JPWO2016035657A1 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

蒸発燃料処理装置におけるキャニスタと燃料タンクとを接続する経路上の弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いたものに関する。流量制御弁を一定速度で開弁させる開弁手段と、燃料タンク内圧を検出する内圧センサと、流量制御弁の開弁動作開始後、内圧の二階微分値を求め、この二階微分値に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、開弁開始位置を学習値として記憶する学習手段と、流量制御弁の開弁開始前に内圧の変化速度に基づき開弁手段における開弁速度を変更する開弁速度変更手段とを備える。流量制御弁の開弁動作を開始後、燃料タンクとキャニスタとが連通され始める開弁開始位置の検出を、燃料タンク内圧の二階微分値に基づいて検出し、しかも流量制御弁の開弁速度を燃料タンク内圧の変化速度に応じて変更することにより、開弁開始位置を正確、且つ速やかに検出する。

Description

本発明は、燃料タンクとキャニスタとを接続する経路上の弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置に関する。

特開２０１１−２５６７７８号には、燃料タンクとキャニスタとを接続する経路上の弁として、上記流量制御弁を使用した蒸発燃料処理装置が開示されている。流量制御弁は、初期状態から開弁動作を開始後、燃料タンクとキャニスタとが連通される開弁開始位置に達するまでには、弁可動部を所定量開弁方向に動作させる必要がある。そのため、流量制御弁の開弁制御を速やかに行うためには、開弁開始位置を予め学習しておき、通常の開弁制御は開弁開始位置から開始するようにしている。かかる学習のためには、開弁開始位置を検出する必要があり、その検出は燃料タンクの内圧低下を検出して行っている。

しかし、燃料タンクの内圧は、燃料タンクの置かれた環境によっても変動し、内圧低下によって開弁開始位置を検出すると誤検出することがある。例えば、燃料タンク内の空間に大量にベーパが発生すると、ベーパによって内圧が上昇し、開弁開始位置において所定の内圧低下が生じないことがある。

このような問題に鑑み本発明の課題は、蒸発燃料処理装置におけるキャニスタと燃料タンクとを接続する経路上の弁として上記流量制御弁を用いたものにおいて、流量制御弁の開弁動作を開始後、燃料タンクとキャニスタとが連通され始める開弁開始位置の検出を、燃料タンク内圧の変動分を考慮して行い、しかも流量制御弁の開弁速度を燃料タンク内圧の変動具合に応じて変更することにより、燃料タンクの置かれた環境変化に係わらず、開弁開始位置を正確、且つ速やかに検出することにある。

本発明における第１発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを接続する経路上の弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、前記流量制御弁を閉弁状態から所定速度で開弁させる開弁手段と、燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、前記流量制御弁の開弁動作開始後、前記内圧センサによって検出される内圧の二階微分値を求め、この二階微分値に基づいて前記流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、前記流量制御弁の開弁制御を行う際の学習値として記憶する学習手段と、前記内圧センサによって検出される内圧の変化速度に基づき前記開弁手段における開弁速度を変更する開弁速度変更手段とを備える。

第１発明において、開弁速度変更手段においては、内圧の変化方向が増圧の場合と、減圧の場合のどちらも有り、前者では開弁手段による開弁速度は遅くされ、後者では速くされる。

流量制御弁が開弁開始され、開弁開始位置に達して燃料タンクとキャニスタとが連通されると、エンジンに蒸発燃料が供給される。そのとき、蒸発燃料の影響でエンジンの空燃比が瞬間的に変化する。この空燃比の変化を検出することにより流量制御弁の開弁開始位置を検出することができる。本発明では、内圧センサによって検出される燃料タンク内圧の二階微分値に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出しているが、上述の空燃比の変化による検出を併用して、より精度良く開弁開始位置を検出することもできる。また、空燃比に代えて、エンジンの空燃比制御において用いられている空燃比のフィードバック補正量の変化を検出して、この検出結果を併用して開弁開始位置を検出することもできる。

