, and the region changes And a region failure diagnosing unit that compares the fuel consumption after that and a failure determination threshold set individually for each region to perform a failure diagnosis of the fuel level sensor for each region.
  • the region failure diagnosis means passes the failure determination threshold value in the dead zone in the dead zone where the change in the output value of the fuel level sensor is small when the fuel consumption destination is switched from the first tank to the second tank. Therefore, the value is equivalent to the fuel consumption required for this purpose.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the output characteristics of the fuel level sensor.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining failure diagnosis of the fuel level sensor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the remaining fuel amount region determination process.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the region failure diagnosis process of the fuel level sensor.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Fuel supply device 100 is mounted on a vehicle or the like equipped with an engine.
  • the fuel supply device 100 includes a fuel tank 1, a pump module 2, a fuel level sensor 3, and a controller 4.
  • the fuel tank 1 is a vertical tank and includes a main tank 11 and a sub tank 12. The fuel in the fuel tank 1 is consumed from the fuel in the sub tank 12.
  • the pump module 2 is provided in the main tank 11 and includes a fuel pump 21, a fuel filter 22, a pressure regulator 23, and a jet pump 24.
  • the fuel pump 21 pumps up the fuel in the fuel tank 1 and supplies the fuel in the fuel tank 1 to the engine via the fuel pipe 5.
  • the fuel filter 22 is provided downstream of the fuel pump 21.
  • the fuel filter 22 removes foreign matters contained in the fuel in the fuel tank 1.
  • the pressure regulator 23 keeps the pressure of the supplied fuel constant by returning the surplus fuel pumped up by the fuel pump 21 into the fuel tank 1.
  • the jet pump 24 sucks up the fuel in the sub tank 12 using the negative pressure generated when the fuel returned from the pressure regulator 23 into the fuel tank 1 passes through the venturi inside the jet pump 24, It is sent to the main tank 11 through the transfer pipe 6.
  • the fuel level sensor 3 includes a main sensor 31 attached to the pump module 2 and a sub sensor 32 attached to the sub tank 12, and detects the remaining amount of fuel in the fuel tank 1.
  • the fuel level sensor 3 inputs a voltage value (hereinafter referred to as “level sensor output value”) FL corresponding to the remaining amount of fuel in the fuel tank 1 to the controller 4.
  • the controller 4 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface).
  • the controller 4 receives detection signals from various sensors necessary for traveling of the vehicle such as the vehicle speed sensor 41 for detecting the vehicle speed.
  • the controller 4 controls the engine based on the input detection signals of various sensors, and performs a failure diagnosis of the fuel level sensor 3.
  • failure diagnosis of the fuel level sensor 3 is performed in consideration of the output characteristics of the fuel level sensor 3.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the output characteristics of the fuel level sensor 3.
  • the level sensor output value FL changes almost at a predetermined lower limit value FL ll in a region where the remaining amount of fuel is greater than the predetermined first remaining amount (hereinafter referred to as “full tank region”). Even in a region where the remaining fuel amount is less than the predetermined fourth remaining amount (hereinafter “empty region”), the predetermined upper limit value FL ul remains almost unchanged.
  • the level sensor output value FL basically increases as the remaining fuel amount decreases.
  • the region from the first remaining amount to the predetermined second remaining amount (hereinafter referred to as “sub tank region”) is a region where the fuel in the sub tank 12 is consumed.
  • the region from the third remaining amount to the predetermined fourth remaining amount (hereinafter referred to as “main tank region”) is a region where the fuel in the main tank 11 is consumed.
  • the change in the level sensor output value FL with respect to the change in the remaining amount of fuel is larger in the sub tank region than in the main tank region.
  • the state in which the fuel in the sub tank 12 is consumed during the fuel consumption is switched to the state in which the fuel in the main tank 11 is consumed. .
  • a “dead zone region” in which the level sensor output value FL hardly changes even when fuel is consumed occurs.
  • the failure determination threshold is changed according to the remaining fuel amount region to suppress erroneous determination and to ensure the frequency of failure diagnosis.
  • the failure diagnosis of the fuel level sensor 3 according to this embodiment will be described.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining failure diagnosis of the fuel level sensor 3 according to the present embodiment.
  • the controller 4 repeatedly executes this routine at a predetermined calculation cycle.
  • step S1 the controller 4 determines whether a permission condition for performing a failure diagnosis of the fuel level sensor 3 is satisfied.
  • the controller 4 ends the current process if the permission condition is not satisfied, and performs the process of step S2 if the permission condition is satisfied.
  • the permission conditions include that the various sensors described above do not cause an obvious failure such as a disconnection or a short circuit, or that there is no abnormality in CAN communication.
  • step S2 the controller 4 reads detection values of various sensors.
  • step S3 the controller 4 performs an area determination process for the remaining amount of fuel. Details of the area determination processing will be described later with reference to FIG.
  • step S4 based on the detected level sensor output value FL, the controller 4 updates the minimum value and the maximum value of the level sensor output value FL after a reset process described later is performed.
  • the minimum value is basically the level sensor output value FL immediately after the reset process.
  • the maximum value is basically updated every time the level sensor output value FL is detected because the level sensor output value FL increases as the fuel is consumed after the reset process is performed.
  • step S ⁇ b> 5 the controller 4 performs a normal failure diagnosis process for the fuel level sensor 3. Specifically, it is determined whether or not the amount of change in the level sensor output value FL after the reset process is performed, that is, whether the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or greater than a predetermined normal failure determination threshold value FL nor. To do. If the amount of change in the level sensor output value FL is greater than or equal to the normal failure determination threshold value FL nor , the controller 4 performs the process of step S6, and otherwise performs the process of step S8.
