JP6203863B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置に関する。

これに関連する従来の蒸発燃料処理装置が特開２０１１−２５６７７８号に開示されている。この蒸発燃料処理装置は、キャニスタと燃料タンクとをつなぐベーパ通路に封鎖弁（制御バルブ）を備えている。前記封鎖弁は、蒸発燃料を遮断する不感帯領域（閉弁領域）と、蒸発燃料を通過させる導通領域（開弁領域）とを備えており、閉弁状態で燃料タンクを密閉状態に保持し、開弁状態で燃料タンクの蒸発燃料をキャニスタ側に逃がし、燃料タンクの内圧を低下させられるように構成されている。前記蒸発燃料処理装置は、封鎖弁の開度を閉弁位置から所定速度で開方向に変化させて、燃料タンクの内圧が低下し始めたときに、封鎖弁の開度を開弁開始位置として記憶する学習制御を行なっている。

しかし、前記封鎖弁の開弁開始タイミングに対して燃料タンクの内圧低下の検出タイミングは遅れている。このため、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量を徐々に変化させる学習方法では、燃料タンクの内圧低下を検出した時点で封鎖弁は開弁開始位置よりも若干開いていることが考えられる。即ち、封鎖弁における開弁開始位置の学習制御の精度が低いという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、封鎖弁における開弁開始位置の学習精度を向上させることである。

本発明の一つの側面では、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習では、第１所定ストロークだけ開弁方向に変化させて第１の時間維持し、次に第１所定ストロークよりも小さい第２所定ストロークだけ閉弁方向に変化させて第１の時間より長い第２の時間維持する工程を繰り返すことで前記ストローク量を開弁方向に変化させ、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの工程、あるいはその前工程の第２の時間維持状態における前記ストローク量に基づいて開弁開始位置が決められる。ここで、前工程とは、直前の工程のみならず、それよりも前の工程を含むものとする。

本発明によると、封鎖弁の開弁開始位置の学習では、弁可動部のストローク量を開弁方向に変化させて第１の時間維持し、開弁方向よりも少ない量（第２所定ストローク）だけ閉弁方向に変化させて第１の時間より長い第２の時間維持する工程を繰り返し、段階的にストローク量を開弁方向に変化させる。このため、封鎖弁の開弁開始位置では、流路が多めに開かれた状態から閉方向に戻されるようになるため、燃料タンク内の内圧変化の応答性が良くなり、実際の開弁開始時と開弁開始判定時（燃料タンクの内圧低下検出タイミング）との時間ずれが小さくなり、学習精度を向上させることができる。

本発明の他の側面によると、封鎖弁の開弁開始位置の学習では、燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことが検出されたタイミングで、弁可動部のストローク量を閉弁位置まで変化させる。これにより、燃料タンクの内圧が高い場合に、燃料タンク内の気体が多量にキャニスタ側に流入するのを防止できるようになる。

本発明の他の側面によると、燃料タンクの内圧の検出周期は、前記第１の時間よりも短い時間である。即ち、比較的短い周期で燃料タンクの内圧を検出できるため、実際の燃料タンクの内圧と検出値とのずれが小さくなる。

本発明の他の側面によると、封鎖弁の開弁開始位置の学習では、前記封鎖弁のストローク量を変化させる制御と、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことを検出する制御とが独立して行なわれる。また、燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことを検出する制御の制御周期が前記封鎖弁のストローク量を変化させる制御の制御周期よりも小さな値に設定されている。このため、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことを検出する制御の制御周期を封鎖弁のストローク量を変化させる制御に合わせる場合と比較して、封鎖弁の開弁開始位置の学習を早く終了できる。

本発明の他の側面によると、燃料タンクの内圧が所定値よりも小さい値だけ低下したことを検出したときに仮学習フラグをオンさせ、前記燃料タンクの内圧が継続して低下している状態で、後工程において前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときは、前記仮学習フラグがオンしたときの工程、あるいはその前工程の第２の時間維持状態における前記ストローク量に基づいて開弁開始位置が決められる。これにより、燃料タンクの内圧が低く、封鎖弁の開弁が開始されてもタンクの内圧が緩やかに低下する場合であっても、精度良く封鎖弁の開弁開始位置を学習できる。

本発明の他の側面によると、燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの工程、あるいは仮学習フラグがオンしたときの工程における第２の時間維持状態の前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を決める際には、前記ストローク量から第１所定ストロークと第２所定ストロークとの差に基づく値を減算し、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの直前の工程、あるいは前記仮学習フラグがオンしたときの直前の工程における第２の時間維持状態の前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を決める際には、前記ストローク量に第１所定ストロークと第２所定ストロークとの差に基づく値を加算することを特徴とする。このため、封鎖弁の開弁開始位置の学習精度が向上する。

本発明によると、封鎖弁における開弁開始位置の学習精度を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る蒸発燃料処理装置の全体構成図である。 前記蒸発燃料処理装置で使用される封鎖弁のイニシャライズ状態を表す縦断面図である。 前記封鎖弁の閉弁状態を表す縦断面図である。 前記封鎖弁の開弁状態を表す縦断面図である。 前記封鎖弁の開弁開始位置を学習する学習制御を表すグラフである。 図５のVI矢視部分の学習制御を表すグラフＩである。 図５のVI矢視部分の学習制御を表すグラフＩＩである。 変更例に係る学習制御を表すグラフである。 変更例に係る学習制御を表すグラフである。 変更例に係る学習制御を表すグラフである。 変更例に係るタンク内圧と学習フラグとの関係を表すグラフである。 変更例に係るタンク内圧と学習フラグとの関係を表すグラフである。 変更例に係るタンク内圧と学習フラグとの関係を表すグラフである。 変更例に係る学習制御を表すグラフである。 本発明の実施形態２に係る蒸発燃料処理装置の学習制御における封鎖弁のストローク量を変化させる制御を表すフローチャートである。 前記学習制御における燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことを検出する制御を表すフローチャートである。 前記学習制御を表すグラフである。 変更例に係る学習制御における封鎖弁のストローク量を変化させる制御を表すフローチャートである。 変更例に係る学習制御を表すグラフである。

