[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2021120555A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

蒸発燃料処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021120555A
JP2021120555A JP2020014102A JP2020014102A JP2021120555A JP 2021120555 A JP2021120555 A JP 2021120555A JP 2020014102 A JP2020014102 A JP 2020014102A JP 2020014102 A JP2020014102 A JP 2020014102A JP 2021120555 A JP2021120555 A JP 2021120555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
valve
canister
tank
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020014102A
Other languages
English (en)
Inventor
公雄 内田
Kimio Uchida
公雄 内田
浩史 小野寺
Hiroshi Onodera
浩史 小野寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2020014102A priority Critical patent/JP2021120555A/ja
Priority to US17/160,673 priority patent/US11193437B2/en
Publication of JP2021120555A publication Critical patent/JP2021120555A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/089Layout of the fuel vapour installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/004Control of the valve or purge actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2438Active learning methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0809Judging failure of purge control system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10222Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224Diagnosis of the fuel system
    • F02D2041/225Leakage detection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602Fuel pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Abstract

【課題】燃料タンクの圧力変化が小さい環境においても、密閉弁の開弁開始位置を精度よく学習し、密閉弁の開度をより適切に定量的に制御可能な蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】蒸発燃料処理装置1の制御装置5において、開度指令部51は、密閉弁3の開度を決定するための開度指令量K1をアクチュエータ35に送信する。開弁開始学習部52は、学習動作504において、ベーパ配管41を開ける前のタンク側圧力P1とキャニスタ側圧力P2との圧力差ΔPを規定値P0以上とし、開度指令量K1がゼロから徐々に増加されて、気相ガスの圧力Pが変化したときの開度指令量K1に基づいて、開弁開始量K0を学習する。圧力差形成部53は、圧力可変装置7によってキャニスタ側圧力P2を変化させ、開閉弁23及び密閉弁3の開閉を制御して、密閉弁3を閉じた状態における圧力差ΔPを規定値P0以上とする。【選択図】図2

Description

本発明は、車両に設けられる蒸発燃料処理装置に関する。
内燃機関を有する車両においては、内燃機関に用いられる液状の燃料が燃料タンクに貯留される。燃料タンク内の気相においては、温度に応じて、蒸発燃料の蒸気圧等によって圧力が発生している。燃料タンクに燃料を給油するときには、気相を構成する蒸発燃料を外部へ放出しないように、蒸発燃料を吸着可能なキャニスタを有する蒸発燃料処理装置を用いる。
そして、燃料タンクへの給油を開始する前に、燃料タンクとキャニスタとを繋ぐベーパ配管に設けられた密閉弁を開けて、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタの吸着材に吸着させる。キャニスタの吸着材に吸着された燃料成分は、内燃機関の吸気管に供給して、内燃機関の燃焼を行う際に利用される。また、燃料タンク内の蒸発燃料を、キャニスタをバイパスさせて内燃機関の吸気管に供給することもある。
蒸発燃料処理装置に用いられる密閉弁は、通常時は、燃料タンクとキャニスタとを繋ぐベーパ配管を閉じている。一方、制御装置からの密閉弁のアクチュエータへの信号があったときには、密閉弁によってベーパ配管が開けられる。密閉弁によるベーパ配管の開閉動作には、開度の調整をしない場合、開度の調整を2段階程度にする場合、開度を定量的に調整する場合等がある。
ステッピングモータを用いて密閉弁の開度を定量的に調整する蒸発燃料処理装置としては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。この蒸発燃料処理装置においては、燃料タンクの圧抜き時に、密閉弁としての封鎖弁のストローク量を変化させることによって、燃料タンクから、キャニスタに繋がるパージ配管へ流れる気体の流量を調整可能である。また、この蒸発燃料処理装置における封鎖弁は、燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの、弁座に対する弁可動部の開弁方向への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いる。
国際公開第2016/035654号
密閉弁の開弁開始位置を学習するには、全閉位置から徐々に開弁方向にストローク量を変化させたときの燃料タンクの圧力を監視して、燃料タンクとキャニスタとが連通することによる圧力低下を検出する必要がある。ただし、学習前の燃料タンクの圧力が大気圧に近い値であると、開弁開始位置に達しても、燃料タンクの圧力低下が小さいために、開弁開始位置を検出できないか又は誤検出するおそれがある。そのために、従来は、特許文献1の禁止手段のように、検出される内圧と大気圧との差圧が小さいときの学習を禁止して、開弁開始位置の誤学習を抑制している。
一方、近年増加しているハイブリッド車(HV車)、プラグインハイブリッド車(PHV車)では、エンジンが稼働する機会が少ないために、燃料タンクが受ける熱量も少なくなる。燃料タンクの温度が低い環境では、燃料の揮発による気相ガスの圧力上昇が生じず、開弁開始位置を学習可能な圧力範囲となりにくい。その結果、学習機会が減少することになり、学習結果に基づく密閉弁の開度制御の精度が低下する。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、燃料タンクの圧力が大気圧に対して変化しにくい環境においても、開弁開始位置の学習を精度よく行うことが可能で、学習機会を増加させることができ、密閉弁の開度をより適切に定量的に制御することができる蒸発燃料処理装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、
内燃機関(61)及び燃料タンク(62)を有する車両(6)に設けられ、前記燃料タンク内の燃料が蒸発した蒸発燃料(F1)を処理する蒸発燃料処理装置(1)であって、
前記蒸発燃料を吸着する吸着材(22)を有するキャニスタ(2)と、
前記燃料タンクから前記キャニスタに繋がるベーパ配管(41)に設けられ、アクチュエータ(35)によって、前記ベーパ配管を開閉する開度を定量的に調整可能な密閉弁(3)と、
前記燃料タンクに設けられ、前記燃料タンクにおける気相ガス(G)の圧力であるタンク側圧力(P1)を検出するタンク圧センサ(44)と、
前記キャニスタから前記内燃機関の吸気管(611)に繋がるパージ配管(42)に設けられ、前記パージ配管を開閉するパージ弁(43)と、
前記密閉弁によって前記ベーパ配管を閉じて前記燃料タンクを密閉する密閉動作、前記密閉弁によって前記ベーパ配管を開けて、前記燃料タンク内の前記気相ガスを前記キャニスタへパージするベーパ動作(501)、前記パージ弁によって前記パージ配管を開けて、前記キャニスタ内の燃料成分を前記吸気管へパージするキャニスタパージ動作(502)、前記密閉弁によって前記ベーパ配管を開けるとともに前記パージ弁によって前記パージ配管を開けて、前記キャニスタをバイパスして前記燃料タンク内の前記気相ガスを前記吸気管へパージするパージ動作(503)、及び、前記ベーパ配管を開けるときの前記密閉弁の開度を学習する学習動作(504)のそれぞれを実行可能な制御装置(5)と、
前記キャニスタを大気に開放可能な圧抜き口(213)を開閉する開閉弁(23)と、
前記キャニスタに設けられ、前記開閉弁を閉じた状態で動作して、前記ベーパ配管における前記密閉弁よりも前記キャニスタ側のキャニスタ側圧力(P2)を可変調整可能な圧力可変装置(7)と、を備え、
前記制御装置は、
前記密閉弁の開度を決定するための開度指令量(K1)を前記アクチュエータに送信する開度指令部(51)と、
前記学習動作において、前記ベーパ配管を開ける前の前記タンク側圧力と前記キャニスタ側圧力との圧力差(ΔP)を規定値(P0)以上とし、前記開度指令量がゼロから徐々に増加されるときに、前記タンク側圧力が変化したときの前記開度指令量に基づいて、開弁開始量(K0)を学習する開弁開始学習部(52)と、
前記圧力可変装置によって前記キャニスタ側圧力を変化させるともに、前記開閉弁及び前記密閉弁の開閉を制御して、前記密閉弁を閉じた状態における前記圧力差が前記規定値以上となる状態を形成する圧力差形成部(53)と、を有しており、
前記ベーパ動作又は前記パージ動作を行うために前記密閉弁を開けるときに、学習された前記開弁開始量に基づいて前記開度指令部による前記開度指令量を決定する、蒸発燃料処理装置にある。
前記一態様の蒸発燃料処理装置の制御装置において、開弁開始学習部は、キャニスタ側圧力とタンク側圧力との間に規定値以上の圧力差を有する状態で、開弁開始量の学習を行う。制御装置は、圧力差形成部を有するので、所定の圧力差を有しない状態では、圧力可変装置によってキャニスタ側圧力を変化させ、さらには、開閉弁及び密閉弁の開閉を適宜制御して、密閉弁を閉じた状態でタンク側圧力との間に所定の圧力差を形成可能である。
これにより、燃料タンク内外の環境に影響されず、規定値以上の圧力差を予め有し又は形成した状態で、開弁開始量の学習を行うことができる。そして、開度指令量がゼロから徐々に増加されるときに、タンク側圧力を速やかに変化させて、開弁開始量の学習を精度よく行うことが可能になり、学習機会を増やすことができる。
