JP7209613B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をエンジンに導入して処理する蒸発燃料処理装置に関する。

特許文献１には、パージガスに含まれる蒸発燃料の濃度（すなわち、パージ濃度）を確定させた後に、パージ濃度に基づいてパージポンプ若しくはパージバルブを制御してパージ流量を調整し、Ａ／Ｆ（すなわち、空燃比）を調整することが開示されている。

また、特許文献２には、パージ制御の開始後、パージ流量（すなわち、パージガスの流量）が確定するまでパージ流量を漸増させることが開示されている。

米国特許第９７７１８８４号明細書 特開平５－２８８１０７号公報

パージ濃度が確定するまでの間にパージポンプの回転数若しくはパージバルブの開度が予期しない変化をすると、パージガスの圧力変動が生じるため、パージガスの圧力に基づいて検出されるパージ濃度が確定するまでの時間が余分にかかってしまう。そして、このとき、パージ濃度が確定しない状況下でパージ制御を行うときには、いきなり高いパージ濃度のパージガスがエンジンに導入されないようにするため、パージ流量を絞ってパージ制御を行うことになる。そのため、パージ濃度を早く確定できないと、パージ流量を絞ってパージ制御を行う時間が長くなり、エンジンへのパージガスの導入量が少なくなってしまうおそれがある。

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、パージ濃度を早く確定できる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタから吸気通路を介してエンジンへ前記蒸発燃料を含むパージガスを流すパージ通路と、前記パージガスを前記吸気通路へ送るパージポンプと、前記パージ通路を開閉するパージバルブと、前記パージポンプを駆動させながら、前記パージバルブをデューティ制御により駆動させることにより、前記キャニスタから前記パージ通路と前記吸気通路を介して前記エンジンに前記パージガスを導入するパージ制御を実行する制御部と、を有する蒸発燃料処理装置において、前記パージポンプの吐出圧または前後差圧を検出する圧力検出部を有し、前記制御部は、前記パージ制御の開始後に、前記パージガスの流量であるパージ流量を所定量ずつ漸増させながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度であるパージ濃度を検出し、前記圧力検出部の検出値に基づいて検出した前記パージ濃度の変動幅が第１所定値以下となる検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態または前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第１のパージ濃度確定制御を行うこと、を特徴とする。

この態様によれば、パージ濃度を確定する制御を行っているときに、圧力検出部の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅を早く収束させることができる。そのため、パージ濃度を早く確定することができる。

上記課題を解決するためになされた本開示の他の形態は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタから吸気通路を介してエンジンへ前記蒸発燃料を含むパージガスを流すパージ通路と、前記パージガスを前記吸気通路へ送るパージポンプと、前記パージ通路を開閉するパージバルブと、前記パージポンプを駆動させながら、前記パージバルブをデューティ制御により駆動させることにより、前記キャニスタから前記パージ通路と前記吸気通路を介して前記エンジンに前記パージガスを導入するパージ制御を実行する制御部と、を有する蒸発燃料処理装置において、前記パージポンプの吐出圧または前後差圧を検出する圧力検出部を有し、前記制御部は、前記パージ制御の開始後に、前記パージガスの流量であるパージ流量を所定流量に維持しながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度であるパージ濃度を検出し、前記圧力検出部の検出値に基づいて検出した前記パージ濃度の変動幅が第１所定値以下となる検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態および前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第２のパージ濃度確定制御を行うこと、を特徴とする。

この態様によれば、パージ濃度を確定する制御を行っているときに、圧力検出部の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅を早く収束させることができる。そのため、パージ濃度を早く確定することができる。

また、パージ流量を増やすことができるので、パージ濃度を確定する制御を行っているときのパージ流量の総量を、さらに多くすることができる。

上記の態様においては、前記制御部は、前記検出濃度確定時以後であって、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージ濃度の変動幅が第２所定値以下となる推定濃度確定時以後は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージ濃度に基づいて前記パージ流量および／または前記エンジンに燃料を噴射するインジェクタの噴射量を制御すること、が好ましい。

この態様によれば、パージ流量を増加させることができる。

上記の態様においては、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて前記パージ濃度を推定する制御は、前記エンジンの暖機が完了した後に行われること、が好ましい。

この態様によれば、エンジンの暖機が完了して、インジェクタが暖まってその噴射量が安定してから、エンジンのＡ／Ｆに基づいてパージ濃度を推定する制御を行うことができるので、パージ濃度を推定する精度が向上する。

上記の態様においては、前記制御部は、前記推定濃度確定時以後に、前記エンジンのＡ／Ｆの変化率が所定変化率以上となった場合に、前記パージ流量を所定量ずつ漸増させながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージ濃度を検出し、前記検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態または前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第１のパージ濃度確定制御、または、前記パージ流量を所定流量に維持しながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージ濃度を検出し、前記検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態および前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第２のパージ濃度確定制御を行い、前記圧力検出部の検出値に基づいて検出した前記パージ濃度に基づいて前記パージ流量および／または前記インジェクタの噴射量を制御すること、が好ましい。

