(57)【要約】【課題】燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク１３内の燃料残量Ｖｆｌを高精度で推定する。【解決手段】燃料残量推定装置１１は、燃料タンク１３、ベント路３７、及びキャニスタ１５を含む燃料蒸気密閉系に係る密閉系内圧Ｐｉｔの情報を取得する情報取得部６５と、負圧ポンプ５１の作動により燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う制御部７１と、燃料蒸気密閉系の全体体積ＳＶｗｌと前記気体の占有体積ＳＶｔｇとに基づいて、燃料残量Ｖｆｌを推定する燃料残量推定部６７と、を備える。燃料残量推定部６７は、燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間Δｔだけ減圧処理を施した際の減圧処理前後の密閉系内圧Ｐｉｔの変位量Δｐ２、及び減圧処理に伴う気体の基準排出速度Ｑｒｅｆに基づいて、気体の占有体積ＳＶｔｇを推定する。【選択図】図２
2019078172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収容する燃料タンク、前記燃料タンク及び大気間を連通するベント路、及び前記燃料タンクで生じた燃料蒸気を吸着するキャニスタを含む燃料蒸気密閉系に係る密閉系内圧の情報を取得する情報取得部と、
負圧源の作動により前記燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う流量制御部と、
前記燃料蒸気密閉系の全体体積と、前記気体の占有体積とに基づいて、燃料残量を推定する燃料残量推定部と、を備え、
前記燃料残量推定部は、前記流量制御部によって前記燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間だけ減圧処理を施した際の当該減圧処理前後の前記密閉系内圧の変位量、及び前記減圧処理に伴う前記気体の基準排出速度に基づいて、前記気体の占有体積を推定する
ことを特徴とする燃料残量推定装置。
【請求項２】
燃料を収容する燃料タンク、前記燃料タンク及び大気間を連通するベント路、及び前記燃料タンクで生じた燃料蒸気を吸着するキャニスタを含む燃料蒸気密閉系に係る密閉系内圧の情報、並びに燃料レベルセンサによる燃料レベル検出値の情報を取得する情報取得部と、
負圧源の作動により前記燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う流量制御部と、
前記燃料蒸気密閉系の全体体積と、前記気体の占有体積とに基づいて、燃料残量を推定する燃料残量推定部と、
前記燃料蒸気密閉系の異常診断を行う異常診断部と、を備え、
前記燃料残量推定部は、前記流量制御部によって前記燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間だけ減圧処理を施した際の当該減圧処理前後の前記密閉系内圧の変位量、及び前記減圧処理に伴う前記気体の基準排出速度に基づいて、前記気体の占有体積を推定し、
前記異常診断部は、前記燃料レベル検出値と、前記燃料残量推定部による燃料残量推定値とに基づいて、前記燃料レベルセンサの異常診断を行う
ことを特徴とする燃料蒸気密閉系の異常診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料蒸気密閉系の異常診断装置であって、
前記燃料レベルセンサは、燃料残量の実変位に対する前記燃料レベル検出値の変化特性の一部が不整合となる不感帯領域を有し、
前記異常診断部は、少なくとも前記不感帯領域において、前記燃料レベルセンサによる燃料レベル検出値と、前記燃料残量推定部による燃料残量推定値とに基づいて、前記燃料レベルセンサの異常診断を行う
ことを特徴とする燃料蒸気密閉系の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料残量を推定する燃料残量推定装置、及び燃料蒸気密閉系の異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両には、燃料を収容する燃料タンクが設けられている。燃料タンクには、燃料タンク内の燃料レベルを検出する燃料レベルセンサが設けられている。燃料レベルセンサが故障すると、燃料残量を知ることができない。これでは車両の正常な運行に支障をきたす。
【０００３】
そこで、特許文献１には、燃料レベルを検出する燃料レベルゲージの故障診断を行う故障診断装置の発明が記載されている。特許文献１に係る故障診断装置では、燃料消費量を、燃料噴射弁からの燃料噴射量を積算することで求め、燃料噴射量に係る積算値及び燃料レベルゲージ出力（燃料残量の変位）の相関がずれた場合に、燃料レベルゲージを故障と診断するようにしている。
【０００４】
特許文献１に係る故障診断装置によれば、燃料レベルゲージの故障診断を適確に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に係る故障診断装置では、燃料レベルゲージの故障診断を適確に行うために、燃料の補給時期を適時に把握し、燃料の補給時に燃料噴射量に係る積算値を初期化する等、何らかの対策を施す必要がある。
【０００７】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク内の燃料残量を高精度で推定可能な燃料残量推定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク内の燃料残量を高精度で推定すると同時に、燃料レベルセンサの異常診断を適確に遂行可能な燃料蒸気密閉系の異常診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、（１）に係る発明は、燃料を収容する燃料タンク、前記燃料タンク及び大気間を連通するベント路、及び前記燃料タンクで生じた燃料蒸気を吸着するキャニスタを含む燃料蒸気密閉系に係る密閉系内圧の情報を取得する情報取得部と、負圧源の作動により前記燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う流量制御部と、前記燃料蒸気密閉系の全体体積と、当該燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積とに基づいて、燃料残量を推定する燃料残量推定部と、を備え、前記燃料残量推定部は、前記流量制御部によって前記燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間だけ減圧処理を施した際の当該減圧処理前後の前記密閉系内圧の変位量、及び前記減圧処理に伴う前記気体の基準排出速度に基づいて、前記気体の占有体積を推定することを最も主要な特徴とする。
【０００９】
（１）に係る発明では、燃料残量推定部は、流量制御部によって燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間だけ減圧処理を施した際の減圧処理前後の密閉系内圧の変位量、及び減圧処理に伴う気体の基準排出速度に基づいて、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積を推定する。さらに、燃料残量推定部は、密閉系全体体積と、前記気体の占有体積とに基づいて、燃料残量を推定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料蒸気密閉系の全体体積と、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積とに基づいて、燃料残量を推定するため、燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク内の燃料残量を高精度で推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置を内包する燃料蒸気密閉系の異常診断装置の概要を表す全体構成図である。
