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WO2016035657A1 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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Publication number
WO2016035657A1
WO2016035657A1 PCT/JP2015/074148 JP2015074148W WO2016035657A1 WO 2016035657 A1 WO2016035657 A1 WO 2016035657A1 JP 2015074148 W JP2015074148 W JP 2015074148W WO 2016035657 A1 WO2016035657 A1 WO 2016035657A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve opening
valve
internal pressure
fuel tank
start position
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/074148
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
順也 木本
善和 宮部
Original Assignee
愛三工業株式会社
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 愛三工業株式会社 filed Critical 愛三工業株式会社
Priority to CN201580045240.6A priority Critical patent/CN106662045B/zh
Priority to DE112015004000.5T priority patent/DE112015004000B4/de
Priority to US15/507,880 priority patent/US10138828B2/en
Priority to JP2016546596A priority patent/JP6306196B2/ja
Publication of WO2016035657A1 publication Critical patent/WO2016035657A1/ja

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M25/0854—Details of the absorption canister

Definitions

  • the valve on the path connecting the fuel tank and the canister is maintained in a closed state when the stroke amount, which is the axial movement distance of the valve movable portion with respect to the valve seat, is within a predetermined amount from the initial state.
  • the present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus using a flow rate control valve capable of holding a tank in a sealed state.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-256778 discloses an evaporated fuel processing apparatus using the flow rate control valve as a valve on a path connecting a fuel tank and a canister.
  • the flow rate control valve needs to operate the valve movable portion in a predetermined amount of valve opening direction after reaching the valve opening start position where the fuel tank and the canister communicate with each other after starting the valve opening operation from the initial state. Therefore, in order to quickly perform the valve opening control of the flow rate control valve, the valve opening start position is learned in advance, and the normal valve opening control is started from the valve opening start position. For such learning, it is necessary to detect the valve opening start position, and the detection is performed by detecting a decrease in the internal pressure of the fuel tank.
  • the internal pressure of the fuel tank fluctuates depending on the environment where the fuel tank is placed, and it may be erroneously detected if the valve opening start position is detected due to a decrease in internal pressure. For example, if a large amount of vapor is generated in the space in the fuel tank, the internal pressure may increase due to the vapor, and a predetermined decrease in internal pressure may not occur at the valve opening start position.
  • an object of the present invention is to use the flow control valve as a valve on a path connecting a canister and a fuel tank in an evaporative fuel processing apparatus, after starting the opening operation of the flow control valve. Detecting the valve opening start position at which the fuel tank and the canister begin to communicate with each other in consideration of fluctuations in the fuel tank internal pressure, and changing the valve opening speed of the flow control valve according to the fluctuation in the fuel tank internal pressure Thus, the valve opening start position is detected accurately and promptly regardless of the environmental change in which the fuel tank is placed.
  • a valve for a valve seat is used as a valve on a path connecting the fuel tank and the canister by adsorbing the evaporated fuel in the fuel tank to the canister and sucking the adsorbed evaporated fuel into the engine.
  • a flow rate control valve that is maintained in a valve-closed state when a stroke amount, which is an axial movement distance of the movable part, is within a predetermined amount from an initial state, the fuel tank can be maintained in a sealed state.
  • a valve opening means for opening the control valve at a predetermined speed from a closed state, an internal pressure sensor for detecting the space pressure in the fuel tank as an internal pressure, and an internal pressure sensor detected after the valve opening operation of the flow control valve is started. And a valve opening start position detecting means for detecting a valve opening start position of the flow control valve based on the second order differential value, and a valve opening start position detecting means.
  • the valve opening start position detected in this manner is stored as a learning value when performing valve opening control of the flow rate control valve, and the valve opening means opens based on the change rate of the internal pressure detected by the internal pressure sensor.
  • Valve opening speed changing means for changing the valve speed.
  • the valve opening speed changing means includes both a case where the change direction of the internal pressure is increased and a case where the pressure is reduced. In the former, the valve opening speed by the valve opening means is slowed down, and in the latter, it is fastened.
  • the flow control valve When the flow control valve starts to open, reaches the valve opening start position, and the fuel tank and the canister communicate with each other, the evaporated fuel is supplied to the engine. At that time, the air-fuel ratio of the engine changes instantaneously under the influence of the evaporated fuel. By detecting this change in the air-fuel ratio, the valve opening start position of the flow control valve can be detected.
