JP7195886B2 - 燃料タンク用圧力センサ故障判定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料タンク用圧力センサ故障判定装置、特に、エンジンの燃料を貯留するための密閉可能な燃料タンクの圧力センサの故障判定装置に関する。
エンジンを搭載する車両では、主にガソリンやアルコールなどの揮発性燃料が用いられる。これら揮発性燃料は、大気中は勿論、燃料タンク内でも気化（蒸発）する。こうした燃料蒸発ガス（以下、エバポとも称する）の大気流出抑制のために、エバポを吸着するキャニスタ（チャコールキャニスタ）が車両に搭載されている。このキャニスタは、エバポを一時的に吸着するものであり、キャニスタに吸着した燃料蒸発ガスは、例えばエンジンの負圧を利用してエンジン吸気系にパージガスとして供給され、更にエンジンの燃焼室に供給されて燃焼に供される。このパージガスのエンジン吸気系への供給に伴ってキャニスタに外気を導入するため、キャニスタのドレンポートは大気開放されている。
一方、例えば車両の停車中に、燃料タンク内の燃料の気化が進むと、例えば、キャニスタの吸着容量を超え、その超過分がキャニスタのドレンポートから大気流出してしまうおそれがある。そこで、例えば、燃料タンクとキャニスタを連通するエバポ通路を開閉するタンク接断電磁弁を設け、原則的には常時、タンク接断電磁弁でエバポ通路を閉じてしまう、密閉型の燃料タンクが従来開発されている。
こうした密閉型燃料タンクでは、密閉状態の燃料タンク内で燃料の気化が進むと、燃料タンク内の圧力（以下、タンク内圧ともいう）が大きく（高く）なることが考えられる。そこで、燃料の給油時には、上記タンク接断電磁弁を開弁して燃料タンク内のエバポをキャニスタ側に流し、そのエバポをキャニスタで吸着して燃料タンク内の圧力を低減してから、例えば給油リッドを開く制御が考えられている。この燃料給油時制御では、燃料タンク内が大気圧又はその近傍であることが重要であるから、燃料タンクに圧力センサを設け、この圧力センサの出力値が大気圧相当になってから、例えば給油を許可するようにしている。
しかしながら、燃料タンクの圧力センサが故障すると、圧力センサの出力値が大気圧相当とならず、いつまでも給油が許可されないおそれが生じる。そこで、下記特許文献１では、燃料タンク内の他に、燃料タンクとは別の箇所、例えば上記エバポ通路にも圧力センサを設け、例えば給油時における両者の出力値が圧力相当で所定値以上異なる場合に、２つの圧力センサの何れかが故障していると判定する燃料タンク用圧力センサ故障判定装置が記載される。
特開２０１５－４５２６４号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載される燃料タンク用圧力センサ故障判定装置では、燃料タンク内の他に、もう１つ、圧力センサが必要であり、しかも、追加の圧力センサは、何れかの圧力センサの故障を検出することを主眼とするものであることから、部品点数の点でも、コストの点でも、不利である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、追加の圧力センサを用いることなく、燃料タンクの圧力センサの故障を検出することが可能な燃料タンク用圧力センサ故障判定装置を提供することにある。
上記目的を達成するため請求項１に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、
エンジンの燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料蒸発ガスを吸着すると共にドレンポートが大気開放されるキャニスタと、前記キャニスタ及び燃料タンクを連通するエバポ通路と、エンジン吸気系及び前記キャニスタを連通するパージガス通路と、前記パージガス通路を開閉するパージ制御電磁弁と、前記燃料タンク内の圧力を検出する燃料タンク圧力センサとを備え、前記燃料タンク圧力センサの故障を判定する燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、
前記エバポ通路を開閉するタンク接断電磁弁と、前記タンク接断電磁弁の開閉状態を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記燃料タンク圧力センサで検出された前記燃料タンク内の圧力が所定の正圧状態及び所定の負圧状態の少なくとも一方である場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御して、予め設定された大気圧条件で検出された前記燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外の場合に該燃料タンク圧力センサが故障していると判定する圧力センサ故障判定手段を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、燃料タンク圧力センサで検出された密閉状態の燃料タンク（以下、燃料タンクは密閉状態にあるものとする）内の圧力が所定の正圧状態にある場合には、例えばエンジン運転中にパージ制御電磁弁を開弁制御しながら、タンク接断電磁弁を開弁制御することで、燃料タンク内の燃料蒸発ガス（エバポ）がエバポ通路及びパージガス通路を経てエンジン吸気系に供給され、燃料タンク内の圧力が低下する。一方、燃料タンク圧力センサで検出された燃料タンク内の圧力が所定の負圧状態にある場合には、タンク接断電磁弁を開弁制御することで、大気開放されているキャニスタのドレンポートから外気が燃料タンク内に流入し、燃料タンク内の圧力が増大する。