【図１Ｂ】異常診断装置に備わる診断モジュール（通常時）の概略構成図である。
【図１Ｃ】異常診断装置に備わる診断モジュール（異常診断時）の概略構成図である。
【図２】異常診断装置の機能ブロック構成図である。
【図３】異常診断装置が実行する燃料レベルセンサの異常診断処理の流れを表すフローチャート図である。
【図４】燃料レベルセンサによる燃料レベル検出値が実際の燃料残量に対して不整合となる不感帯領域を有していることを表す説明図である。
【図５Ａ】燃料レベル検出値が満タン液位に係る不感帯領域に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサが正常である旨の診断を下すケースにおける各値の時間推移を表すタイムチャート図である。
【図５Ｂ】燃料レベル検出値が満タン液位に係る不感帯領域に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサが異常である旨の診断を下すケースにおける各値の時間推移を表すタイムチャート図である。
【図６Ａ】燃料タンク内に燃料蒸気が存しない場合に負圧ポンプによって密閉系空間を所定時間減圧した際に密閉系内圧の変化が生じる機序を概念的に表す説明図である。
【図６Ｂ】燃料タンク内に燃料蒸気が存する場合に負圧ポンプによって密閉系空間を所定時間減圧した際に密閉系内圧の変化が生じる機序を概念的に表す説明図である。
【図６Ｃ】燃料タンク内に燃料蒸気が存する場合の密閉系内圧の経時変化特性と、燃料タンク内に燃料蒸気が存しない場合の密閉系内圧の経時変化特性とを対比して表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置、及び燃料蒸気密閉系の異常診断装置について、図面を適宜参照して詳細に説明する。
【００１３】
〔本発明の実施形態に係る燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の概要〕
はじめに、本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１を内包する燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の概要について、駆動源として内燃機関及び電動モータ（いずれも不図示）を備えるハイブリッド車両に適用した例をあげて、図面を参照して説明する。
【００１４】
なお、以下に示す図面において、同一の部材又は相当する部材間には同一の参照符号を付するものとする。また、部材のサイズ及び形状は、説明の便宜のため、変形又は誇張して模式的に表す場合がある。
【００１５】
図１Ａは、本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１を内包する燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の概要を表す全体構成図である。図１Ｂは、異常診断装置１０に備わる診断モジュール４９（通常時）の概略構成図である。図１Ｃは、異常診断装置１０に備わる診断モジュール４９（異常診断時）の概略構成図である。図２は、異常診断装置１０の機能ブロック構成図である。
【００１６】
本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１を内包する燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０は、図１Ａに示すように、ガソリン等の燃料を貯留する燃料タンク１３、及び燃料タンク１３で生じた燃料蒸気を吸着する機能を有するキャニスタ１５を備える車両に適用され、異常診断装置１０及び燃料残量推定装置１１の統括制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７を備える。
【００１７】
燃料タンク１３には、フューエルインレットパイプ１９が設けられている。フューエルインレットパイプ１９には、その上流部１９ａと燃料タンク１３との間を連通接続する循環パイプ２０が設けられている。フューエルインレットパイプ１９のうち燃料タンク１３の反対側には、給油ガンのノズル（いずれも不図示）が挿入される給油口１９ｂが設けられている。給油口１９ｂには、ねじ式のキャップ２３が取り付けられている。
【００１８】
燃料タンク１３には、図１Ａに示すように、燃料タンク１３の燃料レベルを検出する燃料レベルセンサ３１が設けられている。燃料レベルセンサ３１には、燃料タンク１３内における燃料液位の変動に追従して浮き沈みするフロート３２が備わっている。フロート３２は、燃料の補給を要する最低液位３２ａと、設計上の最高液位に相当する満タン液位３２ｂとの間を、浮き沈みしながら揺動する。
ここで、「設計上の最高液位」という表現を用いたのは、実際には、燃料が満タン液位３２ｂに到達した後も、車両の姿勢等によっては、燃料の補給を継続して行うことができることに基づく。
なお、最低液位３２ａ及び満タン液位３２ｂとは、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓが、実際の燃料残量Ｖｆｌの変動に追従せずに両者が不整合となる不感帯領域（図４参照）に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサ３１のフロート３２が位置する液位である。不感帯領域について、詳しくは後記する。
【００１９】
さらに、燃料タンク１３には、燃料タンク１３内に貯留された燃料を汲み上げて燃料供給通路３３を介して不図示のインジェクタへと送り出す燃料ポンプモジュール３５が設けられている。また、燃料タンク１３には、燃料タンク１３とキャニスタ１５との間を連通接続するベント路３７が設けられている。ベント路３７は、燃料蒸気の排出路としての機能を有する。
【００２０】
ベント路３７のうち燃料タンク１３の側の通路３７ａ１には、フロート弁３７ａ１１が設けられている。フロート弁３７ａ１１は、給油に伴う燃料の液面の上昇により、燃料タンク１３内における気相域の圧力（タンク内圧）が上昇した場合に閉止するように動作する。具体的には、フロート弁３７ａ１１は、燃料タンク１３内に燃料が満たされている満タン時に閉止することにより、燃料が燃料タンク１３からベント路３７へ侵入するのを防いでいる。
【００２１】
ベント路３７の途中には、密閉弁４１が設けられている。
なお、以下の説明において、ベント路３７のうち、密閉弁４１を境として燃料タンク１３側を第１のベント路３７ａと呼び、密閉弁４１を境としてキャニスタ１５側を第２のベント路３７ｂと呼ぶ場合がある。また、第１及び第２のベント路３７ａ，３７ｂを総称するときには、単にベント路３７と呼ぶ。
【００２２】
密閉弁４１は、燃料タンク１３の内部空間を大気から遮断し（図１Ａで閉止状態を表す符号４１ａ参照）、又は大気に連通させる（図１Ａで開放状態を表す符号４１ｂ参照）機能を有する。具体的には、密閉弁４１は、ＥＣＵ１７から送られてくる開閉制御信号に従って動作する常時閉止型の電磁弁である。密閉弁４１は、前記の開閉制御信号に従って、燃料タンク１３の内部空間を大気から遮断する一方、大気に連通させるように動作する。
【００２３】
第２のベント路３７ｂに設けられるキャニスタ１５は、燃料蒸気を吸着するための活性炭からなる吸着材（不図示）を内蔵している。キャニスタ１５の吸着材は、ベント路３７を介して燃料タンク１３側から送られてくる燃料蒸気を吸着する。キャニスタ１５には、第２のベント路３７ｂの他に、パージ通路４５、及び、大気導入通路４７がそれぞれ連通接続されている。キャニスタ１５は、大気導入通路４７を介して取り入れた空気を、キャニスタ１５の吸着材に吸着された燃料蒸気と共に、パージ通路４５を介してインテークマニホールドへと送るパージ処理を実行するように動作する。