  • the valve opening start position of the flow control valve is detected based on the second-order differential value of the fuel tank internal pressure detected by the internal pressure sensor. It is possible to detect the valve opening start position well. Further, instead of the air-fuel ratio, a change in the air-fuel ratio feedback correction amount used in the air-fuel ratio control of the engine can be detected, and the valve opening start position can be detected by using this detection result together.
  • the internal pressure of the fuel tank changes due to the opening of the flow control valve varies depending on the change speed of the internal pressure of the fuel tank due to conditions other than the opening and closing of the flow control valve. For example, when the internal pressure rises due to an increase in evaporated fuel, the responsiveness becomes slower as the rate of rise increases. For this reason, if the flow rate control valve is opened at a high speed when the internal pressure rises at a high speed, the internal pressure will change when the valve opening start position to be detected has passed, and the detection of the valve opening start position will be delayed. The valve start position cannot be detected accurately.
  • the problem of detection delay of the valve opening start position can be solved, but it takes a long time from the opening of the flow control valve until the valve opening start position is detected. It takes time. That is, there arises a problem that the learning control of the valve opening start position takes time.
  • the opening speed of the flow control valve is changed according to the changing speed of the fuel tank internal pressure, it is possible to suppress the learning time from being increased while increasing the detection accuracy of the valve opening start position.
  • the valve opening means is configured to increase the valve opening amount stepwise by a predetermined amount at a predetermined cycle, and the valve opening speed changing means. Changes the predetermined cycle of increasing the valve opening amount in the valve opening means in accordance with the change rate of the internal pressure.
  • the valve opening means increases the opening amount of the flow rate control valve in a stepped manner by a predetermined amount at a predetermined cycle, and further opens in a stepped manner.
  • the valve opening amount is further increased as the valve opening holding time for a predetermined time, and the valve opening speed changing means determines the valve opening holding time in the valve opening means in accordance with the change rate of the internal pressure. To change.
  • the valve opening speed changing means is detected by the internal pressure sensor before the valve opening means starts opening the flow control valve.
  • the valve opening speed in the valve opening means is changed based on the change speed of the internal pressure.
  • the valve opening speed changing means slows the valve opening speed as the increase speed of the internal pressure increases.
  • the valve opening speed changing means lengthens a predetermined end period of the valve opening means as the increasing speed of the internal pressure increases.
  • the valve opening speed changing means lengthens the valve opening holding time in the valve opening means as the increasing speed of the internal pressure increases.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram corresponding to the first invention of the present invention, and the description here will be omitted because it is repeated.
  • FIG. 2 to 6 show an embodiment of the present invention.
  • an evaporated fuel processing device 20 is added to the engine system 10 of the vehicle.
  • the engine system 10 is a well-known engine, and supplies an air-fuel mixture obtained by mixing fuel to air via an intake passage 12 to an engine body 11.
  • Air is supplied with its flow rate controlled by a throttle valve 14, and fuel is supplied with its flow rate controlled by a fuel injection valve (not shown).
  • Both the throttle valve 14 and the fuel injection valve are connected to the control circuit 16, and the throttle valve 14 supplies a signal related to the valve opening amount of the throttle valve 14 to the control circuit 16, and the fuel injection valve is opened by the control circuit 16. Being controlled.
  • Fuel is supplied to the fuel injection valve, and the fuel is supplied from the fuel tank 15.
  • the evaporated fuel processing device 20 adsorbs fuel vapor generated during refueling or fuel vapor evaporated in the fuel tank 15 (hereinafter referred to as evaporated fuel) to the canister 21 via the vapor passage 22.
  • the evaporated fuel adsorbed by the canister 21 is supplied to the intake passage 12 on the downstream side of the throttle valve 14 via the purge passage 23.
  • the vapor passage 22 is provided with a step motor type blocking valve (corresponding to a flow control valve in the present invention, hereinafter simply referred to as a blocking valve) 24 so as to open and close the passage 22.
  • a purge valve 25 is provided to open and close the passage 23.
  • the block valve 24 is maintained in the closed state when the stroke amount, which is the axial movement distance of the valve movable portion with respect to the valve seat, is within a predetermined amount from the initial state, and the fuel tank 15 is sealed. Can be retained.