したがって、燃料タンク内が正圧状態である場合には燃料タンク内のエバポがエンジン吸気系に十分に供給されるか、燃料タンク内が負圧状態である場合には燃料タンク内に外気が十分に流入した時点で、燃料タンク内が大気圧状態になっている、すなわち予め設定された大気圧条件となるので、その大気圧条件で検出された燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外であれば、燃料タンク圧力センサが故障していると正確に判定することができる。したがって、追加の圧力センサを用いることなく、燃料タンクの圧力センサの故障を検出することができる。また、車両停車時だけでなく、車両走行時にも燃料タンクの圧力センサの故障を判定することができる。
請求項２に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、請求項１に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、前記圧力センサ故障判定手段は、前記燃料タンク内の圧力が所定の正圧状態である場合に前記パージ制御電磁弁の開弁制御と共に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁状態で前記燃料タンクから前記エバポ通路及びパージガス通路を経て前記エンジン吸気系に供給された燃料蒸発ガスの流量が予め設定されたエバポ流量所定値以上となった場合を前記大気圧条件として前記燃料タンク圧力センサの故障判定を行う正圧時圧力センサ故障判定手段を有することを特徴とする。
この構成によれば、燃料タンク圧力センサの出力値は燃料タンク内の圧力状態であって、その圧力状態は燃料タンク内のエバポ発生量に依存するので、このエバポ発生量をエンジン吸気系に供給して燃料タンク内の圧力状態を大気圧状態に復帰するためのエバポ流量は燃料タンク圧力センサの出力値に応じて設定することができる。したがって、このエバポ発生量、すなわち燃料タンク圧力センサの出力値に応じたエバポ流量所定値を設定し、燃料タンクからエンジン吸気系に供給されたエバポ流量がこのエバポ流量所定値以上となった場合に、燃料タンク内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。したがって、燃料タンクからエンジン吸気系に供給されたエバポ流量がエバポ流量所定値以上となった場合を大気圧条件とし、この大気圧条件で検出された燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外であれば、燃料タンク圧力センサは故障しているものと正確に判定できる。
請求項３に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、請求項２に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、前記正圧時圧力センサ故障判定手段は、前記タンク接断電磁弁の開弁制御が所定時間毎に所定時間ずつ該タンク接断電磁弁を開弁する場合に、前記燃料タンク圧力センサの出力値に応じた開弁回数所定値以上、該タンク接断電磁弁が開弁された場合を前記燃料蒸発ガスの流量が前記エバポ流量所定値以上になった場合とすることを特徴とする。
この構成によれば、タンク接断電磁弁が所定時間毎に所定時間ずつ開弁される場合、１回の開弁でタンク接断電磁弁を流れるエバポ流量は、凡そ、燃料タンク内のエバポ発生量、即ち燃料タンク内の圧力状態とエンジン吸気系との差圧及びタンク接断電磁弁の開弁特性に依存する。したがって、このタンク接断電磁弁の開弁１回当たりのエバポ流量特性と燃料タンク内の圧力状態（エバポ発生量）から上記エバポ流量所定値に相当する開弁回数所定値を凡そ設定することができ、この開弁回数所定値以上タンク接断電磁弁が開弁されれば、燃料タンク内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。したがって、燃料タンク圧力センサの出力値に応じた開弁回数所定値以上、タンク接断電磁弁が開弁された場合を大気圧条件、すなわち燃料タンクからエンジン吸気系へのエバポ流量が上記エバポ流量所定値以上になった場合とし、この大気圧条件で検出された燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外であれば、燃料タンク圧力センサは故障しているものと正確に判定できる。
請求項４に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、請求項１に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、前記圧力センサ故障判定手段は、前記燃料タンク内の圧力が所定の負圧状態である場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁時間が予め設定された所定時間経過した場合を前記大気圧条件として前記燃料タンク圧力センサの故障判定を行う負圧時圧力センサ故障判定手段を有することを特徴とする。
この構成によれば、燃料タンク内の圧力が所定の負圧状態である場合に、タンク接断電磁弁を開弁したときの外気の燃料タンク内への流量は、該タンク接断電磁弁の開弁特性に依存する。したがって、このタンク接断電磁弁の開弁特性に応じた外気の燃料タンク内流量で燃料タンクが大気圧に復帰するまでの所要時間を所定時間に設定することで、タンク接断電磁弁の開弁時間が所定時間経過した場合に燃料タンク内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。したがって、この大気圧条件で検出された燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外であれば、燃料タンク圧力センサは故障しているものと正確に判定できる。