前記一態様の蒸発燃料処理装置によれば、燃料タンクの圧力が大気圧に対して変化しにくい環境においても、開弁開始位置の学習を精度よく行うことが可能で、学習機会を増加させることができ、密閉弁の開度をより適切に定量的に制御することができる蒸発燃料処理装置を提供することができる。
なお、本発明の各態様において示す各構成要素のカッコ書きの符号は、実施形態における図中の符号との対応関係を示すが、各構成要素を実施形態の内容のみに限定するものではない。
図1は、実施形態1にかかる、蒸発燃料処理装置が配置された車両の一部を示す説明図である。 図2は、実施形態1にかかる、蒸発燃料処理装置の制御装置を概略的に示す説明図である。 図3は、実施形態1にかかる、蒸発燃料処理装置における、閉口位置にある密閉弁を示す説明図である。 図4は、実施形態1にかかる、蒸発燃料処理装置における、開口位置にある密閉弁を示す説明図である。 図5は、実施形態1にかかる、蒸発燃料処理装置のリークチェックモジュールの一例を示す概略構成図である。 図6は、実施形態1にかかる、制御装置による開度指令量と密閉弁の開度との関係を示すグラフである。 図7は、実施形態1にかかる、気相ガスの圧力と開弁開始量との関係マップを示すグラフである。 図8は、実施形態1にかかる、制御装置による圧力差(負圧時)が形成された状態で行われる学習動作を示すタイムチャートである。 図9は、実施形態1にかかる、制御装置による圧力差(正圧時)が形成された状態で行われる学習動作を示すタイムチャートである。 図10は、実施形態1にかかる、学習動作を示すフローチャートである。 図11は、実施形態1にかかる、学習動作を示すフローチャートである。 図12は、実施形態1にかかる、ベーパ動作を示すフローチャートである。 図13は、実施形態1にかかる、キャニスタパージ動作を示すフローチャートである。 図14は、実施形態1にかかる、パージ動作を示すフローチャートである。 図15は、実施形態1にかかる、パージ動作を示すフローチャートである。 図16は、実施形態2にかかる、学習動作に利用されるリークチェックモジュールのリークチェック動作を示すフローチャートである。 図17は、実施形態2にかかる、リークチェックモジュールのリークチェック動作時に行われる学習動作を示すタイムチャートである。
前述した蒸発燃料処理装置にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
<実施形態1>
本形態の蒸発燃料処理装置1は、図1に示すように、内燃機関61及び燃料タンク62を有する車両6に設けられて使用され、燃料タンク62内の燃料Fが蒸発した蒸発燃料F1を処理するものである。蒸発燃料処理装置1は、キャニスタ2、ベーパ配管41、密閉弁3、タンク圧センサ44、パージ配管42、パージ弁43、開閉弁23、制御装置5及び圧力可変装置7を備える。
キャニスタ2は、蒸発燃料F1を吸着する吸着材22を有する。ベーパ配管41は、燃料タンク62からキャニスタ2に繋がるものである。密閉弁3は、ベーパ配管41に設けられており、アクチュエータとしてのステッピングモータ35によって、ベーパ配管41を開閉する開度を定量的に調整可能である。タンク圧センサ44は、燃料タンク62に設けられており、燃料タンク62内の気相ガスGの圧力であるタンク側圧力P1を検出するものである。パージ配管42は、キャニスタ2から内燃機関61の吸気管611に繋がるものである。パージ弁43は、パージ配管42に設けられており、パージ配管42を開閉するものである。
開閉弁23は、キャニスタ2を大気に開放可能な圧抜き口213を開閉するものである。圧力可変装置7は、キャニスタ2に設けられ、開閉弁23を閉じた状態で動作して、ベーパ配管41における密閉弁3よりもキャニスタ2側の圧力であるキャニスタ側圧力P2を、可変調整可能となっている。
図2に示すように、制御装置5は、密閉動作、ベーパ動作501、キャニスタパージ動作502、パージ動作503及び学習動作504のそれぞれを実行可能である。
密閉動作は、密閉弁3によってベーパ配管41を閉じて燃料タンク62を密閉する動作である。
ベーパ動作501は、密閉弁3によってベーパ配管41を開けて、燃料タンク62内の気相ガスGをキャニスタ2へパージする動作である。
キャニスタパージ動作502は、パージ弁43によってパージ配管42を開けて、キャニスタ2内の燃料成分を吸気管611へパージする動作である。
パージ動作503は、密閉弁3によってベーパ配管41を開けるとともにパージ弁43によってパージ配管42を開けて、キャニスタ2をバイパスして燃料タンク62内の気相ガスGを吸気管611へパージする動作である。
学習動作504は、ベーパ配管41を開けるときの密閉弁3の開度を学習する動作である。
また、制御装置5は、開度指令部51、開弁開始学習部52及び圧力差形成部53を有する。そして、圧力差形成部53によって規定値P0以上の圧力差ΔPが形成された状態で、学習動作504を行って、開弁開始学習部52による開弁開始量K0の学習を行い、ベーパ動作501又はパージ動作503を行うために密閉弁3を開けるときに、開弁開始学習部52による開弁開始量K0に基づいて開度指令部51による開度指令量K1を決定する。
開度指令部51は、密閉弁3の開度を決定するための開度指令量K1をステッピングモータ35に送信する制御部位である。
開弁開始学習部52は、学習動作504において、ベーパ配管41を開ける前のタンク側圧力P1とキャニスタ側圧力P2との圧力差ΔPを規定値P0以上とし、開度指令量K1がゼロから徐々に増加されるときに、タンク側圧力P1が低下を開始したときの開度指令量K1に基づいて、開弁開始量K0を学習する制御部位である。
圧力差形成部53は、圧力可変装置7によってキャニスタ側圧力P1を変化させるともに、開閉弁23及び密閉弁3の開閉を制御して、密閉弁3を閉じた状態におけるタンク側圧力P1とキャニスタ側圧力P2との圧力差ΔPが、規定値P0以上となる状態を形成する制御部位である。
好適には、制御装置5は、学習動作504において、圧力差ΔPが規定値P0に満たないとき又は満たないと推定されるときに、圧力差形成部53によって、圧力差ΔPが規定値P0以上となる状態を形成する。
さらに、好適には、制御装置5は、関係学習部54、開度補正部55、関係マップである圧力関係マップM1を有することができる。
蒸発燃料処理装置1は、リーク診断装置であるリークチェックモジュール70を備えることができる。その場合には、圧力可変装置7は、リークチェックモジュール70の一部を構成することができる。
以下に、本形態の蒸発燃料処理装置1について詳説する。
(蒸発燃料処理装置1)
図1に示すように、蒸発燃料処理装置1は、車両6において、燃料タンク62内の気相ガスGを構成する蒸発燃料F1を、燃料タンク62への燃料Fの補給時に大気へ放出しないようにするために用いられる。燃料タンク62内の蒸発燃料F1は、キャニスタ2に蓄えられた後に内燃機関61の吸気管611に放出される、又はキャニスタ2をバイパスして内燃機関61の吸気管611に放出される。そして、蒸発燃料F1の燃料成分は、内燃機関61における燃焼に使用される。
吸気管611から内燃機関61に供給される燃焼用空気Aの流量は、吸気管611内に配置されたスロットルバルブ612の操作を受けて調整される。内燃機関61には、燃料タンク62から供給される燃料Fを噴射する燃料噴射装置63が配置されている。
(燃料タンク62)
図1に示すように、燃料タンク62は、内燃機関61の燃焼運転に使用される燃料Fを貯留するものである。燃料タンク62には、外部から燃料Fが給油されるときに使用される給油口621と、ベーパ配管41が繋がるパージ口622と、内燃機関61の燃料噴射装置63へ燃料Fを供給するときに使用される燃料ポンプ623とが設けられている。
給油口621には、通常時に給油口621を閉口するとともに、給油時に給油口621を開口するキャップが配置されている。燃料タンク62内には、タンク側圧力P1を感知して、給油ノズルによる給油を停止させるためのセンサが配置されている。燃料ポンプ623は、燃料タンク62の液相を構成する燃料を燃料噴射装置63へ供給するものである。
(キャニスタ2)
図1に示すように、キャニスタ2は、ケース21と、ケース21内に配置されて、蒸発燃料(気化燃料)F1を吸着する活性炭等の吸着材22を有する。キャニスタ2のケース21には、ベーパ配管41に繋がれる、気相ガスGの入口211と、パージ配管42に繋がれる、燃料成分の出口212と、大気に開放可能な圧抜き口213とが設けられている。入口211及び出口212は、吸着材22の一方の端面側においてケース21との間に形成される空間に開口し、圧抜き口213は、吸着材22の他方の端面側においてケース21との間に形成される空間に開口している。
圧抜き口213には、開閉弁23が配置されて、キャニスタ2の内部を大気に連通させ又は大気との連通を遮断可能となっている。燃料タンク62の気相からキャニスタ2へ気相ガスGをパージ(排気)するときには、開閉弁23によって圧抜き口213が大気に開放される。そして、キャニスタ2においては、吸着材22に気相ガスGにおける蒸発燃料F1中の燃料成分が吸着され、キャニスタ2内の圧力は大気圧と同等になる。
また、キャニスタ2の吸着材22に吸着された燃料成分は、パージ配管42を通過して内燃機関61の吸気管611に放出される。このときには、キャニスタ2の圧抜き口213が大気に開放されるとともに、パージ弁43によってパージ配管42が開けられる。そして、圧抜き口213からキャニスタ2内に入る大気の圧力と、吸気管611に生じる負圧力との差圧を利用した空気の流れによって、吸着材22に吸着された燃料成分が内燃機関61の吸気管611に放出される。
(密閉弁3)
図3及び図4に示すように、本形態の密閉弁3は、ハウジング31、バルブガイド32、バルブ33、バルブ側スプリング34、ステッピングモータ35及びガイド側スプリング36を備える。ハウジング31は、密閉弁3のケースを構成するものであり、ベーパ配管41に接続される密閉流路311を有する。バルブガイド32は、ステッピングモータ35の回転力を推進力に換えて、ハウジング31に対して進退可能である。バルブ33は、バルブガイド32に対してスライド可能に係合しており、ハウジング31の密閉流路311を開閉するものである。
バルブ側スプリング34は、バルブガイド32とバルブ33との間に挟まれており、密閉流路311を閉じる方向にバルブ33を付勢している。ガイド側スプリング36は、バルブガイド32の外周に配置されており、ステッピングモータ35の出力軸351とバルブガイド32との間に生じるがたつき(バックラッシ)を緩和するためのものである。
(ハウジング31)
図3及び図4に示すように、ハウジング31は、バルブガイド32を収容する収容穴310と、収容穴310に連通された密閉流路311とを有する。収容穴310は、ハウジング31における軸線方向Lの基端側L2から形成されている。密閉流路311は、燃料タンク62に接続されて気相ガスGが流入する流入部312と、キャニスタ2へ気相ガスGを流出させる流出部314とを有する。流入部312は、収容穴310の先端側L1において収容穴310と平行に形成されており、流出部314は、収容穴310に垂直に形成されている。
(軸線方向L)
軸線方向Lは、バルブ33が密閉流路311を開閉する方向と平行な方向である。密閉弁3の軸線方向Lにおいて、ステッピングモータ35が配置された側を基端側L2といい、バルブ33によって密閉流路311が塞がれる側を先端側L1という。
(バルブガイド32)
