JP6366006B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の燃料タンク中で発生した蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置に関する。

従来から、自動車の燃料タンク中で発生した蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置が知られている。一般的な蒸発燃料処理装置は、燃料タンクと、エンジンの上流側に接続されているエンジン吸気管と、の間に延びるパージ通路を備えている。また、パージ通路上には、燃料タンクから流れてきた蒸発燃料を受け入れて蓄積する、活性炭等を収容するキャニスタが設けられている。そして、燃料タンク内の蒸発燃料は、燃料タンクから排出され、パージ通路を通ってキャニスタに蓄積される。キャニスタに蓄積された蒸発燃料がエンジン吸気管に供給される場合、所定のパージタイミングにおいて、エンジン吸気管内のスロットル弁が絞られ、パージ通路内に負圧を発生させる。そして、パージ通路内で発生された負圧により、キャニスタに蓄積された蒸発燃料は、パージ通路下流側に向けて吸い出され、エンジン吸気管を通してエンジンに供給される。

近年では、燃費を向上させるべく、エンジンシリンダ内の燃焼条件、特に空燃比、を精密に制御することが求められている。従って、蒸発燃料をエンジンに供給するに際しては、蒸発燃料をエンジンシリンダ内に供給した際に目標空燃比を達成できるよう、エンジンシリンダに供給される蒸発燃料の濃度を正確に測定ないし推定することが求められている。蒸発燃料の濃度を測定することができる技術として、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００９−１３８５６１号公報

特許文献１に記載された蒸発燃料処理装置では、スロットル弁を絞ることにより、パージ通路内に負圧が発生されてキャニスタ内に蓄積された蒸発燃料がエンジン吸気管方向に吸引される際の絞り差圧に基づいて、キャニスタ内に蓄積された蒸発燃料の濃度を測定するように構成されている。

一方で、近年では、エンジンの上流側に配置されているスロットル弁を常に開弁状態とすることで、エンジンのポンプロスを低減するシステムの開発が進められている。このようなシステムでは、スロットル弁を絞る機会が殆どないため、特許文献１に記載された蒸発燃料処理装置とこのようなシステムとを併用すると、キャニスタ内の蒸発燃料の濃度を測定することが困難である。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、スロットル弁の作動の頻度に影響されることなく、蒸発燃料の濃度を適切に推定して処理することができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃料タンクからエンジン吸気管に向けて延びるパージ通路と、前記パージ通路上に設けられ、前記燃料タンクから蒸発燃料を受け入れて蓄積するキャニスタと、前記キャニスタに接続された大気開放口と、前記キャニスタと前記大気開放口との間に設けられた大気開放弁と、前記パージ通路上の前記キャニスタの下流側に設けられたパージ弁と、前記パージ通路上の前記キャニスタと前記パージ弁との間に設けられ、前記パージ通路内の気体を前記パージ弁側に強制給気する加圧ポンプと、前記パージ通路上の前記加圧ポンプと前記パージ弁との間の検出領域内で、前記加圧ポンプによって強制給気された気体の圧力を検出する圧力センサと、前記大気開放弁、前記パージ弁、前記加圧ポンプ及び前記圧力センサに接続された制御部と、を備え、前記制御部は、所定のエンジン運転状態において、前記大気開放弁が開放され前記パージ弁が閉じた状態で、前記加圧ポンプを停止状態から所定の駆動条件で駆動させ、前記圧力センサの検出値に基づいて蒸発燃料の濃度を推定し、当該推定した蒸発燃料の濃度に基づいて前記大気開放弁の開閉を制御しながら前記加圧ポンプを停止させ、前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっていることを特徴とする蒸発燃料処理装置である。

本発明によれば、パージ通路上のキャニスタとパージ弁との間の加圧ポンプを駆動することによって、キャニスタ内の蒸発燃料をキャニスタから吸引するための負圧を発生させることができ、また、蒸発燃料の濃度が高いほど圧力センサの検出値が高くなるという性質に基づいて、圧力センサの検出値に基づいて蒸発燃料の濃度を高精度に推定することができる。そして、蒸発燃料の濃度の推定後、加圧ポンプを停止させる際、気体の逆流が生じて蒸発燃料が大気開放弁の方から漏洩してしまう懸念があるが、本発明の制御部は、推定した蒸発燃料の濃度に基づいて大気開放弁の開閉を制御しながら加圧ポンプを停止させるため、そのような漏洩の懸念を払拭することができる。

具体的には、前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっていることにより、蒸発燃料の漏洩が問題となり得るような高濃度の時だけ、大気開放弁が閉鎖されるため、大気開放弁の制御効率が良い。

