CN102162412A - 蒸发燃料处理装置以及控制阀的故障检测方法 - Google Patents

蒸发燃料处理装置以及控制阀的故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蒸发燃料处理装置(1)，具备：滤罐(13)，其吸附由燃料罐(3)所产生的蒸发燃料；控制阀(11)，其设于连通燃料罐(3)和滤罐(13)的蒸气通路(9)，并具有即使从闭位置的开度零向开方向使开度增大也将截断蒸发燃料的流动通过的盲区，若比盲区进一步增大开度，则容许蒸发燃料的流动通过；和控制单元(2)，其对控制阀(11)进行开控制，使蒸发燃料流过该控制阀(11)，在开控制之前，在开度从大致零度增大到盲区内的规定开度为止待机，在开控制之时，从规定开度起增大开度。对在所述盲区所设定的所述开闭指令单元的输出值和所述旋转角度检测单元的检测值进行比较，从而进行所述控制阀的故障检测。

Description

蒸发燃料处理装置以及控制阀的故障检测方法
技术领域
本发明涉及具备用于吸附在燃料罐产生的蒸发燃料的滤罐(canister)并且处理所述蒸发燃料的蒸发燃料处理装置。另外，本发明涉及在蒸发燃料处理装置的燃料罐和滤罐的连通路(蒸气通路)之间设置的控制阀的控制方法，特别涉及控制阀的故障检测方法。
背景技术
在过去的蒸发燃料处理装置中，为了防止在加油时，燃料罐所产生的蒸发燃料被排放到大气中，使滤罐吸附蒸发燃料，来降低燃料罐内的压力(例如，参照专利文献1)。
另外，专利文献1中公开了一种燃料罐的蒸发气体抑制装置，其在装备于汽车等的车辆上的燃料罐、和吸附在燃料罐产生的蒸发燃料(蒸气)的连通路之间设有控制阀(Control valve)，在加油状态以及车辆行驶时燃料罐内的压力变得高于规定压力的状态下，开放控制阀，在车辆停车时闭塞控制阀。
专利文献1：JP特开2001-140705号公报
在过去的蒸发燃料处理装置中，在连通燃料罐和滤罐的蒸气通路中设有控制阀，在加油前开放控制阀，经由控制阀使滤罐吸附燃料罐内的蒸发燃料，从而使燃料罐内的压力降低。若压力能够降低，则能够防止加油时蒸发燃料排放到大气中。
在过去的蒸发燃料处理装置中，能够通过使控制阀成为开状态而使滤罐吸附蒸发燃料。而且，由于燃料罐内的压力和大气压的压差成为规定的压差以下，因此，等到驾驶者等能够打开注油管盖(filler cap)时，便能够防止蒸发燃料被排放到大气中。此时，驾驶者等不得不直到燃料罐内的压力和大气压的压差成为规定的压差以下为止，一直等待开启注油管盖。而期望直到能打开注油管盖为止的等待时间短到驾驶者不会感觉到等待的程度。
因此，本发明的目的在于：提供一种能够缩短加油时到驾驶者等能够打开注油管盖为止的等待时间的蒸发燃料处理装置。
可是，组合式混合动力(plug-in hybrid)车等的发动机长时间未被驱动时，便会闭塞控制阀而发生不再吸附来自燃料罐的蒸发燃料。若持续控制阀的闭塞状态，则会出现有由于控制阀的树脂制品因液体而溶解的橡胶成分，进而导致控制阀粘着的情况。
因此，在专利文献公开的方法中，为了检测控制阀的粘着故障，考虑进行控制阀的开闭动作。但是，若进行控制阀的开闭动作，则由于蒸发燃料会吸附在滤罐，则会产生对于组合式混合动力车等长时间不驱动发动机的车辆而言，需要搭载更大容量的滤罐这样的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供一种在燃料罐和滤罐的连通路之间设置的控制阀的故障检测方法。
本发明的蒸发燃料处理装置具备：滤罐，其吸附由用于贮留燃料的燃料罐所产生的蒸发燃料；
控制阀，其设于连通所述燃料罐和所述滤罐的蒸气通路，并具有即使从闭位置的开度零向开方向使开度增大也将截断所述蒸发燃料的流动通过的盲区，若从所述盲区进一步增大开度，则容许所述蒸发燃料的流动通过；
和控制单元，其对所述控制阀进行开控制，使所述蒸发燃料流过该控制阀，其中，