  • step S6 the controller 4 determines that the fuel level sensor 3 is normal because the level sensor output value FL has changed.
  • step S7 the controller 4 performs a reset process. Specifically, the minimum value and the maximum value of the level sensor output value FL are initialized.
  • step S8 the controller 4 performs an area failure diagnosis process of the fuel level sensor 3 that is performed individually according to the area of the remaining fuel amount. Details of the region failure diagnosis processing of the fuel level sensor 3 will be described later with reference to FIG.
  • step S9 the controller 4 determines whether or not the fuel level sensor 3 is determined to have failed in the region failure diagnosis process.
  • the controller 4 performs the process of step S7 when the fuel level sensor 3 is determined to have failed in the region failure diagnosis process, and ends the current process otherwise.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the remaining fuel amount area determination process.
  • step S31 the controller 4 determines whether or not the level sensor output value FL is equal to or lower than the lower limit value FLll . If the level sensor output value FL is equal to or lower than the lower limit value FLll , the controller 4 performs the process of step S32, and otherwise performs the process of step S33.
  • step S32 the controller 4 determines that the area is full.
  • step S33 the controller 4 determines whether or not the previous remaining fuel amount region is a dead zone region.
  • the controller 4 performs the process of step S34 if the previous remaining fuel amount area is other than the dead zone area, and performs the process of step S41 if it is the dead zone area.
  • step S34 the controller 4 determines whether or not the level sensor output value FL is less than the lower limit side dead zone determination threshold FL lldz (see FIG. 2).
  • the controller 4 performs the process of step S35 if the level sensor output value FL is less than the lower limit side dead zone determination threshold FL lldz , and otherwise performs the process of step S36.
  • step S35 the controller 4 determines that the sub tank area.
  • step S36 the controller 4 determines whether or not the level sensor output value FL is equal to or less than the upper limit side dead zone determination threshold value FL uldz (see FIG. 2).
  • the controller 4 performs the process of step S37 if the level sensor output value FL is equal to or less than the upper limit side dead zone determination threshold FL uldz , and otherwise performs the process of step S38.
  • step S37 the controller 4 determines that it is a dead zone region.
  • step S38 the controller 4 determines whether or not the level sensor output value FL is less than the upper limit value FLul .
  • the controller 4 performs the process of step S39 if the level sensor output value FL is less than the upper limit value FL ul , and otherwise performs the process of step S40.
  • step S39 the controller 4 determines that the main tank area.
  • step S40 the controller 4 determines that the area is an empty area.
  • step S41 the controller 4 determines whether or not the level sensor output value FL is less than a lower limit hysteresis threshold FL lldzhys obtained by subtracting a predetermined hysteresis value from the lower limit dead zone determination threshold FL lldz . If the level sensor output value FL is less than the lower limit hysteresis threshold FL lldzhys , the controller 4 performs the process of step S42, and otherwise performs the process of step S43.
  • step S42 the controller 4 determines that the sub tank area.
  • step S43 the controller 4 determines whether or not the level sensor output value FL is larger than an upper limit hysteresis threshold FL uldzhys obtained by adding a predetermined hysteresis value to the upper limit dead zone determination threshold FL uldz .
  • the controller 4 performs the process of step S44 if the level sensor output value FL is larger than the upper limit hysteresis threshold FL uldzhys , and otherwise performs the process of step S45.
  • step S44 the controller 4 determines that the main tank area.
  • step S45 the controller 4 determines that it is a dead zone area. As described above, after entering the dead zone, the dead zone is determined until it falls out of a predetermined hysteresis range (FL lldzhys ⁇ FL ⁇ FL uldzhys ) in consideration of the influence of noise and the like.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the region failure diagnosis process of the fuel level sensor 3.
  • step S81 the controller 4 determines whether or not the remaining fuel area has changed. Specifically, it is determined whether or not the fuel remaining area determined last time is different from the fuel remaining area determined this time. The controller 4 performs the process of step S95 if the region of the remaining fuel amount has changed, and performs the process of step S82 if it has not changed.
  • step S82 the controller 4 calculates the travel distance after the remaining fuel amount region changes based on the vehicle speed and the like, and estimates the fuel consumption corresponding to the travel distance.
  • the estimated fuel consumption is referred to as “estimated fuel consumption FC”.
  • step S83 the controller 4 determines whether or not the remaining fuel area is a full tank area.
  • the controller 4 performs the process of step S84 if it is a full area, and otherwise performs the process of step S86.
  • step S84 the controller 4 determines whether or not the estimated fuel consumption FC has become larger than the full tank region failure determination threshold FC full .
  • the full tank region failure determination threshold FC full is a value obtained by subtracting the first remaining amount from the full fuel, and if the fuel level sensor 3 is normal, the fuel corresponding to the full tank region failure determination threshold FC full is consumed. Is always a value at which the remaining fuel area is switched to the sub tank area.
  • the controller 4 performs the process of step S86 if the estimated fuel consumption FC is greater than the full tank region failure determination threshold FC full , and if not, ends the current process.
  • step S85 the controller 4 determines that the fuel level sensor 3 has failed, and returns the estimated fuel consumption FC to the initial value (zero).
  • the reason why it is determined in step S85 that the fuel level sensor 3 has failed is as follows.