［実施形態１］
以下、図１から図１４に基づいて本発明の実施形態１に係る蒸発燃料処理装置２０の説明を行なう。本実施形態の蒸発燃料処理装置２０は、図１に示すように、車両のエンジンシステム１０に備えられており、車両の燃料タンク１５で発生した蒸発燃料が外部に漏れ出ないようにするための装置である。

＜蒸発燃料処理装置２０の構造概要について＞
蒸発燃料処理装置２０は、図１に示すように、キャニスタ２２と、そのキャニスタ２２に接続されたベーパ通路２４、パージ通路２６、及び大気通路２８とを備えている。キャニスタ２２内には、吸着材としての活性炭（図示省略）が装填されており、燃料タンク１５内の蒸発燃料を前記吸着材により吸着できるように構成されている。ベーパ通路２４の一端部（上流側端部）は、燃料タンク１５内の気層部と連通されており、ベーパ通路２４の他端部（下流側端部）がキャニスタ２２内と連通されている。そして、ベーパ通路２４の途中にはベーパ通路２４を連通・遮断する封鎖弁４０（後記する）が介装されている。また、パージ通路２６の一端部（上流側端部）は、キャニスタ２２内と連通されており、パージ通路２６の他端部（下流側端部）がエンジン１４の吸気通路１６におけるスロットルバルブ１７よりも下流側通路部と連通されている。そして、パージ通路２６の途中にはパージ通路２６を連通・遮断するパージ弁２６ｖが介装されている。
さらに、キャニスタ２２は故障検出に使用されるＯＢＤ用部品２８ｖを介して大気通路２８が連通されている。大気通路２８の途中にはエアフィルタ２８ａが介装されており、大気通路２８の他端部は大気に開放されている。前記封鎖弁４０、パージ弁２６ｖ及びＯＢＤ用部品２８ｖは、ＥＣＵ１９からの信号に基づいて制御される。さらに、ＥＣＵ１９には、燃料タンク１５内の圧力を検出するタンク内圧センサ１５ｐ等の信号が入力される。

＜蒸発燃料処理装置２０の動作概要について＞
次に、蒸発燃料処理装置２０の基本的動作について説明する。車両の駐車中は、封鎖弁４０が閉弁状態に維持される。このため、燃料タンク１５の蒸発燃料がキャニスタ２２内に流入することはない。そして、駐車中に車両のイグニッションスイッチがオンされると、封鎖弁４０の開弁開始位置を学習する学習制御が行われる（後記する）。また、車両の駐車中は、パージ弁２６ｖは閉弁状態に維持されてパージ通路２６は遮断状態となり、大気通路２８は連通状態に維持される。車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、ＥＣＵ１９がキャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料をパージさせる制御を実行する。この制御では、キャニスタ２２を大気通路２８により大気に連通させたまま、パージ弁２６ｖが開閉制御される。パージ弁２６ｖが開弁されると、エンジン１４の吸気負圧がパージ通路２６を介してキャニスタ２２内に作用する。これにより、キャニスタ２２内に大気通路２８から空気が流入するようになる。さらに、パージ弁２６ｖが開弁されると、封鎖弁４０が開弁方向に動作して燃料タンク１５の圧抜き制御が行なわれる。これにより、キャニスタ２２内にベーパ通路２４から燃料タンク１５内の気体が流入するようになる。この結果、キャニスタ２２内の吸着材がキャニスタ２２に流入する空気等によりパージされ、前記吸着材から離脱した蒸発燃料が空気と共にエンジン１４の吸気通路１６に導かれて、エンジン１４内で燃焼される。

＜封鎖弁４０の基本構造について＞
封鎖弁４０は、閉弁状態でベーパ通路２４を封鎖し、開弁状態でベーパ通路２４を流れる気体の流量を制御する流量制御弁であり、図２に示すように、バルブケーシング４２とステッピングモータ５０とバルブガイド６０とバルブ体７０とを備えている。バルブケーシング４２には、弁室４４、流入路４５及び流出路４６により、一連状をなす逆Ｌ字状の流体通路４７が構成されている。また、弁室４４の下面すなわち流入路４５の上端開口部の口縁部には、弁座４８が同心状に形成されている。前記ステッピングモータ５０は、前記バルブケーシング４２の上部に設置されている。前記ステッピングモータ５０は、モータ本体５２と、そのモータ本体５２の下面から突出し、正逆回転可能に構成された出力軸５４を有している。出力軸５４は、バルブケーシング４２の弁室４４内に同心状に配置されており、その出力軸５４の外周面に雄ネジ部５４ｎが形成されている。

バルブガイド６０は、円筒状の筒壁部６２と筒壁部６２の上端開口部を閉鎖する上壁部６４とから有天円筒状に形成されている。上壁部６４の中央部には筒軸部６６が同心状に形成されており、その筒軸部６６の内周面に雌ネジ部６６ｗが形成されている。前記バルブガイド６０は、前記バルブケーシング４２に対して、回り止め手段（図示省略）により軸回り方向に回り止めされた状態で軸方向（上下方向）に移動可能に配置されている。バルブガイド６０の筒軸部６６の雌ネジ部６６ｗには、前記ステッピングモータ５０の出力軸５４の雄ネジ部５４ｎが螺合されており、ステッピングモータ５０の出力軸５４の正逆回転に基いて、バルブガイド６０が上下方向（軸方向）に昇降移動可能に構成されている。前記バルブガイド６０の周囲には、そのバルブガイド６０を上方へ付勢する補助スプリング６８が介装されている。