流量制御弁が開かれることによって燃料タンク内圧が変化する応答性は、流量制御弁の開閉以外の条件による燃料タンク内圧の変化速度によって変わる。例えば、蒸発燃料の増加によって内圧が上昇しているとき、その上昇速度が速いほど上記応答性は遅くなる。そのため、内圧の上昇速度が速いときに流量制御弁を開く速度が速いと、検出すべき開弁開始位置を過ぎた時点で内圧が変化することになり、開弁開始位置の検出が遅れ、開弁開始位置を精度良く検出できなくなる。この問題を解決するために、流量制御弁を開く速度を常時遅くすると、開弁開始位置の検出遅れの問題は解決できるが、流量制御弁を開き始めてから開弁開始位置を検出するまでに長時間を要してしまう。つまり、開弁開始位置の学習制御に時間がかかる問題が生じる。本発明では、燃料タンク内圧の変化速度に応じて流量制御弁の開速度を変更するため、開弁開始位置の検出精度を高めながら、学習時間が長くなるのを抑制することができる。

本発明における第２発明は、上記第１発明において、前記開弁手段は、前記流量制御弁を所定周期で所定量ずつ階段状に開弁量を増加するようにされ、前記開弁速度変更手段は、開弁手段において開弁量を増加する所定周期を内圧の変化速度に応じて変更する。

本発明における第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記開弁手段は、前記流量制御弁を所定周期で所定量ずつ階段状に開弁量を増加し、しかも階段状に開弁量が増加されるタイミングでは、所定時間だけ開弁保持時間として開弁量を更に大きくするようにされ、前記開弁速度変更手段は、開弁手段における開弁保持時間を内圧の変化速度に応じて変更する。

本発明における第４発明は、上記第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記開弁速度変更手段は、前記開弁手段による前記流量制御弁の開弁開始前に前記内圧センサによって検出される内圧の変化速度に基づき開弁手段における開弁速度を変更する。

本発明における第５発明は、上記第１発明において、前記開弁速度変更手段は、内圧の増加速度が速くなるのに応じて前記開弁速度を遅くする。

本発明における第６発明は、上記第２又は第３発明において、前記開弁速度変更手段は、内圧の増加速度が速くなるのに応じて前記開弁手段における所定終期を長くする。

本発明における第７発明は、上記第３発明において、前記開弁速度変更手段は、内圧の増加速度が速くなるのに応じて前記開弁手段における開弁保持時間を長くする。

本発明に対応する概念図である。 本発明の一実施形態のシステム構成図である。 上記実施形態における流量制御弁の縦断面図であり、初期状態を示す。 図３と同様の流量制御弁の縦断面図であり、閉弁状態を示す。 図３と同様の流量制御弁の縦断面図であり、開弁状態を示す。 上記実施形態における流量制御弁の開弁開始位置学習制御処理ルーチンのフローチャートである。 上記実施形態における学習制御中の燃料タンク内圧及び流量制御弁の開弁量の変化を示すタイムチャートである。 上記実施形態における流量制御弁の開弁量制御パターンを説明する説明図である。 上記実施形態における学習時間の選定を行うマップを示す説明図である。 上記実施形態における学習時間の選定を行うマップの変形例を示す説明図である。

図１は、本発明の第１発明に対応する概念図であり、ここでの説明は繰り返しとなるため省略する。

図２〜６は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、図２に示すように、車両のエンジンシステム１０に蒸発燃料処理装置２０を付加している。

図２において、エンジンシステム１０は、周知のものであり、エンジン本体１１に吸気通路１２を介して空気に燃料を混ぜた混合気を供給している。空気はスロットル弁１４によって流量を制御して供給され、燃料は燃料噴射弁（不図示）によって流量を制御して供給されている。スロットル弁１４と燃料噴射弁は共に制御回路１６に接続されており、スロットル弁１４は制御回路１６にスロットル弁１４の開弁量に関する信号を供給し、燃料噴射弁は制御回路１６によって開弁時間を制御されている。燃料噴射弁には燃料が供給されており、その燃料は燃料タンク１５から供給されている。

蒸発燃料処理装置２０は、給油中に発生する燃料蒸気、又は燃料タンク１５内で蒸発した燃料蒸気（以下、蒸発燃料という）をベーパ通路２２を介してキャニスタ２１に吸着させている。また、キャニスタ２１に吸着された蒸発燃料はパージ通路２３を介してスロットル弁１４の下流側の吸気通路１２に供給されている。ベーパ通路２２には、この通路２２を開閉するようにステップモータ式封鎖弁（本発明における流量制御弁に相当する。以下、単に封鎖弁ともいう）２４が設けられ、パージ通路２３には、パージ通路２３を開閉するようにパージ弁２５が設けられている。