更にこの場合、前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させた後、前記圧力センサによって所定の圧力低下が検出された場合に、前記大気開放弁を開放するようになっていることが好ましい。パージ通路上の気体の圧力が均されて平衡状態に近づいた後であれば（サチレートした後であれば）、大気開放弁を開放しても、蒸発燃料の漏洩のレベルが問題となる程には高くないからである。

また、前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度に基づく前記キャニスタに蓄積された蒸発燃料のパージ制御を実施するべく前記パージ弁を開放して前記加圧ポンプを駆動させるようになっており、前記所定のエンジン運転状態は、エンジン停止状態であり、前記制御部は、前記パージ制御を実施する前にエンジンを始動することが好ましい。すなわち、本発明によれば、エンジン停止状態であっても、蒸発燃料の濃度を高精度に推定することができる。そして、制御部は、エンジンを始動してパージ制御を有効に実施することができる。

また、好ましくは、前記制御部は、前記加圧ポンプの駆動回転数と前記圧力センサの検出値とに基づいて、蒸発燃料の濃度を推定するようになっている。加圧ポンプの駆動回転数が高い方が、圧力センサの検出値は高くなり、蒸発燃料の濃度をより高精度に推定することができる。もっとも、加圧ポンプの駆動に必要なエネルギーも高くなる。本件発明者の知見によれば、４００００ｒｐｍが好適な駆動回転数である。

また、好ましくは、前記蒸発燃料の濃度を推定している時の前記加圧ポンプの駆動回転数は、前記パージ制御を実施している時の前記加圧ポンプの駆動回転数よりも高い。本件発明者の知見によれば、前者の好適な値は４００００ｒｐｍであり、後者の好適な値は３００００ｒｐｍである。

また、圧力センサの検出値を蒸発燃料の濃度に換算する工程は省略してもよい。この場合、本発明は、燃料タンクからエンジン吸気管に向けて延びるパージ通路と、前記パージ通路上に設けられ、前記燃料タンクから蒸発燃料を受け入れて蓄積するキャニスタと、前記キャニスタに接続された大気開放口と、前記キャニスタと前記大気開放口との間に設けられた大気開放弁と、前記パージ通路上の前記キャニスタの下流側に設けられたパージ弁と、前記パージ通路上の前記キャニスタと前記パージ弁との間に設けられ、前記パージ通路内の気体を前記パージ弁側に強制給気する加圧ポンプと、前記パージ通路上の前記加圧ポンプと前記パージ弁との間の検出領域内で、前記加圧ポンプによって強制給気された気体の圧力を検出する圧力センサと、前記大気開放弁、前記パージ弁、前記加圧ポンプ及び前記圧力センサに接続された制御部と、を備え、前記制御部は、所定のエンジン運転状態において、前記大気開放弁が開放され前記パージ弁が閉じた状態で、前記加圧ポンプを停止状態から所定の駆動条件で駆動させ、前記圧力センサの検出値を取得し、当該検出値に基づいて前記大気開放弁の開閉を制御しながら前記加圧ポンプを停止させ、前記制御部は、前記取得した検出値が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、前記取得した検出値が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっていることを特徴とする蒸発燃料処理装置である。

前記制御部が、前記取得した検出値が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、前記取得した検出値が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっていることにより、蒸発燃料の漏洩が問題となり得るような高濃度の時だけ、大気開放弁が閉鎖されるため、大気開放弁の制御効率が良い。

更にこの場合、前記制御部は、前記取得した検出値が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させた後、前記圧力センサによって所定の圧力低下が検出された場合に、前記大気開放弁を開放するようになっていることが好ましい。パージ通路上の気体の圧力が均されて平衡状態に近づいた後であれば（サチレートした後であれば）、大気開放弁を開放しても、蒸発燃料の漏洩のレベルが問題となる程には高くないからである。

また、前記制御部は、前記取得した検出値に基づく前記キャニスタに蓄積された蒸発燃料のパージ制御を実施するべく前記パージ弁を開放して前記加圧ポンプを駆動させるようになっており、前記所定のエンジン運転状態は、エンジン停止状態であり、前記制御部は、前記パージ制御を実施する前にエンジンを始動することが好ましい。すなわち、本発明によれば、エンジン停止状態であっても、蒸発燃料の濃度を高精度に推定することができ、制御部は、エンジンを始動してパージ制御を有効に実施することができる。

本発明によれば、パージ通路上のキャニスタとパージ弁との間の加圧ポンプを駆動することによって、キャニスタ内の蒸発燃料をキャニスタから吸引するための負圧を発生させることができ、また、蒸発燃料の濃度が高いほど圧力センサの検出値が高くなるという性質に基づいて、圧力センサの検出値に基づいて蒸発燃料の濃度を高精度に推定することができる。そして、蒸発燃料の濃度の推定後、加圧ポンプを停止させる際、蒸発燃料が大気開放弁の方から漏洩してしまう懸念があるが、本発明の制御部は、推定した蒸発燃料の濃度に基づいて大気開放弁の開閉を制御しながら加圧ポンプを停止させるため、そのような漏洩の懸念を払拭することができる。具体的には、前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっていることにより、蒸発燃料の漏洩が問題となり得るような高濃度の時だけ、大気開放弁が閉鎖されるため、大気開放弁の制御効率が良い。