  • step S5 Since the level sensor output value FL hardly changes in the full area, the change amount of the level sensor output value FL does not exceed the normal failure determination threshold value in step S5. However, if the fuel level sensor 3 is normal, when the fuel corresponding to the full tank region failure determination threshold FC full is consumed, the remaining fuel region should be switched to the sub tank region. Thus, despite the full area failure determination threshold value FC full amount of the fuel consumed (i.e. the estimated fuel consumption FC is greater than the full area failure determination threshold FC full), fuel quantity in step S81 If this step has been reached on the assumption that the region has not changed, it can be determined that the fuel level sensor 3 has failed.
  • FC full area failure determination threshold value FC full amount of the fuel consumed i.e. the estimated fuel consumption FC is greater than the full area failure determination threshold FC full
  • step S86 the controller 4 determines whether or not the remaining fuel area is the sub tank area. If it is a sub tank area, the controller 4 performs the process of step S87, and if not, performs the process of step S89.
  • step S87 the controller 4 determines whether or not the estimated fuel consumption FC has become larger than the sub tank region failure determination threshold FC sub .
  • the sub tank region failure determination threshold FC sub is a value corresponding to the fuel consumption required for the level sensor output value FL to change by the normal failure determination threshold in the sub tank region.
  • the controller 4 performs the process of step S88 if the estimated fuel consumption FC is larger than the sub tank region failure determination threshold FC sub , and otherwise ends the current process.
  • step S88 the controller 4 determines that the fuel level sensor 3 has failed, and returns the estimated fuel consumption FC to the initial value (zero).
  • the reason why it is determined in step S88 that the fuel level sensor 3 has failed is as follows.
  • the level sensor output value FL increases as the fuel is consumed. Therefore, if the fuel level sensor 3 is normal, the fuel corresponding to the sub tank region failure determination threshold FC sub is consumed (that is, the estimated fuel consumption FC is larger than the sub tank region failure determination threshold FC sub ).
  • the amount of change in the level sensor output value FL should be greater than or equal to the normal failure determination threshold value. Nevertheless, in step S5, it is not determined that the amount of change in the level sensor output value FL is greater than or equal to the normal failure determination threshold value. When this step is reached, it can be determined that the fuel level sensor 3 has failed.
  • step S89 the controller 4 determines whether or not the remaining fuel amount region is a dead zone region. If it is a dead zone area, the controller 4 performs the process of step S90, and if not, performs the process of step S92.
  • step S90 the controller 4 determines whether or not the estimated fuel consumption FC is greater than the dead zone failure determination threshold FC dz .
  • the dead zone failure determination threshold FC dz is a value that always switches the remaining fuel region to the main tank region when the fuel corresponding to the dead zone failure determination threshold FC dz is consumed if the fuel level sensor 3 is normal. . Accordingly, the dead zone failure determination threshold FC dz is approximately equal to a value obtained by subtracting the third remaining amount from the second remaining amount, and is a value set in consideration of the hysteresis range. If the estimated fuel consumption FC is larger than the dead zone failure determination threshold FC dz , the controller 4 performs the process of step S91, and if not, ends the current process.
  • step S91 the controller 4 determines that the fuel level sensor 3 has failed, and returns the estimated fuel consumption FC to the initial value (zero).
  • the reason why it is determined in step S91 that the fuel level sensor 3 has failed is as follows.
  • the change amount of the level sensor output value FL does not exceed the normal failure determination threshold value in step S5.
  • the fuel level sensor 3 is normal, when the fuel corresponding to the dead zone failure determination threshold FC dz is consumed, the remaining fuel region should be switched to the main tank region.
  • FC dz amount of fuel consumed (i.e. the estimated fuel consumption FC is greater than the dead zone failure determination threshold value FC dz)
  • the region of the fuel remaining amount in step S81 If this step is reached with no change, it can be determined that the fuel level sensor 3 has failed.
  • step S92 the controller 4 determines whether or not the remaining fuel area is the main tank area. If it is the main tank region, the controller 4 performs the process of step S93, and if not, ends the current process.
  • step S93 the controller 4 determines whether or not the estimated fuel consumption FC has become larger than the main tank region failure determination threshold FC main .
  • the main tank region failure determination threshold value FC main is a value corresponding to the fuel consumption necessary for the level sensor output value FL to change by the normal failure determination threshold value in the main tank region.
  • the controller 4 performs the process of step S94 if the estimated fuel consumption FC is larger than the main tank region failure determination threshold FC main , and otherwise ends the current process.
  • step S94 the controller 4 determines that the fuel level sensor 3 has failed, and returns the estimated fuel consumption FC to the initial value (zero).
  • the reason why it is determined in step S94 that the fuel level sensor 3 has failed is as follows.
  • step S5 the change amount of the level sensor output value FL should be equal to or greater than the normal failure determination threshold value. Nevertheless, in step S5, it is not determined that the amount of change in the level sensor output value FL is greater than or equal to the normal failure determination threshold value. When this step is reached, it can be determined that the fuel level sensor 3 has failed.
  • step S95 the controller 4 returns the estimated fuel consumption FC to the initial value (zero).
  • the amount of change in the level sensor output value FL is periodically compared with a predetermined normal failure determination threshold value to perform failure diagnosis (normal failure diagnosis) of the fuel level sensor 3, and the fuel level.
  • a failure diagnosis (region failure diagnosis) of the fuel level sensor 3 is individually performed for each region of the remaining amount of fuel divided based on the output characteristics of the sensor 3.
  • the normal failure diagnosis is performed periodically, and the region failure diagnosis is performed individually for each region of the remaining amount of fuel, so that the number of times of the entire failure diagnosis of the fuel level sensor 3 can be increased.