【００２４】
パージ通路４５のうち、キャニスタ１５の反対側は、不図示のインテークマニホールドに連通接続される。一方、大気導入通路４７のうち、キャニスタ１５の反対側は、大気に連通接続される。大気導入通路４７には、診断モジュール４９が設けられている。
【００２５】
診断モジュール４９は、燃料蒸気密閉系のリーク診断、及び燃料レベルセンサ３１の異常診断を遂行する際に用いられる機能部材である。診断モジュール４９は、図１Ｂ，図１Ｃに示すように、大気導入通路４７、及び、大気導入通路４７に対して並列に設けられるバイパス通路５７を備える。大気導入通路４７には、切換弁５３が設けられている。切換弁５３は、キャニスタ１５を大気に対して開放又は遮断する機能を有する。具体的には、切換弁５３は、ＥＣＵ１７から送られてくる切換信号に従って動作する電磁弁である。切換弁５３は、非通電のオフ状態でキャニスタ１５を大気に連通させる（図１Ｂ参照）一方、ＥＣＵ１７から切換信号が供給されるオン状態でキャニスタ１５を大気から遮断させる（図１Ｃ参照）。
【００２６】
これに対し、バイパス通路５７には、負圧ポンプ５１、内圧センサ５５、及び、基準オリフィス５９が設けられている。負圧ポンプ５１は、単位時間当たりの吐出容積が一定の定容積型ポンプである。負圧ポンプ５１は、燃料蒸気密閉系に存する気体を大気中に排出することにより、燃料蒸気密閉系の内圧Ｐｉｔを大気圧Ｐａｔｍに対して負圧にする機能を有する。負圧ポンプ５１は、本発明の「負圧源」に相当する。
【００２７】
ここで、燃料蒸気密閉系とは、燃料タンク１３、ベント路３７、密閉弁４１、キャニスタ１５、大気導入通路４７、及び、診断モジュール４９を含む閉空間をいう。燃料蒸気密閉系は、燃料タンク側及びキャニスタ側を含んで構成される。燃料タンク側は、燃料タンク１３から第１のベント路３７ａを介して密閉弁４１に至る閉空間である。キャニスタ側は、密閉弁４１から第２のベント路３７ｂを介してキャニスタ１５を通り、さらに大気導入通路４７を介して診断モジュール４９に至る閉空間である。なお、以下の説明において、燃料蒸気密閉系の閉空間を、「密閉系空間」と省略する場合がある。
【００２８】
内圧センサ５５は、燃料蒸気密閉系の内圧（以下、「密閉系内圧」と省略する。）Ｐｉｔを検出する機能を有する。ただし、切換弁５３がキャニスタ１５を大気に連通させる大気連通側に切り換えられた（図１Ｂ参照）状態で、負圧ポンプ５１が吸引動作をしていないケースでは、内圧センサ５５は、大気圧Ｐａｔｍを検出する。
【００２９】
また、切換弁５３が大気連通側に切り換えられた状態で、基準オリフィス５９を介して負圧ポンプ５１が吸引動作をしているケースでは、内圧センサ５５は、大気圧Ｐａｔｍに対して負圧となる基準差圧Ｐｒｅｆ（例えば図５Ａ参照）を検出する。基準差圧Ｐｒｅｆは、基準オリフィス５９の孔径ｄと同径のリーク孔がベント路３７に空いている状態で負圧ポンプ５１を吸引動作しているケースと等しい負圧値に収束する。
【００３０】
こうして収束した内圧センサ５５の検出値（負圧値）は、リーク判定閾値として、ＥＣＵ１７に備わる不図示の不揮発性メモリに記憶される。リーク判定閾値は、燃料蒸気密閉系に基準オリフィス５９の孔径ｄを超える大きさのリーク孔が空いているか否かを診断する際の目安として用いられる。なお、基準オリフィス５９の孔径ｄは、診断対象となるリーク孔の径寸法を考慮して適宜の値に設定される。
【００３１】
さらに、切換弁５３がキャニスタ１５を大気から遮断させる大気遮断側に切り換えられた（図１Ｃ参照）状態で、密閉弁４１の開放（図１Ａで開放状態を表す符号４１ｂ参照）により燃料タンク１３及びキャニスタ１５間がベント路３７を介して連通しているケースでは、内圧センサ５５は、密閉系内圧Ｐｉｔを検出する。この場合、密閉系内圧Ｐｉｔは、ベント路３７に係る内圧、燃料タンク１３に係る内圧、及びキャニスタ１５に係る内圧と等しい。内圧センサ５５で検出された密閉系内圧Ｐｉｔに係る情報は、ＥＣＵ１７へと送られる。
【００３２】
基準オリフィス５９は、燃料蒸気密閉系のリーク診断を遂行する場合において、リークが生じているか否かを判定するためのリーク判定閾値を設定する際に用いられる。また、基準オリフィス５９は、燃料レベルセンサ３１の異常診断に先立って、基準排出速度Ｑｒｅｆを算出する際に用いられる。
【００３３】
ここで、基準排出速度Ｑｒｅｆとは、負圧ポンプ５１を用いて密閉系空間を減圧した際に生じることが見込まれる気体の流速予測値［Ｌ／ｓｅｃ］である。基準排出速度Ｑｒｅｆとしては、実際に、基準オリフィス５９を介して密閉系空間に存する気体を負圧ポンプ５１を用いて吸引した際の排出速度を用いればよい。なお、基準排出速度Ｑｒｅｆは、密閉系内圧Ｐｉｔに対して正線形の相関関係がある。そのため、基準排出速度Ｑｒｅｆとしては、密閉系内圧Ｐｉｔの変化に応じて補正した値を適宜採用してもよい。
基準排出速度Ｑｒｅｆの算出手順について、詳しくは後記する。
【００３４】
本発明の「制御部」として機能するＥＣＵ１７には、図２に示すように、入力系として、イグニッションスイッチ３０、前記燃料レベルセンサ３１、前記内圧センサ５５、及び、大気圧Ｐａｔｍを検出する大気圧センサ５８がそれぞれ接続されている。大気圧センサ５８で検出された大気圧情報は、ＥＣＵ１７へと送られる。
【００３５】
また、ＥＣＵ１７には、図２に示すように、出力系として、前記の密閉弁４１、負圧ポンプ５１、切換弁５３、及び、報知部６３がそれぞれ接続されている。報知部６３は、燃料蒸気密閉系のリーク診断、及び燃料レベルセンサ３１の異常診断に関する情報を報知する機能を有する。具体的には、報知部６３としては、車室内に設けられる液晶ディスプレイなどの表示部（不図示）やスピーカなどの音声出力部を好適に用いることができる。
【００３６】
ＥＣＵ１７は、図２に示すように、情報取得部６５、燃料残量推定部６７、異常診断部６９、及び、制御部７１を備えて構成される。
ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えたマイクロコンピュータにより構成される。このマイクロコンピュータは、ＲＯＭに記憶されているプログラムやデータを読み出して実行し、ＥＣＵ１７が有する情報取得機能、燃料残量推定機能、燃料レベルセンサ３１の異常診断機能、並びに、異常診断装置１０及び燃料残量推定装置１１全体の統括制御機能を含む各種機能に係る実行制御を行うように動作する。
【００３７】
情報取得部６５は、燃料レベルセンサ３１で検出される燃料レベル検出値ＬＶｌｓの情報、内圧センサ５５で検出される密閉系内圧Ｐｉｔに係る圧力情報、及び、大気圧センサ５８で検出される大気圧情報を取得する機能を有する。
【００３８】
燃料残量推定部６７は、燃料タンク１３内の燃料残量Ｖｆｌを推定する機能を有する。詳しく述べると、燃料残量推定部６７は、密閉系全体体積ＳＶｗｌと、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積とに基づいて、燃料残量Ｖｆｌを推定する。これは、密閉系全体体積である密閉系全体体積ＳＶｗｌから、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積を引き算すれば、燃料タンク１３内の燃料の占有体積、つまり燃料残量Ｖｆｌが得られることに基づく。
このうち、密閉系全体体積ＳＶｗｌは、燃料蒸気密閉系の設計仕様に基づいて取得すればよい。
また、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積は、以下の手順で求めればよい。
【００３９】
すなわち、燃料残量推定部６７は、密閉系空間に存する気体を負圧ポンプ５１を用いて所定の単位時間長Δｔ（＝｜ｔ１３−ｔ１４｜：例えば図５Ａ参照）だけ減圧処理を施した際の減圧処理前後の密閉系内圧Ｐｉｔの差分である第２圧力差ΔＰ２（＝Ｐ１−Ｐ２：例えば図５Ａ参照）、及び、基準排出速度Ｑｒｅｆ（詳しくは後記する。）に基づいて、密閉系空間体積ＳＶｔｇを推定する。なお、密閉系空間体積ＳＶｔｇの推定手順について、詳しくは後記する。