この態様によれば、パージ濃度が急変した場合でも、Ａ／Ｆ荒れの発生を抑制できる。

上記の態様においては、前記制御部は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて前記パージ濃度を推定する制御を開始した後、前記キャニスタにおける前記蒸発燃料の吸着量に応じて、前記パージ流量を前記エンジンにて許容できる範囲で可変させること、が好ましい。

この態様によれば、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着量に関わらず、安定してエンジンへパージガスを導入して処理することができる。

上記課題を解決するためになされた本開示の他の形態は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタから吸気通路を介してエンジンへ前記蒸発燃料を含むパージガスを流すパージ通路と、前記パージガスを前記吸気通路へ送るパージポンプと、前記パージ通路を開閉するパージバルブと、前記パージポンプを駆動させながら、前記パージバルブをデューティ制御により駆動させることにより、前記キャニスタから前記パージ通路と前記吸気通路を介して前記エンジンに前記パージガスを導入するパージ制御を実行する制御部と、を有する蒸発燃料処理装置において、前記制御部は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度であるパージ濃度の変動幅が所定値以下となる推定濃度確定時以後は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージ濃度に基づいて前記パージガスの流量であるパージ流量および／または前記エンジンに燃料を噴射するインジェクタの噴射量を制御すること、を特徴とする。

この態様によれば、パージ流量を増加させることができる。

本開示の蒸発燃料処理装置によれば、パージ濃度を早く確定できる。

本実施形態の蒸発燃料処理装置を有する内燃機関システムの全体構成図である。 パージ濃度の確定方法の第１実施例において行われる制御の内容を説明した制御フローチャートを示す図である。 パージ濃度の確定方法の第１実施例におけるパージ流量とパージバルブの開閉動作の時間変化を説明したタイムチャートを示す図である。 パージ濃度の確定方法の第２実施例において行われる制御の内容を説明した制御フローチャートを示す図である。 パージ濃度の確定方法の第２実施例におけるパージ流量とパージバルブの開閉動作の時間変化を説明したタイムチャートを示す図である。 パージ濃度の確定後に行われる制御の内容を説明した制御フローチャートを示す図である。 図６の変形例を示す図である。 エンジンのＡ／Ｆの検出値に基づいて推定されるパージ濃度に基づいてパージ流量を制御しているときに、Ａ／Ｆの変化率が大きくなった場合において行われる制御の内容を説明した制御フローチャートを示す図である。 図８に示す制御フローチャートが行われたときのパージ流量等の各種項目の時間変化を説明したタイムチャートを示す図である。 エンジンの初回運転時と２回目運転時におけるパージ流量等の各種項目の時間変化を説明したタイムチャートの第１例を示す図である。 エンジンの初回運転時と２回目運転時におけるパージ流量等の各種項目の時間変化を説明したタイムチャートの第２例を示す図である。 エンジンの初回運転時と２回目運転時におけるパージ流量等の各種項目の時間変化を説明したタイムチャートの第３例を示す図である。

本開示に係る実施形態である蒸発燃料処理装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜内燃機関システムの概要について＞
まず、本実施形態の蒸発燃料処理装置１について説明する前に、蒸発燃料処理装置１を有する内燃機関システム１００の概要について説明する。内燃機関システム１００は、自動車等の車両に用いられる。

図１に示すように、内燃機関システム１００において、エンジンＥＮ（内燃機関）には、エンジンＥＮに空気（吸気、吸入空気）を供給するための吸気通路ＩＰが接続されている。この吸気通路ＩＰには、吸気通路ＩＰを開閉してエンジンＥＮに流入する空気量（吸入空気量）を制御するスロットルＴＨ（スロットルバルブ）が設けられている。また、吸気通路ＩＰにおけるスロットルＴＨの上流側（吸入空気の流れ方向の上流側）には、吸気通路ＩＰに流入する空気から異物を除去するエアクリーナＡＣが設けられている。これにより、吸気通路ＩＰでは、空気がエアクリーナＡＣを通過してエンジンＥＮに向けて吸入される。

エンジンＥＮには、エンジンＥＮから排出される排気が流れる排気通路ＥＰが接続されている。そして、排気通路ＥＰに、エンジンＥＮのＡ／Ｆ（すなわち、空燃比）、詳しくは、エンジンＥＮから排出される排気のＡ／Ｆを検出するＡ／ＦセンサＳＥが設けられている。

そして、内燃機関システム１００は、蒸発燃料処理装置１を有する。この蒸発燃料処理装置１は、エンジンＥＮへ供給する燃料を貯留する燃料タンクＦＴ内で発生する蒸発燃料を含むパージガスを、吸気通路ＩＰを介してエンジンＥＮに導入して処理する装置である。