請求項５に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、燃料給油時に乗員によって操作される給油スイッチを備え、前記圧力センサ故障判定手段は、前記給油スイッチが乗員によって操作された場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁時間が予め設定された所定時間経過した場合を大気圧条件として該大気圧条件で検出された前記燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外の場合に該燃料タンク圧力センサが故障していると判定する給油時圧力センサ故障判定手段を有することを特徴とする。
この構成によれば、乗員が給油スイッチを操作する燃料給油時には、タンク接断電磁弁を開弁制御して燃料タンク内を大気圧状態にする。この場合、タンク接断電磁弁を開弁したときの外気の燃料タンク内への流量又は燃料タンク内エボパのキャニスタへの流量は、該タンク接断電磁弁の開弁特性に依存する。したがって、このタンク接断電磁弁の開弁特性に応じた外気の燃料タンク内流量又はタンク内エボパのキャニスタ内流量で燃料タンクが大気圧に復帰するまでの所要時間を所定時間に設定することで、タンク接断電磁弁の開弁時間が所定時間経過した場合に燃料タンク内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。したがって、この大気圧条件で検出された燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外であれば、燃料タンク圧力センサは故障しているものと正確に判定できる。
請求項６に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、エンジンの燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料蒸発ガスを吸着すると共にドレンポートが大気開放されるキャニスタと、前記キャニスタ及び燃料タンクを連通するエバポ通路と、エンジン吸気系及び前記キャニスタを連通するパージガス通路と、前記パージガス通路を開閉するパージ制御電磁弁と、前記燃料タンク内の圧力を検出する燃料タンク圧力センサとを備え、前記燃料タンク圧力センサの故障を判定する燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、
前記エバポ通路を開閉するタンク接断電磁弁と、燃料給油時に乗員によって操作される給油スイッチと、前記タンク接断電磁弁の開閉状態を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記給油スイッチが乗員によって操作された場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁時間が予め設定された所定時間経過した場合を大気圧条件として該大気圧条件で検出された前記燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外の場合に該燃料タンク圧力センサが故障していると判定する給油時圧力センサ故障判定手段を有することを特徴とする。
この構成によれば、乗員が給油スイッチを操作する燃料給油時には、タンク接断電磁弁を開弁制御して燃料タンク内を大気圧状態にする。この場合、タンク接断電磁弁を開弁したときの外気の燃料タンク内への流量又は燃料タンク内エボパのキャニスタへの流量は、該タンク接断電磁弁の開弁特性に依存する。したがって、このタンク接断電磁弁の開弁特性に応じた外気の燃料タンク内流量又はタンク内エボパのキャニスタ内流量で燃料タンクが大気圧に復帰するまでの所要時間を所定時間に設定することで、タンク接断電磁弁の開弁時間が所定時間経過した場合に燃料タンク内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。したがって、この大気圧条件で検出された燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外であれば、燃料タンク圧力センサは故障しているものと正確に判定できる。従って、追加の圧力センサを用いることなく、燃料タンクの圧力センサの故障を検出することができる。
以上説明したように、本発明によれば、追加の圧力センサを用いることなく、燃料タンクの圧力センサの故障を検出することができ、しかも燃料給油時、即ち車両停車時のみならず、車両の走行中であっても燃料タンクの圧力センサの故障を判定することができる。
本発明の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置が適用された車両の一実施の形態を示す概略構成図である。 図１の車両における燃料タンク－エンジン間の燃料蒸発ガス通路の概略構成図である。 図１のエンジンコントロールユニットで実行される演算処理の一例を示すフローチャートである。 図１のエンジンコントロールユニットで実行される演算処理の他の例を示すフローチャートである。
以下に、本発明の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置が適用された車両の概略構成図である。この車両は、プラグインハイブリッド車両であり、図１は、このプラグインハイブリッド車両のパワートレーンの概略を示している。このプラグインハイブリッド車両は、車両駆動用にエンジン１０とモータジェネレータ１２を併載している。エンジン１０とモータジェネレータ１２は接続装置１４によって接続され、それらの合成された駆動力、あるいはそれらの単体の駆動力が差動装置１６を介して駆動輪１８に伝達される。接続装置１４には、例えばクラッチ機構などが用いられる。また、接続装置１４に遊星歯車機構を用いることも可能であり、その場合、遊星歯車機構を構成する１つの要素にエンジン１０が、もう１つの要素にモータジェネレータ１２が、残りの１つの要素に図示しない個別のモータジェネレータが接続される。なお、駆動輪１８は四輪であってもよい。また、図１に示す符号３４は、後述する燃料タンク３６に燃料を給油する際、乗員によって操作される給油スイッチである。