ここで、「密閉系空間体積ＳＶｔｇ」とは、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積と同義である。そこで、以下では、「燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積」を、「密閉系空間体積ＳＶｔｇ」と呼ぶ場合がある。
【００４０】
次いで、燃料残量推定部６７は、密閉系全体体積ＳＶｗｌから密閉系空間体積ＳＶｔｇを引き算（ＳＶｗｌ−ＳＶｔｇ）することにより、燃料タンク１３内の燃料の占有体積、つまり燃料残量Ｖｆｌを推定する。こうして取得した燃料残量推定値ＬＶｅｓは、異常診断部６９において、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う際に参照される。
【００４１】
異常診断部６９は、燃料蒸気密閉系のリーク診断、及び燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う機能を有する。
詳しく述べると、燃料蒸気密閉系のリーク診断は、密閉弁４１を開放状態（図１Ａで開放状態を表す符号４１ｂ参照）にすると共に、切換弁５３をキャニスタ１５を大気から遮断させる遮断状態（図１Ｃ参照）にした後、異常診断部６９によって遂行される。
異常診断部６９は、負圧ポンプ５１の作動によって燃料蒸気密閉系を真空付近まで負圧化したときの密閉系内圧Ｐｉｔが、大気圧Ｐａｔｍに対して基準差圧Ｐｒｅｆ（例えば図５Ａ参照）を超える負圧値に到達しているか否かに基づいて、燃料蒸気密閉系のリーク診断を行う。
【００４２】
具体的には、異常診断部６９は、燃料蒸気密閉系を例えば真空付近等の所定の圧力まで負圧化したときの密閉系内圧Ｐｉｔが、大気圧Ｐａｔｍに対して基準差圧Ｐｒｅｆを超える負圧値に到達していない場合に、リークが生じている旨の診断を下す。一方、異常診断部６９は、燃料蒸気密閉系を真空付近まで負圧化したときの密閉系内圧Ｐｉｔが、大気圧Ｐａｔｍに対して基準差圧Ｐｒｅｆを超える負圧値に到達している場合に、リークが生じていない旨の診断を下す。
これは、燃料蒸気密閉系にリークが生じていないケースでは、燃料蒸気密閉系を前記所定の圧力まで負圧化したときの密閉系内圧Ｐｉｔは、大気圧Ｐａｔｍに対して基準差圧Ｐｒｅｆを超える負圧値に十分な余裕をもって到達するため、基準差圧Ｐｒｅｆを超える負圧値に到達しない事態は決して起こりえないことに基づく。
【００４３】
一方、燃料レベルセンサ３１の異常診断は、燃料蒸気密閉系のリーク診断と同様に、密閉弁４１を開放状態（図１Ａで開放状態を表す符号４１ｂ参照）にすると共に、切換弁５３をキャニスタ１５を大気から遮断させる遮断状態（図１Ｃ参照）にした後、異常診断部６９によって遂行される。
異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、燃料残量推定部６７で取得した燃料残量推定値ＬＶｅｓとの差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）が、予め定められる誤差許容閾値ＬＶｔｈ未満か否かに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。誤差許容閾値ＬＶｔｈとしては、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが、実際の燃料残量Ｖｆｌに対して不整合である場合に、燃料レベルセンサ３１の異常ありとみなすことを考慮して、適宜の値を設定すればよい。
【００４４】
具体的には、異常診断部６９は、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）が、誤差許容閾値ＬＶｔｈ未満である場合に、燃料レベルセンサ３１は異常なしとの診断を下す。一方、異常診断部６９は、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）が、誤差許容閾値ＬＶｔｈ以上である場合に、燃料レベルセンサ３１は異常ありとの診断を下す。
これは、燃料レベルセンサ３１が正常（異常なし）のケースでは、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）は、誤差許容閾値ＬＶｔｈに対してじゅうぶんに小さいため、誤差許容閾値ＬＶｔｈ以上となる事態は決して起こりえないことに基づく。
【００４５】
制御部７１は、例えば、内燃機関の停止中に、密閉弁４１を開放させる開放指令を行うと共に、切換弁５３を遮断させる遮断指令を行う機能を有する。また、制御部７１は、負圧ポンプ（負圧源）５１の作動により燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う機能を有する。
【００４６】
〔本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１を内包する燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の動作〕
次に、本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１を内包する燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の動作について、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、異常診断装置１０が実行する燃料レベルセンサ３１の異常診断処理の流れを表すフローチャート図である。図４は、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが実際の燃料残量Ｖｆｌに対して不整合となる不感帯領域を有していることを表す説明図である。
なお、図３に示す例では、イグニッションスイッチ３０がオンしている車両の走行中に、異常診断処理を実行する例を示している。
また、異常診断処理中の密閉弁４１及び切換弁５３の状態は、密閉弁４１が開放状態（図１Ａで開放状態を表す符号４１ｂ参照）にある一方、切換弁５３がキャニスタ１５を大気から遮断させる遮断状態（図１Ｃ参照）にあるものとする。
【００４７】
異常診断処理では、燃料レベルセンサ３１が正常に動作しているか否かを診断する。燃料レベルセンサ３１が異常と診断される態様としては、例えば、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓが固定値を示す異常や、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが実際の燃料残量Ｖｆｌに対して不整合な値を示す異常等が想定される。
【００４８】
本異常診断処理では、燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク１３内の燃料残量Ｖｆｌを高精度で推定するために、定流量制御によって負圧ポンプ５１の吸引動作（気体の排出速度）が一定である前提で、負圧ポンプ５１を用いて燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間だけ減圧処理を施した際の、減圧処理前後の密閉系内圧Ｐｉｔの変位量、及び減圧処理に伴う気体の基準排出速度等の情報に基づいて、密閉系空間体積ＳＶｔｇを推定している。
【００４９】
図３に示すステップＳ１１において、ＥＣＵ１７の情報取得部６５は、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓを取得する。