本発明の一実施形態による蒸発燃料処理装置のシステム構成図である。 図１の蒸発燃料処理装置の動作の一例を示すフロー図である。 図１の蒸発燃料処理装置における、加圧ポンプの駆動回転数と、圧力センサの検出値と、それらから推定される蒸発燃料の濃度と、の相互関係を示すグラフである。 図２の動作の続きの一例（プロセスＢ）を示すフロー図である。 図４の動作に対応するタイムチャートである。 図２の動作の続きの別の一例（プロセスＣ）を示すフロー図である。 図５の動作に対応するタイムチャートである。 図２、図４及び図６の動作の続きの一例（プロセスＤ）を示すフロー図である。 図１の蒸発燃料処理装置において、外気温と燃料残量とから次回診断時間を対応させる３次元グラフである。 図１の蒸発燃料処理装置において、大気圧と燃料残量とに基づいて次回診断時間に対する補正係数を対応させる３次元グラフである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による蒸発燃料処理装置について説明する。図１は、本実施形態による蒸発燃料処理装置のシステム構成図である。

図１に示す蒸発燃料処理装置１は、一般的な自動車に搭載されていて、エンジン吸気管３と、燃料タンク５、との間に延びるパージ通路７を備えている。そして、パージ通路７における燃料タンク５の下流側に、燃料タンク５内の蒸発燃料を受け入れて蓄積するキャニスタ９が設けられている。

キャニスタ９は、例えば活性炭等の吸着材を収容している。これによって、燃料タンク５から流れてくる蒸発燃料は、一旦キャニスタ９内の吸着材によって吸着されるようになっている。また、キャニスタ９は、大気開放弁１１を介して、大気に向けて開放された大気開放口１３と接続されている。

パージ通路７におけるキャニスタ９の下流側には、例えば遠心式ポンプやウエスコ式ポンプによって構成された加圧ポンプ１５が設けられている。加圧ポンプ１５の更に下流側に、パージ通路７を開閉するパージ弁１７が設けられている。そして、パージ通路７における加圧ポンプ１５とパージ弁１７との間の領域は、圧力センサ２１による圧力検出領域１９となっている。具体的には、圧力検出領域１９は、加圧ポンプ１５の下流側とパージ弁１７とを接続する管内の空間で、１００ｃｃ〜３００ｃｃ程度の容量を有する。そして、当該圧力検出領域１９内に、圧力を検出するための圧力センサ２１が設けられている。

また、蒸発燃料処理装置１は、大気開放弁１１、加圧ポンプ１５、パージ弁１７及び圧力センサ２１を含む車両の各種機器を制御するためのＥＣＵ２３（制御部）を備えている。ＥＣＵ２３には、更に記憶部２５が接続されていて、当該記憶部２５に、加圧ポンプ１５の駆動回転数及び圧力センサ２１の検出値と、それらから推定される蒸発燃料の濃度と、の対応関係を示すグラフまたはテーブルが記憶されている。

その他、ＥＣＵ２３には、後述されるプロセスＤのために、当該自動車の外気温を測定する外気温センサ４１と、当該自動車周りの大気圧を測定する大気圧センサ４３と、燃料タンク５に設けられた燃料残量センサ４５と、に接続されている。そして、記憶部２５には、外気温と燃料残量とから次回診断時間を対応させる３次元グラフ（図９参照）と、大気圧と燃料残量とに基づいて前記次回診断時間に対する補正係数を対応させる３次元グラフ（図１０参照）と、が記憶されている。

次に、以上のような蒸発燃料処理装置１の動作について詳述する。図２は、蒸発燃料処理装置の動作の一例を示すフロー図である。

図２に示す例では、まず、ＥＣＵ２３の制御に従って、濃度診断時期が到来しているか否かが判断される（ステップＳ０１）。診断時期とは、例えば前回の濃度診断時から所定の時間経過した時期である。

濃度診断時期が到来している場合、本実施形態の蒸発燃料処理装置１が搭載されている走行中の自動車が、ＥＶ走行しているか否かが判定される（ステップＳ０２）。ＹＥＳであれば、エンジンは停止状態である。ＮＯであれば、エンジンは稼働状態である。

ＹＥＳの場合、大気開放弁１１が、ＥＣＵ２３の制御に従って開弁状態に制御される（ステップＳ０３）。この工程は、ＥＣＵ２３が大気開放弁１１の状態を判定して、大気開放弁１１が開弁状態にある場合に実行される（大気開放弁１１が既に閉弁状態の場合には、その状態が確認される）。

