JP4467783B2 - 燃料温度センサの故障診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する燃料温度センサの故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンを走行動力源とする自動車等の車両においては、大気汚染防止や省資源のため、エンジン制御上の様々な技術が採用されており、その一つに、燃料タンク内で発生する燃料の蒸発ガス（エバポガス）が大気へ排出されないよう、蒸発燃料ガスをキャニスタ内の活性炭等に吸着させて一旦貯溜し、このキャニスタ内のエバポガスを設定運転条件下で吸気通路からエンジンの燃焼室へ吸入させる、いわゆるエバポパージ装置がある。
【０００３】
従来、エバポパージ装置の故障診断は、燃料圧力の変化を検出して行っていたが、近年では、燃料タンク内の燃料の温度を計測してエバポガスの発生量を推測することにより、正確な診断を行う技術が採用されるようになっている。このため、燃料温度を検出するセンサ自体に異常が発生すると、エバポパージ装置の故障診断の信頼性が低下してしまうことから、燃料温度センサの故障診断が必要となる。
【０００４】
従来、温度センサの故障診断としては、特開平１１−３５１９７６号公報に開示されたエンジン温度センサの故障診断の技術があり、この先行技術では、温度センサ出力の変化度合いが所定度合い以内の場合、温度センサが異常であると判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、燃料温度は、先行技術に開示のエンジン温度に比較して温度変化が小さいため、単に燃料温度センサの出力変化を監視して異常を診断するのみでは、誤判定を生じてしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する際、確実に燃料温度が変化する状態を捉えて誤判定を防止し、診断の信頼性を向上することのできる燃料温度センサの故障診断装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【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、燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する燃料温度センサの故障診断装置であって、上記燃料タンク内の燃料のレベルを検出する燃料レベルセンサと、上記燃料レベルセンサにより検出された燃料レベルの変化量が設定値以上で、且つ上記燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下の場合に、上記燃料温度センサが異常であると判断する異常判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記異常判定手段は、上記燃料レベルセンサにより検出された燃料レベルの変化量が上記設定値以上で、且つ上記燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が上記診断判定値以下となる回数を計数し、その計数値が設定回数を越えた場合に、上記燃料温度センサが異常であると判断することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、上記設定値を、上記燃料タンク内の燃料レベルの変化が上記燃料タンクへの給油によるものであることを判定可能な値とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する燃料温度センサの故障診断装置であって、燃料タンク内の燃料のレベルを検出する燃料レベルセンサと、エンジンの吸入空気量を直接、又は、推定により検出する吸入空気量検出手段と、上記燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下で、且つ上記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の積算値が設定値以上の場合に、上記燃料温度センサが異常であると判断する異常判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、上記設定値を、上記燃料タンクの容量に比例した吸入空気量の積算値以上の値とすることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、燃料タンク内の燃料のレベルを検出し、検出された燃料レベルの変化量が設定値以上で、且つ燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下の場合、燃料温度センサが異常であると判断することで、確実に燃料温度が変化する状態を捉えて誤判定を防止し、診断の信頼性を向上する。