【００５０】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ１７は、ステップＳ１１で取得した燃料レベル検出値ＬＶｌｓが、実際の燃料残量Ｖｆｌの変動に追従せずに両者が不整合となる不感帯領域に対応する値をとるか否かの判定を行う。
ここで、フロート３２の浮き沈み位置によって燃料タンク１３の燃料レベルを検出するフロート式の燃料レベルセンサ３１では、図４に示すように、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが実際の燃料残量Ｖｆｌの変動に追従せずに両者が不整合となる不感帯領域と呼ばれる領域が、フロート３２の最低液位３２ａ及び満タン液位３２ｂのそれぞれに対応して存在する。
説明の便宜のために、以下では、最低液位３２ａに係る不感帯領域に対応する値をとる燃料レベル検出値を最低時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｌと呼ぶ一方、満タン液位３２ｂに係る不感帯領域に対応する値をとる燃料レベル検出値を満タン時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｈと呼ぶ。
【００５１】
ステップＳ１２の判定の結果、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが最低液位３２ａ又は満タン液位３２ｂのいずれかの不感帯領域に対応する値をとる旨の判定が下された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１７は、処理の流れを次のステップＳ１３へ進ませる。
【００５２】
一方、ステップＳ１２の判定の結果、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが最低液位３２ａ又は満タン液位３２ｂのいずれかの不感帯領域に対応する値をとらない旨の判定が下された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ１７は、処理の流れをステップＳ１７へとジャンプさせる。
【００５３】
ステップＳ１３において、ＥＣＵ１７の燃料残量推定部６７は、密閉系全体体積ＳＶｗｌと、燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積（密閉系空間体積ＳＶｔｇ）とに基づいて、密閉系全体体積ＳＶｗｌから密閉系空間体積ＳＶｔｇを引き算（ＳＶｗｌ−ＳＶｔｇ）することにより、燃料タンク１３内の燃料の占有体積、つまり燃料残量Ｖｆｌを推定する。これにより、ＥＣＵ１７の燃料残量推定部６７は、燃料残量推定値ＬＶｅｓを得る。
なお、密閉系空間体積ＳＶｔｇの推定手順について、詳しくは後記する。
【００５４】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、ステップＳ１１で取得した燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、ステップＳ１３で取得した燃料残量推定値ＬＶｅｓとの差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）が、前記誤差許容閾値ＬＶｔｈ未満か否かに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。
【００５５】
ステップＳ１４の異常診断の結果、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）が誤差許容閾値ＬＶｔｈ未満である場合（Ｙｅｓ）に、ステップＳ１５において、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１は異常なしとの診断を下して処理の流れを終了させる。
【００５６】
一方、ステップＳ１４の異常診断の結果、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｅｓ｜）が誤差許容閾値ＬＶｔｈ以上である場合（Ｎｏ）、に、ステップＳ１６において、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１は異常ありとの診断を下して処理の流れを終了させる。
【００５７】
さて、ステップＳ１２の判定の結果、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが最低液位３２ａ又は満タン液位３２ｂのいずれかの不感帯領域に対応する値をとらない旨の判定が下された場合、ステップＳ１７において、ＥＣＵ１７は、燃料噴射量に基づき燃料残量Ｖｆｌを算出する。これにより、ＥＣＵ１７は、燃料残量算出値ＬＶｃａを得る。なお、燃料噴射量に基づき燃料残量Ｖｆｌを算出する手順については、例えば特開２００７−１０５７４号公報等に開示された公知の技術を適宜適用すればよい。
【００５８】
ステップＳ１８において、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、ステップＳ１１で取得した燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、ステップＳ１７で取得した燃料残量算出値ＬＶｃａとの差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｃａ｜）が、前記誤差許容閾値ＬＶｔｈ未満か否かに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。
【００５９】
ステップＳ１８の異常診断の結果、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｃａ｜）が誤差許容閾値ＬＶｔｈ未満である場合（Ｙｅｓ）に、ステップＳ１５において、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１は異常なしとの診断を下して処理の流れを終了させる。
【００６０】
一方、ステップＳ１８の異常診断の結果、前記差分の絶対値（｜ＬＶｌｓ−ＬＶｃａ｜）が誤差許容閾値ＬＶｔｈ以上である場合（Ｎｏ）、に、ステップＳ１６において、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１は異常ありとの診断を下して処理の流れを終了させる。
ステップＳ１７〜Ｓ１８では、ステップＳ１１で取得した燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、ステップＳ１７で取得した燃料残量算出値ＬＶｃａとに基いて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行うため、ステップＳ１１で取得した燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、ステップＳ１３で取得した燃料残量推定値ＬＶｅｓとに基いて燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う場合と比べて、異常診断に要する時間を短縮することができる。
【００６１】
〔本発明の実施形態に係る燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の時系列動作〕
次に、本発明の実施形態に係る燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の時系列動作について、図５Ａ，図５Ｂを参照してさらに詳細に説明する。