そして、加圧ポンプ１５が４００００ｒｐｍの駆動回転数で所定時間（例えば５秒間）駆動される（ステップＳ０４）。

加圧ポンプ１５が以上のような駆動条件で駆動されると、大気開放口１３及びキャニスタ９を介してパージ通路７内に流れ込む気流が発生する。当該気流により、キャニスタ９内に蓄積されていた蒸発燃料が、パージ通路７の下流側に向けて吸引されて流れる。

次いで、ＥＣＵ２３の制御に従って、パージ弁１７が閉弁される（ステップＳ０５）。この工程は、ＥＣＵ２３がパージ弁１７の状態を判定して、パージ弁１７が開弁状態にある場合に実行される（パージ弁１７が既に閉弁状態の場合には、その状態が確認される）。このステップＳ０５により、加圧ポンプ１５の出力側とパージ弁１７との間の圧力検出領域が、一定の容積を有する実質的な閉鎖空間となる。

実質的な閉鎖空間となった圧力検出領域１９は、加圧ポンプ１５の駆動によって圧力が上昇する。そして、圧力検出領域１９の圧力が一定の圧力に達すると、加圧ポンプ１５から給気されようとする気体が検出領域１９に流入できなくなる。このような平衡状態で圧力検出領域１９の圧力は安定し、加圧ポンプ１５からの気体の流入量がゼロになる。そして、圧力センサ２１は、このような平衡状態での（気体の流入量がゼロになったときの）圧力検出領域１９内の圧力を検出する（ステップＳ０６）。

次いで、ＥＣＵ２３は、記憶部２５に記憶されているグラフまたはテーブルに基づいて、蒸発燃料の濃度を推定する。具体的には、ＥＣＵ２３は、４００００ｒｐｍという本実施形態での加圧ポンプ１５の駆動回転数と、圧力センサ２１の検出値とに基づいて、蒸発燃料の濃度を推定する（ステップＳ０７）。

例えば、図３は、本実施形態の蒸発燃料処理装置１における、加圧ポンプ１５の駆動回転数と、圧力センサ２１の検出値と、それらから推定される蒸発燃料の濃度（％ ）と、の相互関係を示すグラフである。（図３のグラフは、外気温センサ４１によって測定される自動車周りの外気温や、大気圧センサ４３によって測定される自動車周りの大気圧によって、補正（較正）されてもよい。更には、外気温センサ４１の測定値の代わりに燃料温度を検知する燃料温度センサ４７の測定値が用いられてもよい。）

次いで、ＥＣＵ２３は、推定された蒸発燃料の濃度を、所定の閾値と比較する（ステップＳ０８）。推定された蒸発燃料の濃度が所定の閾値（例えば８０％）よりも小さい場合には、パージ制御は実施しないで、後述のプロセスＢ（またはプロセスＣ）に移行する。推定された蒸発燃料の濃度が所定の閾値以上である場合には、確実にエバポの大気放出を防止すべく、エンジンを始動してパージ制御を開始する（ステップＳ１０）。

図２の例では、ステップＳ０２においてＮＯであった場合も、パージ制御が開始される。

パージ制御の開始にあたっては、ＥＣＵ２３が、蒸発燃料のパージ制御の実行条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、（ｉ）安定して空燃比が出来ているか、（ｉｉ）燃料に関する学習プロセスが完了しているか、（ｉｉｉ）他の制御系からのパージ制御禁止要求が無いか、等の条件が判定される。

蒸発燃料のパージ制御の実行条件が成立していなければ、当該実行条件が成立するのを待つべく、ステップＳ１１が繰り返される。

蒸発燃料のパージ制御の実行条件が成立していれば、加圧ポンプ１５を３００００ｒｐｍで駆動する（ステップＳ１２）と共に、推定された蒸発燃料の濃度を考慮してパージ弁１７の目標開度が決定されて（ステップＳ１３）パージ制御が実施される。

ステップＳ１３に関して、ステップＳ０２においてＮＯであった場合でも、ステップＳ０６、Ｓ０７を一度実施して、蒸発燃料の濃度を推定した上で、ステップＳ１３を実施する。あるいは、ステップＳ０２においてＮＯであった場合には、エンジン稼働時にスロットル弁を絞ることでなされる従来公知の濃度推定技術（例えば特許文献１の技術）を援用して、蒸発燃料の濃度を推定した上で、ステップＳ１３を実施する。