また、内燃機関システム１００は、制御部１０を有する。制御部１０は、車両に搭載されたＥＣＵ（不図示）の一部である。なお、制御部１０は、ＥＣＵと別に配置されていてもよい。制御部１０は、ＣＰＵとＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。制御部１０は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、内燃機関システム１００を制御する。また、制御部１０は、Ａ／ＦセンサＳＥや後述する圧力センサ１７などの各センサから、その検出結果を取得する。なお、制御部１０は、蒸発燃料処理装置１の制御部でもあり、蒸発燃料処理装置１を制御する。

＜蒸発燃料処理装置の概要について＞
次に、蒸発燃料処理装置１の概要について説明する。

本実施形態の蒸発燃料処理装置１は、燃料タンクＦＴの内部の蒸発燃料を、吸気通路ＩＰを介してエンジンＥＮに導入する装置である。この蒸発燃料処理装置１は、図１に示すように、制御部１０と、キャニスタ１１と、パージ通路１２と、パージポンプ１３と、パージバルブ１４と、大気通路１５と、ベーパ通路１６と、圧力センサ１７等を有する。

キャニスタ１１は、ベーパ通路１６を介して燃料タンクＦＴに接続されており、燃料タンクＦＴの内部からベーパ通路１６を介して流入する蒸発燃料を一時的に貯留するものである。また、キャニスタ１１は、パージ通路１２と大気通路１５とに連通している。

パージ通路１２は、吸気通路ＩＰとキャニスタ１１とに接続している。これにより、キャニスタ１１から流出するパージガス（すなわち、蒸発燃料を含む気体）は、パージ通路１２を流れて、吸気通路ＩＰに導入される。すなわち、パージ通路１２は、キャニスタ１１からエンジンＥＮへ導入するパージガスを流すための通路である。

パージポンプ１３は、パージ通路１２に設けられており、パージ通路１２を流れるパージガスの流れを制御する。すなわち、パージポンプ１３は、キャニスタ１１内のパージガスをパージ通路１２に送出し、パージ通路１２に送出されたパージガスを吸気通路ＩＰへ送る。

パージバルブ１４は、パージ通路１２におけるパージポンプ１３よりもパージガスの流れ方向の下流側（すなわち、吸気通路ＩＰ側）の位置に設けられている。パージバルブ１４は、パージ通路１２を開閉する。パージバルブ１４の閉弁状態時には、パージ通路１２のパージガスは、パージバルブ１４によって閉鎖され、吸気通路ＩＰには流れていかない。一方、パージバルブ１４の開弁状態時には、パージガスは吸気通路ＩＰに流れていく。

パージバルブ１４は、その開弁状態と閉弁状態とを、エンジンＥＮの運転状況によって決定されるデューティ比に従って連続的に切り替えるデューティ制御により駆動する。パージバルブ１４が開弁状態であるときは、パージ通路１２が開通して、キャニスタ１１と吸気通路ＩＰとが連通される。パージバルブ１４が閉弁状態であるときは、パージ通路１２が閉塞して、キャニスタ１１と吸気通路ＩＰとがパージ通路１２上で遮断される。デューティ比は、開弁状態と閉弁状態と連続的に切り替えられている間に、互いに連続する１組の開弁状態と閉弁状態との組合せの期間（すなわち、１つの周期）のうち、開弁状態の期間の割合を表す。パージバルブ１４は、デューティ比が調整（即ち開弁状態の長さ）されることにより、パージガスの流量を調整する。

大気通路１５は、その一端が大気に開放され、その他端がキャニスタ１１に接続されており、キャニスタ１１を大気に連通させている。そして、大気通路１５には、大気から取り込まれた空気が流れる。すなわち、大気通路１５は、キャニスタ１１に大気を取り込むための通路である。

ベーパ通路１６は、燃料タンクＦＴとキャニスタ１１に接続されている。これにより、燃料タンクＦＴの蒸発燃料が、ベーパ通路１６を介してキャニスタ１１に流入する。

圧力センサ１７は、パージ通路１２におけるパージポンプ１３の下流側の位置（詳しくは、パージポンプ１３とパージバルブ１４との間の位置）に設けられている。圧力センサ１７は、パージポンプ１３の吐出圧、または、パージポンプ１３の前後差圧を検出する。なお、圧力センサ１７は、本開示の「圧力検出部」の一例である。

このような構成の蒸発燃料処理装置１において、エンジンＥＮの運転中にパージ実行条件が成立すると、制御部１０は、パージポンプ１３を駆動させながら、パージバルブ１４をデューティ制御により駆動させることにより、パージガスをキャニスタ１１からパージ通路１２と吸気通路ＩＰを介してエンジンＥＮに導入するパージ制御を行う。