その際、請求項２記載の発明は、燃料レベルの変化量が設定値以上で、且つ検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下となる回数を計数し、その計数値が設定回数を越えた場合に、燃料温度センサが異常であると判断することで、診断の信頼性をより向上する。また、請求項３記載の発明は、設定値を、燃料タンク内の燃料レベルの変化が燃料タンクへの給油によるものであることを判定可能な値とすることで、燃料温度変化の大きい給油時の診断を可能とする。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下で、且つ吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の積算値が設定値以上の場合に、燃料温度センサが異常であると判断することで、確実に燃料温度が変化する状態を捉えて誤判定を防止し、診断の信頼性を向上する。その際、請求項５記載の発明は、設定値を、燃料タンクの容量に比例した吸入空気量の積算値以上の値とすることで、燃料温度変化の大きい給油時の診断を可能とする。
【００１４】
【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５は本発明の実施の第１形態に係わり、図１はエンジンの燃料系を示す説明図、図２は燃料温度センサ診断ルーチンのフローチャート、図３は給油時診断のタイムチャート、図４は走行時診断（ＯＫ判定）のタイムチャート、図５は走行時診断（ＮＧ判定）のタイムチャートである。
【００１５】
図１において、符号１はエンジンであり、このエンジン１の吸気管２にスロットル弁３が介装され、スロットル弁３の上流側にホットワイヤ式或いはホットフィルム式等のエアフローセンサ（吸入空気量センサ）４が配設されている。また、スロットル弁３下流には、インジェクタ５が配設されており、このインジェクタ５に、燃料タンク６内に配設された燃料ポンプ７から圧送され、プレッシャレギュレータ８にて所定の設定圧力に調圧された燃料が供給される。
【００１６】
燃料タンク６には、タンク内の燃料レベルを検出するため、フロート式の燃料レベルセンサ９が配設されており、また、燃料ポンプ７の燃料吸込口近傍には、燃料タンク６内の燃料の温度を検出するため、燃料温度センサ１０が取り付けられている。エアフローセンサ４、燃料レベルセンサ９、及び燃料温度センサ１０は、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置（ＥＣＵ）２０に接続されており、ＥＣＵ２０の診断機能によって燃料温度センサ１０の異常が診断される。そして、異常発生の場合、ＥＣＵ２０から警報器２１に警報信号を出力し、警報を発する。
【００１７】
以下、ＥＣＵ２０による燃料温度センサ１０の診断処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。尚、燃料温度センサ１０に対しては、イグニッションスイッチＯＮ時に初期診断が行われる。この初期診断においては、以下に説明する異常判定カウンタ（ＮＧカウンタ）ＣNGが一旦セットされ、燃料温度センサ１０の出力が所定値を越えたとき、正常と判断されてＮＧカウンタＣNGがクリアされる。そして、システム稼動後、図２の燃料温度センサ診断ルーチンが所定時間毎に実行される。
【００１８】
燃料温度センサ診断ルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、燃料レベルセンサ９からの信号に基づいて燃料タンク６内の燃料レベルの変化量が設定値以上の条件が成立するか否かを調べる。この条件は、確実に燃料温度が変化する状態を捉えて燃料温度センサ１０の診断を行うための条件であり、車両走行中、燃料消費による燃料レベルの減少に対して、燃料タンク６内の燃料は、燃料ポンプ７による攪拌（循環）やエンジン周辺での受熱等によって温度が上昇し、給油により新たな燃料が補給されると温度が低下する。従って、燃料タンク６内の燃料レベルの変化を捉えて診断を行うことにより、確実に燃料温度センサ１０の異常を検出することができる。
【００１９】
この場合、診断条件を調べるための設定値は、走行時と給油時との一方に対応した値としても良いが、走行時と給油時との双方で診断可能なよう、本ルーチンの実行に先立ち、予め走行時と給油時とを判断し、走行時に対応する値と給油時に対応する値とから選択して設定値にセットすることが望ましい。例えば、燃料レベルの時間当たりの変化率を求めて走行時と給油時とを判断し、燃料タンク６内の燃料レベルの変化が燃料タンク６への給油によるものであることを判定可能な値と、走行時の燃料消費によるものであることを判定可能な値とを選択して予め設定値にセットしておく。給油を判定するための設定値は、燃料タンク６の容量や車両の燃費等を考慮し、例えば５リットルや１０リットル等に相当する値に設定され、走行時を判定するための設定値は、エンジンの排気量や形式、燃費、エンジン負荷、車速、変速位置等を考慮して設定される。