図3及び図4に示すように、バルブガイド32は、ステッピングモータ35の出力軸351に螺合された中心軸部321と、中心軸部321の周りに形成されたガイド円板部322と、ガイド円板部322の周縁部から突出して円筒形状に形成されたガイド筒部323と、ガイド筒部323の内周面に形成されてバルブ33を係止する係止部323aとを有する。ステッピングモータ35の出力軸351の外周には、おねじ352が形成されている。バルブガイド32の中心軸部321の中心には、中空穴321aが形成されており、中空穴321aの内周には、ステッピングモータ35の出力軸351のおねじ352に螺合されるめねじ321bが形成されている。係止部323aは、ガイド筒部323の内周面から内周側に突出する突出部によって構成されている。ステッピングモータ35の本体は、ハウジング31に固定されている。
(バルブ33)
図3及び図4に示すように、バルブ33は、バルブガイド32のガイド筒部323の内周側に配置されて係止部323aに係止される被係止突起331aが設けられたバルブ筒部331と、バルブ筒部331の端部を閉塞するバルブ閉塞板部332と、バルブ閉塞板部332に設けられて密閉流路311の開口部313を封止する環形状の封止材333とを有する。バルブ筒部331は、バルブ側スプリング34の外周をガイドする円筒形状に形成されている。被係止突起331aは、バルブ筒部331の軸線方向Lの基端側L2の端部において、外周側に突出して形成されている。バルブ閉塞板部332及び被係止突起331aは、バルブガイド32のガイド筒部323の内周によって軸線方向Lにガイドされる。
封止材333は、ハウジング31における、密閉流路311の流入部312の開口部313の周縁部に配置される。封止材333の軸線方向Lの先端側L1には、ハウジング31における、密閉流路311の流入部312の開口部313の周縁部に接触して弾性変形する封止部333aが形成されている。封止部333aの全周の軸線方向Lにおける先端側L1の位置は、バルブ閉塞板部332の軸線方向Lの基端側L2の表面と平行な仮想平面内にある。
バルブ33は、バルブ側スプリング34によって軸線方向Lの先端側L1に付勢されており、バルブ33のバルブ筒部331の被係止突起331aがバルブガイド32のガイド筒部323の係止部323aによって係止されることによって、バルブガイド32内に維持されている。バルブ33は、図3に示すように、バルブ側スプリング34の付勢力を受けて密閉流路311を閉口する閉口位置301と、図4に示すように、バルブガイド32の軸線方向Lの基端側L2への移動量に応じて、密閉流路311の開口量が決定される開口位置302とに移動可能である。閉口位置301は、バルブ33の初期位置(通常位置)を構成し、バルブ33の通常状態においては、バルブ33の封止材333によって密閉流路311が閉口されている。
図3に示すように、バルブ33の封止材333の封止部333aによって密閉流路311の流入部312の開口部313が閉塞されるときには、バルブ側スプリング34が弾性復帰しようとする付勢力によって、バルブ閉塞板部332に軸線方向Lの先端側L1へ作用する力が、流入部312における気相ガスGによる圧力によって、バルブ閉塞板部332に軸線方向Lの基端側L2へ作用する力よりも大きくなっている。これにより、バルブ33が閉口位置301に維持され、密閉流路311が閉口された状態が維持される。
一方、図4に示すように、密閉流路311の流入部312の開口部313を開口するために、ステッピングモータ35によってバルブガイド32が軸線方向Lの基端側L2に移動するときには、バルブガイド32とともにバルブ33及びバルブ側スプリング34も軸線方向Lの基端側L2に移動する。そして、バルブ33の封止材333における封止部333aが、ハウジング31における、密閉流路311の流入部312の開口部313の周縁部から離れ、バルブ33が開口位置302に移動し、密閉流路311が開口される。こうして、ステッピングモータ35に通電される駆動パルスの数に応じて、バルブガイド32、バルブ33及びバルブ側スプリング34が軸線方向Lの基端側L2に移動する量が決まる。これにより、密閉流路311の開口量が定量的に決定される。
(バルブ側スプリング34,ガイド側スプリング36)
図3及び図4に示すように、バルブ側スプリング34及びガイド側スプリング36は、素線としての丸線が螺旋状に捩じられた圧縮コイルばね(ねじりコイルばね)から構成されている。バルブ側スプリング34は、密閉流路311を閉じるバルブ33に所定の付勢力を付与して、この付勢力を利用してバルブ33を閉口位置301に維持するためものである。ガイド側スプリング36は、バルブガイド32のガイド筒部323の外周に配置されている。ガイド側スプリング36は、ガイド筒部323に形成された段差部323bと、ハウジング31における、密閉流路311の流入部312の開口部313の周縁部との間に挟まれている。
バルブガイド32がガイド側スプリング36によって軸線方向Lの基端側L2に付勢されていることにより、ステッピングモータ35の出力軸351のおねじ352と、バルブガイド32の中心軸部321の中心穴のめねじ321bとの間の隙間が軸線方向Lの一方側に寄せられる。これにより、ステッピングモータ35の出力軸351が回転する際に、出力軸351とバルブガイド32との間の軸線方向Lのがたつき(バックラッシ)が抑えられる。
(パージ弁43)
図1に示すように、パージ弁43は、キャニスタ2の吸着材22に吸着された燃料成分を内燃機関61の吸気管611へパージ(排出)するとき、及び燃料タンク62の気相ガスGを内燃機関61の吸気管611へパージ(排出)するときに、パージ配管42を開けるよう構成されている。本形態のパージ弁43は、パージ配管42をオン・オフ的に開閉する機能を有するものである。
パージ弁43は、パルス状の通電指令によって開閉を繰り返すとともに、パルス幅におけるオンとオフの比率を変調して、パージ配管42を開ける開度を定量的に変化させるものとすることもできる。この場合には、キャニスタパージ動作502において、パージ弁43を流れる、燃料成分を含むパージガスの流量を適宜調整することができる。また、パージ弁43は、パージ配管42を開ける開度を定量的に変化させることができる制御弁によって構成することもできる。
(タンク圧センサ44)
図1に示すように、タンク圧センサ44は、燃料タンク62におけるタンク側圧力P1を検出する圧力計によって構成されている。燃料タンク62内のタンク側圧力P1のほとんどは、蒸発燃料F1の蒸気圧による。
(制御装置5)
図1及び図2に示すように、蒸発燃料処理装置1の制御装置5は、車両6の制御装置内に構成されている。密閉弁3、パージ弁43、開閉弁23は、出力機器として車両6の制御装置5に接続されており、制御装置5からの指令を受けて開閉動作が可能である。制御装置5から、密閉弁3におけるステッピングモータ35へ所定の駆動パルス数の通電が行われたときには、バルブ33が密閉流路311の開口部313を開ける。タンク圧センサ44は、入力機器として車両6の制御装置5に接続されており、制御装置5へタンク側圧力P1の情報を送信可能である。
なお、蒸発燃料処理装置1の制御装置5は、車両6の制御装置とは別に設け、車両6の制御装置とデータの送受信ができるように接続されていてもよい。
車両6の内燃機関(エンジン)61は、通常状態においては、スロットルバルブ612の開度によって吸気管611への燃焼用空気Aの供給量(質量)が調整されるとともに、燃料噴射装置63の噴射量によって内燃機関61への燃料Fの供給量(質量)が調整される。そして、制御装置5によって、燃料の供給量に対する燃焼用空気の供給量としての空燃比(A/F)が目標空燃比になるように制御される。
燃料タンク62又はキャニスタ2から吸気管611へ蒸発燃料F1のパージがされないときには、内燃機関61への燃料供給は、燃料噴射装置63による噴射燃料F2の供給のみとなり、内燃機関61においては、通常のフィードバック制御が行われる。パージ動作503又はキャニスタパージ動作502が行われることによって、キャニスタ2又は燃料タンク62から内燃機関61の吸気管611へ蒸発燃料F1がパージされるときには、内燃機関61における空燃比が調整されるよう、制御装置5によって、燃料噴射装置63から内燃機関61へ供給される燃料の供給量が絞られる。
(制御装置5による各動作501,502,503,504)
制御装置5による密閉動作は、密閉弁3のバルブ33が密閉流路311の開口部313を閉口し、燃料タンク62の密閉状態を維持する動作のことをいう。密閉動作は、ステッピングモータ35の出力軸351の回動位置が保持されて、バルブ33が閉口位置(初期位置)301にある状態が維持されることを示す。蒸発燃料処理装置1の通常時においては、制御装置5の密閉動作が行われている。
制御装置5によるベーパ動作501は、燃料タンク62に給油を行う前に、燃料タンク62内の気相ガスGをキャニスタ2にパージするときに行われる。ベーパ動作501が行われることにより、タンク側圧力P1が低下し、燃料タンク62の給油口621が開けられるときに、燃料タンク62の気相ガスGにおける蒸発燃料F1が大気に放出されることが防止される。
制御装置5によるキャニスタパージ動作502は、キャニスタ2の吸着材22に吸着された燃料成分を、内燃機関61における、燃料と燃焼用空気との混合気の燃焼に利用するときに行われる。
制御装置5によるパージ動作503は、燃料タンク62に給油が行われた後、内燃機関61が燃焼運転を行う際に、燃料タンク62内の気相ガスGを内燃機関61の吸気管611にパージするときに行われる。パージ動作503においては、気相ガスG中の蒸発燃料F1がキャニスタ2の吸着材22に吸着されずに、キャニスタ2の一部を通過する。パージ動作503が行われることにより、内燃機関61の燃焼運転中において、タンク側圧力P1を低下させることができる。
制御装置5による学習動作504は、制御装置5による密閉動作が行われている最中に、開度指令部51からステッピングモータ35への開度指令量K1をゼロから徐々に増加させることによって行う。また、学習動作504は、密閉動作が行われている最中に、タンク側圧力P1が変化する過程において行われる。
学習動作504により、燃料タンク62の密閉状態、すなわち、密閉弁3のバルブ33が密閉流路311の開口部313を閉口している状態から、ステッピングモータ35への指令量の増加によって、ある時点でバルブ33が開口部313を離れると、密閉流路311が開口する。このときのタンク側圧力P1の変化と開度指令量K1に基づいて、開弁開始量K0との関係が学習される。さらに、学習動作504を開始する時点以前のタンク側圧力P1が異なる複数の場合について、学習動作504を行うことによって、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との圧力関係マップM1が得られる。
(圧力可変装置7及びリークチェックモジュール70)
図1に示すように、蒸発燃料処理装置1は、リークチェックモジュール70によって、燃料タンク62からベーパ配管41、キャニスタ2及びパージ配管42を介して吸気管61に至る蒸発燃料流路における蒸発燃料F1のリークを検出するように構成されている。リークチェックモジュール70は、キャニスタ2のケース21に設けられた開口部に配置される圧力可変装置7と、開閉弁23とを備えている。
圧力可変装置7は、キャニスタ2内の圧力を減圧側又は加圧側に可変調整するポンプ機能を有する。また、キャニスタ側圧力P2を検出するためのキャニスタ圧センサ72を内蔵している。キャニスタ圧センサ72は、車両6の制御装置5に接続されており、制御装置5へキャニスタ側圧力P2の情報を送信可能である。
図5に一構成例を示すように、リークチェックモジュール70は、図示しないモータによって駆動されるポンプ71と、キャニスタ2内の圧力を、密閉弁3よりもキャニスタ2側のキャニスタ側圧力P2として検出するキャニスタ圧センサ72と、開閉弁23として機能する切換弁73と、オリフィス741を有するオリフィス通路74とを備えている。