前記バルブ体７０は、円筒状の筒壁部７２と筒壁部７２の下端開口部を閉鎖する下壁部７４とから有底円筒状に形成されている。下壁部７４の下面には、例えば、円板状のゴム状弾性材からなるシール部材７６が装着されている。前記バルブ体７０は、前記バルブガイド６０内に同心状に配置されており、そのバルブ体７０のシール部材７６がバルブケーシング４２の弁座４８の上面に対して当接可能に配置されている。バルブ体７０の筒壁部７２の上端外周面には、円周方向に複数個の連結凸部７２ｔが形成されている。そして、バルブ体７０の連結凸部７２ｔがバルブガイド６０の筒壁部６２の内周面に形成された縦溝状の連結凹部６２ｍと一定寸法だけ上下方向に相対移動可能な状態で嵌合している。そして、バルブガイド６０の連結凹部６２ｍの底壁部６２ｂがバルブ体７０の連結凸部７２ｔに対して下方から当接した状態で、バルブガイド６０とバルブ体７０とが一体で上方（開弁方向）に移動可能となる。また、前記バルブガイド６０の上壁部６４と前記バルブ体７０の下壁部７４との間には、バルブガイド６０に対してバルブ体７０を常に下方、即ち、閉弁方向へ付勢するバルブスプリング７７が同心状に介装されている。

＜封鎖弁４０の基本動作について＞
次に、封鎖弁４０の基本動作について説明する。封鎖弁４０は、ＥＣＵ１９からの出力信号に基づいてステッピングモータ５０を開弁方向、あるいは閉弁方向に予め決められたステップ数だけ回転させる。そして、ステッピングモータ５０が予め決められたステップ数だけ回転することで、ステッピングモータ５０の出力軸５４の雄ネジ部５４ｎとバルブガイド６０の筒軸部６６の雌ネジ部６６ｗとの螺合作用により、バルブガイド６０が上下方向に予め決められたストローク量だけ移動するようになる。前記封鎖弁４０では、例えば、全開位置においてステップ数が約200Step、ストローク量が約5mmとなるように設定されている。

封鎖弁４０のイニシャライズ状態（初期状態）では、図２に示すように、バルブガイド６０が下限位置に保持されて、そのバルブガイド６０の筒壁部６２の下端面がバルブケーシング４２の弁座４８の上面に対して当接している。また、この状態で、バルブ体７０の連結凸部７２ｔは、バルブガイド６０の連結凹部６２ｍの底壁部６２ｂに対して上方に位置しており、バルブ体７０のシール部材７６はバルブスプリング７７のバネ力により、バルブケーシング４２の弁座４８の上面に押付けられている。即ち、封鎖弁４０は全閉状態に保持されている。そして、このときのステッピングモータ５０のステップ数が0Stepであり、バルブガイド６０の軸方向（上方向）の移動量、即ち、開弁方向のストローク量が0mmとなる。

また、車両の駐車中等では、封鎖弁４０のステッピングモータ５０がイニシャライズ状態から開弁方向に、例えば、4Step回転する。これにより、ステッピングモータ５０の出力軸５４の雄ネジ部５４ｎとバルブガイド６０の筒軸部６６の雌ネジ部６６ｗとの螺合作用でバルブガイド６０が約0.1mm上方に移動し、バルブケーシング４２の弁座４８から浮いた状態に保持される。これにより、気温等の環境変化で封鎖弁４０のバルブガイド６０とバルブケーシング４２の弁座４８間に無理な力が加わり難くなる。なお、この状態で、バルブ体７０のシール部材７６はバルブスプリング７７のバネ力により、バルブケーシング４２の弁座４８の上面に押付けられている。

ステッピングモータ５０が4Step回転した位置からさらに開弁方向に回転すると、前記雄ネジ部５４ｎと雌ネジ部６６ｗとの螺合作用でバルブガイド６０が上方に移動し、図３に示すように、バルブガイド６０の連結凹部６２ｍの底壁部６２ｂがバルブ体７０の連結凸部７２ｔに下方から当接する。そして、バルブガイド６０がさらに上方に移動することで、図４に示すように、バルブ体７０がバルブガイド６０と共に上方に移動し、バルブ体７０のシール部材７６がバルブケーシング４２の弁座４８から離れるようになる。これにより、封鎖弁４０が開弁される。

ここで、封鎖弁４０の開弁開始位置は、バルブ体７０に形成された連結凸部７２ｔの位置公差、バルブガイド６０の連結凹部６２ｍに形成された底壁部６２ｂの位置公差等により、封鎖弁４０毎に異なるため、正確に開弁開始位置を学習する必要がある。この学習を行なうのが学習制御であり、封鎖弁４０のステッピングモータ５０を開弁方向に回転（ステップ数を増加）させながら燃料タンク１５の内圧が所定値以上低下したタイミングに基づいて開弁開始位置のステップ数を検出する。このように、封鎖弁４０が閉弁状態のときはバルブガイド６０が本発明の弁可動部に相当し、封鎖弁４０が開弁状態のときはバルブガイド６０とバルブ体７０とが本発明の弁可動部に相当する。

＜封鎖弁４０の学習制御について＞
次に、図５から図７に基づいて、封鎖弁４０の開弁開始位置の学習制御について説明する。学習制御は、車両の駐車中にエンジンのイグニッションスイッチがオンしたタイミングで行われる。ここで、図５の上図は、時間を基準（横軸）としてステッピングモータ５０のステップ数の変化、即ち、バルブガイド６０、及びバルブ体７０のストローク量（軸方向の移動量）を表している。このため、以後、ステップ数とストローク量とは同意語として使用する。また、図５の下図は、時間を基準（横軸）として燃料タンク１５の内圧（タンク内圧）の変化を表している。ここで、タンク内圧は、一定周期（ΔＴｓ）毎に検出される。