  • a failure determination threshold value corresponding to the output characteristics of the fuel level sensor 3 can be individually set for each remaining fuel area. Therefore, as in the present embodiment, in particular, when the output characteristic of the fuel level sensor 3 is an output characteristic having a dead zone, that is, the level sensor output value has a characteristic that hardly changes temporarily during fuel consumption. In such a case, by appropriately adjusting the failure determination threshold value in the dead zone region, it is possible to suppress erroneous determination and improve the accuracy of failure diagnosis.
  • the failure determination threshold in the dead zone (dead zone failure determination threshold FC dz ) is set to a value corresponding to the fuel consumption necessary for exiting the dead zone. If the remaining fuel area is in the dead zone, the remaining fuel area is still in the dead zone even if the fuel consumption after entering the dead zone exceeds the fuel consumption required to exit the dead zone. It is determined that the fuel level sensor 3 is out of order when it is continuously determined that the region is present.
  • the failure determination threshold values (sub-tank region failure determination threshold value FC sub and main tank region failure determination threshold value FC main ) in the sub tank region and the main tank region, and the level sensor output value FL in each region are normal failures. A value corresponding to the amount of fuel consumption required to change by the judgment threshold value was used.
  • the fuel level sensor 3 exceeds the fuel consumption necessary for exiting the dead zone when performing the failure diagnosis of the fuel level sensor 3. There is no need to wait for fuel to be consumed. Therefore, when it is attempted to determine whether or not the level sensor output value FL has changed since the amount of fuel more than the fuel consumption necessary for passing through the dead zone is consumed in the entire region, the number of times of failure diagnosis is reduced.
  • the failure determination threshold value in the dead zone region is distinguished from the failure determination threshold value in the sub tank region and the main tank region, and the failure determination threshold value in the sub tank region and the main tank region is compared with the failure determination threshold value in the dead zone region.

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Abstract

　少なくとも第１タンクと第２タンクとを備える燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料レベルセンサの故障診断装置であって、燃料レベルセンサの出力値に基づいて、燃料レベルセンサの出力特性に応じて区分けされた燃料残量の領域を判定する領域判定手段と、領域が変化してからの燃料消費量と、領域ごとに個別に設定された故障判定閾値とを比較して、領域ごとに燃料レベルセンサの故障診断を行う領域故障診断手段と、を備え、領域故障診断手段は、燃料消費先が前記第１タンクから前記第２タンクへと切り替わるときに燃料レベルセンサの出力値の変化が少なくなる不感帯領域において、故障判定閾値を、不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量相当の値とする。

Description

燃料レベルセンサの故障診断装置及び燃料レベルセンサの故障診断方法
　本発明は燃料レベルセンサの故障診断装置及び燃料レベルセンサの故障診断方法に関する。
　ＪＰ１０－１８４４７９Ａに記載の従来の燃料レベルセンサの故障診断装置は、所定の燃料を消費したときの燃料レベルセンサの出力値変化量が、所定の故障判定閾値未満のときに燃料レベルセンサが故障と判定していた。