図５Ａは、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが満タン液位３２ｂに係る不感帯領域に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサ３１が正常である旨の診断を下すケースにおける各値の時間推移を表すタイムチャート図である。図５Ｂは、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが満タン液位３２ｂに係る不感帯領域に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサ３１が異常である旨の診断を下すケースにおける各値の時間推移を表すタイムチャート図である。
【００６２】
〔実施例１（診断結果：異常なし）〕
まず、実施例１（診断結果：異常なし）の時系列動作について、図５Ａを参照して説明する。
実施例１では、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが満タン液位３２ｂに係る不感帯領域に対応する値をとる例を示す。要するに、実施例１では、燃料レベルセンサ３１は、満タン時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｈを示している。
【００６３】
図５Ａに示す時刻ｔ１１〜ｔ１２では、基準排出速度Ｑｒｅｆが算出される。この算出時には、診断モジュール４９の切換弁５３をオフ状態にすることでキャニスタ１５を大気に連通させた（図１Ｂ参照）状態で、負圧ポンプ５１を吸引動作させる。この吸引動作によって、内圧センサ５５は、大気圧Ｐａｔｍに対して負圧となる基準差圧Ｐｒｅｆ（例えば図５Ａ参照）を検出する。
【００６４】
基準オリフィス５９の孔径ｄは既知である。このため、下記式（１）を用いて、基準排出速度Ｑｒｅｆを算出することができる。
【００６５】
【数１】
2019078172.tif 000003
式（１）における各値の定義は下記の通りである。
π   ：円周率
ｄ  ：基準オリフィス５９の孔径［ｍ］
Ａ  ：流量係数
ΔＰ1：第１圧力差［Ｐａ］
ρ：空気密度［ｇ／ｍ3］
【００６６】
流量係数Ａは、理論流量を実際の流量に補正するための係数である。流量係数Ａは、密閉系内圧Ｐｉｔの変化に応じて可変の値をとることができる。第１圧力差ΔＰ１は、大気圧Ｐａｔｍと密閉系内圧Ｐｉｔとの差圧（Ｐａｔｍ−Ｐｉｔ）である。空気密度ρは、以下の式（２）で算出される。
【００６７】
【数２】
2019078172.tif 000004
式（２）における各値の定義は下記の通りである。
Ｐａｔｍ：大気圧［Ｐａ］
Ｒ：乾燥空気の気体定数（＝２．８７）
Ｔｏ ：外気温度［°Ｃ］
２７３．１５：摂氏を絶対温度に変換するための換算値
【００６８】
以上のように、式（１）及び式（２）を用いることで、密閉系空間における気体の基準排出速度Ｑｒｅｆを算出することができる。
【００６９】
図５Ａに示す時刻ｔ１２〜ｔ１４〜（異常診断期間）では、異常診断処理が遂行される。この異常診断処理では、診断モジュール４９の切換弁５３をオン状態にすることでキャニスタ１５を大気から遮断させた（図１Ｃ参照）状態で、負圧ポンプ５１が吸引動作させられる。この吸引動作によって、内圧センサ５５の検出値である密閉系内圧Ｐｉｔは、大気圧Ｐａｔｍに対して負圧となる基準差圧Ｐｒｅｆを下回るまで右肩下がりに漸減してゆく。
【００７０】
時刻ｔ１２〜ｔ１４〜（異常診断期間）のうち時刻ｔ１２〜ｔ１３で規定される第１期間では、密閉系内圧Ｐｉｔが大気圧Ｐａｔｍにリセットされた密閉系空間に存する気体を負圧ポンプ５１を用いて吸引することによって減圧処理が行われる。第１期間は、密閉系空間の推定体積に誤差が生じる事態を未然に防止するための待機期間である。第１期間（待機期間）を設けた趣旨について、詳しくは後記する。
【００７１】
時刻ｔ１２〜ｔ１４〜（異常診断期間）のうち時刻ｔ１３〜ｔ１４で規定される第２期間では、負圧ポンプ５１の継続作動によって所定の単位時間長Δｔ（＝｜ｔ１３−ｔ１４｜：図５Ａ参照）だけ燃料蒸気密閉系を減圧した際の減圧前後の密閉系内圧Ｐｉｔである第１及び第２圧力Ｐ１，Ｐ２の差分である第２圧力差ΔＰ２、及び基準排出速度Ｑｒｅｆに基づいて、次の式（３）を用いて密閉系空間体積ＳＶｔｇの第１推定値ＳＶ１を算出する。
【００７２】
【数３】
2019078172.tif 000005
式（３）における各値の定義は下記の通りである。
ＳＶ１    ：密閉系空間体積ＳＶｔｇの第１推定値［立方メートル］
Ｐａｔｍ：大気圧［Ｐａ］
ΔＰ２  ：第２圧力差＝Ｐ１−Ｐ２［Ｐａ］
Ｑｒｅｆ：基準排出速度［Ｌ／ｓｅｃ］
Δｔ    ：単位時間長＝｜ｔ１３−ｔ１４｜［ｓｅｃ］
【００７３】
次に、密閉系空間体積ＳＶｔｇの第１推定値ＳＶ１が、第１体積閾値ＳＶｔｈ１及び第２体積閾値ＳＶｔｈ２（ただし、ＳＶｔｈ１＜ＳＶｔｈ２）で区画定義される体積許容範囲ＳＶｔｈ内に収束しているか否かに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。
密閉系空間体積ＳＶｔｇは、燃料蒸気密閉系にリークやつまり等の異常が生じていない前提で、減圧処理に伴う気体の流通量（＝基準排出速度Ｑｒｅｆ＊単位時間長Δｔ）と相関した値をとる。
そこで、減圧処理に伴う気体の流通量を算出し、その算出値に圧力比（大気圧Ｐａｔｍ／第２圧力差ΔＰ２）を乗算することにより、密閉系空間体積ＳＶｔｇの第１推定値ＳＶ１を求めている。
なお、体積許容範囲ＳＶｔｈとは、密閉系空間体積ＳＶｔｇの第１推定値ＳＶ１に基づいて燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う際に参照される数値範囲である。体積許容範囲ＳＶｔｈは、例えば、満タン時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｈを中心値として設定すると共に、この中心値に対して、適宜の余裕値を減算及び加算することによって設定すればよい。
【００７４】
実施例１では、密閉系空間体積ＳＶｔｇの第１推定値ＳＶ１が、体積許容範囲ＳＶｔｈ内に収束している。そこで、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１は異常なしとの診断を下す。実施例１は、図３において、（ステップＳ１２のＹｅｓ）→（ステップＳ１４のＹｅｓ）→（ステップＳ１５：診断結果：異常なし）の処理の流れが相当する。
【００７５】
〔第１期間（待機期間）を設けた趣旨〕
次に、時刻ｔ１２〜ｔ１３で規定される第１期間（待機期間）を設けた趣旨について、図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。
図６Ａは、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存しない場合に負圧ポンプ５１によって密閉系空間を所定時間減圧した際に密閉系内圧Ｐｉｔの変化が生じる機序を概念的に表す説明図である。図６Ｂは、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存在する場合に負圧ポンプ５１によって密閉系空間を所定時間減圧した際に密閉系内圧Ｐｉｔの変化が生じる機序を概念的に表す説明図である。図６Ｃは、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存する場合の密閉系内圧Ｐｉｔの経時変化特性と、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存しない場合の密閉系内圧Ｐｉｔの経時変化特性とを対比して表す説明図である。
【００７６】
いま、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存しない（燃料タンク１３が空気で満たされている）ケースを考える。密閉系内圧Ｐｉｔは、図６Ａに示すように、「Ｐｏ」であるとする。この状態で、密閉系空間（燃料タンク１３、ベント路３７、キャニスタ１５を含む）を所定時間（ｘ秒間）だけ負圧ポンプ５１によって減圧した。