封鎖弁２４は、ステップモータによる開弁動作開始後、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、燃料タンク１５を密閉状態に保持可能である。そして、ストローク量は連続的に変更可能とされている。上記ストローク量が上記所定量を超えて変化すると、封鎖弁２４は開弁状態とされて燃料タンク１５とキャニスタ２１との連通が行われる。このストローク量が所定量を超える弁体の位置が本発明における開弁開始位置に相当する。

キャニスタ２１内には、吸着材としての活性炭２１ａが装填されており、ベーパ通路２２からの蒸発燃料を活性炭２１ａにより吸着し、この吸着された蒸発燃料をパージ通路２３へ放出するようにしている。キャニスタ２１には大気通路２８も接続されており、キャニスタ２１にパージ通路２３を介して吸気負圧が印加されると、大気通路２８を通じて大気圧が供給されてパージ通路２３を介した蒸発燃料のパージが行われる。大気通路２８は、燃料タンク１５に設けられた給油口１７の付近から大気を吸引するようにされている。

制御回路１６には、燃料噴射弁の開弁時間等を制御するために必要な各種信号が入力されている。上述のスロットル弁１４の開弁量信号の他、図２に示されているものでは、燃料タンク１５の内圧を検出する圧力センサ（本発明の内圧センサに相当し、以下、内圧センサという）２６の検出信号を制御回路１６に入力している。また、制御回路１６は、上述のように燃料噴射弁の開弁時間の制御の他、図２に示されているものでは、封鎖弁２４及びパージ弁２５の開弁制御を行っている。ここで、内圧センサ２６は大気圧を基準としたゲージ圧を検出するものであるが、絶対圧を検出するものとしてもよい。

図３は、封鎖弁２４の構造を示す。封鎖弁２４は、バルブケーシング３０の円筒形状の弁室３２内に、同心状に配置された概ね円筒形状のバルブガイド６０を備え、バルブガイド６０内に同心状に配置された概ね円筒形状のバルブ体７０を備えている。一方、バルブケーシング３０の弁室３２の下端部中央には、燃料タンク１５側のベーパ通路２２に連通する流入路３４が形成されている。また、バルブケーシング３０の弁室３２の側壁には、キャニスタ２１側のベーパ通路２２に連通する流出路３６が形成されている。また、バルブケーシング３０の流入路３４が形成された下端部とは反対側の上端部には、ステープモータ５０のモータ本体５２が設けられ、弁室３２の上端部を封鎖している。

バルブガイド６０とバルブ体７０は、本発明における弁可動部を構成し、また、流入路３４が形成されたバルブケーシング３０の下端部の開口縁部には円形の弁座４０が同心状に形成されている。そして、弁座４０に対してバルブガイド６０及びバルブ体７０が当接することによって封鎖弁２４が閉弁状態とされ、弁座４０からバルブガイド６０及びバルブ体７０が離れることによって封鎖弁２４が開弁状態とされる。

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とにより有天円筒状に形成されている。上壁部６４の中央部には筒状の筒軸部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。そして、バルブガイド６０の筒軸部６６の雌ネジ部６６ｗには、ステップモータ５０の出力軸５４の外周面に形成された雄ネジ部５４ｎが螺合されている。なお、バルブガイド６０は、バルブケーシング３０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。従って、ステップモータ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。また、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。

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。バルブ体７０のシール部材７６は、バルブケーシング３０の弁座４０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。一方、バルブガイド６０の筒壁部６２の内周側には、バルブ体７０の各連結凸部７２ｔに対応してバルブガイド６０の移動方向に沿って縦溝状の連結凹部６２ｍが形成されている。従って、バルブ体７０の各連結凸部７２ｔは、バルブガイド６０の各連結凹部６２ｍ内で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）に移動可能とされている。なお、バルブガイド６０の上壁部６４とバルブ体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。

次に、封鎖弁２４の基本動作について説明する。

封鎖弁２４は、ＥＣＵ１６からの出力信号に基づいてステップモータ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ことによって動作される。即ち、ステップモータ５０が予め決められたステップ数だけ回転することで、ステップモータ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。例えば、封鎖弁２４は、全開位置において初期状態からのステップ数が約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２４のイニシャライズ状態（初期状態）では、図３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３０の弁座４０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３０の弁座４０の上面に押付けられている。即ち、封鎖弁２４は全閉状態に保持されている。このときのステップモータ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。