パージ制御は、具体的には、例えばＥＣＵ２３が所定のデューティーパルスに基づいてパージ弁１７を開閉することにより行われる。パージ弁１７の開閉デューティーは、推定された蒸発燃料の濃度に基づいて決定される。即ち、推定された蒸発燃料の濃度が高い場合には、キャニスタ９に蓄積されている蒸発燃料の量が多いため、エンジン供給管３に供給する蒸発燃料の量を抑制する必要がある。従って、この場合には、比較的短いパルス幅のデューティーパルスに従ってパージ弁１７を駆動する。これにより、蒸発燃料の蓄積量が多い場合でも、適切な量の蒸発燃料をエンジン供給管３に供給することができる。

逆に、推定された蒸発燃料の濃度が低い場合には、キャニスタ９に蓄積されている蒸発燃料の量が少ないため、エンジン供給管３に供給する蒸発燃料の量を抑制する必要がない。従って、この場合には、比較的長いパルス幅のデューティーパルスに従ってパージ弁１７を駆動する。これにより、蒸発燃料の蓄積量が少ない場合でも、十分な量の蒸発燃料をエンジン供給管３に供給することができる。

一方、加圧ポンプ１５は、３００００ｒｐｍの駆動回転数で所定時間（例えば５秒間）駆動され、当該所定時間の経過後、すなわち、所定時間のパージ制御実施後、加圧ポンプ１５が停止され（ステップＳ１４）、パージ弁１７が閉弁され（ステップＳ１５）、ステップＳ０２でＹＥＳであった場合（ＥＶ走行であった場合）には、エンジンが停止してＥＶ走行に戻る（ステップＳ１６、Ｓ１７）。その後、後述のプロセスＤに進む。

以上のように、本実施形態によれば、エンジン停止状態であっても、パージ通路７上のキャニスタ９とパージ弁１７との間の加圧ポンプ１５を駆動することによって、キャニスタ９内の蒸発燃料をキャニスタ９から吸引するための負圧を発生させることができる。そして、蒸発燃料の濃度が高いほど圧力センサ２１の検出値が高くなるという性質に基づいて、圧力センサ２１の検出値に基づいて蒸発燃料の濃度を高精度に推定することができる。これにより、確実にエバポの大気放出を防止すべく、好適なタイミングでエンジンを始動してパージ制御を開始することができる。

また、本実施形態によれば、蒸発燃料の濃度推定時の加圧ポンプ１５の駆動回転数が４００００ｒｐｍであることにより、より高精度（高分解能）に濃度を推定することができる一方で、パージ制御時の加圧ポンプ１５の駆動回転数が３００００ｒｐｍであることにより、省エネルギーが図られている。

また、本実施形態によれば、推定された蒸発燃料の濃度に基づいて、キャニスタ９に蓄積された蒸発燃料のパージが行われるため、エンジン吸気管３に流入する蒸発燃料の量を考慮しながら、高精度にシリンダ内の空燃比を制御することができる。

なお、図２のフローでは、圧力センサ２１の検出値に基づいて蒸発燃料の濃度を推定しているが、その工程（ステップＳ０６）を省略して、ステップＳ０７において圧力センサ２１の検出値そのものを所定の閾値と比較してもよい。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態のプロセスＢについて説明する。図４は、図２の動作の続きの一例（プロセスＢ）を示すフロー図である。

図４のプロセスＢでは、パージ制御は実施されないで、加圧ポンプ１５の駆動が停止される。ここで、本件発明者は、加圧ポンプ１５を停止させる際、気体の逆流が生じて蒸発燃料が大気開放口１３から漏洩してしまう場合があることを知見した。そこで、本実施形態では、プロセスＢを設けていて、ステップＳ０８の閾値（例えば８０％）よりは濃度が低く、すなわち、パージ制御が必要な程の高濃度では無いが、大気開放口１３からの漏洩を許容することは好ましくない、というような中程度の濃度（例えば５０〜８０％）の場合、加圧ポンプ１５を停止させる前に、大気開放弁１１を閉鎖することにしている。

具体的には、図４に示すように、ＥＣＵ２３が、推定された蒸発燃料の濃度が第２の閾値（例えば５０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。

ＥＣＵ２３は、推定された蒸発燃料の濃度が所定の第２の閾値未満である時、大気開放弁１１を開放したまま加圧ポンプ１５を停止させる（ステップＳ２２）。

一方、ＥＣＵ２３は、推定された蒸発燃料の濃度が所定の第２の閾値以上である時、大気開放弁１１を閉鎖してから加圧ポンプ１５を停止させる（ステップＳ２３）。

このようなプロセスＢによれば、蒸発燃料の漏洩が問題となり得るような高濃度の時だけ、大気開放弁１１が閉鎖されるため、大気開放弁１１の制御効率が良い。

また、本実施形態のプロセスＢでは、大気開放弁１１を閉鎖してから加圧ポンプ１５を停止させた場合において、その後に圧力センサ２１によって所定の圧力低下（例えば、圧力検出値が４ｋＰａ以下になったこと）が検出されれば（ステップＳ２４）、ＥＣＵ２３が大気開放弁１１を開放状態に戻す（ステップＳ２５）。この態様に対応するタイムチャートが、図５に示されている。