そして、パージ制御が実行されている間、エンジンＥＮには、吸気通路ＩＰに吸入される空気と、燃料タンクＦＴからインジェクタＩＮを介して噴射される燃料と、パージ制御により吸気通路ＩＰに導入されるパージガスと、が供給される。そして、制御部１０は、インジェクタＩＮの噴射時間やパージバルブ１４の開弁時間やパージポンプ１３の回転数などを調整することによって、エンジンＥＮのＡ／Ｆを最適な空燃比（例えば理想空燃比）に調整する。

＜パージ濃度の確定方法について＞
本実施形態では、エンジンＥＮの運転における一定条件の成立時（例えば、エンジンＥＮの始動直後、給油直後など）において、パージ制御の開始後、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度（すなわち、パージガスに含まれる蒸発燃料の濃度）を検出する。しかしながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出し始めた直後は検出されるパージ濃度が変動するため、パージ濃度が確定するまでにはある程度の時間を要する。このとき、パージ濃度が確定しない状況下でパージ制御を行うときには、いきなり高いパージ濃度のパージガスがエンジンＥＮに導入されないように、パージ流量を絞ってパージ制御を行うことになる。そのため、パージ濃度を早く確定できないと、パージ流量を絞ってパージ制御を行う時間が長くなり、エンジンＥＮへのパージガスの導入量が少なくなってしまうおそれがある。したがって、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出するに当たって、パージ濃度を早く確定できるようにすることが望まれる。そこで、パージ濃度を早く確定するために、本実施形態では、以下に説明するパージ濃度の確定方法が行われる。

（第１実施例）
まず、本実施形態のパージ濃度の確定方法の第１実施例について説明する。本実施例では、制御部１０は、図２に示す制御フローチャートに基づく制御を行う。図２に示すように、制御部１０は、エンジンＥＮを起動し（ステップＳ１）、パージポンプ１３を所定の回転数で駆動させる（ステップＳ２）。

次に、制御部１０は、パージポンプ１３の回転数がセンシング可能な回転数に到達し（ステップＳ３：ＹＥＳ）、パージ実行条件（すなわち、パージ制御を行うための条件）が成立したら（ステップＳ４：ＹＥＳ）、パージ流量を所定量ずつ漸増させるようにしてパージ制御を行う（ステップＳ５）。なお、制御部１０は、ステップＳ５において、パージポンプ１３の回転数を一定にしながら、図３に示すように、パージバルブ１４をデューティ制御で駆動させる際のデューティ比（以下、単に「パージバルブ１４のデューティ比」という。）を漸増させる。このとき、例えば、パージバルブ１４のデューティ比は、５％、１０％、１５％、・・・のように増加される。

なお、前記の「センシング可能な回転数」とは、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出することが可能な回転数である。

このようにして、制御部１０は、パージ流量を所定量ずつ漸増させるようにしてパージ制御を行いながら（ステップＳ５）、圧力センサ１７で濃度をセンシングする（ステップＳ６）、すなわち、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する。

そして、制御部１０は、濃度（すなわち、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度）の変動幅が所定値Ａ１以下になる（ステップＳ７：ＹＥＳ）まで、圧力センサ１７でパージ濃度を検出する（ステップＳ６）。なお、所定値Ａ１は、本開示の「第１所定値」の一例であり、例えば、１０％である。

このようにして、本実施例では、図３に示すように、制御部１０は、時間Ｔ０におけるパージ制御の開始後に、パージ流量を所定量ずつ漸増させながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第１のパージ濃度確定制御を行う。

そして、制御部１０は、第１のパージ濃度確定制御として、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時（図３の時間Ｔ１）まで、パージポンプ１３の運転状態の変更を禁止する制御を行いながら、パージバルブ１４のデューティ比を漸増させる制御を行う。なお、「パージポンプ１３の運転状態の変更を禁止する制御」とは、パージポンプ１３の回転数を一定にする制御である。

なお、変形例として、制御部１０は、第１のパージ濃度確定制御として、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時（図３の時間Ｔ１）まで、パージバルブ１４の開弁状態の変更を禁止する制御を行いながら、パージポンプ１３の回転数を所定回転数ずつ漸増させる制御を行ってもよい。なお、「パージバルブ１４の開弁状態の変更を禁止する制御」とは、パージバルブ１４のデューティ比を一定にする制御である。

このようにして、本実施例では、制御部１０は、第１のパージ濃度確定制御として、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時（図３の時間Ｔ１）まで、パージポンプ１３の運転状態またはパージバルブ１４の開弁状態の変更を禁止する制御を行う。

これにより、パージ濃度を確定する制御を行っているときに、パージ通路１２におけるパージガスの圧力変動を少なくすることができる。そのため、パージガスの圧力変動による圧力センサ１７の検出値への影響が少なくなるので、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅を早く収束させることができる。したがって、パージ濃度を早く確定することができる。