車両の駐車中には、封鎖弁２４のステップモータ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、ステップモータ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３０の弁座４０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２４のバルブガイド６０とバルブケーシング３０の弁座４０間に無理な力が加わることが抑制されている。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３０の弁座４０の上面に押付けられている。

ステップモータ５０が4Step回転した位置からさらに開弁方向に回転すると、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４に示すように、バルブガイド６０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５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３０の弁座４０から離れるようになる。これにより、封鎖弁２４が開弁状態とされる。

ここで、封鎖弁２４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の底壁部６２ｂの位置公差等により、封鎖弁２４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２４のステップモータ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して記憶する。

次に制御回路１６にて行われるステップモータ式封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御処理ルーチンについて図６のフローチャートに基づいて説明する。このルーチンの処理が実行されると、ステップＳ１では学習実行フラグがセットされているか否かが判定される。学習実行フラグは、図示しない処理ルーチンにより、ステップモータ式封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御が実行されるのに相応しい状態にあるときにセットされる。例えば、車両の電源スイッチであるイグニッションスイッチ（不図示）がオンとされ、車両が停止している状態においてセットされる。学習実行フラグがセットされと、ステップＳ１は肯定判断され、ステップＳ２以降の処理にて学習制御が実行される。

ステップＳ２では、その時点の燃料タンク内圧Ｐ１が内圧センサ２６によって計測され取り込まれる。同時に、カウンタの計時がクリアされると共に新たな計時が開始される。次のステップＳ３では、時間計測用のカウンタが第１所定値に達したか否かが判定される。予め設定した時間が経過し、カウンタが第１所定値に達して、ステップＳ３が肯定判断されると、ステップＳ４にてステップＳ２と同様に内圧センサ２６によってその時点の燃料タンク内圧Ｐ２が計測され取り込まれる。次にステップＳ５では、上述のように取り込まれた燃料タンク内圧Ｐ１とＰ２との差圧Ｖｐ１の演算が行われる。ここで求められる差圧Ｖｐ１は、図７から明らかなように、燃料タンク内圧の変化速度に相当する。

ステップＳ６では、ステップＳ５にて求められた燃料タンク内圧の変化速度Ｖｐ１に基づいて学習時間が選定される。ここでは、図９に示すようにデータが格納されたマップに基づいて学習時間であるモニタ時間が選定される。

ステップモータ式封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御においては、封鎖弁２４は、図８に示すパターンで開弁制御が行われる。即ち、所定周期（モニタ時間ともいう）で所定量ずつ階段状に開弁量を増加するようにされ、しかも階段状に開弁量が増加されるタイミングでは、所定時間だけ開弁保持時間として開弁量を更に大きくするようにされる。開弁保持時間が経過した後の保持作動時間では、増加されていた開弁量が減らされて、本来の開弁量に戻される。このようなパターンで封鎖弁２４の開弁制御を行うことにより封鎖弁２４の開弁制御に対する燃料タンク内圧の変化の応答性を高めている。

ステップＳ６における学習時間の選定では、封鎖弁２４の開弁制御におけるモニタ時間が、図９のように燃料タンク内圧増加速度Ｖｐ１に比例する長さに選定される。そのため、内圧増加速度Ｖｐ１が速くなる程、モニタ時間が長くなって封鎖弁２４はゆっくり時間をかけて開弁されることになる。その結果、学習時間も長くされる。

封鎖弁２４が開かれることによって燃料タンク内圧が変化する応答性は、封鎖弁２４の開閉以外の条件による燃料タンク内圧の変化速度によって変わる。例えば、蒸発燃料の増加によって内圧が上昇しているとき、その上昇速度が速いほど上記応答性は遅くなる。そのため、内圧の上昇速度が速いときに封鎖弁２４を開く速度が速いと、検出すべき開弁開始位置を過ぎた時点で内圧が変化することになり、開弁開始位置の検出が遅れ、開弁開始位置を精度良く検出できなくなる。この問題を解決するために、封鎖弁２４を開く速度を常時遅くすると、開弁開始位置の検出遅れの問題は解決できるが、封鎖弁２４を開き始めてから開弁開始位置を検出するまでに長時間を要してしまう。つまり、開弁開始位置の学習制御に時間がかかる問題が生じる。上述のように、燃料タンク内圧の変化速度Ｖｐ１に応じて封鎖弁２４の開弁制御におけるモニタ時間を変えて開速度を変更することによって、開弁開始位置の検出精度を高めながら、学習時間が長くなるのを抑制することができる。