前述のように、車両の駐車中では、ステッピングモータ５０が開弁方向に、例えば、4Step回転してバルブガイド６０がバルブケーシング４２の弁座４８から約0.1mm浮いた状態に保持されている。この状態で、エンジンのイグニッションスイッチがオンすると、ステッピングモータ５０が閉弁方向に4Step（−4Step）回転し、前記封鎖弁４０はイニシャライズ状態（0Step）に戻される。次に、図５の上図に示すように、ステッピングモータ５０が封鎖弁４０の設計上の閉弁限界位置Ｓ０Stepまで開弁方向に高速回転する。これにより、バルブガイド６０が比較的速く閉弁限界位置まで上方に移動するようになり、学習時間の短縮を図れるようになる。なお、このときには、バルブ体７０のシール部材７６は、バルブスプリング７７のバネ力でバルブケーシング４２の弁座４８の上面に当接しており、封鎖弁４０は閉弁状態である。

ステッピングモータ５０が封鎖弁４０の閉弁限界位置Ｓ０Stepまで開弁方向に回転すると、ステッピングモータ５０が停止して一定時間Ｔ１（例えば、500msec）だけこの状態が維持される（図５の上図参照）。次に、ステッピングモータ５０がＢStep（例えば、−2Step）だけ閉弁方向に回転し、一定時間Ｔ２（例えば、１sec）だけこの状態が維持される。そして、ステッピングモータ５０が一定時間Ｔ２維持されている間の所定タイミングでタンク内圧が検出される。このとき、検出されたタンク内圧が前回の検出値に対して所定値（ΔＰ１）以上低下していなければ、閉弁限界位置Ｓ０StepからＢStep（Ｂ＝2）減算した値、即ち、（Ｓ０−2）Stepがストローク量として記憶される。

次に、図６の上図に示すように、ステッピングモータ５０がＡStep（例えば、4Step）だけ開弁方向に回転して一定時間Ｔ１（例えば、500msec）維持された後、ステッピングモータ５０がＢStep（例えば、−2Step）だけ閉弁方向に回転し、一定時間Ｔ２（例えば、１sec）維持される。そして、ステッピングモータ５０が一定時間Ｔ２維持されている間の所定タイミングでタンク内圧が検出される。このとき、タンク内圧が前回の検出値に対して所定値（ΔＰ１）以上低下していなければ、前回のストローク量（Ｓ０−2）Stepに今回の開弁方向のストローク量Ａと閉弁方向のストローク量Ｂとの差（Ａ−Ｂ＝2）Stepを加算した値が新たなストローク量となる。即ち、ストローク量が（Ｓ０−2）StepからＳ０Stepに更新される。ここで、タンク内圧の検出周期（ΔＴｓ）と、ステッピングモータ５０が開弁方向に回転して一定時間Ｔ１維持され、閉弁方向に回転して一定時間Ｔ２維持される学習周期とが等しく設定されている。

そして、このような工程が繰り返し実行されて、図６のタンク内圧のグラフに示すように、今回検出されたタンク内圧が前回（タイミングＴｓ３ 参照）の検出値に対して所定値（ΔＰ１）以上低下していると（タイミングＴｓ４ 参照）、封鎖弁４０の開弁が開始されたと判定される。これにより、図６の下図に示すように、タイミングＴｓ４で学習フラグがオンする。この結果、図６の学習値のグラフに示すように、一つ前の工程（タイミングＴｓ３ 参照）で更新したストローク量Ｓ３に（Ａ−Ｂ−1＝1）Stepが加算された値が開弁開始位置の学習値Ｓｘとして記憶され、学習制御が終了する。ここで、封鎖弁４０の開弁開始位置の判定に使用されるタンク内圧の変化量である所定値（ΔＰ１）は、タンク内圧センサ１５ｐの特性のばらつきや、車両走行等による燃料タンク１５の液面揺れを考慮して、例えば、0.3kPa程度の値に設定されている。

また、学習フラグがオンしたときに、一つ前の工程（タイミングＴｓ３ 参照）で更新したストローク量Ｓ３に（Ａ−Ｂ−1＝1）Stepを加算して学習値Ｓｘとする例を示したが、図７の学習値のグラフに示すように、学習フラグがオンした工程（タイミングＴｓ４ 参照）でストローク量をＳ３StepからＳ４Stepに更新し、更新したストローク量Ｓ４から（Ａ−Ｂ−1＝1）Stepを減算した値を学習値Ｓｘとして記憶することも可能である。上記したように、ステッピングモータ５０をＡStep（例えば、4Step）だけ開弁方向に回転させる状態が、本発明の弁可動部を第１所定ストロークだけ開弁方向に変化させる状態に相当し、ステッピングモータ５０をＢStep（例えば、2Step）だけ閉弁方向に回転させる状態が、本発明の弁可動部を第２所定ストロークだけ閉弁方向に変化させる状態に相当する。また、一定時間Ｔ１（例えば、500msec）は本発明の第１の時間に相当し、一定時間Ｔ２（例えば、１sec）が本発明の第２の時間に相当する。

＜本実施形態に係る蒸発燃料処理装置２０の長所＞
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置２０によると、封鎖弁４０の開弁開始位置の学習では、ステッピングモータ５０をＡStep（例えば、4Step）だけ開弁方向に回転させて一定時間Ｔ１（例えば、500msec）維持し、さらに、ステッピングモータ５０をＢStep（例えば、2Step）だけ閉弁方向に回転させて一定時間Ｔ２（例えば、1sec）維持する工程を繰り返し、段階的にバルブガイド６０、バルブ体７０（弁可動部）のストローク量を開弁方向に変化させる。即ち、封鎖弁４０の開弁開始位置では、流路が多めに開かれた状態から閉方向に戻されるようになるため、燃料タンク１５内の内圧変化の応答性が良くなり、実際の開弁開始時と開弁開始判定時（燃料タンク１５の内圧低下検出タイミング）との時間ずれが小さくなり、学習精度を向上させることができる。