（第２実施例）
次に、本実施形態のパージ濃度の確定方法の第２実施例について説明する。本実施例では、制御部１０は、図４に示す制御フローチャートに基づく制御を行う。図４に示すように、第１実施例と異なる点として、制御部１０は、パージ実行条件が成立したら（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、パージ流量を所定流量で制御する（すなわち、パージ流量を所定流量に維持してパージ制御を行う）（ステップＳ１５）。なお、制御部１０は、ステップＳ１５において、パージポンプ１３の回転数とパージバルブ１４のデューティ比を一定にする。このとき、例えば、パージバルブ１４のデューティ比は、２０％である。

このようにして、制御部１０は、パージ流量を所定流量で制御しながら（ステップＳ１５）、圧力センサ１７で濃度をセンシングする（ステップＳ１６）。

このようにして、本実施例では、図５に示すように、制御部１０は、時間Ｔ１０におけるパージ制御の開始後に、パージ流量を所定流量に維持しながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第２のパージ濃度確定制御を行う。

そして、本実施例では、制御部１０は、第２のパージ濃度確定制御として、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時（図５の時間Ｔ１１）まで、パージポンプ１３の運転状態およびパージバルブ１４の開弁状態の変更を禁止する制御を行う。

これにより、パージ濃度を確定する制御を行っているときに、パージ通路１２におけるパージガスの圧力変動を少なくすることができる。そのため、パージガスの圧力変動による圧力センサ１７の検出値への影響が少なくなるので、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅を早く収束させることができる。したがって、パージ濃度を早く確定することができる。

さらに、パージ制御の開始後に、すぐにパージ流量を所定流量に設定するので、パージ流量を出来る限り増やすことができる。そのため、パージ濃度を確定する制御を行っているときのパージ流量の総量を、第１実施例のときよりも多くすることができる。

＜パージ濃度の確定後に行われる制御について＞
次に、前記のようにパージ濃度が確定した後、すなわち、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時の後に行われる制御について説明する。

本実施形態では、制御部１０は、パージ濃度が確定した後に、図６に示す制御フローチャートに基づく制御を行う。図６に示すように、制御部１０は、まず、圧力センサ１７での濃度のセンシングを終了する（ステップＳ２１）、すなわち、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する制御を終了する。

次に、制御部１０は、Ａ／ＦセンサＳＥで濃度を推定する（ステップＳ２２）、すなわち、Ａ／ＦセンサＳＥで検出されるエンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいてパージ濃度を推定する。次に、制御部１０は、推定濃度（すなわち、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいて推定したパージ濃度）の変動幅が所定値Ａ２以下になったら（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、推定濃度に基づきパージ流量を制御する（ステップＳ２４）。すなわち、制御部１０は、ステップＳ２４において、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいて推定したパージ濃度に基づいてパージ流量を制御する。なお、所定値Ａ２は、本開示の「第２所定値」や「所定値」の一例であり、例えば、１０％である。

なお、制御部１０は、ステップＳ２４において、推定濃度に基づきインジェクタＩＮの噴射量を制御してもよい。また、濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となるタイミング（ステップＳ７，Ｓ１７：ＹＥＳ）と、推定濃度の変動幅が所定値Ａ２以下となるタイミング（ステップＳ２３：ＹＥＳ）は、同時にもなり得る。

このようにして、制御部１０は、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時以後、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいてパージ濃度を推定する制御を行う。そして、制御部１０は、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいて推定したパージ濃度が所定値Ａ２以下となる推定濃度確定時以後は、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいて推定したパージ濃度に基づいてパージ流量および／またはインジェクタＩＮの噴射量を制御する。

なお、変形例として、図７に示すように、制御部１０は、エンジン暖機が完了したら（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、Ａ／ＦセンサＳＥで濃度を推定してもよい（ステップＳ３３）。

このようにして、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいてパージ濃度を推定する制御は、エンジンＥＮの暖機が完了した後に行われるとしてもよい。

また、制御部１０は、図３にて破線で囲んだ部分として示すように、Ａ／ＦセンサＳＥでの濃度計測に移行した後、すなわち、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいてパージ濃度を推定する制御を開始した時（図３の時間Ｔ１）の後、キャニスタ１１における蒸発燃料の吸着量に応じて、パージ流量をエンジンＥＮにて許容できる範囲で可変させてもよい。

また、制御部１０は、図６のステップＳ２４において推定濃度に基づきパージ流量を制御しているときに、エンジンＥＮのＡ／Ｆの変化率が大きくなった場合に、図８に示す制御フローチャートに基づく制御を行う。なお、エンジンＥＮのＡ／Ｆの変化率が大きくなった場合とは、パージ濃度が急変する場合（例えば、エンジンＥＮを稼働したままの状態で給油することにより、燃料タンクＦＴ内で急激に発生した蒸発燃料がキャニスタ１１に流れて、パージ濃度が急変する場合、あるいは燃温が燃料の沸点に達し、急激に蒸発燃料が発生する場合など）を想定している。