  • the stroke amount can be continuously changed.
  • the blocking valve 24 is opened, and the fuel tank 15 and the canister 21 are communicated.
  • the position of the valve body in which the stroke amount exceeds a predetermined amount corresponds to the valve opening start position in the present invention.
  • activated carbon 21a as an adsorbent is loaded, and the evaporated fuel from the vapor passage 22 is adsorbed by the activated carbon 21a, and the adsorbed evaporated fuel is discharged to the purge passage 23.
  • An atmospheric passage 28 is also connected to the canister 21, and when an intake negative pressure is applied to the canister 21 via the purge passage 23, atmospheric pressure is supplied through the atmospheric passage 28, and the evaporated fuel passes through the purge passage 23. Purge is performed.
  • the air passage 28 sucks air from the vicinity of the fuel filler port 17 provided in the fuel tank 15.
  • the control circuit 16 receives various signals necessary for controlling the valve opening time of the fuel injection valve.
  • the one shown in FIG. 2 is a pressure sensor (corresponding to the internal pressure sensor of the present invention, hereinafter referred to as an internal pressure sensor) 26 for detecting the internal pressure of the fuel tank 15.
  • the detection signal is input to the control circuit 16.
  • the control circuit 16 performs the valve opening control of the block valve 24 and the purge valve 25 shown in FIG.
  • the internal pressure sensor 26 detects a gauge pressure based on the atmospheric pressure, but may detect an absolute pressure.
  • FIG. 3 shows the structure of the blocking valve 24.
  • the blocking valve 24 includes a generally cylindrical valve guide 60 disposed concentrically in a cylindrical valve chamber 32 of the valve casing 30, and a generally cylindrical valve disposed concentrically within the valve guide 60.
  • a body 70 is provided.
  • an inflow passage 34 communicating with the vapor passage 22 on the fuel tank 15 side is formed in the center of the lower end portion of the valve chamber 32 of the valve casing 30.
  • an outflow passage 36 communicating with the vapor passage 22 on the canister 21 side is formed on the side wall of the valve chamber 32 of the valve casing 30.
  • a motor main body 52 of the staple motor 50 is provided at the upper end portion of the valve casing 30 opposite to the lower end portion where the inflow passage 34 is formed, and the upper end portion of the valve chamber 32 is sealed.
  • the valve guide 60 and the valve body 70 constitute a valve movable portion in the present invention, and a circular valve seat 40 is formed concentrically at the opening edge of the lower end portion of the valve casing 30 in which the inflow passage 34 is formed. Has been. Then, when the valve guide 60 and the valve body 70 are brought into contact with the valve seat 40, the closing valve 24 is closed, and when the valve guide 60 and the valve body 70 are separated from the valve seat 40, the closing valve 24 is opened. It is in a valve state.
  • the valve guide 60 is formed in a cylindrical cylindrical shape by a cylindrical tube wall portion 62 and an upper wall portion 64 that closes the upper end opening of the tube wall portion 62.
  • a cylindrical tube shaft portion 66 is formed concentrically at the center portion of the upper wall portion 64, and a female screw portion 66 w is formed on the inner peripheral surface of the tube shaft portion 66.
  • a male screw portion 54 n formed on the outer peripheral surface of the output shaft 54 of the step motor 50 is screwed into the female screw portion 66 w of the tube shaft portion 66 of the valve guide 60.
  • the valve guide 60 is disposed so as to be movable in the axial direction (vertical direction) with respect to the valve casing 30 in a state in which the valve guide 30 is prevented from rotating in the direction around the axis by a rotation preventing means (not shown). Therefore, the valve guide 60 is configured to be movable up and down in the vertical direction (axial direction) based on forward and reverse rotation of the output shaft 54 of the step motor 50. Further, around the valve guide 60, an auxiliary spring 68 that biases the valve guide 60 upward is interposed.
  • the valve body 70 is formed in a bottomed cylindrical shape from a cylindrical tube wall portion 72 and a lower wall portion 74 that closes a lower end opening of the tube wall portion 72.
  • a seal member 76 made of, for example, a disk-like rubber-like elastic material is attached to the lower surface of the lower wall portion 74.