モータジェネレータ１２の駆動系統は、モータジェネレータ１２に電力を供給すると共にモータジェネレータ１２で回収された電力を蓄電する駆動用バッテリ２０と、駆動用バッテリ２０からの電力を変換してモータジェネレータ１２に供給したり、モータジェネレータ１２で回収された電力を変換して駆動用バッテリ２０に蓄電したりするためのインバータなどの駆動回路２２を備える。更に、この実施の形態の電動車両はプラグインハイブリッド車両であるから、接続された外部電源２４からの電力を駆動用バッテリ２０に充電するための外部接続型充電器２６と、この外部接続型充電器２６と駆動用バッテリ２０を電気的に接断したり、駆動用バッテリ２０とモータジェネレータ１２を電気的に接断したりするためのリレー類が内装されたジャンクションボックス２８を備える。
この実施の形態では、モータジェネレータ１２に三相交流モータが用いられ、一方、駆動用バッテリ２０の電力は直流電力であるから、駆動回路２２は、この直流電力を三相交流電力に変換してモータジェネレータ１２に供給する。モータジェネレータ１２を回生運転する場合には逆に作用する。また、この実施の形態の外部接続型充電器２６は、商用電源などの外部電源２４の交流電力を直流電力に変換して駆動用バッテリ２０を充電する。従って、外部接続型充電器２６は、例えばＡＣ－ＤＣコンバータやＤＣ－ＤＣコンバータを備えて構成される。なお、例えば高電圧直流電源で構成される急速充電電源を駆動用バッテリ２０に接続するための回路を付加してもよい。
この実施の形態のプラグインハイブリッド車両では、エンジン１０の運転状態はエンジンコントロールユニット３０で制御され、モータジェネレータ１２の運転状態、例えば力行運転や回生運転はパワーコントロールユニット３２で制御される。また、これらを統括して車両の駆動力全体を制御するコントロールユニットを備える場合もある。更に、駆動用バッテリ２０を制御するためのバッテリコントロールユニットを備える場合もある。なお、これらのコントロールユニットは、後述のようにコンピュータシステムを備えて構成され、高い演算処理能力を有する。また、一般に、プラグインハイブリッド車両を含むハイブリッド車両では、エンジン１０はモータジェネレータ１２と協調制御される。また、パワーコントロールユニット３２と駆動回路２２が一体化されたものもある。
パワーコントロールユニット３２やエンジンコントロールユニット３０などのコントロールユニットは、マイクロコンピュータのようなコンピュータシステムを搭載して構成される。このコンピュータシステムは、周知のコンピュータシステムと同様に、高度な演算処理機能を有する演算処理装置に加え、例えばプログラムを記憶する記憶装置や、センサ信号を読込んだり、他のコントロールユニットと相互通信を行ったりするための入出力装置を備えて構成される。
図２は、図１のプラグインハイブリッド車両における燃料タンク３６とエンジン１０との間の燃料蒸発ガス通路の概略構成図である。エンジン１０の燃料には、ガソリンなどの揮発性燃料が用いられ、燃料タンク３６内に給油されて貯留される。エンジン１０に供給される燃料の大部分は、例えば、図示しない燃料ポンプによって燃料タンク３６から汲み出され、更に燃料噴射装置６４からエンジン吸気系１１又は燃焼室に噴射される。一方、前述のように、揮発性燃料からなるエンジン１０用の燃料は、燃料タンク３６内でも気化（蒸発）しており、その燃料蒸発ガス（エバポ）をキャニスタ３８で一時的に吸着し、更にキャニスタ３８に吸着した燃料蒸発ガスをエンジン吸気系１１にパージガスとして供給してエンジン１０での燃焼に供する。ここでは、燃料タンク３６とキャニスタ３８を連通する通路をエバポ通路４０と規定し、キャニスタ３８とエンジン吸気系１１を連通する通路をパージガス通路４２と規定する。なお、キャニスタ３８は、チャージポート３８ｃがエバポ通路４０に接続され、パージポート３８ｐがパージガス通路４２に接続され、ドレンポート３８ｄは、フィルタ５２を介して大気開放されている。ちなみに、このドレンポート３８ｄには、この燃料蒸発ガス通路内の漏れ（リーク）を検出するための装置を配設してもよい。
このパージガス通路４２には、パージガス通路４２を開閉するパージ制御電磁弁４４が設けられている。このパージ制御電磁弁４４は、後述するように、デューティ制御によって開弁制御され、パージガスを所定の濃度（割合）でエンジン吸気系１１に供給する。また、上記エバポ通路４０は、図の中間部で分岐され、一方のエバポ分岐路にはリリーフ弁５０が介装され、他方のエバポ分岐路にはタンク接断電磁弁４６が介装されている。このうち、リリーフ弁５０は、例えば燃料タンク３６内の圧力状態が過剰に大きくなった時に、燃料タンク３６の内圧を開放してエバポをキャニスタ３８側に供給するためのものである。また、タンク接断電磁弁４６は、後述するように、例えば所定時間毎に所定時間ずつ開弁制御されて、燃料タンク３６内のエバポをキャニスタ３８に供給したり、所定時間連続して開弁されて、キャニスタ３８のドレンポート３８ｄから外気を燃料タンク３６内に吸入したりするためのものである。これらパージ制御電磁弁４４及びタンク接断電磁弁４６は、エンジンコントロールユニット３０によって開弁制御される。
従って、この実施の形態のプラグインハイブリッド車両では、上記タンク接断電磁弁４６を閉じることにより、燃料タンク３６を密閉状態とすることができる（リリーフ弁５０は、原則的に、常時閉）。エバポ通路４０が燃料タンク３６とキャニスタ３８を連通したままの状態であると、例えば、燃料タンク３６内のエバポがキャニスタ３８のドレンポート３８ｄから大気流出するおそれがある。そこで、通常は、タンク接断電磁弁４６を閉弁してエバポ通路４０を閉じ、燃料タンク３６内のエバポがキャニスタ３８側に流れないようにする。なお、燃料タンク３６には、燃料タンク３６内の圧力状態を検出するための燃料タンク圧力センサ４８が設けられている。この実施の形態の燃料タンク圧力センサ４８には、例えば大気圧を０、大気圧よりも高圧（正圧）状態を正、低圧（負圧）状態を負の出力値として出力する相対圧（ゲージ圧）センサが用いられている。