ポンプ71は、切換弁73が閉状態のときに、キャニスタ2内の圧力を負圧側又は正圧側に変化させるポンプである。負圧とは、大気圧よりも低い圧力のことを示し、正圧とは、大気圧よりも高い圧力のことを示す。キャニスタ2内の圧力を負圧にする場合には、減圧タイプのリークチェックモジュール70を用い、キャニスタ2内の圧力を正圧にする場合には、加圧タイプのリークチェックモジュール70を用いる。
リークチェックモジュール70は、キャニスタ圧センサ72を用いる代わりに、キャニスタ2内を負圧又は正圧にするポンプ71を動作させるときのモータ電流に基づいて、キャニスタ2内の圧力の変化を検出してもよい。この場合には、キャニスタ側圧力P2は、制御装置5内に構成された、モータ電流に基づいて圧力を推定する圧力推定部によって検出される。
本形態では、以下、負圧ポンプを備える減圧タイプのリークチェックモジュール70として説明する。
切換弁73は、電磁式の2位置切換弁として構成されており、キャニスタ2の圧抜き口213を、大気通路214に直接接続する第1位置と、圧力検出路215及びポンプ71を介して大気通路214に接続する第2位置との間で、切換可能となっている。切換弁73が第1位置にあるときは、キャニスタ2の内部が大気に開放される開状態となり、第2位置にあるときは、キャニスタ2の内部と大気との連通が遮断される閉状態となる。ポンプ71は、圧力検出路215に導入される気相ガスGを吸引して、大気通路214に排出する。
圧力検出路215には、キャニスタ圧センサ72が配置されている。キャニスタ圧センサ72によって検出されるキャニスタ側圧力P2は、切換弁73の切換位置とポンプ71の作動状態に応じて変化する。切換弁73の開状態においては、オリフィス通路74を用いた参照圧Prefの検出が可能であり、閉状態においては、ポンプ71の動作に伴うキャニスタ側圧力P2の変化から、リークの有無を検出することができる。オリフィス通路74は、キャニスタ2の圧抜き口213と圧力検出路215とを接続するとともに、途中に絞り流路となる所定径のオリフィス741が形成されている。
図示するように、切換弁73が第1位置の開状態にあるときに、ポンプ71を駆動すると、圧力検出路215の気相ガスGが吸引されるとともに、切換弁73を介して大気通路214から圧抜き口213へ大気が導入され、オリフィス通路74を介して圧力検出路215へ向かう流れが形成される。このとき、圧抜き口213から圧力検出路215への流れがオリフィス通路74によって制限されることで、圧力検出路215の圧力が低下する。キャニスタ圧センサ72によって検出される参照圧Prefは、オリフィス741の大きさに応じた負圧となる。
一方、切換弁73が第2位置の閉状態にあるときに、ポンプ71を駆動すると、キャニスタ2を含む蒸発燃料流路に負圧が導入される。このとき、参照圧Prefを利用して、蒸発燃料流路のリークの有無を検出することができる。すなわち、参照圧Prefと比較して、蒸発燃料流路に生じる負圧が大きくない(絶対値が小さい)ときには、オリフィス741に相当する大きさ以上のリーク孔が、蒸発燃料流路に存在すると判定することができる。
このようなリークチェックモジュール70を用いて、蒸発燃料処理装置1の各部を負圧状態にし、蒸発燃料処理装置1内の圧力の変化を監視することによって、蒸発燃料流路の気密度を測定することができる。
また、リークチェックモジュール70のポンプ71を用いて、燃料タンク62のタンク側圧力P1に対して、キャニスタ2内に連通するベーパ配管41におけるキャニスタ側圧力P2を負圧にすることができる。したがって、タンク側圧力P1がほぼ大気圧である状態においても、開弁開始位置の学習のために、キャニスタ側圧力P2との間に所定の圧力差ΔPを形成することが可能になる。
なお、ポンプ71が正圧ポンプである加圧タイプのリークチェックモジュール70においても、キャニスタ側圧力P2が正圧となることにより所定の圧力差ΔPを形成することが可能になる。
(制御装置5の具体的構成)
図2に示すように、制御装置5は、開度指令部51、開弁開始学習部52、圧力差形成部53、関係学習部54及び開度補正部55を有する。制御装置5は、密閉弁3に生じる不感帯としての開弁開始量K0を学習する機能、及び不感帯を補正する機能を有する。不感帯を学習する機能は、密閉弁3を駆動するステッピングモータ35への指令量が所定量になったときに初めて密閉弁3が開くことに着目し、この所定量を学習する機能である。不感帯を補正する機能は、学習した所定量分だけ指令量を増やす補正を行う機能である。
制御装置5において、開度指令部51は、密閉弁3の開度を決定するための開度指令量K1をステッピングモータ35に送信するよう構成されている。開弁開始学習部52は、不感帯を学習する機能を有するものであり、タンク側圧力P1とキャニスタ側圧力P2が、規定量P0以上の圧力差ΔPを有する状態において、学習動作を行う。そして、タンク側圧力P1が変化したときの開度指令量K1に基づいて、開弁開始量K0を学習するよう構成されている。
本形態においては、タンク側圧力P1が変化したときを、密閉弁3が閉じた状態から開いた状態に変化したとき、すなわち、密閉弁3の開弁開始位置に達したときとすることができる。また、密閉弁3が閉じた状態で、タンク側圧力P1がキャニスタ側圧力P2よりも高いときは、圧力が低下したときを開弁開始とし、タンク側圧力P1がキャニスタ側圧力P2よりも低いときは、圧力が上昇したときを開弁開始とすることができる。
圧力差形成部53は、リークチェックモジュール70のポンプ71によって、キャニスタ2内に形成される負圧又は正圧を利用して、キャニスタ側圧力P2を変化させる。そして、開閉弁23となる切換弁73及び密閉弁3の開閉をそれぞれ制御して、キャニスタ側圧力P2とタンク側圧力P1とが、規定値P0以上の圧力差ΔPを有する状態を形成する。この状態で、開弁開始学習部52による開弁開始量K0の学習を行うことにより、タンク側圧力P1の変化を容易に検出することができる。
好適には、圧力差形成部53は、学習動作504において、圧力差ΔPが規定値P0に満たないとき又は満たないと推定されるときに、ポンプ71を動作させて、圧力差ΔPが規定値P0以上となる状態を形成する。圧力差ΔPが規定値P0以上であるか規定値P0以上と推定される状態であれば、ポンプ71を動作させる必要はない。圧力差形成部53は、学習動作504前の圧力差ΔPを、タンク側圧力P1とキャニスタ側圧力P2から算出し規定値Pと比較してもよいが、タンク側圧力P1に基づいて推定してもよい。例えば、タンク側圧力P1が、大気圧に対して規定値P0を加えた圧力よりも高い状態でなければ、圧力差ΔPは規定値P0に満たないと推定することができる。これにより、常に十分な圧力差ΔPを有する状態で、学習動作504に行うことができる。
圧力差形成部53は、具体的には、密閉弁3を閉じてタンク側圧力P1が維持された状態において、圧力可変装置7を動作させて、キャニスタ側圧力P2をタンク側圧力P1に対して、負圧側又は正圧側に変化させることにより(例えば、規定値P0以上)、圧力差ΔPを形成することができる。ポンプ71が負圧ポンプである場合には、キャニスタ側圧力P2は負圧となり、ポンプ71が正圧ポンプである場合には、キャニスタ側圧力P2は正圧となる。
また、密閉弁3を開けた状態で圧力可変装置7を動作させて、キャニスタ側圧力P2及びタンク側圧力P1を負圧側又は正圧側に変化させた後に(例えば、規定値P0以上)、密閉弁3を閉じて、変化させたタンク側圧力P1を維持し、開閉弁23を開けてキャニスタ側圧力P2を大気に開放することにより、圧力差ΔPを形成することもできる。このとき、ポンプ71が負圧ポンプである場合には、タンク側圧力P1は負圧となり、ポンプ71が正圧ポンプである場合には、タンク側圧力P1は正圧となる。
このようにして、タンク側圧力P1又はキャニスタ側圧力P2を加減圧して、タンク側圧力P1がキャニスタ側圧力P2よりも高い状態又は低い状態を形成し、開弁開始位置の学習を行うための圧力差ΔPを形成することができる。
関係学習部54は、学習動作504において、開弁開始学習部52が、複数の異なるタンク側圧力P1に対応する複数の異なる開弁開始量K0を学習するときの、複数の異なるタンク側圧力P1と開弁開始量K0との関係を学習する。そして、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との関係を示す圧力関係マップM1を作成するよう構成されている。
開度補正部55は、不感帯を補正する機能を有するものであり、ベーパ動作501又はパージ動作503を行うために密閉弁3を開けるときに、タンク圧センサ44によって検出されるタンク側圧力P1である動作時圧力Paを圧力関係マップM1に照合する。そして、このときの開弁開始量K0である動作時開弁開始量Kaを読み取り、開度指令部51による開度指令量K1を動作時開弁開始量Kaによって補正するよう構成されている。
(開度指令部51)
図2に示すように、制御装置5の開度指令部51は、ベーパ動作501、パージ動作503及び学習動作504において、開度指令量K1として、密閉弁3のステッピングモータ35を駆動するための所定数の駆動パルスをステッピングモータ35に送信する。開度指令部51による開度指令量K1は、ステッピングモータ35を駆動するための駆動パルスの数によって決定される。ステッピングモータ35に送信される駆動パルスによってステッピングモータ35の出力軸351が所定角度だけ回動し、これに伴ってバルブガイド32、バルブ33及びバルブ側スプリング34が所定量だけ軸線方向Lにストローク(移動)する。
図3及び図4に示すように、密閉弁3の開度は、ステッピングモータ35に送信するパルス数に応じて決定される。ただし、密閉弁3には、不感帯が存在し、不感帯は、密閉弁3のバルブ33が閉口位置301にある状態において、ステッピングモータ35へステップ状の通電を行っても、バルブ33が実際に閉口位置301から移動しないパルス数、換言すれば、バルブ33の封止材333が密閉流路311から離れず、タンク側圧力P1が低下を開始しない間に送信されるパルスの数の積算値として表される。また、不感帯となるパルス数は、密閉弁3の開弁開始量K0として表される。
図6に示すように、開弁開始量K0は、密閉弁3の不感帯を補うものであり、開弁開始量K0が開度指令部51による開度指令量K1に加えられることにより、開度指令量K1によって密閉弁3の開度を、ゼロから比例的に変化させることを可能にする。開度指令部51は、ベーパ動作501及びパージ動作503において、目標流量の気相ガスGが密閉弁3を流れるよう開度指令量K1を決定する。
このとき、開弁開始量K0は、タンク側圧力P1によっても変動し、開度指令量K1と密閉弁3の開度との関係が変化する。そのため、開弁開始量K0は、開度指令部51による開度指令量K1を補正するための開度補正量として捉えることもできる。その場合には、タンク側圧力P1に応じて、開度補正量としての開弁開始量K0が変化する。
(圧力関係マップM1)
図7に示すように、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との圧力関係マップM1において、開弁開始量K0は、タンク圧センサ44によって検出されるタンク側圧力P1が高くなるほど小さくなる。換言すれば、検出されるタンク側圧力P1が低くなるほど、密閉弁3の不感帯が大きくなって、密閉弁3が開きにくくなる。圧力関係マップM1は、車両6及び蒸発燃料処理装置1の使用が開始された後に、開弁開始量K0を用いて開度指令量K1を補正するために用いられる。使用が開始される際に又はそれに先立って、学習動作504を繰り返し行って、開弁開始量K0とタンク側圧力P1の関係を学習することにより、初期マップを作成することもできる。使用が開始された後は、学習動作504を適時行うことにより、開弁開始量K0を学習して、圧力関係マップM1を更新することができる。