このケースでは、ｘ秒後において、図６Ａに示すように、所定容積の空気が密閉系空間の外に排出される。負圧ポンプ５１は定容積型ポンプだからである。その結果、密閉系内圧Ｐｉｔは「３／４Ｐｏ」まで減圧された（図６Ｃ参照）。キャニスタ１５では燃料蒸気が吸着されない。密閉系空間の減圧によってキャニスタ１５を通して密閉系空間の外へ排出される気体中に燃料蒸気が存しないためである。
【００７７】
次に、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存する（燃料タンク１３が空気及び燃料蒸気の混合気体で満たされている）ケースを考える。密閉系内圧Ｐｉｔは、図６Ｂに示すように、前記と同様に「Ｐｏ」であるとする。この状態で、密閉系空間を所定時間（ｘ秒間）だけ負圧ポンプ５１によって減圧した。
このケースでは、ｘ秒後において、図６Ｂに示すように、所定容積の空気が密閉系空間の外に排出される。負圧ポンプ５１は定容積型ポンプだからである。また、燃料蒸気がキャニスタ１５に吸着されて凝縮（容積が低下）する。密閉系空間の減圧によってキャニスタ１５を通して密閉系空間の外へ排出される気体中に燃料蒸気が存するためである。その結果、密閉系内圧Ｐｉｔは「１／２Ｐｏ」まで減圧された（図６Ｃ参照）。
【００７８】
要するに、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存するケースでは、燃料タンク１３内に燃料蒸気が存しないケースと比べて、密閉系内圧Ｐｉｔの減圧速度が増す（図６Ｃ参照）。この密閉系内圧Ｐｉｔの減圧速度の増大傾向は、燃料蒸気の濃度が高いほど大きくなる。
そのため、例えば、燃料タンク１３内における燃料蒸気の濃度が高い状態で、仮に、時刻ｔ１２〜ｔ１３で規定される第１期間（待機期間）において、密閉系空間の体積を推定すると、その体積推定値として比較的小さい値が算出される。こうしたケースでは、その体積推定値は、前記体積許容範囲ＳＶｔｈ内に収束しないおそれがある。
その結果、本来であれば「異常なし」の判定が得られるところ、密閉系空間内の燃料蒸気の濃度や、キャニスタ１５の燃料蒸気に係る吸着容量の状態によっては、「異常あり」の誤診断を下すおそれがあった。
【００７９】
ただし、本発明者らの研究によると、前記の誤診断が生じるケースは、異常診断が行われる異常診断期間のうち初期（第１期間）に限られることがわかった。その理由は、キャニスタ１５の燃料蒸気に係る吸着容量には限界があり、吸着容量が飽和状態に陥ると、もはや燃料蒸気を吸着しなくなること、もともと燃料タンク１３内における燃料蒸気の濃度が高い場合、キャニスタ１５の燃料蒸気に係る吸着容量は飽和に近い状態にあること、が挙げられる。
【００８０】
要するに、異常診断期間のうち初期の第１期間を待機期間として設定し、次期の第２期間において異常診断を遂行すれば、前記の誤診断を回避することができることがわかった。以上が、時刻ｔ１２〜ｔ１３で規定される第１期間（待機期間）を設けた趣旨である。
【００８１】
〔実施例２（診断結果：異常あり）〕
まず、実施例２（診断結果：異常あり）の時系列動作について、図５Ｂを参照して説明する。
実施例２では、実施例１と同様に、燃料レベルセンサ３１は、満タン時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｈを示している。
【００８２】
図５Ｂに示す時刻ｔ２１〜ｔ２２では、基準排出速度Ｑｒｅｆが算出される。この算出時には、診断モジュール４９の切換弁５３をオフ状態にすることでキャニスタ１５を大気に連通させた（図１Ｂ参照）状態で、負圧ポンプ５１を吸引動作させる。この吸引動作によって、内圧センサ５５は、大気圧Ｐａｔｍに対して負圧となる基準差圧Ｐｒｅｆ（例えば図５Ｂ参照）を検出する。なお、基準排出速度Ｑｒｅｆは、前記式（１），（２）を用いて算出すればよい。
【００８３】
図５Ｂに示す時刻ｔ２２〜ｔ２４〜（異常診断期間）では、異常診断処理が遂行される。この異常診断処理では、診断モジュール４９の切換弁５３をオン状態にすることでキャニスタ１５を大気から遮断させた（図１Ｃ参照）状態で、負圧ポンプ５１が吸引動作させられる。この吸引動作によって、内圧センサ５５の検出値である密閉系内圧Ｐｉｔは、大気圧Ｐａｔｍに対して負圧となる基準差圧Ｐｒｅｆを下回るまで右肩下がりに漸減してゆく。
【００８４】
時刻ｔ２２〜ｔ２４〜（異常診断期間）のうち時刻ｔ２２〜ｔ２３で規定される第１期間では、密閉系内圧Ｐｉｔが大気圧Ｐａｔｍにリセットされた密閉系空間に存する気体を負圧ポンプ５１を用いて吸引することによって減圧処理が行われる。第１期間は、密閉系空間の推定体積に誤差が生じる事態を未然に防止するための待機期間である。
【００８５】
時刻ｔ２２〜ｔ２４〜（異常診断期間）のうち時刻ｔ２３〜ｔ２４で規定される第２期間では、実施例１と同様に、負圧ポンプ５１の継続作動によって所定の単位時間長Δｔ（＝｜ｔ２３−ｔ２４｜：図５Ｂ参照）だけ燃料蒸気密閉系を減圧した際の減圧前後の密閉系内圧Ｐｉｔの差分である前記第２圧力差ΔＰ２、及び基準排出速度Ｑｒｅｆに基づいて、次の式（４）を用いて密閉系空間体積ＳＶｔｇの第２推定値ＳＶ２を算出する。
【００８６】
【数４】
2019078172.tif 000006
式（４）における各値の定義は下記の通りである。
ＳＶ２  ：密閉系空間体積ＳＶｔｇの第２推定値［立方メートル］
Ｐａｔｍ：大気圧［Ｐａ］
ΔＰ２  ：第２圧力差＝Ｐ１−Ｐ２［Ｐａ］
Ｑｒｅｆ：基準排出速度［Ｌ／ｓｅｃ］
Δｔ    ：単位時間長＝｜ｔ２３−ｔ２４｜［ｓｅｃ］
【００８７】
次に、密閉系空間体積ＳＶｔｇの第２推定値ＳＶ２が、前記体積許容範囲ＳＶｔｈ内に収束しているか否かに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。
【００８８】
実施例２では、密閉系空間体積ＳＶｔｇの第２推定値ＳＶ２が、体積許容範囲ＳＶｔｈ内に収束していない。そこで、ＥＣＵ１７の異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１は異常ありとの診断を下す。実施例２は、図３において、（ステップＳ１２のＹｅｓ）→（ステップＳ１４のＮｏ）→（ステップＳ１６：診断結果：異常あり）の処理の流れが相当する。
【００８９】
〔本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１の作用効果〕
次に、本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１の作用効果について説明する。
【００９０】
第１の観点（請求項１に対応）に基づく燃料残量推定装置１１は、燃料を収容する燃料タンク１３、燃料タンク１３及び大気間を連通するベント路３７、及び燃料タンク１３で生じた燃料蒸気を吸着するキャニスタ１５を含む燃料蒸気密閉系に係る密閉系内圧Ｐｉｔの情報を取得する情報取得部６５と、負圧ポンプ（負圧源）５１の作動により燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う流量制御部（制御部）７１と、燃料蒸気密閉系の全体体積（密閉系全体体積）ＳＶｗｌと、前記気体の占有体積（密閉系空間体積）ＳＶｔｇとに基づいて、燃料残量Ｖｆｌを推定する燃料残量推定部６７と、を備える。
第１の観点に基づく燃料残量推定装置１１では、燃料残量推定部６７は、流量制御部６９によって燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間Δｔだけ減圧処理を施した際の減圧処理前後の密閉系内圧Ｐｉｔの変位量Δｐ２、及び減圧処理に伴う前記気体の基準排出速度Ｑｒｅｆに基づいて、前記気体の占有体積（密閉系空間体積）ＳＶｔｇを推定する。
【００９１】