図８に示すように、制御部１０は、Ａ／Ｆ変化率が所定値Ｂ以上になった場合に（ステップＳ４１）、すなわち、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値が大きく変化した場合に、Ａ／ＦセンサＳＥでの濃度推定（すなわち、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいてパージ濃度を推定する制御）を終了する（ステップＳ４２）。なお、所定値Ｂは、本開示の「所定変化率」の一例であり、例えば３０％である。

次に、制御部１０は、パージ流量を所定流量で制御する（ステップＳ４３）、あるいは、パージ流量を所定量ずつ漸増させるように制御する。次に、制御部１０は、圧力センサ１７で濃度をセンシングし（ステップＳ４４）、濃度の変動幅が所定値Ａ１以下になれば（ステップＳ４５）、圧力センサ１７による濃度のセンシングを終了する。

このようにして、制御部１０は、エンジンＥＮのＡ／Ｆに基づいて推定されるパージ濃度に基づいてパージ流量を制御しているとき（すなわち、推定濃度確定時以後）に、エンジンＥＮのＡ／Ｆの変化率が所定値Ｂ（本開示の「所定変化率」の一例）以上となった場合に、第１のパージ濃度確定制御または第２のパージ濃度確定制御を行う。そして、制御部１０は、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度に基づいてパージ流量および／またはインジェクタＩＮの噴射量を制御する。

このようにして、図９に示すように、時間Ｔ２３においてＡ／Ｆ変化率が所定値（例えば、所定値Ｂ）以上になった場合に、時間Ｔ２４から時間Ｔ２５までパージ流量が所定流量に制御された後、時間Ｔ２５において圧力センサ１７による濃度のセンシングが終了する。

＜エンジンの初回運転時と２回目運転時の制御方法について＞
また、エンジンＥＮが長時間停止した後におけるエンジンＥＮの初回運転時と、当該初回運転時から少し時間が経過したエンジンＥＮの２回目運転時において、制御部１０は、図１０～図１２に示すタイムチャートのように制御することが考えられる。なお、ここでいう「エンジンＥＮの２回目運転時」とは、エンジンＥＮの２回目以降の運転時も含む意味とする。

まず、第１例として、図１０に示すように、エンジンＥＮの初回運転時の時間Ｔ３１から時間Ｔ３２と、エンジンＥＮの２回目運転時の時間Ｔ３４から時間Ｔ３５において、パージ流量を所定量ずつ漸増させながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第１のパージ濃度確定制御（図１０にて「α」で示す制御）を行う。

なお、エンジンＥＮの初回運転時と２回目運転時において、第１のパージ濃度確定制御を行う際にパージ流量を漸増させる量（所定量）が異なるようにしてもよい。このとき、エンジンＥＮの２回目運転時において第１のパージ濃度確定制御を行う際にパージ流量を漸増させる量（所定量）は、エンジンＥＮの初回運転時におけるパージ濃度（例えば、図１０の時間Ｔ３３における濃度（パージ濃度））に応じて設定してもよい。

このような第１例は、例えば、エンジンＥＮが長時間停止した後においてキャニスタ１１内に燃料が多量に吸着している場合に実施される。これにより、パージ制御の開始後に、いきなり大流量のパージガスがエンジンＥＮに導入されることを抑制して、Ａ／Ｆ荒れの発生を抑制できる。なお、Ａ／Ｆ荒れとは、エンジンＥＮのＡ／Ｆにおける過度な変動である。

また、第２例として、図１１に示すように、エンジンＥＮの初回運転時の時間Ｔ４１から時間Ｔ４２と、エンジンＥＮの２回目運転時の時間Ｔ４４から時間Ｔ４５において、パージ流量を所定流量に維持しながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第２のパージ濃度確定制御（図１１にて「β」で示す制御）を行う。

なお、エンジンＥＮの初回運転時と２回目運転時において、第２のパージ濃度確定制御を行う際に設定するパージ流量（所定流量）が異なるようにしてもよい。このとき、エンジンＥＮの２回目運転時において第２のパージ濃度確定制御を行う際に設定するパージ流量（所定流量）は、エンジンＥＮの初回運転時におけるパージ濃度（例えば、図１１の時間Ｔ４３における濃度（パージ濃度））に応じて設定してもよい。

このような第２例は、例えば、キャニスタ１１内に燃料が多量に吸着していない場合に実施される。そして、この第２例によれば、パージ制御の開始時からパージ流量を多くすることができる。