＜変更例１＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、燃料タンク１５の内圧（タンク内圧）を学習周期に合わせて一定周期（ΔＴｓ）毎に検出する例を示したが、タンク内圧を常時検出することも可能である。これにより、例えば、図８のタンク内圧のグラフに示すように、タンク内圧が所定値（ΔＰ１）以上低下したことを検出した時点で（タイミングＴｓｘ 参照）、学習周期に係わりなく、学習フラグをオンし、学習値Ｓｘ（＝Ｓ４＋Ａ−Ｂ−1）を更新することができる。さらに、学習値を更新したら、封鎖弁４０のステッピングモータ５０をＸStepだけ閉弁方向に回転させてバルブガイド６０、バルブ体７０を閉弁位置まで戻すのが好ましい。これにより、燃料タンク１５の内圧が高い場合でも、燃料タンク１５内の気体が多量にキャニスタ２２側に流入するのを防止できるようになる。

＜変更例２＞
また、本実施形態では、燃料タンク１５の内圧（タンク内圧）が前回の検出値に対して所定値（ΔＰ１）以上低下して始めて、封鎖弁４０の開弁が開始されたと判定された。しかし、タンク内圧が低い場合、封鎖弁４０の開弁が開始されても、タンク内圧が所定値（ΔＰ１）以上低下しない場合が考えられる。このような場合でも、正確に学習制御が行なわれるようにするため、図９に示すように、仮学習フラグをオンさせることで、ストローク量の更新を保留することが行なわれる。

即ち、図９に示す方法は、燃料タンク１５の内圧（タンク内圧）を学習周期に合わせて一定周期（ΔＴｓ）毎に検出し、タンク内圧が所定値（ΔＰ１）よりも小さい第1基準値（ΔＰ０１）より低下した場合に、封鎖弁４０の開弁開始の可能性があると判定して仮学習フラグをオンするように構成されている。例えば、ステッピングモータ５０がＢStep（例えば、−2Step）だけ閉弁方向に回転して一定時間Ｔ２（例えば、１sec）維持されている間のタンク内圧が、図９のタンク内圧のグラフに示すように、前回の検出値（タイミングＴｓ２ 参照）に対して第1基準値（ΔＰ０１）より低下していることが検出されると（タイミングＴｓ３ 参照）、このタイミングＴｓ３で仮学習フラグがオンする。

このとき、ステッピングモータ５０のステップ数は、図９の上図に示すように、Ｓ３Stepであるが、仮学習フラグがオンすることでストローク量の更新が禁止される。即ち、前回の工程で更新されたストローク量（Ｓ２Step）が保留される。次に、ステッピングモータ５０がＡStep（例えば、4Step）だけ開弁方向に回転して一定時間Ｔ１（例えば、500msec）維持された後、ステッピングモータ５０がＢStep（例えば、−2Step）だけ閉弁方向に回転し、一定時間Ｔ２（例えば、１sec）維持される。そして、ステッピングモータ５０が一定時間Ｔ２維持されている間のタイミングＴｓ４でタンク内圧が検出される。このとき、今回検出されたタンク内圧が前回の検出値（タイミングＴｓ３ 参照）に対して所定値（ΔＰ１）以上低下していると（タイミングＴｓ４ 参照）、このタイミングＴｓ４で学習フラグがオンする。これにより、保留されたストローク量（Ｓ２Step）に（Ａ−Ｂ−1＝1）Stepが加算された値が開弁開始位置の学習値Ｓｘとして記憶され、学習制御が終了する。即ち、タンク内圧が低い場合でも、正確に学習制御が行なえるようになる。

ここで、図９では、仮学習フラグがオンしたときに、ストローク量の更新が禁止される例を示したが、図１０に示すように、タイミングＴｓ３で仮学習フラグがオンした場合でもストローク量をＳ２StepからＳ３Stepに更新し、次の工程で学習フラグがオンしたときに（タイミングＴｓ４ 参照）、更新されたストローク量（Ｓ３Step）から（Ａ−Ｂ−1＝1）Stepを減算する方法でも可能である。

ここで、図９、図１０では、燃料タンク１５の内圧（タンク内圧）を一定周期（ΔＴｓ）毎に検出する例を示した。しかし、図１１に示すように、タンク内圧を常時検出できるようにし、タンク内圧が前回の検出値（タイミングＴｓ４ 参照）に対して所定値（ΔＰ１）以上低下した時点で（タイミングＴｓｘ 参照）、学習フラグをオンすることも可能である。また、図９、図１０では、タンク内圧が一定周期（ΔＴｓ）の間で第1基準値（ΔＰ０１）より低下したタイミング（タイミングＴｓ３ 参照）で仮学習フラグをオンし、タンク内圧が一定周期（ΔＴｓ）内に所定値（ΔＰ１）以上低下したタイミング（タイミングＴｓ４ 参照）で学習フラグをオンする例を示した。しかし、図１２に示すように、タンク内圧が一定周期（ΔＴｓ）の間で第１基準値（ΔＰ０１）より低下したタイミング（タイミングＴｓ４ 参照）で仮学習フラグをオンし、次の工程（一定周期（ΔＴｓ）の間）でタンク内圧が低下した値と前回の工程でタンク内圧が低下した値との加算値、即ち、タンク内圧の低下量積算値が所定値（ΔＰ１）以上の場合に学習フラグをオンすることも可能である。さらに、図１３に示すように、タンク内圧を常時検出できるようにし、タンク内圧の低下量積算値が所定値（ΔＰ１）以上となった時点（タイミングＴｓｘ 参照）で学習フラグをオンすることも可能である。

＜変更例３＞
タンク内圧が低い場合、封鎖弁４０の開弁が開始されてもタンク内圧が緩やかに低下して所定値（ΔＰ１）以上低下するまでに時間が掛かる場合が考えられる。このような場合でも、正確に学習制御が行なわれるようにするため、図１４に示すように、仮学習フラグがオンしてからタンク内圧の低下状況を監視し、タンク内圧の低下量積算値が所定値（ΔＰ１）以上となったときに学習フラグをオンすることが行われる。