  • the seal member 76 of the valve body 70 is disposed so as to be able to contact the upper surface of the valve seat 40 of the valve casing 30.
  • a plurality of connecting convex portions 72t are formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the upper end of the cylindrical wall portion 72 of the valve body 70.
  • a connecting recess 62m having a longitudinal groove shape is formed along the moving direction of the valve guide 60 corresponding to each connecting protrusion 72t of the valve body 70. Yes. Therefore, each connection convex part 72t of the valve body 70 is fitted in a state in which it can be relatively moved in the vertical direction within each connection concave part 62m of the valve guide 60.
  • valve guide 60 and the valve body 70 are integrally and upwardly (in the valve opening direction) with the bottom wall portion 62b of the connection recess 62m of the valve guide 60 in contact with the connection protrusion 72t of the valve body 70 from below. ) Can be moved.
  • a valve spring 77 that constantly biases the valve body 70 downward, that is, in the valve closing direction, between the upper wall portion 64 of the valve guide 60 and the lower wall portion 74 of the valve body 70. are concentrically arranged.
  • the blocking valve 24 is operated by rotating the step motor 50 by a predetermined number of steps in the valve opening direction or the valve closing direction based on an output signal from the ECU 16. That is, when the step motor 50 rotates by a predetermined number of steps, the male screw portion 54n of the output shaft 54 of the step motor 50 and the female screw portion 66w of the cylindrical shaft portion 66 of the valve guide 60 are screwed together.
  • the valve guide 60 moves in a vertical direction by a predetermined stroke amount.
  • the blocking valve 24 is set so that the number of steps from the initial state is about 200 Step and the stroke amount is about 5 mm in the fully opened position.
  • the valve guide 60 In the initialized state (initial state) of the blocking valve 24, as shown in FIG. 3, the valve guide 60 is held at the lower limit position, and the lower end surface of the cylindrical wall portion 62 of the valve guide 60 is the valve seat 40 of the valve casing 30. It is in contact with the upper surface of. Further, in this state, the connecting convex portion 72t of the valve body 70 is located above the bottom wall portion 62b of the valve guide 60, and the seal member 76 of the valve body 70 is caused by the spring force of the valve spring 77. It is pressed against the upper surface of the valve seat 40 of the valve casing 30. That is, the blocking valve 24 is held in a fully closed state.
  • the number of steps of the step motor 50 at this time is 0 Step, and the movement amount of the valve guide 60 in the axial direction (upward), that is, the stroke amount in the valve opening direction is 0 mm.
  • the step motor 50 of the block valve 24 rotates, for example, 4 steps from the initialized state in the valve opening direction.
  • the valve guide 60 moves upward by about 0.1 mm by the screwing action of the male threaded portion 54n of the output shaft 54 of the step motor 50 and the female threaded portion 66w of the cylindrical shaft portion 66 of the valve guide 60, and the valve casing 30
  • the valve seat 40 is kept floating. Thereby, an unreasonable force is suppressed from being applied between the valve guide 60 of the blocking valve 24 and the valve seat 40 of the valve casing 30 due to an environmental change such as the temperature.
  • the seal member 76 of the valve body 70 is pressed against the upper surface of the valve seat 40 of the valve casing 30 by the spring force of the valve spring 77.
  • the valve guide 60 is moved upward by the screwing action of the male screw portion 54n and the female screw portion 66w, and as shown in FIG.
  • the bottom wall portion 62b of 60 abuts on the connecting convex portion 72t of the valve body 70 from below.
  • the valve guide 60 moves further upward, the valve body 70 moves upward together with the valve guide 60 as shown in FIG. 5, and the seal member 76 of the valve body 70 moves from the valve seat 40 of the valve casing 30. Get away. As a result, the blocking valve 24 is opened.
  • valve opening start position of the sealing valve 24 differs depending on the sealing valve 24 due to the positional tolerance of the connecting convex portion 72t formed in the valve body 70, the positional tolerance of the bottom wall portion 62b of the valve guide 60, etc. It is necessary to accurately learn the valve opening start position. This learning is performed in the learning control, and the valve opening is started based on the timing when the internal pressure of the fuel tank 15 decreases by a predetermined value or more while rotating the step motor 50 of the block valve 24 in the valve opening direction (increasing the number of steps). The number of position steps is detected and stored.