(開弁開始学習部52)
図3及び図4に示すように、開弁開始学習部52は、学習動作504が行われる際に、バルブ33が閉口位置(初期位置)301にある状態において、開度指令部51からステッピングモータ35に送信される開度指令量K1と、タンク圧センサ44から受信するタンク側圧力P1とを監視して、その変化から開弁開始量K0を学習する。具体的には、規定値P0以上の圧力差ΔPを有する状態で、開度指令量K1をゼロから徐々に増加させていき、タンク側圧力P1の変化の大きさが、所定値以上となったときに、タンク側圧力P1が変化した、と判定する。そして、タンク側圧力P1が変化したときの開度指令量K1を、開弁開始量K0とすることができる。
例えば、ベーパ動作501において、燃料タンク62からキャニスタ2へパージする際、気相ガスGの流量は、少な過ぎると気相ガスGのパージに時間が掛かり、多過ぎると気相ガスG中の蒸発燃料F1が吸着材22に多量に吸着されてしまう。そのため、密閉弁3の不感帯に相当する開弁開始量K0を精度よく学習して、密閉弁3の開度を適切に設定する必要がある。学習動作504は、密閉弁3によってベーパ配管を開けるベーパ動作501又はパージ動作503に際して実行することができ、学習機会を増やすことにより、複数の異なるタンク側圧力P1における開弁開始量K0を学習して、圧力関係マップM1に反映させることができる。
内燃機関61の運転停止時又は運転開始時に学習動作504を行うことができる。内燃機関61の停止時は、例えば、停車して給油する際にベーパ動作501が実行される。また、運転開始時にイグニッションスイッチをオンして運転を開始する際に、学習動作504のためにベーパ動作501を実行して、開弁開始量K0を学習することができる。これらの場合は、いずれも車両6が停車しているので、車両走行による圧力変動の影響を抑制することができる。走行中にパージ動作503を行うために密閉弁3を開ける際に学習動作504を行うこともでき、学習機会を増やすことができる。リークチェックモジュール70によるリークチェック動作時に、学習動作504を行うこともできる。これについては、後述する。
具体的には、開弁開始学習部52は、学習動作504の開始によるタンク側圧力P1の変化量ΔP1の大きさ(絶対値)が、所定の開弁閾値TH以上となったときに、タンク側圧力P1が変化したと判定することができる。開弁閾値THは、タンク側圧力P1の検出値のばらつき等を考慮して、密閉弁3のバルブ33が閉口位置から離れることによる圧力変化を検出可能な値に設定される。タンク側圧力P1の変化は、圧力差形成部53によって形成される圧力差ΔPにより、タンク側圧力P1の方が低くなっている場合には、タンク側圧力P1が高くなる方向に変化する。タンク側圧力P1の方が高くなっている場合には、タンク側圧力P1が低くなる方向に変化する。
(圧力差形成部53)
圧力差形成部53は、開弁開始学習部52における学習動作504に先立って、タンク側圧力P1とキャニスタ側圧力P2とが、所定の圧力差ΔPを有する状態を形成する。タンク側圧力P1は、外気温が高い環境において、あるいは内燃機関61の運転により燃料タンク62の温度が上昇することにより、キャニスタ側圧力P2に対して高くなり、あるいは燃料タンク62の周辺温度が高い環境において、徐々に高くなるが、HV車やPHV車のように、内燃機関61の運転頻度が低い場合に周辺温度が低い環境が継続すると、圧力差ΔPが十分形成されず、開弁開始学習部52による学習に適した状態となりにくい。
圧力差形成部53は、そのような場合でも、キャニスタ2に設けられるポンプ71を用いて、キャニスタ2を含む蒸発燃料流路の圧力を変化させて、規定値P0以上の圧力差ΔPを形成する。規定値P0は、タンク側圧力P1の変化を判定するための開弁閾値Tよりも大きい値に設定されることが望ましく、形成される圧力差ΔPが大きくなるほど、密閉弁3の開弁開始による圧力変化を速やかに検出可能となる。
図8に示すように、例えば、密閉弁3を閉じた状態で、ポンプ71を作動させてキャニスタ2内及びキャニスタ2に連通する蒸発燃料流路に負圧を形成し、燃料タンク62内のタンク側圧力P1との間に圧力差ΔPを形成することができる。このとき、タンク側圧力P1がほぼ大気圧であっても、リークチェックモジュール70にて形成される負圧の大きさに応じた圧力差ΔPが得られる。
この圧力差ΔPを利用して、開弁開始学習部52による学習動作504を行い、開弁開始位置の学習を行うことができる。その場合には、密閉弁3を閉じた状態から、密閉弁3の開度指令量K1に対応するバルブ33のストローク量を、徐々に増加していき、学習開始前のタンク側圧力P1に対する圧力変化量ΔP1が開弁閾値TH以上となったときに、開弁開始位置と判定することができる。
圧力差ΔPは、この場合は、タンク側圧力P1がキャニスタ側圧力P2よりも高くなるように形成されており、時点t0においてバルブ33が閉口位置301から離れることで、燃料タンク62内の圧力が低下する。圧力差ΔPは、開弁閾値THよりも大きい規定値P0以上となるように設定されるので、バルブ33が閉口位置301から離れると、速やかに燃料タンク62内の気相ガスGがキャニスタ2側へ抜ける。これにより、圧力変化量ΔP1が増加して、時点t1にて開弁閾値THに達する。このときの圧力変化量ΔP1に対応する開度指令量K1を、開弁開始量K0の学習値として記憶することができる。
したがって、燃料タンク62の内外の環境がタンク側圧力P1の上昇に適さず、燃料タンク62内が大気圧からほとんど変化しない状態が続いても、キャニスタ側圧力P2を変化させて所定の圧力差ΔPを形成することにより、学習機会を増やして、開弁開始量K0を精度よく学習することが可能となる。
また、圧力差形成部53は、キャニスタ2内に形成される負圧を、密閉弁3を開けて燃料タンク62内に導入し、タンク側圧力P1を負圧とした後に、密閉弁3を閉じてキャニスタ2内を大気に開放することにより、圧力差ΔPを形成することもできる。このときの圧力差ΔPも、リークチェックにて形成される負圧に応じた大きさとなる。
図8の最下段に示すように、圧力差ΔPは、この場合には、タンク側圧力P1が、大気圧となっているキャニスタ側圧力P2よりも低くなるように形成される。その場合には、バルブ33が閉口位置301から離れることで、燃料タンク62内の圧力が上昇する。この場合も、圧力差ΔPは、開弁閾値THよりも大きい規定値P0以上となるように設定されるので、バルブ33が閉口位置301から離れると、速やかに燃料タンク62内の気相ガスGがキャニスタ2側から流入し、圧力変化量ΔP1が開弁閾値THに達する。このときの圧力変化量ΔP1に対応する開度指令量K1を、開弁開始量K0の学習値として記憶することができる。
図9に示すように、ポンプ71が正圧ポンプである場合においても、キャニスタ2内に形成される正圧を利用して、同様の動作により、圧力差ΔPを形成することができる。すなわち、密閉弁3を閉じた状態で、キャニスタ2内を正圧とすれば、タンク側圧力P1が相対的に低くなり、図8の最下段と同様にして、開弁開始量K0の学習を行うことができる。また、密閉弁3を開けてキャニスタ2内に形成される正圧を燃料タンク62に導入した後、キャニスタ2内を大気に開放すれば、タンク側圧力P1が高くなり(図略)、図8の上段側に示した関係と同様にして、開弁開始量K0の学習を行うことができる。
(関係学習部54)
図6に示すように、制御装置5の関係学習部54は、車両6及び蒸発燃料処理装置1の使用が開始された後に、開度指令部51による開度指令量K1をタンク側圧力P1によって補正するために構築されている。関係学習部54は、バルブ33が閉口位置301にある状態において、タンク側圧力P1が異なる複数の場合について、開弁開始学習部52によって学習される開弁開始量K0を用いて、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との関係を学習する。そして、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との圧力関係マップM1が作成され又は更新される。
図3、図4に示すように、密閉流路311の流入部312に作用するタンク側圧力P1は、密閉流路311の流出部314に作用するキャニスタ2内の圧力よりも高く、バルブ33には、バルブ33が軸線方向Lの基端側L2に移動しようとする圧力が作用する。そして、タンク側圧力P1が高くなるほどバルブ33を軸線方向Lの基端側L2に移動させようとする圧力が高くなる。そのため、開弁開始学習部52による、開閉弁23の開弁開始量K0は、タンク側圧力P1が高くなるほど小さく検出される。
(開度補正部55)
図6に示すように、制御装置5の開度補正部55は、開度指令部51による開度指令量K1に、開弁開始量K0を加味して補正する。そして、密閉弁3の開度を直接検出していなくても、開度補正部55によって密閉弁3の不感帯による誤差要因を補正して、密閉弁3の開度を目標とする開度に近づけ、密閉弁3を通過する気相ガスGの流量を適切な流量に制御する。
図7に示すように、開度補正部55は、ベーパ動作501及びパージ動作503のいずれを行うときにも、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との圧力関係マップM1を用いて、開度指令部51による開度指令量K1を補正する。開度補正部55は、ベーパ動作501及びパージ動作503を行うときには、密閉弁3によってベーパ配管41が開けられるときの、タンク側圧力P1である動作時圧力Paをタンク圧センサ44によって検出する。
次いで、開度補正部55は、動作時圧力Paを圧力関係マップM1に照合して、動作時圧力Paに応じた開弁開始量K0である動作時開弁開始量Kaを読み取る。次いで、開度補正部55は、開度指令部51が密閉弁3のステッピングモータ35へ開度指令量K1を送信する際に、この開度指令量K1に動作時開弁開始量Kaを加える補正を行う。換言すれば、開度補正部55は、開度指令部51からステッピングモータ35に送信される開度指令量K1としてのパルス数を、開度指令量K1に相当するパルス数に動作時開弁開始量Kaに相当するパルス数を加えたパルス数とする補正を行う。
こうして、図6に示すように、開度補正部55によって、密閉弁3の開度の目標値としての目標開度に基づく開度指令量K1に、動作時開弁開始量Kaが加えられた補正後開度指令量K2が求められる。そして、ベーパ動作501及びパージ動作503において、密閉弁3によってベーパ配管41が開けられるときには、開度指令部51から密閉弁3のステッピングモータ35へ補正後開度指令量K2が送信され、密閉弁3の開度が決定される。
(蒸発燃料処理装置1の制御)
図1に示すように、車両6において、制御装置5が密閉動作を行い、密閉弁3の開度がゼロであり、バルブ33がハウジング31の密閉流路311を閉塞するときには、燃料タンク62からキャニスタ2へのベーパ配管41が閉塞されている。そして、タンク側圧力P1は適宜増加する。以下に、フローチャートを参照して、学習動作504、ベーパ動作501、キャニスタパージ動作502及びパージ動作503について説明する。
(学習動作504)
図10のフローチャートに示すように、密閉弁3の開度がゼロであるときには、制御装置5が学習動作504を行う。学習動作504においては、タンク圧センサ44によってタンク側圧力P1が検出される(ステップS101)。そして、制御装置5の関係学習部54によって、検出されたタンク側圧力P1が圧力関係マップM1の作成に適しているか否かが判定される(ステップS102)。この判定は、複数の異なるタンク側圧力P1と開弁開始量K0との関係を圧力関係マップM1として求めるために行う。