即ち、図１４のタンク内圧のグラフに示すように、タンク内圧が前回の検出値（タイミングＴｓ２ 参照）に対して第1基準値（ΔＰ０１）より低下していることが検出されると（タイミングＴｓ３ 参照）、このタイミングＴｓ３で仮学習フラグがオンする。このとき、ステッピングモータ５０のステップ数（ストローク量）は、図１４の上図に示すように、Ｓ３Stepであるが、仮学習フラグがオンすることでストローク量の更新が禁止される。即ち、前回の工程で更新されたストローク量（Ｓ２Step）が保留される。そして、次の工程におけるタンク内圧の低下分、即ち、第２基準値（ΔＰ０２）が第１基準値（ΔＰ０１）よりも大きい場合に、仮学習フラグのオン状態が維持される。さらに、次の工程におけるタンク内圧の低下分、即ち、第３基準値（ΔＰ０３）が第２基準値（ΔＰ０２）よりも大きい場合に、仮学習フラグのオン状態が維持される。そして、最終的に、タンク内圧の低下量積算値が所定値（ΔＰ１）以上となったときに学習フラグがオンする。

これにより、仮学習フラグがオンすることで保留されたストローク量（Ｓ２Step）に（Ａ−Ｂ−1＝1）Stepが加算され、その値が開弁開始位置の学習値Ｓｘとして記憶されて、学習制御が終了する。そして、学習制御が終了した段階で、封鎖弁４０のステッピングモータ５０がＸStepだけ閉弁方向に回転してバルブガイド６０、バルブ体７０が閉弁位置まで戻される。ここで、仮学習フラグがオンした後に、例えば、次の工程におけるタンク内圧の低下分、即ち、第２基準値（ΔＰ０２）が第１基準値（ΔＰ０１）よりも小さくなった場合には、封鎖弁４０の開弁開始によるタンク内圧の低下ではないと判定して仮学習フラグをオフする。

＜その他の変更例＞
本実施形態では、ステッピングモータ５０をＡStep（例えば、4Step）だけ開弁方向に回転して一定時間Ｔ１（例えば、500msec）維持し、ステッピングモータ５０をＢStep（例えば、−2Step）だけ閉弁方向に回転し、一定時間Ｔ２（例えば、１sec）維持し、一定時間Ｔ２維持されている間の所定タイミングでタンク内圧を検出する例を示した。しかし、ステッピングモータ５０を開弁方向に回転する値（ＡStep）と閉弁方向に回転する値（ＢStep）とを適宜変更することは可能である。また、開弁方向に回転したときの一定時間Ｔ１、及び閉弁方向に回転したときの一定時間Ｔ２も適宜変更可能である。また、本実施形態では、封鎖弁４０のモータにステッピングモータ５０を使用する例を示したが、ステッピングモータ５０の代わりにDCモータ等を使用することも可能である。

［実施形態２］
以下、図５、及び図１５から図１９に基づいて本発明の実施形態２に係る蒸発燃料処理装置２０の説明を行なう。本実施形態に係る蒸発燃料処理装置２０では、学習制御において封鎖弁４０のストローク量を変化させる制御（以下、ストローク制御という）と、燃料タンク１５の内圧が所定値（ΔＰ１）以上低下したことを検出する制御（以下、内圧検知制御という）とを独立して行なえるように構成されている。なお、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置２０の他の構成については、実施形態１に係る蒸発燃料処理装置２０と同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る蒸発燃料処理装置２０の学習制御では、封鎖弁４０のストローク制御は、図１５のフローチャートに基づいて実行される。ここで、図１５のフローチャートに示す処理は、ＥＣＵ１９（図１参照）のメモリに格納されたプログラムに基づいて所定周期Ｔｘ毎に繰り返し実行される。本実施形態では、所定周期Ｔｘは、例えば、Ｔｘ＝300msに設定されている。また、前記学習制御における内圧検知制御は、図１６のフローチャートに基づいて実行される。ここで、図１６のフローチャートに示す処理は、同じくＥＣＵ１９のメモリに格納されたプログラムに基づいて所定周期Ｔｖ毎に繰り返し実行される。本実施形態では、所定周期Ｔｖは、例えば、Ｔｖ＝1/3×Ｔｘ＝100msに設定されている。また、図１７のグラフは、封鎖弁４０のストローク制御と内圧検知制御との時間毎の変化を表すグラフであり、図５のグラフにおいて、封鎖弁４０のステッピングモータ５０が開弁方向に閉弁限界位置Ｓ０Stepまで回転した後の状態を詳細に表している。

次に、図５、及び図１５〜図１７に基づいて、本実施形態に係る学習制御の具体的な手順について説明する。エンジンのイグニッションスイッチがオンされると、図５の上図に示すように、ステッピングモータ５０が閉弁方向に4Step（−4Step）回転し、前記封鎖弁４０はイニシャライズ状態（0Step）に戻される。次に、ステッピングモータ５０が封鎖弁４０の設計上の閉弁限界位置Ｓ０Stepまで開弁方向に高速回転する。また、図５の下図に示すように、燃料タンク１５の内圧（タンク内圧）が所定周期Ｔｖ毎に繰り返し検出される。