以下、この実施の形態のプラグインハイブリッド車両におけるエバポ及びパージガスのパージ制御の概要について説明する。なお、「パージ」は、一掃、消去、浄化、追放といった意味の英語である。キャニスタ３８に吸着されたエバポはスロットルバルブ６０の下流側、具体的にはインテークマニホールド６２内にパージガスとしてエンジン吸気系１１の負圧で吸引され、更にエンジン１０の燃焼室内で燃焼される。このパージガス供給量を制御するのがキャニスタパージ制御であり、パージ制御電磁弁４４の開弁状態をディーティ制御して行う。キャニスタパージ制御はエンジン運転中に行われる。
一方、このプラグインハイブリッド車両では、燃料タンク圧力センサ（以下、単に圧力センサと記す）４８で検出された燃料タンク３６内の圧力値が、大気圧よりも大きな値に設定された正圧所定値以上になったら、キャニスタパージ制御に合わせて、タンク接断電磁弁４６を開いて、燃料タンク３６内のエバポをパージガスと一緒にエンジンに供給して燃焼する制御を行う。この燃料タンク３６内のエバポのパージをダイレクトパージと規定し、その制御をダイレクトパージ制御と規定する。ダイレクトパージ制御では、タンク接断電磁弁４６を、所定時間毎に、例えば５０msec.とか１００msec.といった短い開弁時間で開弁して燃料タンク３６内のエバポをエバポ通路４０からパージガス通路４２を経てエンジン吸気系１１に供給する。このようにタンク接断電磁弁４６を短時間開弁するのは、燃料タンク３６内のエボパのパージガス通路４２への流入量を制限して、パージガス通路４２内の燃料蒸発ガス成分が多くなりすぎないようにするためである。
このダイレクトパージ制御では、ダイレクトパージ開始からの燃料タンク３６内エバポの総パージ流量を随時算出し、記憶する。インテークマニホールド内の圧力（負圧）状態は、例えばインテークマニホールドに設けられた圧力センサによって検出される。これに対し、エバポ通路４０の圧力状態は圧力センサ４８の出力値であり、温度に依存するエバポ発生量と相関する。従って、例えば、エバポ通路４０の圧力状態及びインテークマニホールド内の圧力状態の差圧と、タンク接断電磁弁４６の開弁特性（開弁時間）から燃料タンク３６内エバポのタンク接断電磁弁通過流量を求めることができる。
なお、前述のように、燃料タンク３６とキャニスタ３８は通常時はタンク連通電磁弁で遮断されており、燃料給油時及び燃料タンク昇圧時のみ、タンク連通電磁弁が開制御されるので、キャニスタ３８は、それらタンク連通電磁弁が開状態のときのエバポのみを吸着する。また、エンジン吸気系１１又は燃焼室への燃料噴射量は、キャニスタパージ制御中及びダイレクトパージ制御中、所定の割合で減少制御される。また、前述した給油スイッチ３４は、給油リクエストスイッチとも呼ばれ、乗員がこれから給油を行おうとする場合にオン操作される。給油スイッチ３４がオン操作されると、後述の演算処理のようにタンク接断電磁弁４６を開弁することにより、燃料タンク３６内のエバポをキャニスタ３８に供給するか、又は、キャニスタ３８のドレンポート３８ｄから外気を燃料タンク３６内に流入して、燃料タンク３６内を大気圧状態にし、その状態で、例えば給油リッドを開く。
図３は、燃料タンク３６の圧力センサ４８の故障を判定するために、エンジンコントロールユニット３０で実行される演算処理の一例を示すフローチャートである。この演算処理は、例えば所定サンプリング周期で実行されるタイマ割込み処理であり、まずステップＳ１で、圧力センサチェックフラグＦＦが０のリセット状態であるか否かを判定し、圧力センサチェックフラグＦＦがリセット状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には復帰する。なお、この圧力センサチェックフラグＦＦは、例えば車両システム始動時（イグニッションスイッチオンに相当）にリセットされる。
ステップＳ２では、給油フラグＦＲが０のリセット状態であるか否かを判定し、給油フラグＦＲがリセット状態である場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ１６に移行する。
ステップＳ３では、給油スイッチ３４がオン操作されているか否かを判定し、給油スイッチ３４がオン操作されている場合にはステップＳ１４に移行し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、個別の演算処理に従って、前述のダイレクトパージ制御中であるか否か、即ちエンジン運転中且つタンク接断電磁弁４６が開弁制御中であるか否かを判定し、ダイレクトパージ制御中である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
ステップＳ５では、図示しない外気温センサで検出された外気温が予め設定された外気温所定値以下であるか否かを判定し、外気温が外気温所定値以下である場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合には復帰する。この外気温所定値は、例えば、外気温上昇に伴って燃料タンク３６内のエバポ発生量が非常に多くなり、通常のダイレクトパージ制御では、燃料タンク３６内のエバポ発生量低減制御が達成できない程度の温度値に設定される。
ステップＳ６では、前述したダイレクトパージ制御中の総パージ流量がエバポ流量所定値以上であるか否かを判定し、総パージ流量がエバポ流量所定値以上である場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合には復帰する。このエバポ流量所定値は、ダイレクトパージ制御中の総パージ流量、即ち燃料タンク３６から流出されたエバポ流量によって燃料タンク３６内が略大気圧になるエバポ流量値であり、凡そ燃料タンク３６内におけるエバポ発生量に相当する。燃料タンク３６内のエバポ発生量は燃料タンク３６内の圧力状態、即ち圧力センサ４８の出力値であるから、ダイレクトパージ制御開始時の圧力センサ４８の出力値からエバポ流量所定値を設定することができる。なお、ダイレクトパージ制御が、例えば燃料タンク３６内の予め設定された所定正圧状態、即ち圧力センサ４８の出力所定値で開始される場合には、エバポ流量所定値をその圧力センサ４８の出力所定値に応じた固定値とすることもできる。