これは、パージ通路上の気体の圧力が均されて平衡状態に近づいた後であれば（サチレートした後であれば）、大気開放弁１１を開放しても、蒸発燃料の漏洩のレベルが問題となる程には高くないということを反映させたものである。

なお、ステップＳ２４において圧力低下を判断する代わりに、所定の時間の経過を判断して、すなわち、所定の時間経過後に（圧力低下が見込まれるとの予測の下で）大気開放弁１１を開放状態に戻してもよい。

次に、図６及び図７を参照して、前記プロセスＢに置換可能なプロセスＣについて説明する。図６は、図２の動作の続きの一例（プロセスＣ）を示すフロー図である。

図６のプロセスＣでも、パージ制御は実施されないで、加圧ポンプ１５の駆動が停止される。ここで、前述のように、加圧ポンプ１５を停止させる際、気体の逆流が生じて蒸発燃料が大気開放口１３から漏洩してしまう場合がある。そこで、プロセスＣでは、ステップＳ０８の閾値（例えば８０％）よりは濃度が低く、すなわち、パージ制御が必要な程の高濃度では無いが、大気開放口１３からの漏洩を許容することは好ましくない、というような中程度の濃度（例えば５０〜８０％）の場合、加圧ポンプ１５を停止させる前に、一気に（急激に）加圧ポンプ１５を停止するのではなく、徐々に回転数を下げていくことにしている。

具体的には、図６に示すように、ＥＣＵ２３が、推定された蒸発燃料の濃度が第２の閾値（例えば５０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。

ＥＣＵ２３は、推定された蒸発燃料の濃度が所定の第２の閾値未満である時、従来通り加圧ポンプ１５を一気に（急激に）停止させる（ステップＳ３２）（例えば、電源入力を遮断する）。

一方、ＥＣＵ２３は、推定された蒸発燃料の濃度が所定の第２の閾値以上である時、加圧ポンプ１５の駆動回転数を徐々に低下させていくことで加圧ポンプ１５を停止させる（ステップＳ３３）（例えば、５０００ｒｐｍ／秒の勾配で回転数を低下させていく）。

このようなプロセスＣによれば、加圧ポンプ１５を徐々に停止させるこで気体の逆流を効果的に抑制できる一方、蒸発燃料の漏洩が問題となり得るような高濃度の時だけ加圧ポンプ１５を徐々に停止させるため、エネルギー効率が良い。

加圧ポンプ１５の停止の態様と、その際に生じる気体の逆流によって大気開放口１３から流出する気体の量と、の相関を示すタイムチャートが、図７に示されている。図７において、実線が従来の場合を示しており（キャニスタの吹抜け量に一時的な増大が認められる）、破線が本実施形態の場合を示している。

以上のプロセスＣは、大気開放弁１１が設けられていないタイプの蒸発燃料処理装置にも適用可能である。

また、以上のプロセスＣは、第２の閾値を用いて、一気に（急激に）停止させるか、徐々に停止させるか、に二分した制御が実施されるものであるが、２つの閾値を段階的に設定しておいて、一気に（急激に）停止させるか、やや急峻な勾配で回転数を徐々に低下させていくか、極めて緩やかな勾配で回転数を低下させていくか、に三分した制御が実施されてもよい。同様に、３以上の閾値が段階的に設定されて場合分けされてもよい。

更には、推定された蒸発燃料の濃度に基づいて段階的に場合分けする態様に限定されず、推定された蒸発燃料の濃度を入力とし加圧ポンプ１５を停止させる際の勾配（ｒｐｍ／秒）または所要時間を出力とした連続的な関数（例えば一次関数（比例））等を予め設定しておいて、当該関数等を適用して推定された蒸発燃料の濃度に応じた加圧ポンプ１５の停止制御を実施するようにしてもよい。

次に、図８乃至図１０を参照して、本実施形態のプロセスＤについて説明する。図８は、図２、図４及び図６の動作の続きの一例（プロセスＤ）を示すフロー図である。

図８のプロセスＤは、図２のステップＳ０１において判断基準として用いられる、前回の濃度診断時からの「所定の時間」を決定（再設定）するプロセスである。

具体的には、図８に示すように、外気温センサ４１によって、当該自動車の外気温が測定され（ステップＳ４１）、大気圧センサ４３によって、当該自動車周りの大気圧が測定され（ステップＳ４２）、燃料残量センサ４５によって、燃料タンク５内の燃料残量が測定される（ステップＳ４３）。