検出されたタンク側圧力P1が圧力関係マップM1の作成に適している場合には、制御装置5の開弁開始学習部52による開弁開始量ルーチンが実行される(ステップS103)。圧力関係マップM1の作成に適していないと判定された場合には、タンク側圧力P1の検出が繰り返される(ステップS101)。
図11のフローチャートに示すように、開弁開始量ルーチンにおいては、まず、制御装置5の開度指令部51における開度指令量K1をゼロとしている状態で検出されたタンク側圧力P1が読み込まれる(ステップS111)。このタンク側圧力P1は、例えば、ステップS101において検出されたタンク側圧力P1である。
次いで、検出されたタンク側圧力P1に基づいて、キャニスタ側圧力P2との差分である圧力差ΔPが規定値P0以上の状態であるか否かを判定する(ステップS112)。ここでは、タンク側圧力P1に基づいて、キャニスタ側圧力P2との圧力差ΔPが規定値P0以上と推定されるか否かを判定する。通常、キャニスタ側圧力P2は大気圧となっているので、タンク側圧力P1が大気圧ばらつきを考慮した値よりも規定値P0以上高い場合には、圧力差ΔPが規定値P0以上と推定することができる。
圧力差ΔPが規定値P0に満たないと判定された場合には、次いで、制御装置5の圧力差形成部53が、リークチェックモジュール70のポンプ71を動作させて、キャニスタ側圧力P2を減圧する(ステップS110)。図8に示すように、この場合には、タンク側圧力P1が維持された状態で、キャニスタ側圧力P2を負圧とすることにより、規定値P0以上の圧力差ΔPを形成することができる。その後、圧力差ΔPが規定値P0以上となっているか否かを再判定する。圧力差ΔPが規定値P0以上と判定された場合には、開度指令量K1を所定量増加させる(ステップS113)。
続いて、タンク圧センサ44によってタンク側圧力P1が検出される(ステップS114)。さらに、制御装置5の開弁開始学習部52が、圧力変化量ΔP1を開弁閾値THと比較して、圧力変化量ΔP1が開弁閾値TH以上となったか否かを判定する(ステップS115)。圧力変化量ΔP1は、ステップS111において読み込まれたタンク側圧力P1から、検出されたタンク側圧力P1を減算した値であり、ここでは、圧力低下量である。
ΔP1≧THとなったときには、タンク側圧力P1が低下を開始したと判断して、このときの開度指令量K1を開弁開始量K0とする(ステップS116)。ΔP<THとなったときには、タンク側圧力P1の低下がまだ開始されないと判断して、開度指令量K1を増加させて圧力変化量ΔP1と開弁閾値THとを比較することを繰り返す(ステップS113〜115)。
こうして、タンク側圧力P1の圧力低下量ΔPに基づいて、開弁開始位置が学習され、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との関係が圧力関係マップM1の一部として得られる(ステップS116)。
その後、図10のフローチャートに示すように、タンク圧センサ44によるタンク側圧力P1の検出が継続される(ステップS101)。また、関係学習部54によって、検出されたタンク側圧力P1が圧力関係マップM1の作成に適しているか否かが判定される(ステップS102)。そして、複数の異なるタンク側圧力P1が検出されるときに、開弁開始量ルーチンが繰り返し行われる(ステップS103,S111〜S116)。
このように、学習動作504が終了されるまでは(ステップS104)、タンク側圧力P1が適宜異なる範囲において、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との関係が取得され(ステップS116)、開弁開始量K0とタンク側圧力P1との圧力関係マップM1が作成される。
なお、リークチェックモジュール70のポンプ71が正圧ポンプである場合には、タンク側圧力P1に対して、キャニスタ側圧力P2を加圧することもできる。この場合には、図9に示すように、タンク側圧力P1が維持された状態で、キャニスタ側圧力P2が上昇することにより、規定値P0以上の圧力差ΔPを形成することができる。
あるいは、リークチェックモジュール70のポンプ71が負圧ポンプ又は正圧ポンプである場合において、キャニスタ側圧力P2を変化させた後に、密閉弁3を開けてキャニスタ側圧力P2と同圧とし、さらに密閉弁3を閉じるとともに切換弁73(開閉弁23)を開状態として、規定値P0以上の圧力差ΔPを形成することもできる。この場合には、図9に示すように、タンク側圧力P1がポンプ71に応じた負圧又は正圧となり、変化したタンク側圧力P1と開弁開始量K0との関係が取得される。
(ベーパ動作501)
車両6の乗員は、燃料タンク62に燃料Fを給油するときには、車室内に設けられた給油スイッチを押す。そして、給油スイッチの操作を受けて動作時が認定され、制御装置5によるベーパ動作501が行われるに際し、開度補正部55が、圧力関係マップM1を利用して開度指令部51による開度指令量K1を補正する。
具体的には、図12のフローチャートに示すように、給油スイッチの入力の有無によってベーパ動作501を行うか否かが判定される(ステップS201)。給油スイッチが押されたときには、動作時が認定され、タンク圧センサ44によって、動作時のタンク側圧力P1としての動作時圧力Paが検出される(ステップS202)。
次いで、図6に示すように、動作時圧力Paが圧力関係マップM1に照合され、この動作時圧力Paに応じた開弁開始量K0である動作時開弁開始量Kaが圧力関係マップM1から読み取られる(ステップS203)。そして、図5に示すように、開度指令部51による開度指令量K1は、目標開度に応じた開度指令量K1に、動作時開弁開始量Kaが加えられた補正後開度指令量K2として決定される(ステップS204)。目標開度は、燃料タンク62からキャニスタ2にパージする気相ガスGの目標流量に応じて決定されたものである。
次いで、開度指令部51から密閉弁3のステッピングモータ35へ補正後開度指令量K2が送信されて、密閉弁3によってベーパ配管41が開けられる(ステップS205)。また、制御装置5からの指令を受けて、キャニスタ2の開閉弁23によって圧抜き口213が開けられる(ステップS206)。こうして、密閉弁3を流れる気相ガスGが目標流量に制御されて、燃料タンク62からキャニスタ2へベーパ配管41を経由して気相ガスGがパージされる(ステップS207)。このとき、燃料タンク62内の気相ガスGによる圧力Pとキャニスタ2内の圧力との差によって、燃料タンク62内の気相ガスGがキャニスタ2へ流れ、気相ガスGに含まれる蒸発燃料F1の燃料成分がキャニスタ2の吸着材22に吸着される。
その後、タンク圧センサ44によってタンク側圧力P1が検出され(ステップS208)、タンク側圧力P1が所定圧力以下に低下したか否かが判定される(ステップS209)。タンク側圧力P1が所定圧力以下に低下したときには、密閉弁3によってベーパ配管41が閉じられる(ステップS210)。また、開閉弁23によってキャニスタ2の圧抜き口213が閉じられる(ステップS211)。こうして、ベーパ動作501が終了し、制御装置5によって給油口621が開けられ、車両6の乗員は、給油口621から燃料タンク62内に燃料を給油することができる。
また、車両6の乗員等が燃料タンク62に燃料Fの給油を行うときには、密閉弁3はベーパ配管41を開けておくとともに、開閉弁23はキャニスタ2の圧抜き口213を開けておくことができる。
(キャニスタパージ動作502)
キャニスタパージ動作502は、内燃機関61の燃焼運転が行われる際に、キャニスタ2の吸着材22に吸着された燃料成分を、内燃機関61の吸気管611へパージするために行われる。キャニスタパージ動作502が行われるタイミングは、内燃機関61の制御装置5によって適宜決定される。
具体的には、図13のフローチャートに示すように、吸着材22に吸着された燃料成分が、キャニスタ2から内燃機関61の吸気管611へパージされるときには、開閉弁23によってキャニスタ2の圧抜き口213が開けられるとともに(ステップS301)、パージ弁43によってパージ配管42が開けられる(ステップS302)。このとき、キャニスタ2は、パージ配管42を介して内燃機関61の吸気管611に繋がる。そして、キャニスタ2内の圧力(大気圧)と内燃機関61の吸気管611内の圧力(負圧)との差によって、吸着材22における燃料成分が吸気管611へ流れる。そして、吸着材22から離脱された燃料成分は、内燃機関61に噴射される燃料Fとともに内燃機関61の燃焼運転に使用される。
次いで、開閉弁23及びパージ弁43が開けられて所定時間が経過したか否かが判定される(ステップS303)。そして、所定時間が経過した後には、開閉弁23によってキャニスタ2の圧抜き口213が閉じられるとともに(ステップS304)、パージ弁43によってパージ配管42が閉じられる(ステップS305)。こうして、キャニスタパージ動作502が終了し、キャニスタ2の吸着材22に吸着された燃料成分が内燃機関61の燃焼運転に使用される。
(パージ動作503)
図14のフローチャートに示すように、内燃機関61の燃焼運転を行うときには、通常は、密閉弁3によって燃料タンク62が密閉されている。また、燃料タンク62のタンク圧センサ44によってタンク側圧力P1の検出が継続される(ステップS401)。そして、タンク側圧力P1が所定圧力以上になったか否かが判定される(ステップS402)。タンク側圧力P1が所定圧力以上になったときには、動作時が認定され、制御装置5によるパージ動作503が行われる。
具体的には、開度設定ルーチン(ステップS403)が実行される。図15のフローチャートに示すように、開度設定ルーチンにおいては、タンク圧センサ44によって動作時のタンク側圧力P1としての動作時圧力Paが検出される(ステップS421)。次いで、図6に示すように、動作時圧力Paが圧力関係マップM1に照合され、この動作時圧力Paに応じた開弁開始量K0である動作時開弁開始量Kaが圧力関係マップM1から読み取られる(ステップS422)。
次いで、タンク側圧力P1と、密閉弁3を流れる気相ガスGの目標流量とに基づいて、目標流量を得るための密閉弁3の開度が決定される(ステップS423)。密閉弁3を流れる気相ガスGの目標流量は、内燃機関61の空燃比の制御に適した流量とする。次いで、図5に示すように、開度指令部51による開度指令量K1は、密閉弁3の開度に応じた開度指令量K1に、動作時開弁開始量Kaが加えられた補正後開度指令量K2として決定される(ステップS424)。
次いで、開度指令部51から密閉弁3のステッピングモータ35へ補正後開度指令量K2が送信されて、密閉弁3によってベーパ配管41が開けられる(ステップS404)。また、制御装置5からの指令を受けて、パージ弁43によってパージ配管42が開けられる(ステップS405)。なお、パージ弁43によってパージ配管42が開けられた後に、密閉弁3によってベーパ配管41が開けられてもよい。また、パージ弁43によってパージ配管42が開けられるときには、開閉弁23によってキャニスタ2の圧抜き口213が開けられてもよい。
こうして、密閉弁3及びパージ弁43を流れる気相ガスGが目標流量に制御されて、燃料タンク62の気相ガスGから、ベーパ配管41及びパージ配管42を経由して内燃機関61の吸気管611へ気相ガスGがパージされる(ステップS406)。このとき、燃料タンク62内の気相ガスGによる圧力Pと、吸気管611内の圧力との差によって、燃料タンク62内のガスが内燃機関61の吸気管611へ流れる。
また、パージ動作503及びキャニスタパージ動作502として、蒸発燃料処理装置1から吸気管611へ気相ガスGがパージされる前の内燃機関61においては、燃料噴射装置63による噴射燃料F2の供給が行われて、制御装置5によって空燃比が目標空燃比になるようフィードバック制御が行われている。