　しかしながら、前述した従来の燃料レベルセンサの故障診断装置では、燃料レベルセンサの出力値が燃料消費の途中で一時的にほとんど変化しなくなる不感帯領域が存在する場合、誤判定をするおそれがあるという問題点があった。
　本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃料レベルセンサの故障診断において誤判定が行われるのを抑制することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、少なくとも第１タンクと第２タンクとを備える燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料レベルセンサの故障診断装置が提供される。そして、その燃料レベルセンサの故障診断装置が、燃料レベルセンサの出力値に基づいて、燃料レベルセンサの出力特性に応じて区分けされた燃料残量の領域を判定する領域判定手段と、領域が変化してからの燃料消費量と、領域ごとに個別に設定された故障判定閾値とを比較して、領域ごとに燃料レベルセンサの故障診断を行う領域故障診断手段と、を備える。そして、領域故障診断手段は、燃料消費先が前記第１タンクから前記第２タンクへと切り替わるときに燃料レベルセンサの出力値の変化が少なくなる不感帯領域において、故障判定閾値を、不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量相当の値とする。
図１は、本発明の一実施形態による燃料供給装置の概略構成図である。 図２は、燃料レベルセンサの出力特性について説明する図である。 図３は、本発明の一実施形態による燃料レベルセンサの故障診断について説明するフローチャートである。 図４は、燃料残量の領域判定処理について説明するフローチャートである。 図５は、燃料レベルセンサの領域故障診断処理について説明するフローチャートである。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態による燃料供給装置１００の概略構成図である。
　燃料供給装置１００は、エンジンを備える車両等に搭載される。燃料供給装置１００は、燃料タンク１と、ポンプモジュール２と、燃料レベルセンサ３と、コントローラ４と、を備える。
　燃料タンク１は、鞍型形状のタンクであって、メインタンク１１と、サブタンク１２と、を備える。燃料タンク１内の燃料は、サブタンク１２内の燃料から消費される。
　ポンプモジュール２は、メインタンク１１に設けられ、燃料ポンプ２１と、燃料フィルタ２２と、プレッシャレギュレータ２３と、ジェットポンプ２４と、を備える。
　燃料ポンプ２１は、燃料タンク１内の燃料を汲み上げ、燃料配管５を介して燃料タンク１内の燃料をエンジンに供給する。
　燃料フィルタ２２は、燃料ポンプ２１の下流に設けられる。燃料フィルタ２２は、燃料タンク１内の燃料に含まれる異物を除去する。
　プレッシャレギュレータ２３は、燃料ポンプ２１によって汲み上げられた燃料の余剰分を燃料タンク１内に戻すことで、供給する燃料の圧力を一定に保つ。
　ジェットポンプ２４は、プレッシャレギュレータ２３から燃料タンク１内に戻される燃料が、ジェットポンプ２４内部のベンチュリーを通過するときに発生する負圧を利用してサブタンク１２内の燃料を吸い上げ、吸い上げた燃料を移送配管６を通してメインタンク１１へ送り込む。
　燃料レベルセンサ３は、ポンプモジュール２に取り付けられるメインセンサ３１と、サブタンク１２に取り付けられるサブセンサ３２と、を備え、燃料タンク１内の燃料残量を検出する。燃料レベルセンサ３は、燃料タンク１内の燃料残量に応じた電圧値（以下「レベルセンサ出力値」という。）ＦＬをコントローラ４に入力する。
　コントローラ４は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ４には、前述した燃料レベルセンサ３の検出信号（レベルセンサ出力値ＦＬ）のほか、車速を検出する車速センサ４１などの車両の走行に必要な各種センサからの検出信号が入力される。
　コントローラ４は、入力された各種センサの検出信号に基づいてエンジンを制御すると共に、燃料レベルセンサ３の故障診断を実施する。ここで本実施形態では、燃料レベルセンサ３の出力特性を考慮して、燃料レベルセンサ３の故障診断を実施する。
　図２は、燃料レベルセンサ３の出力特性について説明する図である。
　図２に示すように、レベルセンサ出力値ＦＬは、燃料残量が所定の第１残量よりも多い領域（以下「満タン領域」という。）では所定の下限値ＦＬllのままほとんど変化せず、燃料残量が所定の第４残量よりも少ない領域（以下「エンプティ領域」）でも所定の上限値ＦＬulのままほとんど変化しない。
　一方、第１残量から第４残量までの領域では、レベルセンサ出力値ＦＬは、基本的に燃料残量が減少していくにつれて上昇していく。なお、燃料残量が第１残量から所定の第２残量になるまでの領域（以下「サブタンク領域」という。）は、サブタンク１２内の燃料が消費される領域である。燃料残量が第３残量から所定の第４残量になるまでの領域（以下「メインタンク領域」という。）は、メインタンク１１内の燃料が消費される領域である。図２に示すように、燃料残量の変化に対するレベルセンサ出力値ＦＬの変化は、メインタンク領域よりもサブタンク領域の方が大きくなる。
　ここで、本実施形態のように燃料タンク１が鞍型形状をしている場合は、燃料消費の途中でサブタンク１２内の燃料を消費する状態からメインタンク１１内の燃料を消費する状態に切り替わる。この切り替わりの前後、すなわち、燃料残量が所定の第２残量から第３残量になるまでの領域は、燃料が消費されてもレベルセンサ出力値ＦＬがほとんど変化しない「不感帯領域」が生じる。
　したがって、例えば従来例のように、所定の燃料を消費したときのレベルセンサ出力値ＦＬの変化量が故障判定閾値未満のときに燃料レベルセンサ３が故障と判定する方法では、この不感帯領域において誤判定を行うおそれがあった。
　そこで本実施形態では、燃料残量の領域に応じてこの故障判定閾値を変更することによって誤判定を抑制するとともに、故障診断の実施頻度を確保することとした。以下、この本実施形態による燃料レベルセンサ３の故障診断について説明する。
　図３は、本実施形態による燃料レベルセンサ３の故障診断について説明するフローチャートである。コントローラ４は、本ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。
　ステップＳ１において、コントローラ４は、燃料レベルセンサ３の故障診断を実施するための許可条件が成立しているかを判定する。コントローラ４は、許可条件が成立していなければ今回の処理を終了し、許可条件が成立していればステップＳ２の処理を行う。なお、許可条件としては、前述した各種センサが断線や短絡等の明らかな故障を起こしていないことや、ＣＡＮ通信に異常が生じていないこと等がある。
　ステップＳ２において、コントローラ４は、各種センサの検出値を読み込む。
　ステップＳ３において、コントローラ４は、燃料残量の領域判定処理を実施する。領域判定処理の詳細については、図４を参照して後述する。