  • step S1 it is determined in step S1 whether or not a learning execution flag is set.
  • the learning execution flag is set when the learning routine is in a state suitable for executing the learning control of the valve opening start position of the stepping motor type blocking valve 24 by a processing routine (not shown). For example, an ignition switch (not shown) that is a power switch of the vehicle is turned on and the vehicle is set in a stopped state.
  • a processing routine not shown. For example, an ignition switch (not shown) that is a power switch of the vehicle is turned on and the vehicle is set in a stopped state.
  • step S2 the fuel tank internal pressure P1 at that time is measured by the internal pressure sensor 26 and taken in. At the same time, the timing of the counter is cleared and a new timing is started.
  • step S3 it is determined whether or not the time measurement counter has reached the first predetermined value.
  • step S4 the internal pressure sensor 26 measures the fuel tank internal pressure P2 at that time as in step S2. It is captured.
  • step S5 the differential pressure Vp1 between the fuel tank internal pressures P1 and P2 taken in as described above is calculated. As is apparent from FIG. 7, the differential pressure Vp1 obtained here corresponds to the change speed of the fuel tank internal pressure.
  • step S6 the learning time is selected based on the change rate Vp1 of the fuel tank internal pressure obtained in step S5.
  • the monitoring time which is the learning time, is selected based on a map in which data is stored.
  • the valve opening control of the blocking valve 24 is performed in the pattern shown in FIG.
  • the valve opening amount is increased stepwise by a predetermined amount in a predetermined cycle (also referred to as monitoring time), and at the timing when the valve opening amount is increased stepwise, the valve opening holding time is opened for a predetermined time.
  • the valve amount is further increased.
  • the increased valve opening amount is reduced and returned to the original valve opening amount. Responsiveness of the change in the internal pressure of the fuel tank to the opening control of the blocking valve 24 is enhanced by performing the opening control of the closing valve 24 in such a pattern.
  • the monitoring time in the valve opening control of the blocking valve 24 is selected to be a length proportional to the fuel tank internal pressure increase speed Vp1 as shown in FIG. Therefore, the higher the internal pressure increasing speed Vp1, the longer the monitoring time and the slower the valve 24 is opened over time. As a result, the learning time is lengthened.
  • the responsiveness that the internal pressure of the fuel tank changes by opening the shut-off valve 24 varies depending on the change speed of the internal pressure of the fuel tank due to conditions other than the opening and closing of the shut-off valve 24. For example, when the internal pressure rises due to an increase in evaporated fuel, the responsiveness becomes slower as the rate of rise increases. For this reason, if the opening speed of the blocking valve 24 is high when the rising speed of the internal pressure is high, the internal pressure changes when the valve opening start position to be detected has passed, and the detection of the valve opening start position is delayed. The valve start position cannot be detected accurately. In order to solve this problem, if the opening speed of the closing valve 24 is constantly slowed, the problem of the delay in detecting the opening position of the valve can be solved.
  • the learning control of the valve opening start position takes time.
  • the learning time is improved while improving the detection accuracy of the valve opening start position by changing the opening speed by changing the monitoring time in the valve opening control of the closing valve 24 according to the change speed Vp1 of the fuel tank internal pressure. It can suppress becoming longer.
  • the map used when selecting the learning time in step S6 may change the valve opening holding time of the control pattern in the valve opening control of the blocking valve 24 as shown in FIG. Also in this case, as the internal pressure increasing speed Vp1 becomes faster, the valve opening holding time becomes longer and the blocking valve 24 is slowly opened over time. At this time, the monitoring time also changes by the amount that the valve opening holding time has changed.
  • the learning time in step S6 is selected using a map, but may be determined based on a calculation formula.
  • step S7 the blocking valve 24 is opened based on the pattern of FIG. 8, and in step S8, the fuel tank internal pressure Pn at that time is measured and taken in by the internal pressure sensor 26, as in step S2.
  • step S9 it is determined whether or not the time measurement counter has reached the second predetermined value.
  • the time set by the second predetermined value is the monitoring time selected in step S6.
  • step S10 the fuel tank internal pressure Pn + 1 at that time is measured and taken in by the internal pressure sensor 26 as in step S2.