また、第３例として、図１２に示すように、エンジンＥＮの初回運転時の時間Ｔ５１から時間Ｔ５２において、パージ流量を所定量ずつ漸増させながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第１のパージ濃度確定制御（図１２にて「α」で示す制御）を行う。その一方で、エンジンＥＮの２回目運転時の時間Ｔ５４から時間Ｔ５５において、パージ流量を所定流量に維持しながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第２のパージ濃度確定制御（図１２にて「β」で示す制御）を行う。

なお、エンジンＥＮの２回目運転時において第２のパージ濃度確定制御を行う際に設定するパージ流量（所定流量）は、エンジンＥＮの初回運転時におけるパージ濃度（例えば、図１２の時間Ｔ５３における濃度（パージ濃度））に応じて設定してもよい。

このような第３例は、例えば、エンジンＥＮが長時間停止した後においてキャニスタ１１内に燃料が多量に吸着している場合に実施される。これにより、パージ制御の開始後に、いきなり大流量のパージガスがエンジンＥＮに導入されることを抑制して、Ａ／Ｆ荒れの発生を抑制できる。そのうえで、エンジンＥＮの２回目以降の運転時においては、パージ制御の開始時からパージ流量を多くすることができる。

＜本実施形態の効果＞
以上のように本実施形態の蒸発燃料処理装置１において、制御部１０は、パージ制御の開始後に、パージ流量を所定量ずつ漸増させながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第１のパージ濃度確定制御を行う。そして、制御部１０は、第１のパージ濃度確定制御として、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時まで、パージポンプ１３の運転状態またはパージバルブ１４の開弁状態の変更を禁止する制御を行う。

これにより、パージ濃度を確定する制御を行っているときに、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅を早く収束させることができる。そのため、パージ濃度を早く確定することができる。

また、制御部１０は、パージ制御の開始後に、パージ流量を所定流量に維持しながら、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出する第２のパージ濃度確定制御を行ってもよい。そして、制御部１０は、第２のパージ濃度確定制御として、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時まで、パージポンプ１３の運転状態およびパージバルブ１４の開弁状態の変更を禁止する制御を行う。

これにより、パージ濃度を確定する制御を行っているときに、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅を早く収束させることができる。そのため、パージ濃度を早く確定することができる。

さらに、パージ流量を増やすことができるので、パージ濃度を確定する制御を行っているときのパージ流量の総量を、第１実施例のときよりも多くすることができる。

また、制御部１０は、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ１以下となる検出濃度確定時以後、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値（すなわち、エンジンＥＮのＡ／Ｆ）に基づいてパージ濃度を推定する制御を行う。そして、制御部１０は、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいて推定したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ２以下となる推定濃度確定時以後は、Ａ／Ｆの検出値に基づいて推定したパージ濃度に基づいてパージ流量および／またはインジェクタＩＮの噴射量を制御する。なお、検出濃度確定時と推定濃度確定時は、同時にもなり得る。

ここで、圧力センサ１７の検出値に基づいてパージ濃度を検出するときには、パージバルブ１４が閉弁状態であるとき（図３や図５に示す閉弁時間Ｔｃのとき）の圧力センサ１７の検出値を用いるので、パージバルブ１４のデューティ比を１００％にできない。そのため、パージ流量が制限されてしまう。そこで、本実施形態では、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいて推定したパージ濃度が確定した時（推定濃度確定時）以後に、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいて推定したパージ濃度に基づいてパージ流量および／またはインジェクタＩＮの噴射量を制御する。そのため、パージバルブ１４のデューティ比を１００％にすることも可能になるので、パージ流量が制限され難くなり、パージ流量を増加させることができる。

また、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいてパージ濃度を推定する制御は、エンジンＥＮの暖機が完了した後に行われるとしてもよい。

これにより、エンジンＥＮの暖機が完了して、インジェクタＩＮが暖まってその噴射量が安定してから、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいてパージ濃度を推定する制御を行うことができるので、パージ濃度を推定する精度が向上する。

また、制御部１０は、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいて推定したパージ濃度の変動幅が所定値Ａ２以下となる推定濃度確定時以後に、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値の変化率が所定値Ｂ以上となった場合に、第１のパージ濃度確定制御または第２のパージ濃度確定制御を行う。そして、制御部１０は、圧力センサ１７の検出値に基づいて検出したパージ濃度に基づいてパージ流量および／またはインジェクタＩＮの噴射量を制御する。

これにより、パージ濃度が急変した場合でも、Ａ／Ｆ荒れの発生を抑制できる。

また、制御部１０は、Ａ／ＦセンサＳＥの検出値に基づいてパージ濃度を推定する制御を開始した後、キャニスタ１１における蒸発燃料の吸着量に応じて、パージ流量をエンジンＥＮにて許容できる範囲で可変させてもよい。

これにより、キャニスタ１１における蒸発燃料の吸着量に関わらず、安定してエンジンＥＮへパージガスを導入して処理することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