　ステップＳ４において、コントローラ４は、検出したレベルセンサ出力値ＦＬに基づいて、後述するリセット処理が行われてからのレベルセンサ出力値ＦＬの最小値及び最大値を更新していく。なお、最小値は、基本的にリセット処理直後のレベルセンサ出力値ＦＬなる。一方で最大値は、リセット処理が行われてから燃料が消費されるにしたがってレベルセンサ出力値ＦＬが上昇していくので、レベルセンサ出力値ＦＬを検出するごとに基本的に更新されていく。
　ステップＳ５において、コントローラ４は、燃料レベルセンサ３の通常故障診断処理を実施する。具体的には、リセット処理が行われてからのレベルセンサ出力値ＦＬの変化量、すなわち前述の最大値と最小値の差が、所定の通常故障判定閾値ＦＬnor以上になったか否かを判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬの変化量が、通常故障判定閾値ＦＬnor以上であればステップＳ６の処理を行い、そうでなければステップＳ８の処理を行う。
　ステップＳ６において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが変化しているので、燃料レベルセンサ３は正常であると判定する。
　ステップＳ７において、コントローラ４は、リセット処理を実施する。具体的には、レベルセンサ出力値ＦＬの最小値及び最大値を初期化する。
　ステップＳ８において、コントローラ４は、燃料残量の領域に応じて個別に行われる燃料レベルセンサ３の領域故障診断処理を実施する。燃料レベルセンサ３の領域故障診断処理の詳細については、図５を参照して後述する。
　ステップＳ９にいて、コントローラ４は、領域故障診断処理で燃料レベルセンサ３が故障と判定されたか否かを判定する。コントローラ４は、領域故障診断処理で燃料レベルセンサ３が故障と判定されていたときはステップＳ７の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
　図４は、燃料残量の領域判定処理について説明するフローチャートである。
　ステップＳ３１において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが下限値ＦＬll以下か否か判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが下限値ＦＬll以下であればステップＳ３２の処理を行い、そうでなければステップＳ３３の処理を行う。
　ステップＳ３２において、コントローラ４は、満タン領域と判定する。
　ステップＳ３３において、コントローラ４は、前回の燃料残量の領域が不感帯領域であったか否かを判定する。コントローラ４は、前回の燃料残量の領域が不感帯領域以外であればステップＳ３４の処理を行い、不感帯領域であればステップＳ４１の処理を行う。
　ステップＳ３４において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが下限側不感帯判定閾値ＦＬlldz（図２参照）未満か否かを判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが下限側不感帯判定閾値ＦＬlldz未満であればステップＳ３５の処理を行い、そうでなければステップＳ３６の処理を行う。
　ステップＳ３５において、コントローラ４は、サブタンク領域と判定する。
　ステップＳ３６において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが上限側不感帯判定閾値ＦＬuldz（図２参照）以下か否かを判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが上限側不感帯判定閾値ＦＬuldz以下であればステップＳ３７の処理を行い、そうでなければステップＳ３８の処理を行う。
　ステップＳ３７において、コントローラ４は、不感帯領域と判定する。
　ステップＳ３８において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが上限値ＦＬul未満か否かを判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが上限値ＦＬul未満であればステップＳ３９の処理を行い、そうでなければステップＳ４０の処理を行う。
　ステップＳ３９において、コントローラ４は、メインタンク領域と判定する。
　ステップＳ４０において、コントローラ４は、エンプティ領域と判定する。
　ステップＳ４１において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが、下限側不感帯判定閾値ＦＬlldzから所定のヒステリシス値を引いた下限側ヒステリシス閾値ＦＬlldzhys未満か否かを判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが下限側ヒステリシス閾値ＦＬlldzhys未満であればステップＳ４２の処理を行い、そうでなければステップＳ４３の処理を行う。
　ステップＳ４２において、コントローラ４は、サブタンク領域と判定する。
　ステップＳ４３において、コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが、上限側不感帯判定閾値ＦＬuldzに所定のヒステリシス値を足した上限側ヒステリシス閾値ＦＬuldzhysより大きいか否かを判定する。コントローラ４は、レベルセンサ出力値ＦＬが上限側ヒステリシス閾値ＦＬuldzhysより大きければステップＳ４４の処理を行い、そうでなければステップＳ４５の処理を行う。
　ステップＳ４４において、コントローラ４は、メインタンク領域と判定する。
　ステップＳ４５において、コントローラ４は、不感帯領域と判定する。このように、一度不感帯領域に入った後は、ノイズ等の影響を考慮して、所定のヒステリシス範囲内（ＦＬlldzhys≦ＦＬ≦ＦＬuldzhys）を抜けるまでは不感帯領域と判定する。
　図５は、燃料レベルセンサ３の領域故障診断処理について説明するフローチャートである。
　ステップＳ８１において、コントローラ４は、燃料残量の領域が変化したか否かを判定する。具体的には前回判定した燃料残量の領域が、今回判定した燃料残量の領域と異なるか否かを判定する。コントローラ４は、燃料残量の領域が変化していればステップＳ９５の処理を行い、変化していなければステップＳ８２の処理を行う。
　ステップＳ８２において、コントローラ４は、車速等に基づいて、燃料残量の領域が変化してからの走行距離を算出し、その走行距離に対応する燃料消費量を推定する。以下では、この推定した燃料消費量のことを「推定燃料消費量ＦＣ」という。
　ステップＳ８３において、コントローラ４は、燃料残量の領域が満タン領域か否かを判定する。コントローラ４は、満タン領域であればステップＳ８４の処理を行い、そうでなければステップＳ８６の処理を行う。