図９は、本実施形態の蒸発燃料処理装置１における、外気温（℃）と燃料残量（Ｌ）とから次回診断時間（次回診断が行われるべきタイミングまでの時間（ｍｉｎ））を対応させる３次元グラフである。ＥＣＵ２３は、記憶部２５に記憶されている当該グラフに基づいて、ステップＳ４１にて測定された外気温とステップＳ４３にて測定された燃料残量とに基づく次回診断時間を読み取る（ステップＳ４４）。

本実施形態のプロセスＤでは、読み取った次回診断時間に対して、推定された蒸発燃料の濃度に基づく補正を行う（ステップＳ４５）。具体的には、例えば「８０％」をステップＳ０７の閾値としている場合、濃度が５０〜８０％であれば、読み取った次回診断時間に０．６を掛け、濃度が３０〜５０％であれば、読み取った次回診断時間に０．８を掛け、濃度が３０％未満であれば、読み取った次回診断時間をそのまま維持する。

更に、図１０は、本実施形態の蒸発燃料処理装置１における、大気圧（絶対圧：ｋＰａ）と燃料残量（Ｌ）とに基づいて次回診断時間（ｍｉｎ）に対する補正係数を対応させる３次元グラフである。ＥＣＵ２３は、記憶部２５に記憶されている当該グラフに基づいて、ステップＳ４２にて測定された大気圧とステップＳ４３にて測定された燃料残量とに基づく補正係数を読み取る（ステップＳ４６）。

そして、ステップＳ４５で補正された（あるいは補正されないで維持された）次回診断時間に、ステップＳ４６で読み取られた補正係数を掛け合わせることによって、最終的な次回診断時間（ステップＳ０２の「所定の時間」）が決定される（ステップＳ４７）。

以上のようなプロセスＤによれば、外気温が高くて蒸発燃料が発生しやすい場合、次回診断時間がより短くなり、燃料残量が多くて蒸発燃料が発生しやすい場合も、次回診断時間がより短くなり、直前に推定された蒸発燃料の濃度が比較的高かった場合も、次回診断時間がより短くなり、大気圧が低くて蒸発燃料が発生しやすい場合も、次回診断時間がより短くなる。すなわち、以上のようなプロセスＤによれば、外気温、燃料残量、直前に推定された蒸発燃料の濃度、及び、大気圧の全てを考慮に入れて、好適なタイミングで次回の濃度診断を実施することができる。

もっとも、外気温の代わりに、燃料温度（公知の燃料温度センサ４７によって検知され得る）を考慮に入れてもよい。また、次回診断時間は、外気温／燃料温度、燃料残量、直前に推定した蒸発燃料の濃度、及び、大気圧の全てを考慮に入れて決定されずとも、外気温／燃料温度、燃料残量、直前に推定した蒸発燃料の濃度、及び、大気圧のうちのいずれか一つのみに基づいて決定されてもよい。

具体的には、外気温／燃料温度のみに依存して、外気温／燃料温度が高くて蒸発燃料が発生しやすい場合に、次回診断時間がより短く設定されるようになっていてもよい。あるいは、燃料残量のみに依存して、燃料残量が多くて蒸発燃料が発生しやすい場合に、次回診断時間がより短く設定されるようになっていてもよい。あるいは、直前に推定された蒸発燃料の濃度のみに依存して、当該濃度が比較的高かった場合に、次回診断時間がより短く設定されるようになっていてもよい。あるいは、大気圧がのみに依存して、大気圧が低くて蒸発燃料が発生しやすい場合に、次回診断時間がより短く設定されるようになっていてもよい。

更には、外気温／燃料温度、燃料残量、直前に推定した蒸発燃料の濃度、及び、大気圧のうちの二つのみに基づいて決定されてもよい。具体的には、外気温／燃料温度、燃料残量、直前に推定した蒸発燃料の濃度、及び、大気圧のうちの二つを入力パラメータとする３次元グラフを用意しておいて、好適な次回診断時間を決定してもよい。

更には、外気温／燃料温度、燃料残量、直前に推定した蒸発燃料の濃度、及び、大気圧のうちの三つに基づいて決定されてもよい。例えば、外気温／燃料温度、燃料残量、直前に推定した蒸発燃料の濃度、及び、大気圧のうちの二つを入力パラメータとする３次元グラフを用意しておいて、中間段階の次回診断時間を決定した後、三つ目の入力パラメータに基づく補正係数を掛け合わせることによって、最終的な次回診断時間を決定してもよい。

１ 蒸発燃料処理装置
３ エンジン吸気管
５ 燃料タンク
７ パージ通路
９ キャニスタ
１１ 大気開放弁
１３ 大気開放口
１５ 加圧ポンプ
１７ パージ弁
１９ 圧力検出領域
２１ 圧力センサ
２３ ＥＣＵ
２５ 記憶部
４１ 外気温センサ
４３ 大気圧センサ
４５ 燃料残量センサ
４７ 燃料温度センサ

Claims (10)