次いで、タンク圧センサ44によってタンク側圧力P1が検出され(ステップS407)、タンク側圧力P1が所定量以上低下したか否かが判定される(ステップS408)。タンク側圧力P1が所定量以上低下したときには、開度設定ルーチン(ステップS409)が再び実行される。
また、タンク圧センサ44によってタンク側圧力P1が検出されたときには、タンク側圧力P1が所定圧力以下に低下したか否かが判定される(ステップS410)。タンク側圧力P1が所定圧力以下になったときには、密閉弁3によってベーパ配管41が閉じられる(ステップS411)。また、パージ弁43によってパージ配管42が閉じられる(ステップS412)。こうして、パージ動作503が終了し、燃料タンク62内に生じた気相ガスGが内燃機関61の燃焼運転に使用される。
(関係マップM1の更新等)
本形態においては、制御装置5による各動作501〜504が、別々に行われるフローチャート(図10〜図15)を示したが、これらに限るものではない。学習動作504は、ベーパ動作501、キャニスタパージ動作502、パージ動作503が行われる前だけでなく、これら各動作501,502,503が行われた後においても、継続的に行うことができる。学習動作504は、密閉弁3によって燃料タンク62が密閉される、制御装置5の密閉動作の途中の適宜タイミングで行うことができる。また、学習動作504は、ベーパ動作501とキャニスタパージ動作502との間、キャニスタパージ動作502とパージ動作503との間、パージ動作503とベーパ動作501との間等に行うことができる。
また、ベーパ動作501又はパージ動作503は、学習動作504によって関係マップM1が作成される前に行うこともできる。この場合には、開度補正部55は、制御装置5内に初期設定された関係マップを一時的に用い、その後の学習動作504によって関係マップM1が作成された後に、この作成された関係マップM1を用いることができる。関係マップM1は、学習動作504が行われるごとに適宜更新することができる。
(作用効果)
本形態の蒸発燃料処理装置1においては、ステッピングモータ35の動作によって密閉弁3がパージ配管41を実際に開けるときの開弁開始量K0を、燃料タンク62の置かれた環境によらず学習することができる。これにより、学習機会を増加させることができ、学習結果を用いて密閉弁3の開度を決定するための開度指令量K1を適切に補正することができる。また、複数の開弁開始量K0と複数のタンク側圧力P1との関係を学習して、関係マップM1を作成することができる。
したがって、本形態の蒸発燃料処理装置1によれば、ベーパ動作501及びパージ動作503における密閉弁3を目標開度に制御して、キャニスタ2や吸気管611へ蒸発燃料F1がパージされる際に、燃料タンク62からの蒸発燃料F1のパージ流量をより適切に定量的に制御することができる。
<実施形態2>
本形態の蒸発燃料処理装置1は、リークチェックモジュール70によるリークチェック動作を行う際に形成される圧力差ΔPを利用して、開弁開始学習部52による学習を行うように構成されている。蒸発燃料処理装置1の基本構成及び基本動作は、実施形態1と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
上述した実施形態1では、蒸発燃料処理装置1の通常時に、密閉弁3の開度がゼロである状態で、学習動作504を実施する際に、リークチェックモジュール70のポンプ71を用いて、圧力差ΔPを有する状態を形成する場合について説明したが、これに限るものではない。リークチェックモジュール70を用いたリークチェック動作において、所定の圧力差ΔPを有する状態が形成された場合においても、続いて、ベーパ配管41を閉じた状態から密閉弁3によってベーパ配管41を開ける動作を行い、その際の開弁開始位置を、同様にして学習することができる。
(リークチェック動作)
図16に示すように、リークチェックモジュール70を用いたリークチェック動作においては、リークチェックモジュール70の切換弁73及び密閉弁3が適時開閉されることにより、タンク側圧力P1及びキャニスタ側圧力P2が変化し、圧力差ΔPが形成される。開弁開始学習部52は、リークチェック動作の途中又は終了後に、その時点で形成されている圧力差ΔPを利用して、開弁開始位置の学習を行うことができる。
具体的には、リークチェック動作は、内燃機関61の運転停止状態で行われ、まず、第1区間T1において、オリフィス通路74を用いた参照圧Prefの検出が行われる。このとき、図5に示すように、切換弁73(開閉弁23)が開状態となる第1位置において、負圧ポンプであるポンプ71が駆動されることにより、キャニスタ圧センサ72によって検出されるキャニスタ側圧力P2が、参照圧Pref1まで低下する。密閉弁3、パージ弁43は、閉状態となっている。
次いで、図16の第2区間T2において、キャニスタ2を含む蒸発燃料流路におけるリークの有無が判定される(漏れ検出)。ポンプ71が駆動された状態で、切換弁73(開閉弁23)が閉状態となる第2位置に切り換えられると、キャニスタ側圧力P2は一旦上昇し、キャニスタ2内に負圧が導入されることにより、キャニスタ側圧力P2が再び低下する。このとき、キャニスタ側圧力P2が参照圧Pref1以下となれば、蒸発燃料流路におけるリーク無と判定することができる。図中に点線で示すように、キャニスタ側圧力P2が参照圧Pref1よりも高いままであれば、リーク有と判定することができる。
その後、パージ弁43を開状態とすることにより、キャニスタ2を含む蒸発燃料流路を吸気管611に連通させて、大気を導入すると、キャニスタ側圧力P2が大気圧まで上昇する。次いで、図16の第3区間T3において、第1区間T1と同様にして、オリフィス通路74を用いた参照圧Prefの検出が再び行われる。これにより、キャニスタ側圧力P2が、参照圧Pref2まで低下する。
次いで、この状態で、ポンプ71を停止することにより、キャニスタ側圧力P2が大気圧まで上昇する。さらに、図16の第4区間T4において、燃料タンク62及びキャニスタ2を含む蒸発燃料流路におけるリークの有無が検出される。この場合には、密閉弁3を開状態とし、切換弁73及びパージ弁43は閉状態として、ポンプ71を再び駆動させる。これにより、燃料タンク62及びキャニスタ2を含む蒸発燃料流路に負圧が導入され、キャニスタ側圧力P2が再び低下する。このとき、キャニスタ側圧力P2が参照圧Pref2以下となれば、蒸発燃料流路におけるリーク無と判定することができる。図中に点線で示すように、キャニスタ側圧力P2が参照圧Pref2よりも高いままであれば、リーク有と判定することができる。
その後、切換弁73を開状態とし密閉弁3を閉状態とすることにより、キャニスタ側圧力P2及びタンク側圧力P1が負圧状態で維持される。さらに、ポンプ71の駆動を停止すると、キャニスタ側圧力P2が大気圧まで上昇し、一連のリークチェック動作が終了する。
この一連のリークチェック動作の終了時においては、キャニスタ側圧力P2が大気圧となり、タンク側圧力P1が負圧となっている。そこで、図17に示すように、この状態における圧力差ΔPを利用して、引き続き、開弁開始学習部52による学習動作504を行うことができる。この場合には、タンク側圧力P1が上昇して、時点t1にて圧力変化量ΔP1が開弁閾値TH以上となることにより、開弁開始量K0を学習することが可能となる。
また、終了時に限らず、図16の第3区間T2において、キャニスタ2を含む蒸発燃料流路のリークチェック後には、キャニスタ側圧力P2が負圧となっており、密閉弁3が閉状態にあるタンク側圧力P1との圧力差ΔPが生じている。そこで、この状態における圧力差ΔPを利用して、開弁開始学習部52による学習動作504を行い、その後引き続き、リークチェック動作を行うこともできる。
本形態によれば、リークチェック動作によって形成される圧力差ΔPを利用して、さらに、学習機会を増加させることが可能となる。したがって、ベーパ動作501及びパージ動作503における密閉弁3を目標開度に制御して、キャニスタ2や吸気管611へ蒸発燃料F1がパージされる際に、燃料タンク62からの蒸発燃料F1のパージ流量をより適切に定量的に制御することができる。
なお、上述した実施形態では、リークチェックモジュール70に付設したポンプ71を用いて圧力差を形成する場合について説明したが、蒸発燃料処理装置1がリークチェックモジュール70を備えない場合においても、キャニスタ側圧力P2を可変可能なポンプ71をキャニスタ2に設けることにより、同様の作用効果が得られる。また、ポンプ71は、負圧ポンプ及び正圧ポンプの他、モータ回転方向を反転させることにより負圧側及び正圧側の両方に圧力を可変可能なポンプであってもよい。
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態を構成することが可能である。また、本発明は、様々な変形例、均等範囲内の変形例等を含む。さらに、本発明から想定される様々な構成要素の組み合わせ、形態等も本発明の技術思想に含まれる。
1 蒸発燃料処理装置
2 キャニスタ
3 密閉弁
41 ベーパ配管
42 パージ配管
43 パージ弁
44 タンク圧センサ
5 制御装置
61 内燃機関
62 燃料タンク

Claims (8)

  1. 内燃機関(61)及び燃料タンク(62)を有する車両(6)に設けられ、前記燃料タンク内の燃料が蒸発した蒸発燃料(F1)を処理する蒸発燃料処理装置(1)であって、
    前記蒸発燃料を吸着する吸着材(22)を有するキャニスタ(2)と、
    前記燃料タンクから前記キャニスタに繋がるベーパ配管(41)に設けられ、アクチュエータ(35)によって、前記ベーパ配管を開閉する開度を定量的に調整可能な密閉弁(3)と、
    前記燃料タンクに設けられ、前記燃料タンクにおける気相ガス(G)の圧力であるタンク側圧力(P1)を検出するタンク圧センサ(44)と、
    前記キャニスタから前記内燃機関の吸気管(611)に繋がるパージ配管(42)に設けられ、前記パージ配管を開閉するパージ弁(43)と、
    前記密閉弁によって前記ベーパ配管を閉じて前記燃料タンクを密閉する密閉動作、前記密閉弁によって前記ベーパ配管を開けて、前記燃料タンク内の前記気相ガスを前記キャニスタへパージするベーパ動作(501)、前記パージ弁によって前記パージ配管を開けて、前記キャニスタ内の燃料成分を前記吸気管へパージするキャニスタパージ動作(502)、前記密閉弁によって前記ベーパ配管を開けるとともに前記パージ弁によって前記パージ配管を開けて、前記キャニスタをバイパスして前記燃料タンク内の前記気相ガスを前記吸気管へパージするパージ動作(503)、及び、前記ベーパ配管を開けるときの前記密閉弁の開度を学習する学習動作(504)のそれぞれを実行可能な制御装置(5)と、
    前記キャニスタを大気に開放可能な圧抜き口(213)を開閉する開閉弁(23)と、
    前記キャニスタに設けられ、前記開閉弁を閉じた状態で動作して、前記ベーパ配管における前記密閉弁よりも前記キャニスタ側のキャニスタ側圧力(P2)を可変調整可能な圧力可変装置(7)と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記密閉弁の開度を決定するための開度指令量(K1)を前記アクチュエータに送信する開度指令部(51)と、
    前記学習動作において、前記ベーパ配管を開ける前の前記タンク側圧力と前記キャニスタ側圧力との圧力差(ΔP)を規定値(P0)以上とし、前記開度指令量がゼロから徐々に増加されるときに、前記タンク側圧力が変化したときの前記開度指令量に基づいて、開弁開始量(K0)を学習する開弁開始学習部(52)と、
    前記圧力可変装置によって前記キャニスタ側圧力を変化させるともに、前記開閉弁及び前記密閉弁の開閉を制御して、前記密閉弁を閉じた状態における前記圧力差が前記規定値以上となる状態を形成する圧力差形成部(53)と、を有しており、