　ステップＳ８４において、コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣが満タン領域故障判定閾値ＦＣfullよりも大きくなったか否かを判定する。満タン領域故障判定閾値ＦＣfullは、満タン燃料から第１残量を引いた値であって、燃料レベルセンサ３が正常であれば、満タン領域故障判定閾値ＦＣfull分の燃料を消費したときは、必ず燃料残量の領域がサブタンク領域に切り替わる値である。コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣが満タン領域故障判定閾値ＦＣfullよりも大きくなっていればステップＳ８６の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
　ステップＳ８５において、コントローラ４は、燃料レベルセンサ３が故障していると判定すると共に、推定燃料消費量ＦＣを初期値（ゼロ）に戻す。このステップＳ８５で燃料レベルセンサ３が故障していると判定するのは以下の理由による。
　満タン領域においては、レベルセンサ出力値ＦＬはほとんど変化しないので、ステップＳ５でレベルセンサ出力値ＦＬの変化量が通常故障判定閾値以上になることはない。しかしながら、燃料レベルセンサ３が正常であれば、満タン領域故障判定閾値ＦＣfull分の燃料を消費したときは、燃料残量の領域は必ずサブタンク領域に切り替わるはずである。したがって、満タン領域故障判定閾値ＦＣfull分の燃料が消費された（すなわち推定燃料消費量ＦＣが満タン領域故障判定閾値ＦＣfullよりも大きくなった）にもかかわらず、ステップＳ８１で燃料残量の領域が変化していないとしてこのステップに到達したときは、燃料レベルセンサ３が故障していると判断できる。
　ステップＳ８６において、コントローラ４は、燃料残量の領域がサブタンク領域か否かを判定する。コントローラ４は、サブタンク領域であればステップＳ８７の処理を行い、そうでなければステップＳ８９の処理を行う。
　ステップＳ８７において、コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣがサブタンク領域故障判定閾値ＦＣsubよりも大きくなったか否かを判定する。サブタンク領域故障判定閾値ＦＣsubは、サブタンク領域において、レベルセンサ出力値ＦＬが通常故障判定閾値だけ変化するのに必要な燃料消費量に相当する値である。コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣがサブタンク領域故障判定閾値ＦＣsubよりも大きくなっていればステップＳ８８の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
　ステップＳ８８において、コントローラ４は、燃料レベルセンサ３が故障していると判定すると共に、推定燃料消費量ＦＣを初期値（ゼロ）に戻す。このステップＳ８８で燃料レベルセンサ３が故障していると判定するのは以下の理由による。
　サブタンク領域においては、燃料が消費されるにしたがってレベルセンサ出力値ＦＬが上昇していく。したがって、燃料レベルセンサ３が正常であれば、サブタンク領域故障判定閾値ＦＣsub分の燃料が消費された（すなわち推定燃料消費量ＦＣがサブタンク領域故障判定閾値ＦＣsubよりも大きくなった）ときは、ステップＳ５において、レベルセンサ出力値ＦＬの変化量が通常故障判定閾値以上になるはずである。それにもかかわらず、ステップＳ５でレベルセンサ出力値ＦＬの変化量が通常故障判定閾値以上とは判定されず、このステップに到達したときは、燃料レベルセンサ３が故障していると判断できる。
　ステップＳ８９において、コントローラ４は、燃料残量の領域が不感帯領域か否かを判定する。コントローラ４は、不感帯領域であればステップＳ９０の処理を行い、そうでなければステップＳ９２の処理を行う。
　ステップＳ９０において、コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣが不感帯領域故障判定閾値ＦＣdzよりも大きくなったか否かを判定する。不感帯領域故障判定閾値ＦＣdzは、燃料レベルセンサ３が正常であれば、不感帯領域故障判定閾値ＦＣdz分の燃料を消費したときは、必ず燃料残量の領域がメインタンク領域に切り替わる値である。したがって、不感帯領域故障判定閾値ＦＣdzは、概ね第２残量から第３残量を引いた値に等しく、ヒステリス範囲も考慮して設定される値となる。コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣが不感帯領域故障判定閾値ＦＣdzよりも大きければステップＳ９１の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
　ステップＳ９１において、コントローラ４は、燃料レベルセンサ３が故障していると判定すると共に、推定燃料消費量ＦＣを初期値（ゼロ）に戻す。このステップＳ９１で燃料レベルセンサ３が故障していると判定するのは以下の理由による。
　不感帯領域においては、レベルセンサ出力値ＦＬはほとんど変化しないので、ステップＳ５でレベルセンサ出力値ＦＬの変化量が通常故障判定閾値以上になることはない。しかしながら、燃料レベルセンサ３が正常であれば、不感帯領域故障判定閾値ＦＣdz分の燃料を消費したときは、燃料残量の領域は必ずメインタンク領域に切り替わるはずである。したがって、不感帯領域故障判定閾値ＦＣdz分の燃料が消費された（すなわち推定燃料消費量ＦＣが不感帯領域故障判定閾値ＦＣdzよりも大きくなった）にもかかわらず、ステップＳ８１で燃料残量の領域が変化していないとしてこのステップに到達したときは、燃料レベルセンサ３が故障していると判断できる。
　ステップＳ９２において、コントローラ４は、燃料残量の領域がメインタンク領域か否かを判定する。コントローラ４は、メインタンク領域であればステップＳ９３の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
　ステップＳ９３において、コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣがメインタンク領域故障判定閾値ＦＣmainよりも大きくなったか否かを判定する。メインタンク領域故障判定閾値ＦＣmainは、メインタンク領域において、レベルセンサ出力値ＦＬが通常故障判定閾値だけ変化するのに必要な燃料消費量に相当する値である。コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣがメインタンク領域故障判定閾値ＦＣmainよりも大きくなっていればステップＳ９４の処理を行い、そうでなければ今回の処理を終了する。
　ステップＳ９４において、コントローラ４は、燃料レベルセンサ３が故障していると判定すると共に、推定燃料消費量ＦＣを初期値（ゼロ）に戻す。このステップＳ９４で燃料レベルセンサ３が故障していると判定するのは以下の理由による。