なお、ステップＳ６における学習時間の選定の際に使用されるマップを、図１０のように、封鎖弁２４の開弁制御における制御パターンの開弁保持時間を変化させるものとしてもよい。この場合も、内圧増加速度Ｖｐ１が速くなる程、開弁保持時間が長くなって封鎖弁２４はゆっくり時間をかけて開弁されることになる。このとき、開弁保持時間が変化した分だけモニタ時間も変化することになる。

ここでは、ステップＳ６における学習時間の選定をマップを使用して行うものとしたが、計算式に基づいて求めるようにしてもよい。

ステップＳ７では、封鎖弁２４が図８のパターンに基づいて開弁され、ステップＳ８において、ステップＳ２と同様に、その時点の燃料タンク内圧Ｐｎが内圧センサ２６によって計測され取り込まれる。同時に、カウンタの計時がクリアされると共に新たな計時が開始される。次のステップＳ９では、時間計測用のカウンタが第２所定値に達したか否かが判定される。第２所定値によって設定される時間は、ステップＳ６において選定されたモニタ時間とされる。モニタ時間が経過し、カウンタが第２所定値に達して、ステップＳ９が肯定判断されると、ステップＳ１０にてステップＳ２と同様に内圧センサ２６によってその時点の燃料タンク内圧Ｐｎ＋１が計測され取り込まれる。次にステップＳ１１では、上述のように取り込まれた燃料タンク内圧ＰｎとＰｎ＋１との差圧Ｖｐの演算が行われる。ここで求められる差圧Ｖｐは、図７から明らかなように、封鎖弁２４を開弁制御している間の燃料タンク内圧の変化速度である。

ステップＳ１２では、ステップＳ５で求められた差圧Ｖｐ１とステップＳ１１で求められた差圧Ｖｐとの変化幅が第３所定値以上か否か判定される。第３所定値は、封鎖弁２４が開弁開始位置に達して燃料タンク１５とキャニスタ２１とが連通され、燃料タンク１５からキャニスタ２１に蒸発燃料が流れ始めることによって燃料タンク内圧が低下するのに対応した圧力に設定されている。図７のように、タンク内圧がＰｎ＋１、Ｐｎ＋２のときには、差圧Ｖｐの差圧Ｖｐ１に対する変化幅が略ゼロで、第３所定値以上とならないため、ステップＳ１２は否定判断され、ステップＳ７以降の処理が繰り返される。タンク内圧がＰｎ＋３のとき、差圧Ｖｐの差圧Ｖｐ１に対する変化幅の絶対値が第３所定値以上となるため、ステップＳ１２は肯定判断され、ステップＳ１３において、そのときの封鎖弁２４の開弁位置が開弁開始位置として記憶される。実際にはＰｎ＋２のタイミングで封鎖弁２４が階段状に開弁されたとき、封鎖弁２４におけるバルブ体７０のシール部材７６がバルブケーシング３０の弁座４０から離れて封鎖弁２４が開かれ（図４、５参照）、燃料タンク１５とキャニスタ２１とが連通され（図２参照）、それに伴って内圧の上昇速度が低くなっている。このようにして封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御が完了すると、ステップＳ１４において、学習完了フラグがセットされ、次に上述の学習実行フラグがセットされるまで、上述の学習制御処理ルーチンは実行されない。なお、ステップＳ５、ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は、本発明において二階微分を求めることに相当する。

以上のように封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御が行われることによって、その後封鎖弁２４を開弁制御する際は、学習値として記憶された開弁開始位置から直ちに封鎖弁２４を開弁開始することができる。また、開弁開始位置の学習に際しては、学習のため封鎖弁２４が開弁開始される前の時点における燃料タンク内圧の変化を考慮して燃料タンク１５からキャニスタ２１に蒸発燃料が流れ始めることに伴う燃料タンク内圧の低下を検出するので、燃料タンク１５の置かれた環境変化に係わらず開弁開始位置を精度良く検出することができる。