第１の観点に基づく燃料残量推定装置１１によれば、燃料蒸気密閉系の全体体積（密閉系全体体積）ＳＶｗｌと、前記気体の占有体積（密閉系空間体積）ＳＶｔｇとに基づいて、燃料残量Ｖｆｌを推定するため、燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク１３内の燃料残量Ｖｆｌを高精度で推定することができる。
【００９２】
〔本発明の実施形態に係る燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の作用効果〕
次に、本発明の実施形態に係る燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０の作用効果について説明する。
【００９３】
第２の観点（請求項２に対応）に基づく燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０は、燃料を収容する燃料タンク１３、燃料タンク１３及び大気間を連通するベント路３７、及び燃料タンク１３で生じた燃料蒸気を吸着するキャニスタ１５を含む燃料蒸気密閉系に係る密閉系内圧Ｐｉｔの情報、並びに、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓの情報を取得する情報取得部６５と、負圧ポンプ（負圧源）５１の作動により燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の流量制御を行う流量制御部（制御部）７１と、燃料蒸気密閉系の全体体積（密閉系全体体積）ＳＶｗｌと、前記気体の占有体積（密閉系空間体積）ＳＶｔｇとに基づいて、燃料残量Ｖｆｌを推定する燃料残量推定部６７と、燃料蒸気密閉系の異常診断を行う異常診断部６９と、を備える。
第２の観点に基づく燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０では、燃料残量推定部６７は、流量制御部７１によって燃料蒸気密閉系に対して所定の単位時間Δｔだけ減圧処理を施した際の減圧処理前後の密閉系内圧Ｐｉｔの変位量Δｐ２、及び減圧処理に伴う前記気体の基準排出速度Ｑｒｅｆに基づいて、前記気体の占有体積（密閉系空間体積）ＳＶｔｇを推定する。異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、燃料残量推定部６７による燃料残量推定値ＬＶｅｓとに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。
【００９４】
第２の観点に基づく燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０によれば、異常診断部６９は、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、燃料残量推定部６７において燃料蒸気密閉系に存する燃料蒸気を含む気体の占有体積（密閉系空間体積）ＳＶｔｇ等に基づき取得した燃料残量推定値ＬＶｅｓとに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行うため、燃料の補給有無にかかわらず、燃料タンク１３内の燃料残量Ｖｆｌを高精度で推定すると同時に、燃料レベルセンサ３１の異常診断を適確に遂行することができる。
【００９５】
また、第３の観点（請求項３に対応）に基づく燃料蒸気密閉系の異常診断装置１０は、第２の観点に基づく異常診断装置１０であって、燃料レベルセンサ３１は、燃料残量Ｖｆｌの実変位に対する燃料レベル検出値ＬＶｌｓの変化特性の一部が不整合となる不感帯領域を有し、異常診断部６９は、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが前記不感帯領域に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、燃料残量推定部６７による燃料残量推定値ＬＶｅｓとに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行う。
【００９６】
第３の観点に基づく異常診断装置１０によれば、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが燃料残量Ｖｆｌの実変位に対して不整合となる不感帯領域に対応する値をとる場合に、燃料レベルセンサ３１による燃料レベル検出値ＬＶｌｓと、燃料残量推定部６７による燃料残量推定値ＬＶｅｓとに基づいて、燃料レベルセンサ３１の異常診断を行うため、第２の観点に基づく異常診断装置１０の効果に加えて、燃料レベル検出値ＬＶｌｓが前記不感帯領域に対応する値をとる場合に生じるおそれのある燃料レベルセンサ３１の誤診断を排除可能な点で、燃料レベルセンサ３１の信頼性向上に貢献することができる。
【００９７】
〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
【００９８】
例えば、本発明に係る実施形態の説明において、ベント路３７に密閉弁４１を設ける例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。密閉弁４１は、これを省略してもよい。
【００９９】
また、本発明に係る実施形態において、大気圧センサ５８が備わる例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。大気圧センサ５８は、これを省略してもよい。この場合において、切換弁５３がキャニスタ１５を大気に連通させる大気連通側に切り換えられている場合（図１Ｂ参照）、内圧センサ５５は大気圧Ｐａｔｍを検出することを利用して、内圧センサ５５に、大気圧Ｐａｔｍを検出させる構成を採用すればよい。
【０１００】
また、本発明に係る実施例１，２の説明において、燃料レベルセンサ３１が、満タン時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｈを示しているケースを例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。燃料レベルセンサ３１が、最低時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｌを示しているケースに対し、本発明を適用しても構わない。この場合の体積許容範囲ＳＶｔｈは、例えば、満タン時燃料レベル検出値ＬＶｌｓ＿ｈを中心値として設定すると共に、この中心値に対して、適宜の余裕値を減算及び加算することによって設定すればよい。
【０１０１】
また、本発明に係る実施形態の説明において、駆動源として内燃機関及び電動モータを備えるハイブリッド車両に対して、本発明の実施形態に係る燃料残量推定装置１１を適用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。動力源として内燃機関のみを備えた車両に対して、本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１０    異常診断装置
１１    燃料残量推定装置
１３    燃料タンク
１５    キャニスタ
３７    ベント路
５１    負圧ポンプ（負圧源）
６５    情報取得部
６７    燃料残量推定部
６９    異常診断部
７１    制御部（流量制御部）
【図１Ａ】
2019078172.tif 000007
【図１Ｂ】
2019078172.tif 000008
【図１Ｃ】
2019078172.tif 000009
【図２】
2019078172.tif 000010
【図３】
2019078172.tif 000011
【図４】
2019078172.tif 000012
【図５Ａ】
2019078172.tif 000013
【図５Ｂ】
2019078172.tif 000014
【図６Ａ】
2019078172.tif 000015
【図６Ｂ】
2019078172.tif 000016
【図６Ｃ】
2019078172.tif 000017