【００２０】
そして、ステップＳ１において、燃料レベルの変化量が設定値に達していない場合には、そのままルーチンを抜け、燃料レベルの変化量が設定値以上の場合、ステップＳ２へ進んで、燃料温度センサ１０の出力に基づく燃料温度の変化量が診断判定値以上か否かを調べる。すなわち、走行時の燃料の減少或いは給油による燃料の増加に対応する燃料の温度変化幅を予め求め、この温度変化幅に若干の余裕を加味して診断判定値とする。そして、この診断判定値と実際に燃料温度センサ１０によって計測される燃料温度の変化量とを比較することで、燃料温度センサ１０が正常か否かを診断する。
【００２１】
その結果、燃料温度センサ１０によって計測される燃料温度の変化量が診断判定値以上の場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進んでＮＧカウンタＣNGをクリアし（ＣNG←０）、ステップＳ４で燃料温度センサ１０は正常であると判定（ＯＫ判定）してルーチンを抜ける。また、燃料温度センサ１０によって計測される燃料温度の変化量が診断判定値に達していない場合には、燃料温度センサ１０が異常の可能性があるため、ステップＳ２からステップＳ５へ進んでＮＧカウンタＣNGをインクリメントし（ＣNG←ＣNG＋１）、ステップＳ６でＮＧカウンタＣNGが設定回数以上となったか否かを調べる。
【００２２】
そして、ＮＧカウンタＣNGが設定回数に達していない場合には、ステップＳ１へ戻って以上の処理を継続し、ＮＧカウンタＣNGが設定回数以上になった場合、ステップＳ７で燃料温度センサ１０が故障であるとしてＮＧ判定を行い、警報器２１を介して警報を発する等してルーチンを抜ける。すなわち、走行中の燃料消費による燃料レベルの減少に対して燃料温度変化が小さい場合や、給油の際の燃料温度と燃料タンク６内の燃料の温度とが略等しく給油によって燃料タンク６内の燃料の温度があまり変化しない場合もあるため、ＮＧ判定が複数回なされたときに初めて燃料温度センサ１０が故障であると判断することにより、診断の信頼性を確保して誤判定を回避する。
【００２３】
図３は、給油による燃料レベル変化を捉えて燃料温度センサ１０の診断を行う場合のタイムチャートであり、燃料レベルの低下に対応して上昇し、給油によって新たな燃料が補給されると、燃料タンク６内の燃料温度が低下する。従って、燃料温度センサ１０によって計測した燃料温度が燃料レベルの変化に対応して変化すれば、燃料温度センサ１０は正常であるとしてＯＫ判定を行う。正常の場合には、ＮＧカウンタＣNGは、セット・クリアが繰り返される。一方、燃料温度センサ１０によって計測した燃料温度が燃料レベルの変化に対応して変化しない場合には、ＮＧカウンタＣNGがインクリメントされてゆき、設定回数に達すると、燃料温度センサ１０が故障であるとしてＮＧ判定がなされる。
【００２４】
また、図４，５は、走行時の燃料レベル変化を捉えて燃料温度センサ１０の診断を行う場合のタイムチャートであり、図４に示すように、走行中の燃料消費によって燃料レベルが徐々に低下し、これに対応して燃料温度センサ１０によって計測される燃料温度が徐々に上昇する場合、燃料温度センサ１０は正常であるとしてＯＫ判定を行い、ＮＧカウンタＣNGをクリアする。一方、図５に示すように、燃料レベルの減少が設定値に達しても、燃料温度センサ１０の出力がスタック（固着）する等して燃料温度の計測値が変化しない場合には、ＮＧカウンタＣNGがインクリメントされてゆき、設定回数に達すると、燃料温度センサ１０が故障であるとしてＮＧ判定がなされる。
【００２５】
すなわち、単に燃料温度センサ１０の出力変化を監視して異常を診断するのではなく、燃料レベルの変化に対応した燃料温度の変化があるか否かによって燃料温度センサ１０の異常を診断するため、誤判定を生じることなく確実に異常を検出することができ、診断の質を向上することができる。
【００２６】
図６及び図７は本発明の実施の第２形態に係わり、図６は燃料温度センサ診断ルーチンのフローチャート、図７は診断のタイムチャートである。
【００２７】
第２形態は、前述の第１形態に対し、燃料レベルの変化量に対応するパラメータとしてエンジン１の吸入空気量の積算値を用いるものである。すなわち、走行時の燃料消費による燃料タンク６内の燃料レベルの低下（燃料の減少）は、燃料消費量と比例関係にある吸入空気量によって把握することができる。従って、イグニッションスイッチＯＮと共に、エアフローセンサ４からの信号に基づいて吸入空気量を積算していき、吸入空気量の積算値が設定値以上になった時点で、燃料温度が診断判定値まで上昇しない場合、燃料温度センサ１０が異常であると判定する。
【００２８】
このため、図６に示す第２形態の燃料温度センサ診断ルーチンでは、先ず、ステップＳ１０で燃料温度センサ１０によって計測される燃料温度の変化量が診断判定値以上か否かを調べる。ここでの診断判定値は、以下のステップＳ１１における設定値に相当する燃料量の変化に応じた燃料温度の変化幅を予め求め、この温度変化幅に若干の余裕を加味した値である。