そして、封鎖弁４０が閉弁限界位置Ｓ０Step（ストローク量Ｓ０）にある状態（図１７の上図 タイミングＴ１ 参照）で、図１５、図１６のフローチャートに示す処理が開始される。即ち、図１５のステップＳ１０１で封鎖弁４０のステッピングモータ５０がＡStep（例えば、4Step）だけ開弁方向に回転（封鎖弁４０がＡStep開弁方向動作）したか否かが判定される。図１７のタイミングＴ１では、封鎖弁４０がＡStep開弁方向動作する前であるため、図１５のステップＳ１０１の判定がＮＯとなり、このタイミングのタンク内圧ＰＤ１が記憶され（ステップＳ１１０）、さらに封鎖弁４０をＡStep開弁方向動作させる処理が行なわれて（ステップＳ１１１）、今回の処理が終了する。また、図１６のフローチャートに示す処理では、学習制御が完了していないため（ステップＳ２０１ ＹＥＳ）、ステップＳ２０２で現在のタンク内圧Ｐと図１７のタイミングＴ１で記憶されたタンク内圧ＰＤ１とが比較される。図１７のタイミングＴ１，Ｔ１ａ，Ｔ１ｂでは、現在のタンク内圧Ｐがタンク内圧ＰＤ１からΔＰ１以上低下していないため、ステップＳ２０２の判定がＮＯとなる。このため、図１６のフローチャートに示す処理では、現在のタンク内圧Ｐがタンク内圧ＰＤ１からΔＰ１以上低下するまで、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２の処理が所定周期Ｔｖ（＝100ms）で繰り返し実行される。

図１５のフローチャートにおける次回の処理（所定周期Ｔｘ（＝300ms）後の処理）、即ち、図１７のタイミングＴ２では、封鎖弁４０がＡStep開弁方向動作しているため（ステップＳ１０１ ＹＥＳ）、ステップＳ１０２で封鎖弁４０がＢStep（例えば、−2Step）だけ閉弁方向動作したか否かが判定される。図１７のタイミングＴ２では、封鎖弁４０がＢStep閉弁方向動作する前であるため、図１５のステップＳ１０２の判定がＮＯとなり、ステップＳ１１３で封鎖弁４０をＢStep閉弁方向動作する処理が行なわれ、今回の処理が終了する。即ち、封鎖弁４０はＡStep開弁方向動作すると、図１５のフローチャートの周期Ｔｘ（＝300ms）に等しい時間だけ開弁方向動作状態が維持される。

図１５のフローチャートにおける次回の処理、即ち、図１７のタイミングＴ３では、封鎖弁４０のＡStep開弁方向動作とＢStep閉弁方向動作とが終了しているため（ステップＳ１０１、Ｓ１０２ ＹＥＳ）、ＢStep閉弁方向動作後に時間Ｙが経過しているか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ここで、時間Ｙは、例えば、所定周期Ｔｘ×4に設定されている（時間Ｙ＝1200ms）。図１７のタイミングＴ３では、時間Ｙが経過していないため（ステップＳ１０３ ＮＯ）、今回の処理を終了する。このようにして、図１５のステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３の処理が繰り返されて、時間Ｙが経過すると（ステップＳ１０３ ＹＥＳ 図１７のタイミングＴ６参照）、ステップＳ１０４で現在のタンク内圧ＰとタイミングＴ１で記憶されたタンク内圧ＰＤ１とが比較される。図１７のタイミングＴ６では、現在のタンク内圧Ｐがタンク内圧ＰＤ１からΔＰ１以上低下していないため、ステップＳ１０４の判定がＮＯとなる。

このため、ステップＳ１０８で次のＡStep開弁方向動作とＢStep閉弁方向動作を行なえるようにするため、封鎖弁４０の開閉実施履歴をクリアする。また、図１７に示すように、学習値が、封鎖弁４０の設計上の閉弁限界位置Ｓ０Step（ストローク量Ｓ０）に今回のＡStep開弁方向動作とＢStep閉弁方向動作のストローク量差（Ａ−Ｂ＝2）Stepを加算した値Ｓ１に更新される。ここで、図１５のフローチャートの処理とは並行して、図１６のフローチャートのステップＳ２０１、Ｓ２０２の処理が所定周期Ｔｖ（＝100ms）で繰り返し実行される。

図１５のフローチャートにおける次回の処理、即ち、図１７のタイミングＴ７では、タイミングＴ６で、封鎖弁４０の開閉実施履歴をクリアされているため、今回の封鎖弁４０のＡStep開弁方向動作は行なわれておらず、ステップＳ１０１の判定はＮＯとなる。このため、図１７のタイミングＴ７でタンク内圧ＰＤ２が記憶され（ステップＳ１１０）、さらに封鎖弁４０のＡStep開弁方向動作が行なわれる（ステップＳ１１１）。そして、上記したタイミングＴ２〜タイミングＴ６の場合と同様に、封鎖弁４０のＡStep開弁状態が時間Ｔｘだけ維持された後、封鎖弁４０のＢStep閉弁方向動作が行なわれ、ＢStep閉弁状態が時間Ｙだけ維持される。この状態で、図１７のタイミングＴ１０ｂに示すように、現在のタンク内圧Ｐが図１７のタイミングＴ７におけるタンク内圧ＰＤ２からΔＰ１以上低下すると、図１６のフローチャートにおけるステップＳ２０２の判定がＹＥＳとなる。このため、ステップＳ２０３で学習完了処理が行なわれる。即ち、図１７に示すように、学習フラグがオンして、封鎖弁４０の開弁が開始されたと判定される。そして、一つ前の工程（図１７のタイミングＴ６）で更新されたストローク量Ｓ１に（Ａ−Ｂ−１＝１）Stepが加算された値が開弁開始位置の学習値Ｓｘとして記憶される。次に、ステップＳ２０４で、封鎖弁４０を閉弁方向に8Step戻して、封鎖弁４０を閉鎖する。

図１６のフローチャートの処理で学習完了処理等（図１７のタイミングＴ１０ｂ参照）が行なわれているときに、図１５のフローチャートでは、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３の処理が繰り返し行なわれている。そして、図１７のタイミングＴ１２において、時間Ｙが経過すると（図１５ ステップＳ１０３ ＹＥＳ）、ステップＳ１０４で現在のタンク内圧ＰとタイミングＴ７で記憶されたタンク内圧ＰＤ２とが比較される。上記したように、現在のタンク内圧Ｐがタンク内圧ＰＤ２からΔＰ１以上低下しているため、学習完了処理が行なわれ、封鎖弁４０が閉鎖される（ステップＳ１０５、Ｓ１０６）。このため、図１５のフローチャートの処理では、図１６のフローチャートの処理に対して、図１７のタイミングＴ１０ｂからタイミングＴ１２までの時間分だけ学習制御の完了時間が遅れるようになる。なお、図１６のフローチャートの処理で学習完了処理等が行なわれているときに、図１５のフローチャートの処理を終了させるようにすることも可能である。