このダイレクトパージ制御中の総パージ流量がエバポ流量所定値以上である判定は、例えば圧力センサ４８で検出された燃料タンク内圧力に応じた開弁回数所定値以上、タンク接断電磁弁４６が開弁された場合としてもよい。前述のように、ダイレクトパージにおけるタンク接断電磁弁４６は、所定時間毎に、予め設定された所定短時間だけ開弁される、即ち１回のダイレクトパージにおけるエバポ流量は燃料タンク３６内の圧力状態に応じてほぼ決まっているので、ダイレクトパージによって、燃料タンク３６内の圧力が大気圧に復帰するためのエバポ流量所定値は、凡そ燃料タンク内圧力に応じた開弁回数で決定することが可能である。従って、このステップにおけるエバポ総パージ流量がエバポ流量所定値以上である判定は、燃料タンク３６内の圧力状態に応じた開弁回数所定値以上、タンク接断電磁弁４６が開弁された場合とすることもできる。なお、ダイレクトパージ制御が燃料タンク３６内の予め設定された所定の正圧状態で開始される場合には、燃料タンク３６内の圧力状態、即ち燃料タンク３６内のエバポ発生量も凡そ決まっているので、上記タンク接断電磁弁４６の開弁回数所定値を固定値とすることもできる。
ステップＳ７では、圧力センサチェックフラグＦＦを１のセット状態としてからステップＳ１８に移行する。
一方、上記ステップＳ８では、負圧フラグＦＬが０のリセット状態であるか否かを判定し、負圧フラグＦＬがリセット状態である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２に移行する。
ステップＳ９では、圧力センサ４８の出力値が予め設定された負圧所定値以下であるか否かを判定し、圧力センサ４８の出力値が負圧所定値以下である場合にはステップＳ１０に移行し、そうでない場合には復帰する。
ステップＳ１０では、タンク接断電磁弁４６を開制御してからステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、負圧フラグＦＬを１のセット状態としてからステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、タンク接断電磁弁４６の開制御から予め設定された第１所定時間が経過したか否かを判定し、タンク接断電磁弁４６の開制御から第１所定時間が経過した場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合には復帰する。この第１所定時間は、タンク接断電磁弁４６の開弁状態で、キャニスタ３８のドレンポート３８ｄからの外気で燃料タンク３６内が大気圧状態に復帰するための所要時間であり、例えば３秒に設定される。
ステップＳ１３では、負圧フラグＦＬを０のリセット状態とすると共に、圧力センサチェックフラグＦＦを１のセット状態としてからステップＳ１８に移行する。
また、上記ステップＳ１４では、タンク接断電磁弁４６を開制御してからステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５では、給油フラグＦＲを１のセット状態としてからステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、タンク接断電磁弁４６の開制御から予め設定された第２所定時間が経過したか否かを判定し、タンク接断電磁弁４６の開制御から第２所定時間が経過した場合にはステップＳ１７に移行し、そうでない場合には復帰する。この第２所定時間は、タンク接断電磁弁４６の開弁状態で、キャニスタ３８のドレンポート３８ｄからの外気で燃料タンク３６内が大気圧状態に復帰するか、又は燃料タンク３６内のエバポがキャニスタ３８側に流れて燃料タンク３６内が大気圧状態に復帰するための所要時間であり、例えば３秒に設定される。
ステップＳ１７では、給油フラグＦＲを０のリセット状態とすると共に、圧力センサチェックフラグＦＦを１のセット状態としてからステップＳ１８に移行する。
そして、上記ステップＳ１８では、圧力センサ４８の出力値が大気圧相当であるか否かを判定し、圧力センサ４８の出力値が大気圧相当である場合には復帰し、そうでない場合、即ち大気圧相当以外の場合にはステップＳ１９に移行する。
ステップＳ１９では、圧力センサ４８の故障（図ではフェール）信号を出力してから処理を終了する。なお、この圧力センサ４８の故障信号には、例えばインストゥルメントパネルのエンジントラブルランプ点灯指令を含めるなどしてもよい。
この演算処理によれば、燃料タンク３６内が所定の正圧状態となってダイレクトパージ制御が開始され、そのダイレクトパージ制御、即ちパージ制御電磁弁４４の開弁制御に伴うタンク接断電磁弁４６の開弁制御によって燃料タンク３６からキャニスタ３８側に流れたエバポの総パージ流量がエバポ流量所定値以上になり、燃料タンク３６内が大気圧状態になったとみなされる場合に、圧力センサ４８の故障判定が行われる。また、燃料タンク３６内が所定の負圧状態となるとタンク接断電磁弁４６が開制御され、その開制御から第１所定時間が経過して燃料タンク３６内が大気圧状態になったとみなされる場合に、圧力センサ４８の故障判定が行われる。また、給油スイッチがオン操作されるとタンク接断電磁弁４６が開制御され、その開制御から第２所定時間が経過して燃料タンク３６内が大気圧状態になったとみなされる場合に、圧力センサ４８の故障判定が行われる。これらの燃料タンク内大気圧状態、即ち大気圧条件で圧力センサ４８の出力値が大気圧相当でなければ、圧力センサ４８は故障しているものとみなされる。