  • step S11 the differential pressure Vp between the fuel tank internal pressures Pn and Pn + 1 taken in as described above is calculated.
  • the differential pressure Vp obtained here is the rate of change of the internal pressure of the fuel tank while the closing valve 24 is being controlled to open.
  • step S12 it is determined whether or not the change width between the differential pressure Vp1 obtained in step S5 and the differential pressure Vp obtained in step S11 is equal to or greater than a third predetermined value.
  • the third predetermined value is that the internal pressure of the fuel tank decreases when the fuel tank 15 and the canister 21 are communicated with each other and the fuel vapor 15 starts to flow from the fuel tank 15 to the canister 21.
  • Corresponding pressure is set. As shown in FIG. 7, when the tank internal pressure is Pn + 1, Pn + 2, the change width of the differential pressure Vp with respect to the differential pressure Vp1 is substantially zero and does not exceed the third predetermined value. Therefore, a negative determination is made in step S12, and after step S7 The process is repeated.
  • step S12 When the tank internal pressure is Pn + 3, since the absolute value of the change width of the differential pressure Vp with respect to the differential pressure Vp1 is equal to or greater than the third predetermined value, an affirmative determination is made in step S12, and in step S13, the closing valve 24 at that time is opened.
  • the position is stored as the valve opening start position.
  • the sealing valve 24 is opened stepwise at the timing of Pn + 2
  • the sealing member 76 of the valve body 70 in the sealing valve 24 is separated from the valve seat 40 of the valve casing 30 and the sealing valve 24 is opened (see FIG. 4 and 5)
  • the fuel tank 15 and the canister 21 are communicated with each other (see FIG. 2), and the increase rate of the internal pressure is reduced accordingly.
  • step S5 step S11, and step S12 is equivalent to calculating
  • the learning control of the valve opening start position of the block valve 24 is performed, and when the valve opening control is performed thereafter, the valve 24 is immediately opened from the valve opening start position stored as the learned value.
  • the valve can be started. Further, when learning the valve opening start position, evaporative fuel starts to flow from the fuel tank 15 to the canister 21 in consideration of a change in the internal pressure of the fuel tank before the closing valve 24 is opened for learning. Since the accompanying decrease in the fuel tank internal pressure is detected, the valve opening start position can be accurately detected regardless of the environmental change in which the fuel tank 15 is placed.
  • the opening speed of the closing valve 24 for learning is changed according to the change speed of the fuel tank internal pressure, so that the learning time is increased while increasing the detection accuracy of the valve opening start position. It can be suppressed. That is, the rate of increase of the internal pressure of the fuel tank at the time before the closing valve 24 starts the valve opening control is obtained by the differential pressure Vp1, and the monitoring time in the valve opening control pattern of the closing valve 24 is changed based on this. This monitoring time is also the internal pressure sampling cycle, and when the internal pressure rise rate is fast, even if there is a time delay until the closing valve 24 detects the valve opening start position, the sampling cycle becomes long according to the internal pressure rise rate. Therefore, the valve opening start position can be detected without delay.
  • step S7 and step S12 in the above embodiment corresponds to the valve opening means in the present invention. Further, the processing of steps S2 to S5 and steps S8 to S12 corresponds to the valve opening start position detecting means in the present invention. Furthermore, the process of step S13 corresponds to the learning means in the present invention. Furthermore, the processing in steps S2 to S6 corresponds to the valve opening speed changing means in the present invention.
  • the flow control valve is the step motor type block valve 24, but a ball valve having a structure in which the valve opening amount is continuously changed by the rotation of the ball-shaped valve body may be used.
  • the valve opening control pattern of the flow rate control valve is set to be a valve opening holding time for a predetermined time at the timing when the valve opening amount is increased stepwise. It may be a control pattern in which the valve opening amount is increased in a simple step shape having no valve holding time.
  • the predetermined cycle for increasing the valve opening amount of the flow control valve in a stepwise manner is changed, but the valve opening amount that increases in a stepwise manner is changed. May be.
  • the change speed Vp1 of the fuel tank internal pressure is calculated
  • the present invention is applied to an engine system for a vehicle, but the present invention is not limited to a vehicle. In the case of an engine system for a vehicle, a hybrid vehicle using both an engine and a motor may be used.

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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

蒸発燃料処理装置
　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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