＜変更例＞
次に、図１８、図１９に基づいて実施形態２に係る蒸発燃料装置２０の変形例について説明する。変形例に係る蒸発燃料装置２０では、封鎖弁４０のストローク制御のフローチャート（図１５）を改良したものであり、図１６に示す内圧検知制御のフローチャートは変更がない。

先ず、封鎖弁４０が閉弁限界位置Ｓ０Step（ストローク量Ｓ０）まで動作すると（図１９のタイミングＴ１ 参照）、図１６、図１８のフローチャートに示す処理が実行される。即ち、図１８のステップＳ３０１の判定がＹＥＳになり、図１９のタイミングＴ１におけるタンク内圧ＰＤ１が記憶される（ステップＳ３０３）。さらに、封鎖弁４０のＡStep開弁方向動作が行なわれ（ステップＳ３０４）、今回の処理が終了する。また、図１６のフローチャートに示す処理では、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２の処理が所定周期Ｔｖで繰り返し実行される。

図１８のフローチャートに示す次の処理（図１９ タイミングＴ２ 参照）では、封鎖弁４０が閉弁限界位置Ｓ０Stepでなく、また、ＢStep閉弁方向動作が行なわれていないため、ステップＳ３０１の判定がＮＯとなる。さらに、ステップＳ３０２の判定もＮＯとなるため、ステップＳ３０５で、封鎖弁４０のＢStep閉弁方向動作が行なわれ、今回の処理が終了する。図１９のタイミングＴ３では、ＢStep閉弁方向動作が行なわれてから時間Ｙが経過しておらず（ステップＳ３０１ ＮＯ）、さらにＢStep閉弁方向動作は終了しているため（ステップＳ３０２ ＹＥＳ）、処理を終了する。そして、図８のステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理が繰り返し行なわれて、ＢStep閉弁方向動作が終了してから時間Ｙが経過すると（図１９ タイミングＴ６）、ステップＳ３０１の判定がＹＥＳとなる。このため、図１９のタイミングＴ６におけるタンク内圧ＰＤ２が記憶される（ステップＳ３０３）。さらに、封鎖弁４０のＡStep開弁方向動作が行なわれる（ステップＳ３０４）。

このように、図１８のフローチャートに示す処理によると、ＡStep開弁方向状態を時間Ｔｘだけ維持し、ＢStep閉弁方向状態を時間Ｙだけ維持する動作を繰り返し実行できるようになる。このため、図１５のフローチャートに示す処理にように、封鎖弁４０の開閉実施履歴のキャンセル処理が不要になり、封鎖弁４０のＢStep閉弁方向動作が終了してから時間Ｙの経過後、直ぐにＡStep開弁方向動作を行なうことができる。このため、学習制御に要する時間を短くできる。そして、図１９のタイミングＴ９ｂに示すように、現在のタンク内圧Ｐが図１９のタイミングＴ６におけるタンク内圧ＰＤ２からΔＰ１以上低下すると（図１６のフローチャートのステップＳ２０２ ＹＥＳ）、ステップＳ２０３で学習完了処理が行なわれる。ここで、本実施形態では、封鎖弁４０のストローク制御の制御周期を時間Ｔｘ（＝300ms）にし、内圧検知制御の制御周期Ｔｖ（＝100ms）にする例を示した。しかし、時間Ｔｘ＞時間Ｔｖであれば、具体的な値は適宜変更可能である。

Claims (7)

1. 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、
   前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、
   前記封鎖弁の開弁開始位置の学習では、第１所定ストロークだけ開弁方向に変化させて第１の時間維持し、次に第１所定ストロークよりも小さい第２所定ストロークだけ閉弁方向に変化させて第１の時間より長い第２の時間維持する工程を繰り返すことで前記ストローク量を開弁方向に変化させ、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの工程、あるいはその前工程の第２の時間維持状態における前記ストローク量に基づいて開弁開始位置が決められる蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１に記載された蒸発燃料処理装置であって、
   前記封鎖弁の開弁開始位置の学習では、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことが検出されたタイミングで、前記弁可動部のストローク量を閉弁位置まで変化させる蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクの内圧の検出周期は、前記第１の時間よりも短い時間である蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載された蒸発燃料処理装置であって、
   前記封鎖弁の開弁開始位置の学習では、前記封鎖弁のストローク量を変化させる制御と、前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことを検出する制御とが独立して行なわれる蒸発燃料処理装置。
5. 請求項４に記載された蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したことを検出する制御の制御周期が前記封鎖弁のストローク量を変化させる制御の制御周期よりも小さな値に設定されている蒸発燃料処理装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載された蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクの内圧が所定値よりも小さい値だけ低下したことを検出したときに仮学習フラグをオンさせ、前記燃料タンクの内圧が継続して低下している状態で、後工程において前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときは、前記仮学習フラグがオンしたときの工程、あるいはその前工程の第２の時間維持状態における前記ストローク量に基づいて開弁開始位置が決められる蒸発燃料処理装置。
7. 請求項６に記載された蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの工程、あるいは前記仮学習フラグがオンしたときの工程における第２の時間維持状態の前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を決める際には、前記ストローク量から第１所定ストロークと第２所定ストロークとの差に基づく値を減算し、
   前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの直前の工程、あるいは前記仮学習フラグがオンしたときの直前の工程における第２の時間維持状態の前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を決める際には、前記ストローク量に第１所定ストロークと第２所定ストロークとの差に基づく値を加算する蒸発燃料処理装置。
   
   

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