１ 蒸発燃料処理装置
１０ 制御部
１１ キャニスタ
１２ パージ通路
１３ パージポンプ
１４ パージバルブ
１７ 圧力センサ
１００ 内燃機関システム
ＥＮ エンジン
ＩＰ 吸気通路
ＳＥ Ａ／Ｆセンサ
ＦＴ 燃料タンク
ＩＮ インジェクタ
Ａ１，Ａ２ 所定値
Ｂ 所定値
Ｔｃ 閉弁時間

Claims (7)

1. 蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
   前記キャニスタから吸気通路を介してエンジンへ前記蒸発燃料を含むパージガスを流すパージ通路と、
   前記パージガスを前記吸気通路へ送るパージポンプと、
   前記パージ通路を開閉するパージバルブと、
   前記パージポンプを駆動させながら、前記パージバルブをデューティ制御により駆動させることにより、前記キャニスタから前記パージ通路と前記吸気通路を介して前記エンジンに前記パージガスを導入するパージ制御を実行する制御部と、
   を有する蒸発燃料処理装置において、
   前記パージポンプの吐出圧または前後差圧を検出する圧力検出部を有し、
   前記制御部は、前記パージ制御の開始後に、前記パージガスの流量であるパージ流量を所定量ずつ漸増させながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度であるパージ濃度を検出し、前記圧力検出部の検出値に基づいて検出した前記パージ濃度の変動幅が第１所定値以下となる検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態または前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第１のパージ濃度確定制御を行うこと、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
   前記キャニスタから吸気通路を介してエンジンへ前記蒸発燃料を含むパージガスを流すパージ通路と、
   前記パージガスを前記吸気通路へ送るパージポンプと、
   前記パージ通路を開閉するパージバルブと、
   前記パージポンプを駆動させながら、前記パージバルブをデューティ制御により駆動させることにより、前記キャニスタから前記パージ通路と前記吸気通路を介して前記エンジンに前記パージガスを導入するパージ制御を実行する制御部と、
   を有する蒸発燃料処理装置において、
   前記パージポンプの吐出圧または前後差圧を検出する圧力検出部を有し、
   前記制御部は、前記パージ制御の開始後に、前記パージガスの流量であるパージ流量を所定流量に維持しながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度であるパージ濃度を検出し、前記圧力検出部の検出値に基づいて検出した前記パージ濃度の変動幅が第１所定値以下となる検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態および前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第２のパージ濃度確定制御を行うこと、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１または２の蒸発燃料処理装置において、
   前記制御部は、前記検出濃度確定時以後であって、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージ濃度の変動幅が第２所定値以下となる推定濃度確定時以後は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージ濃度に基づいて前記パージ流量および／または前記エンジンに燃料を噴射するインジェクタの噴射量を制御すること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
4. 請求項３の蒸発燃料処理装置において、
   前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて前記パージ濃度を推定する制御は、前記エンジンの暖機が完了した後に行われること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
5. 請求項３または４の蒸発燃料処理装置において、
   前記制御部は、前記推定濃度確定時以後に、前記エンジンのＡ／Ｆの変化率が所定変化率以上となった場合に、前記パージ流量を所定量ずつ漸増させながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージ濃度を検出し、前記検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態または前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第１のパージ濃度確定制御、または、前記パージ流量を所定流量に維持しながら、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記パージ濃度を検出し、前記検出濃度確定時まで、前記パージポンプの運転状態および前記パージバルブの開弁状態の変更を禁止する第２のパージ濃度確定制御を行い、前記圧力検出部の検出値に基づいて検出した前記パージ濃度に基づいて前記パージ流量および／または前記インジェクタの噴射量を制御すること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
   前記制御部は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて前記パージ濃度を推定する制御を開始した後、前記キャニスタにおける前記蒸発燃料の吸着量に応じて、前記パージ流量を前記エンジンにて許容できる範囲で可変させること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
7. 蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
   前記キャニスタから吸気通路を介してエンジンへ前記蒸発燃料を含むパージガスを流すパージ通路と、
   前記パージガスを前記吸気通路へ送るパージポンプと、
   前記パージ通路を開閉するパージバルブと、
   前記パージポンプを駆動させながら、前記パージバルブをデューティ制御により駆動させることにより、前記キャニスタから前記パージ通路と前記吸気通路を介して前記エンジンに前記パージガスを導入するパージ制御を実行する制御部と、
   を有する蒸発燃料処理装置において、
   前記制御部は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度であるパージ濃度の変動幅が所定値以下となる推定濃度確定時以後は、前記エンジンのＡ／Ｆに基づいて推定した前記パージ濃度に基づいて前記パージガスの流量であるパージ流量および／または前記エンジンに燃料を噴射するインジェクタの噴射量を制御すること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。

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