【００２９】
そして、燃料温度の変化量が診断判定値に達していない場合には、ステップＳ１０からステップＳ１２へ進み、エアフローセンサ４で計測した吸入空気量の積算値が設定値以上になったか否かを調べる。この設定値は、確実に燃料の温度変化を捉えることのできる燃料変化量に対応する吸入空気量の積算値である。この場合、設定値を、燃料タンク６の容量に比例した積算値以上の値とすることで、給油による燃料温度変化を捉えることができる。
【００３０】
その結果、吸入空気量の積算値が設定値に達していない場合、ステップＳ１０へ戻って処理を継続する。その後、燃料温度の変化量が診断判定値以上になると、ステップＳ１０からステップＳ１２へ進んで燃料温度センサ１０は正常であると判定（ＯＫ判定）し（図７（ａ）参照）、吸入空気量積算値をクリアしてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１において燃料温度の変化量が診断判定値に達しないまま、ステップＳ１１において吸入空気量の積算値が設定値以上になった場合には、燃料温度センサ１０が異常であるとしてステップＳ１３へ進んでＮＧ判定を行い（図７（ｂ）参照）、警報器２１を介して警報を発する等してルーチンを抜ける。
【００３１】
第２形態では、第１形態と同様、誤判定を生じることなく確実に燃料温度センサ１０の異常を診断することができるばかりでなく、刻々と変化する負荷や運転状態に影響されることなく、安定した診断を行うことができる。
【００３２】
尚、第２形態では、吸入空気量をエアフローセンサ４により直接検出しているが、これに限られるものでなく、例えば、エンジン回転数とスロットル開度とに基づき、また、インジェクタの燃料噴射幅（量）とスロットル開度とに基づき、吸入空気量を推定するようにしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する際、確実に燃料温度が変化する状態を捉えて誤判定を防止し、診断の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、エンジンの燃料系を示す説明図
【図２】同上、燃料温度センサ診断ルーチンのフローチャート
【図３】同上、給油時診断のタイムチャート
【図４】同上、走行時診断（ＯＫ判定）のタイムチャート
【図５】同上、走行時診断（ＮＧ判定）のタイムチャート
【図６】本発明の実施の第２形態に係わり、燃料温度センサ診断ルーチンのフローチャート
【図７】同上、診断のタイムチャート
【符号の説明】
６ 燃料タンク
９ 燃料レベルセンサ
１０ 燃料温度センサ
２０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. 燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する燃料温度センサの故障診断装置であって、
   上記燃料タンク内の燃料のレベルを検出する燃料レベルセンサと、
   上記燃料レベルセンサにより検出された燃料レベルの変化量が設定値以上で、且つ上記燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下の場合に、上記燃料温度センサが異常であると判断する異常判定手段とを備えたことを特徴とする燃料温度センサの故障診断装置。
2. 上記異常判定手段は、
   上記燃料レベルセンサにより検出された燃料レベルの変化量が上記設定値以上で、且つ上記燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が上記診断判定値以下となる回数を計数し、その計数値が設定回数を越えた場合に、上記燃料温度センサが異常であると判断することを特徴とする請求項１記載の燃料温度センサの故障診断装置。
3. 上記設定値を、上記燃料タンク内の燃料レベルの変化が上記燃料タンクへの給油によるものであることを判定可能な値とすることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料温度センサの故障診断装置。
4. 燃料タンク内の燃料の温度を検出する燃料温度センサの異常を診断する燃料温度センサの故障診断装置であって、
   燃料タンク内の燃料のレベルを検出する燃料レベルセンサと、
   エンジンの吸入空気量を直接、又は、推定により検出する吸入空気量検出手段と、
   上記燃料温度センサにより検出された燃料温度の変化量が診断判定値以下で、且つ上記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量の積算値が設定値以上の場合に、上記燃料温度センサが異常であると判断する異常判定手段とを備えたことを特徴とする燃料温度センサの故障診断装置。
5. 上記設定値を、上記燃料タンクの容量に比例した吸入空気量の積算値以上の値とすることを特徴とする請求項４記載の燃料温度センサの故障診断装置。

Images