    前記ベーパ動作又は前記パージ動作を行うために前記密閉弁を開けるときに、学習された前記開弁開始量に基づいて前記開度指令部による前記開度指令量を決定する、蒸発燃料処理装置。
  2. 前記制御装置は、前記開弁開始学習部による前記学習動作において、前記圧力差が前記規定値に満たないとき又は満たないと推定されるときに、前記圧力差形成部によって、前記圧力差が前記規定値以上となる状態を形成する、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。
  3. 前記圧力可変装置は、前記キャニスタ側圧力を負圧側又は正圧側に変化させるポンプ(71)を備えており、
    前記制御装置において、前記圧力差形成部は、前記密閉弁を閉じた状態で前記圧力可変装置を動作させて、前記キャニスタ側圧力を負圧側又は正圧側に変化させることにより、前記圧力差を形成する、請求項1又は2に記載の蒸発燃料処理装置。
  4. 前記圧力可変装置は、前記キャニスタ側圧力を負圧側又は正圧側に変化させるポンプ(71)を備えており、
    前記制御装置において、前記圧力差形成部は、前記密閉弁を開けた状態で前記圧力可変装置を動作させて、前記キャニスタ側圧力及び前記タンク側圧力を負圧側又は正圧側に変化させた後に、前記密閉弁を閉じて前記タンク側圧力を維持し、前記開閉弁を開けて前記キャニスタ側圧力を大気に開放することにより、前記圧力差を形成する、請求項1又は2に記載の蒸発燃料処理装置。
  5. 前記制御装置は、前記圧力差形成部によって、前記キャニスタ側圧力よりも前記タンク側圧力が高い状態として、前記開弁開始学習部によって前記学習動作を行い、前記タンク側圧力が低下を開始したときの前記開弁開始量を学習する、請求項3又は4に記載の蒸発燃料処理装置。
  6. 前記制御装置は、前記圧力差形成部によって、前記キャニスタ側圧力よりも前記タンク側圧力が低い状態として、前記開弁開始学習部によって前記学習動作を行い、前記タンク側圧力が上昇を開始したときの前記開弁開始量を学習する、請求項3又は4に記載の蒸発燃料処理装置。
  7. 前記圧力可変装置は、前記燃料タンクから前記ベーパ配管、前記キャニスタ及び前記パージ配管を介して前記吸気管に至る蒸発燃料流路における前記蒸発燃料のリーク有無を診断するリーク診断装置(70)に備えられたものであり、
    前記圧力差形成部は、前記リーク診断装置におけるリークチェック動作によって形成される前記蒸発燃料流路の圧力を用いて、前記圧力差を形成する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の蒸発燃料処理装置。
  8. 前記制御装置は、前記学習動作において、前記開弁開始学習部が、複数の異なる前記タンク側圧力に対応する複数の異なる前記開弁開始量を学習するときの、前記タンク側圧力と前記開弁開始量との関係を学習して、前記開弁開始量と前記タンク側圧力との関係マップ(M1)を作成する関係学習部(54)と、
    前記ベーパ動作又は前記パージ動作を行うために前記密閉弁を開けるときに前記タンク圧センサによって検出される前記気相ガスの圧力である動作時圧力(Pa)を前記関係マップに照合して、このときの前記開弁開始量である動作時開弁開始量を読み取り、前記開度指令部による前記開度指令量を前記動作時開弁開始量によって補正する開度補正部(55)と、を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の蒸発燃料処理装置。
JP2020014102A 2020-01-30 2020-01-30 蒸発燃料処理装置 Pending JP2021120555A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020014102A JP2021120555A (ja) 2020-01-30 2020-01-30 蒸発燃料処理装置
US17/160,673 US11193437B2 (en) 2020-01-30 2021-01-28 Evaporative fuel processing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020014102A JP2021120555A (ja) 2020-01-30 2020-01-30 蒸発燃料処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021120555A true JP2021120555A (ja) 2021-08-19

Family

ID=77061787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020014102A Pending JP2021120555A (ja) 2020-01-30 2020-01-30 蒸発燃料処理装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11193437B2 (ja)
JP (1) JP2021120555A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11441498B1 (en) * 2021-07-01 2022-09-13 Ford Global Technologies, Llc Method and system for reducing evaporative emissions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015102019A (ja) * 2013-11-25 2015-06-04 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
WO2016035654A1 (ja) * 2014-09-01 2016-03-10 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2017008803A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 三菱自動車工業株式会社 燃料蒸発ガス排出抑止装置
JP2017133412A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6087266B2 (ja) * 2013-12-06 2017-03-01 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
CN106662045B (zh) * 2014-09-01 2018-12-14 爱三工业株式会社 蒸发燃料处理装置
JP6753790B2 (ja) * 2017-01-25 2020-09-09 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置
JP6795430B2 (ja) * 2017-03-14 2020-12-02 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2021120556A (ja) * 2020-01-30 2021-08-19 株式会社デンソー 蒸発燃料処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015102019A (ja) * 2013-11-25 2015-06-04 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
WO2016035654A1 (ja) * 2014-09-01 2016-03-10 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2017008803A (ja) * 2015-06-22 2017-01-12 三菱自動車工業株式会社 燃料蒸発ガス排出抑止装置
JP2017133412A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11193437B2 (en) 2021-12-07
US20210239057A1 (en) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9638143B2 (en) Vaporized fuel processing apparatus
US9284923B2 (en) Fuel vapor recovery apparatus
US9726120B2 (en) Vaporized fuel processing apparatus
US9816450B2 (en) Fuel vapor processing apparatus
US9523316B2 (en) Vaporized fuel processing apparatus
KR102021715B1 (ko) 증발 연료 처리 장치 및 증발 연료 처리 장치에 있어서의 봉쇄 밸브의 밸브 개방 개시 위치 학습 방법
US20150292447A1 (en) Vaporized fuel processing apparatus
WO2017130769A1 (ja) 蒸発燃料処理装置および蒸発燃料処理装置における封鎖弁の開弁開始位置学習方法
US10267267B2 (en) Evaporated fuel processing device
USRE48638E1 (en) Evaporated fuel processing apparatus
JP2019183677A (ja) 蒸発燃料処理装置
EP3315755B1 (en) Evaporated fuel processing device
US11002200B2 (en) Evaporated fuel processing device
US20150144111A1 (en) Fuel vapor processing apparatus
JP2021120555A (ja) 蒸発燃料処理装置
US10851722B2 (en) Evaporated fuel processing apparatus
US10927795B2 (en) Fuel evaporative gas emission suppressing device
US20210239066A1 (en) Evaporative fuel processing device
US11047345B2 (en) Evaporated fuel processing device
WO2017130708A1 (ja) 蒸発燃料処理装置および蒸発燃料処理装置における封鎖弁の開弁開始位置学習方法
US10233851B2 (en) Evaporated fuel processing apparatus
JP2005155322A (ja) 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP2021032204A (ja) 蒸発燃料処理装置
JP6237994B2 (ja) 車両の燃料装置
JP2018193888A (ja) 蒸発燃料処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20210401

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230426

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20231017