しかも、開弁開始位置の学習に際しては、燃料タンク内圧の変化速度に応じて学習のための封鎖弁２４の開速度を変更するため、開弁開始位置の検出精度を高めながら、学習時間が長くなるのを抑制することができる。即ち、封鎖弁２４が開弁制御を開始される前の時点における燃料タンク内圧の上昇速度を差圧Ｖｐ１によって求め、それに基づいて封鎖弁２４の開弁制御パターンにおけるモニタ時間を変更する。このモニタ時間は、内圧のサンプリング周期でもあり、内圧の上昇速度が速いときに封鎖弁２４が開弁開始位置の検出までに時間遅れがあっても、内圧の上昇速度に応じてサンプリング周期が長くされるため、開弁開始位置を遅れることなく検出することができる。

上記実施形態におけるステップＳ７及びステップＳ１２の処理は本発明における開弁手段に相当する。また、ステップＳ２〜ステップＳ５、並びにステップＳ８〜ステップＳ１２の処理は、本発明における開弁開始位置検出手段に相当する。更に、ステップＳ１３の処理は本発明における学習手段に相当する。更にまた、ステップＳ２〜ステップＳ６の処理は本発明における開弁速度変更手段に相当する。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、流量制御弁をステップモータ式封鎖弁２４としたが、ボール状の弁体の回転によって開弁量が連続的に変わる構造のボールバルブとしてもよい。また、上記実施形態では、流量制御弁の開弁制御パターンを、階段状に開弁量が増加されるタイミングで所定時間だけ開弁保持時間として開弁量を更に大きくするものとしたが、開弁保持時間を持たない単純な階段状に開弁量が増加される制御パターンのものとしてもよい。

上記実施形態では、流量制御弁の開弁速度を変更するため、流量制御弁の開弁量を階段状に増加する所定周期を変更したが、階段状に増加する開弁量を変更するようにしてもよい。また、上記実施形態では、燃料タンク内圧の変化速度Ｖｐ１を、封鎖弁２４の開弁開始前に求めているが、開弁開始後に求めるようにしてもよい。更に、上記実施形態では、車両用のエンジンシステムに本発明を適用したが、本発明は車両用に限定されない。車両用のエンジンシステムの場合、エンジンとモータとを併用したハイブリッド車でもよい。

Claims (7)

1. 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを接続する経路上の弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、
   前記流量制御弁を閉弁状態から所定速度で開弁させる開弁手段と、
   燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、
   前記開弁手段による前記流量制御弁の開弁動作開始後、前記内圧センサによって検出される内圧の二階微分値を求め、この二階微分値に基づいて前記流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、
   該開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、前記流量制御弁の開弁制御を行う際の学習値として記憶する学習手段と、
   前記内圧センサによって検出される内圧の変化速度に基づき前記開弁手段における開弁速度を変更する開弁速度変更手段と
   を備える蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１において、
   前記開弁手段は、前記流量制御弁を所定周期で所定量ずつ階段状に開弁量を増加するようにされ、
   前記開弁速度変更手段は、前記開弁手段において開弁量を増加する所定周期を内圧の変化速度に応じて変更する蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記開弁手段は、前記流量制御弁を所定周期で所定量ずつ階段状に開弁量を増加し、しかも階段状に開弁量が増加されるタイミングでは、所定時間だけ開弁保持時間として開弁量を更に大きくするようにされ、
   前記開弁速度変更手段は、開弁手段における開弁保持時間を内圧の変化速度に応じて変更する蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記開弁速度変更手段は、前記開弁手段による前記流量制御弁の開弁開始前に前記内圧センサによって検出される内圧の変化速度に基づき開弁手段における開弁速度を変更する蒸発燃料処理装置。
5. 請求項１において、
   前記開弁速度変更手段は、内圧の増加速度が速くなるのに応じて前記開弁速度を遅くする蒸発燃料処理装置。
6. 請求項２又は３において、
   前記開弁速度変更手段は、内圧の増加速度が速くなるのに応じて前記開弁手段における所定周期を長くする蒸発燃料処理装置。
7. 請求項３において、
   前記開弁速度変更手段は、内圧の増加速度が速くなるのに応じて前記開弁手段における開弁保持時間を長くする蒸発燃料処理装置。
   

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