1. 燃料タンクからエンジン吸気管に向けて延びるパージ通路と、
   前記パージ通路上に設けられ、前記燃料タンクから蒸発燃料を受け入れて蓄積するキャニスタと、
   前記キャニスタに接続された大気開放口と、
   前記キャニスタと前記大気開放口との間に設けられた大気開放弁と、
   前記パージ通路上の前記キャニスタの下流側に設けられたパージ弁と、
   前記パージ通路上の前記キャニスタと前記パージ弁との間に設けられ、前記パージ通路内の気体を前記パージ弁側に強制給気する加圧ポンプと、
   前記パージ通路上の前記加圧ポンプと前記パージ弁との間の検出領域内で、前記加圧ポンプによって強制給気された気体の圧力を検出する圧力センサと、
   前記大気開放弁、前記パージ弁、前記加圧ポンプ及び前記圧力センサに接続された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、所定のエンジン運転状態において、前記大気開放弁が開放され前記パージ弁が閉じた状態で、前記加圧ポンプを停止状態から所定の駆動条件で駆動させ、前記圧力センサの検出値に基づいて蒸発燃料の濃度を推定し、当該推定した蒸発燃料の濃度に基づいて前記大気開放弁の開閉を制御しながら前記加圧ポンプを停止させ、
   前記制御部は、
   前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、
   前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっている
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させた後、更に前記圧力センサによって所定の圧力低下が検出された場合に、前記大気開放弁を開放するようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記制御部は、前記推定した蒸発燃料の濃度に基づく前記キャニスタに蓄積された蒸発燃料のパージ制御を実施するべく前記パージ弁を開放して前記加圧ポンプを駆動させるようになっており、
   前記所定のエンジン運転状態は、エンジン停止状態であり、
   前記制御部は、前記パージ制御を実施する前にエンジンを始動する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記制御部は、前記加圧ポンプの駆動回転数と前記圧力センサの検出値とに基づいて、蒸発燃料の濃度を推定するようになっている
   ことを特徴とする請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記蒸発燃料の濃度を推定している時の前記加圧ポンプの駆動回転数は、前記パージ制御を実施している時の前記加圧ポンプの駆動回転数よりも高い
   ことを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 燃料タンクからエンジン吸気管に向けて延びるパージ通路と、
   前記パージ通路上に設けられ、前記燃料タンクから蒸発燃料を受け入れて蓄積するキャニスタと、
   前記キャニスタに接続された大気開放口と、
   前記キャニスタと前記大気開放口との間に設けられた大気開放弁と、
   前記パージ通路上の前記キャニスタの下流側に設けられたパージ弁と、
   前記パージ通路上の前記キャニスタと前記パージ弁との間に設けられ、前記パージ通路内の気体を前記パージ弁側に強制給気する加圧ポンプと、
   前記パージ通路上の前記加圧ポンプと前記パージ弁との間の検出領域内で、前記加圧ポンプによって強制給気された気体の圧力を検出する圧力センサと、
   前記大気開放弁、前記パージ弁、前記加圧ポンプ及び前記圧力センサに接続された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、所定のエンジン運転状態において、前記大気開放弁が開放され前記パージ弁が閉じた状態で、前記加圧ポンプを停止状態から所定の駆動条件で駆動させ、前記圧力センサの検出値を取得し、当該検出値に基づいて前記大気開放弁の開閉を制御しながら前記加圧ポンプを停止させ、
   前記制御部は、
   前記取得した検出値が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させるようになっており、
   前記取得した検出値が所定の閾値以下である時に、前記大気開放弁を開放したまま前記加圧ポンプを停止させるようになっている
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
7. 前記制御部は、前記取得した検出値が所定の閾値より大きい時に、前記大気開放弁を閉鎖して前記加圧ポンプを停止させた後、更に前記圧力センサによって所定の圧力低下が検出された場合に、前記大気開放弁を開放するようになっている
   ことを特徴とする請求項６に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 前記制御部は、前記取得した検出値に基づく前記キャニスタに蓄積された蒸発燃料のパージ制御を実施するべく前記パージ弁を開放して前記加圧ポンプを駆動させるようになっており、
   前記所定のエンジン運転状態は、エンジン停止状態であり、
   前記制御部は、前記パージ制御を実施する前にエンジンを始動する
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の蒸発燃料処理装置。
9. 前記制御部は、前記加圧ポンプの駆動回転数と前記圧力センサの検出値とに基づいて、蒸発燃料の濃度を推定するようになっている
   ことを特徴とする請求項８に記載の蒸発燃料処理装置。
10. 前記蒸発燃料の濃度を推定している時の前記加圧ポンプの駆動回転数は、前記パージ制御を実施している時の前記加圧ポンプの駆動回転数よりも高い
    ことを特徴とする請求項９に記載の蒸発燃料処理装置。

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