図４は、圧力センサ４８の故障を判定するために、エンジンコントロールユニット３０で実行される演算処理の他の例を示すフローチャートである。この演算処理は、上記給油スイッチのオン操作で開始され、まずステップＳ２１で、タンク接断電磁弁４６を開制御する。
次にステップＳ２２に移行して、タンク接断電磁弁４６の開制御から上記第２所定時間が経過するまで待機する。
次にステップＳ２３に移行して、圧力センサ４８の出力値が大気圧相当であるか否かを判定し、圧力センサ４８の出力値が大気圧相当である場合にはステップＳ２５に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、圧力センサ４８の故障（図ではフェール）信号を出力してからステップＳ２５に移行する。なお、この圧力センサ４８の故障信号には、例えばインストゥルメントパネルのエンジントラブルランプ点灯指令を含めるなどしてもよい。
上記ステップＳ２５では、圧力センサチェックフラグＦＦを１のセット状態としてから処理を終了する。
この演算処理によれば、給油スイッチがオン操作されるとタンク接断電磁弁４６が開制御され、その開制御から第２所定時間が経過して燃料タンク３６内が大気圧状態になったとみなされる場合に、圧力センサ４８の故障判定が行われる。この燃料タンク内大気圧状態、即ち大気圧条件で圧力センサ４８の出力値が大気圧相当でなければ、圧力センサ４８は故障しているものとみなされる。なお、この演算処理は、例えば車両システム停止（イグニッションスイッチオフに相当）であっても、エンジンコントロールユニット３０を作動して実行される。
このように、この実施の形態の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置では、圧力センサ４８で検出された燃料タンク３６内の圧力が所定の正圧状態にある場合には、例えばエンジン運転中にパージ制御電磁弁４４を開弁制御しながら、タンク接断電磁弁４６を開弁制御することで、燃料タンク３６内のエバポがエバポ通路４０及びパージガス通路４２を経てエンジン吸気系１１に供給され、燃料タンク３６内の圧力が低下する。また、圧力センサ４８で検出された燃料タンク３６内の圧力が所定の負圧状態にある場合には、タンク接断電磁弁４６を開弁制御することで、大気開放されているキャニスタ３８のドレンポート３８ｄから外気が燃料タンク３６内に流入し、燃料タンク３６内の圧力が増大する。従って、燃料タンク３６内が正圧状態である場合には燃料タンク３６内のエバポがエンジン吸気系１１に十分に供給されるか、燃料タンク３６内が負圧状態である場合には燃料タンク３６内に外気が十分に流入した時点で、燃料タンク３６内が大気圧状態になっている、即ち予め設定された大気圧条件となるので、その大気圧条件で検出された圧力センサ４８の出力値が大気圧相当以外であれば、圧力センサ４８が故障していると正確に判定することができる。従って、追加の圧力センサを用いることなく、燃料タンク３６の圧力センサ４８の故障を検出することができる。また、車両停車時だけでなく、車両走行時にも燃料タンク３６の圧力センサ４８の故障を判定することができる。
また、圧力センサ４８の出力値は燃料タンク３６内の圧力状態であって、その圧力状態は燃料タンク３６内のエバポ発生量に依存するので、このエバポ発生量、即ち圧力センサ４８の出力値に応じたエバポ流量所定値を設定し、燃料タンク３６からエンジン吸気系１１に供給されたエバポ流量がこのエバポ流量所定値以上となった場合に、燃料タンク３６内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。従って、燃料タンク３６からエンジン吸気系１１に供給されたエバポ流量がエバポ流量所定値以上となった場合を大気圧条件とし、この大気圧条件で検出された圧力センサ４８の出力値が大気圧相当以外であれば、圧力センサ４８は故障しているものと正確に判定できる。
また、タンク接断電磁弁４６が所定時間毎に所定時間ずつ開弁される場合、１回の開弁でタンク接断電磁弁４６を流れるエバポ流量は、燃料タンク３６内の圧力状態とエンジン吸気系１１との差圧及びタンク接断電磁弁４６の開弁特性に依存する。従って、このタンク接断電磁弁４６の開弁１回当たりのエバポ流量特性と燃料タンク３６内の圧力状態（エバポ発生量）から上記エバポ流量所定値に相当する開弁回数所定値を凡そ設定することができ、この開弁回数所定値以上、タンク接断電磁弁４６が開弁されれば、燃料タンク３６内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。従って、圧力センサ４８の出力値に応じた開弁回数所定値以上、タンク接断電磁弁４６が開弁された場合を大気圧条件とし、この大気圧条件で検出された圧力センサ４８の出力値が大気圧相当以外であれば、圧力センサ４８は故障しているものと正確に判定できる。
また、燃料タンク３６内の圧力が所定の負圧状態である場合に、タンク接断電磁弁４６を開弁したときの外気の燃料タンク３６内への流量は、該タンク接断電磁弁４６の開弁特性に依存する。従って、このタンク接断電磁弁４６の開弁特性に応じた外気の燃料タンク内流量で燃料タンク３６が大気圧に復帰するまでの所要時間を所定時間に設定することで、タンク接断電磁弁４６の開弁時間が所定時間経過した場合に燃料タンク３６内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。従って、この大気圧条件で検出された圧力センサ４８の出力値が大気圧相当以外であれば、圧力センサ４８は故障しているものと正確に判定できる。