　メインタンク領域においては、燃料が消費されるにしたがってレベルセンサ出力値ＦＬが上昇していく。したがって、燃料レベルセンサ３が正常であれば、メインタンク領域故障判定閾値ＦＣmain分の燃料が消費された（すなわち推定燃料消費量ＦＣがメインタンク領域故障判定閾値ＦＣmainよりも大きくなった）ときは、ステップＳ５において、レベルセンサ出力値ＦＬの変化量が通常故障判定閾値以上になるはずである。それにもかかわらず、ステップＳ５でレベルセンサ出力値ＦＬの変化量が通常故障判定閾値以上とは判定されず、このステップに到達したときは、燃料レベルセンサ３が故障していると判定できる。
　ステップＳ９５において、コントローラ４は、推定燃料消費量ＦＣを初期値（ゼロ）に戻す。
　以上説明した本実施形態によれば、レベルセンサ出力値ＦＬの変化量を定期的に所定の通常故障判定閾値と比較して燃料レベルセンサ３の故障診断（通常故障診断）を行うほか、燃料レベルセンサ３の出力特性に基づいて区分けされた燃料残量の領域ごとに、個別に燃料レベルセンサ３の故障診断（領域故障診断）を行うこととした。
　このように、通常故障診断を定期的に実施するとともに、燃料残量の領域ごとに個別に領域故障診断を実施することで、燃料レベルセンサ３の故障診断全体の回数を増やすことができる。
　また、領域故障診断では、燃料レベルセンサ３の出力特性に応じた故障判定閾値を、燃料残量の領域ごとに個別に設定することができる。そのため、特に本実施形態のように、燃料レベルセンサ３の出力特性が不感帯領域を有する出力特性の場合、すなわち、レベルセンサ出力値が燃料消費の途中で一時的にほとんど変化しなくなる特性を有している場合は、不感帯領域での故障判定閾値を適切に調節することで、誤判定を抑制して故障診断の精度を向上させることができる。
　本実施形態では、不感帯領域における故障判定閾値（不感帯領域故障判定閾値ＦＣdz）を、不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量相当の値とした。そして、燃料残量の領域が不感帯領域にある場合は、不感帯領域に入ってからの燃料消費量が、不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量を超えてもなお燃料残量の領域が不感帯領域であると判定され続けているときに、燃料レベルセンサ３が故障していると判定することとした。
　これにより、不感帯領域における誤判定を確実に抑制し、故障診断の精度をより一層向上させることができる。
　また、本実施形態によれば、サブタンク領域及びメインタンク領域における故障判定閾値（サブタンク領域故障判定閾値ＦＣsub及びメインタンク領域故障判定閾値ＦＣmain）を、各領域においてレベルセンサ出力値ＦＬが通常故障判定閾値だけ変化するのに必要な燃料消費量相当の値とした。
　領域故障診断を実施しない場合は、不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量以上の燃料が消費されてからレベルセンサ出力値ＦＬが変化しているかを判断しないと、不感帯領域において誤判定を行う可能性がある。
　しかしながら、レベルセンサ出力値ＦＬが燃料の消費とともに応答良く変化するサブタンク領域やメインタンク領域においては、燃料レベルセンサ３の故障診断を実施するにあたって、不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量以上の燃料が消費されるのを待つ必要はない。そのため、全領域において不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量以上の燃料が消費されてからレベルセンサ出力値ＦＬが変化しているかを判断しようとすると、故障診断の実施回数が減少する。
　そこで本実施形態のように、不感帯領域における故障判定閾値と、サブタンク領域及びメインタンク領域における故障判定閾値とを区別し、不感帯領域における故障判定閾値に比べてサブタンク領域及びメインタンク領域における故障判定閾値を小さくすることで、故障診断の実施回数を増加させて、故障診断の実施頻度を確保することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は、２０１２年８月２日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－１７２２５８号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1. 　少なくとも第１タンクと第２タンクとを備える燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料レベルセンサの故障診断装置であって、
    　前記燃料レベルセンサの出力値に基づいて、前記燃料レベルセンサの出力特性に応じて区分けされた燃料残量の領域を判定する領域判定手段と、
    　前記領域が変化してからの燃料消費量と、前記領域ごとに個別に設定された故障判定閾値とを比較して、前記領域ごとに前記燃料レベルセンサの故障診断を行う領域故障診断手段と、
    を備え、
    　前記領域故障診断手段は、
    　　燃料消費先が前記第１タンクから前記第２タンクへと切り替わるときに燃料レベルセンサの出力値の変化が少なくなる不感帯領域において、前記故障判定閾値を、前記不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量相当の値とする、
    燃料レベルセンサの故障診断装置。
  2. 　前記領域に関係なく、前記燃料レベルセンサの変化量と、所定の通常故障判定閾値と、を定期的に比較して、前記燃料レベルセンサの故障診断を行う通常故障診断手段をさらに備える、
    請求項１に記載の燃料レベルセンサの故障診断装置。
  3. 　前記領域故障診断手段は、
    　　前記領域が前記第１タンク又は前記第２タンクの燃料を消費する領域のときは、前記故障判定閾値を、その領域において前記燃料レベルセンサの出力値が前記通常故障判定閾値だけ変化するのに必要な燃料消費量相当の値とする、
    請求項２に記載の燃料レベルセンサの故障診断装置。
  4. 　少なくとも第１タンクと第２タンクとを備える燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料レベルセンサの故障診断方法であって、
    　前記燃料レベルセンサの出力値に基づいて、前記燃料レベルセンサの出力特性に応じて区分けされた燃料残量の領域を判定する領域判定工程と、
    　前記領域が変化してからの燃料消費量と、前記領域ごとに個別に設定された故障判定閾値とを比較して、前記領域ごとに前記燃料レベルセンサの故障診断を行う領域故障診断工程と、
    を備え、
    　前記領域故障診断工程は、
    　　燃料消費先が前記第１タンクから前記第２タンクへと切り替わるときに燃料レベルセンサの出力値の変化が少なくなる不感帯領域において、前記故障判定閾値を、前記不感帯領域を抜けるために必要な燃料消費量相当の値とする、
    燃料レベルセンサの故障診断方法。
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