また、乗員が給油スイッチを操作する燃料給油時には、タンク接断電磁弁４６を開弁制御して燃料タンク３６内を大気圧状態にする。この場合、タンク接断電磁弁４６を開弁したときの外気の燃料タンク３６内への流量又は燃料タンク内エボパのキャニスタ３８への流量は、タンク接断電磁弁４６の開弁特性に依存する。従って、このタンク接断電磁弁４６の開弁特性に応じた外気の燃料タンク内流量又は燃料タンク内エボパのキャニスタ内流量で燃料タンク３６が大気圧に復帰するまでの所要時間を所定時間に設定することで、タンク接断電磁弁４６の開弁時間が所定時間経過した場合に燃料タンク３６内の圧力状態は大気圧相当であるとみなすことができる。従って、この大気圧条件で検出された圧力センサ４８の出力値が大気圧相当以外であれば、圧力センサ４８は故障しているものと正確に判定できる。
以上、実施の形態に係る燃料タンク用圧力センサ故障判定装置について説明したが、本件発明は、上記実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、本件発明の要旨の範囲内で種々変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、エンジンコントロールユニット３０で図３の演算処理も図４の演算処理も行うものとしたが、例えば図４の演算処理は行わないものとすることができる。また、図４の演算処理を行う代わりに、図３の演算処理のステップＳ１４～ステップＳ１７を削除することもできる。
また、上記ダイレクトパージ制御の詳細は、上記に限定されるものではなく、例えばタンク接断電磁弁４６をデューティ制御してもよい。
また、上記実施の形態では、本発明の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置をプラグインハイブリッド車両に適用した例についてのみ詳述したが、本発明の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置は、一般的なハイブリッド車両は勿論、駆動源にエンジンのみを搭載するコンベンショナルな車両にも適用することができる。
１０ エンジン
１１ エンジン吸気系
１２ モータジェネレータ
２０ 駆動用バッテリ
２４ 外部電源
２６ 外部接続型充電器
３０ エンジンコントロールユニット（制御手段）
３２ コントロールユニット
３４ 給油スイッチ
３６ 燃料タンク
３８ キャニスタ
３８ａ ドレンポート
４０ エバポ通路
４２ パージガス通路
４４ パージ制御電磁弁
４６ タンク接断電磁弁
４８ 燃料タンク圧力センサ（圧力センサ）

Claims (3)

  1. エンジンの燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料蒸発ガスを吸着すると共にドレンポートが大気開放されるキャニスタと、前記キャニスタ及び燃料タンクを連通するエバポ通路と、エンジン吸気系及び前記キャニスタを連通するパージガス通路と、前記パージガス通路を開閉するパージ制御電磁弁と、前記燃料タンク内の圧力を検出する燃料タンク圧力センサとを備え、前記燃料タンク圧力センサの故障を判定する燃料タンク用圧力センサ故障判定装置において、
    前記エバポ通路を開閉するタンク接断電磁弁と、
    前記タンク接断電磁弁の開閉状態を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記燃料タンク圧力センサで検出された前記燃料タンク内の圧力が所定の正圧状態及び所定の負圧状態の少なくとも一方である場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御して、予め設定された大気圧条件で検出された前記燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外の場合に該燃料タンク圧力センサが故障していると判定する圧力センサ故障判定手段を備え、
    前記圧力センサ故障判定手段は、前記燃料タンク内の圧力が所定の正圧状態である場合に前記パージ制御電磁弁の開弁制御と共に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁状態で前記燃料タンクから前記エバポ通路及びパージガス通路を経て前記エンジン吸気系に供給された燃料蒸発ガスの流量が予め設定されたエバポ流量所定値以上となった場合を前記大気圧条件として前記燃料タンク圧力センサの故障判定を行う正圧時圧力センサ故障判定手段を有しており、
    前記正圧時圧力センサ故障判定手段は、前記タンク接断電磁弁の開弁制御が所定時間毎に所定時間ずつ該タンク接断電磁弁を開弁する場合に、前記燃料タンク圧力センサの出力値に応じた開弁回数所定値以上、該タンク接断電磁弁が開弁された場合を前記燃料蒸発ガスの流量が前記エバポ流量所定値以上になった場合とすることを特徴とする燃料タンク用圧力センサ故障判定装置。
  2. 前記圧力センサ故障判定手段は、
    前記燃料タンク内の圧力が所定の負圧状態である場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁時間が予め設定された所定時間経過した場合を前記大気圧条件として前記燃料タンク圧力センサの故障判定を行う負圧時圧力センサ故障判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置。
  3. 燃料給油時に乗員によって操作される給油スイッチを備え、
    前記圧力センサ故障判定手段は、前記給油スイッチが乗員によって操作された場合に前記タンク接断電磁弁を開弁制御し、該タンク接断電磁弁の開弁時間が予め設定された所定時間経過した場合を大気圧条件として該大気圧条件で検出された前記燃料タンク圧力センサの出力値が大気圧相当以外の場合に該燃料タンク圧力センサが故障していると判定する給油時圧力センサ故障判定手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料タンク用圧力センサ故障判定装置。
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