所述控制单元在所述开控制之前，在所述开度从大致零度增大到所述盲区内的规定开度为止后待机，在所述开控制之时，使所述开度从所述规定开度起增大，或使开速度在从大致零度至所述盲区内的规定开度的前后进行变化。
据此，由于使控制阀的开度从大致零度起增大到所述盲区内的规定开度位置为止待机，因此，在所述开控制之时，省去了从大致零度增大到盲区内的规定开度的动作，能够使所述开度从规定开度起增大，能够迅速降低燃料罐内的压力，在加油时能够缩短驾驶者等直到注油管盖打开为止的等待时间。
或者，通过使开速度在从大致零度至所述盲区内的规定开度的前后进行变化，能够迅速降低燃料罐内的压力，在加油时能够缩短驾驶者等直到注油管盖打开为止的等待时间。
另外，在本发明中，所述规定开度优选为所述盲区内的大致最大的开度。
据此，由于在所述开控制时，开度从盲区内的大致最大的开度起增大，几乎不经过所述盲区，因此能够迅速降低燃料罐内的压力，在加油时能够缩短驾驶者等直到注油管盖打开为止的等待时间。另外，所谓“大致最大的开度”是因为考虑了开度检测单元(编码器)等的偏差，接近最大的开度且使其具有余量。
另外，在本发明中，优选所述规定开度位于即使从所述控制阀的闭位置的开度零向开方向使所述开度增大也将截断所述蒸发燃料的流动通过并且所述蒸发燃料的流量相对于所述开度为非流动通过的盲区内。
据此，由于能够将盲区的初期一部分的开速度设定为高的开速度，剩下的盲区和其之后减速为通常的开速度来进行设定，因此，能够迅速地开阀，使蒸发燃料迅速地流过，能够使燃料罐内的压力迅速地下降，能够缩短等待时间。
另外，在本发明中，所述控制阀优选为球阀。
这是由于球阀具有相对于开度的盲区，构造上，盲区的大小不随时间变化而为恒定。
本发明为了解决这样的问题，提供一种控制阀的故障检测方法，是具备开闭指令单元、旋转角度检测单元的车辆的控制阀的故障检测方法，其中，所述开闭指令单元对权利要求1所述的蒸发燃料处理装置的所述控制阀输出开闭角度的指令；所述旋转角度检测单元用于检测所述控制阀的旋转角度，该方法的特征在于，所述控制阀具有盲区，比较在所述盲区所设定的所述开闭指令单元的输出值和所述旋转角度检测单元的检测值，从而进行所述控制阀的故障检测。
根据本发明，能够检测控制阀的粘着故障。
附图说明
图1是本发明的第一到第三实施方式的蒸发燃料处理装置(保持密封时)的构成图。
图2是本发明的第一到第三实施方式的蒸发燃料处理装置中所使用的控制阀(球阀)的以球体(阀体)的转动轴为法线的平面切断的截面图，(a)表示控制阀的开度为零度(全闭)的情况，(b)表示开度比零度大且比盲区的最大开度小的情况，(c)表示开度与盲区的最大开度相等的情况下，(d)表示开度比盲区的最大开度大且比90度(全开)小的情况，(e)表示开度等于90度的情况(全开)。
图3是表示流过控制阀的蒸发燃料的流量相对于控制阀的开度的关系的曲线图。
图4是表示本发明的第一实施方式的蒸发燃料处理装置所实施的蒸发燃料处理方法的流程图。
图5是表示第一实施方式的蒸发燃料处理装置所实施的控制阀的开控制中的开度的时间依赖性(a1模式和b1模式)的曲线图。
图6是本发明的第一到第三实施方式的蒸发燃料处理装置的构成图，表示加油的状态。
图7是本发明的第一到第三实施方式的蒸发燃料处理装置的构成图，表示CS MODE行驶时(清除(purge)时)的状态。
图8本发明的第二实施方式的蒸发燃料处理装置所实施的蒸发燃料处理方法的流程图。
图9是表示第二实施方式的蒸发燃料处理装置所实施的控制阀的开控制中的开度的时间依赖性(a2模式和b2模式)的曲线图。
图10是表示本发明的第三实施方式所涉及的本发明的蒸发燃料处理装置的控制阀的故障检测控制的流程图。
具体实施方式
接着，关于本发明的实施方式，参照适当的附图进行详细的说明。另外，在各图中，对于共用的部分，赋予相同的符号并省略重复的说明。
图1表示本发明的第一到第三实施方式的蒸发燃料处理装置(保持密封时)的构成图。蒸发燃料处理装置1具备：蒸气通路(配管)9；控制阀(球阀)11，其连接于蒸气通路(配管)9上；高压双路阀10，其与控制阀11并列地连接于蒸气通路(配管)9上；开度检测单元(编码器)12，其用于检测控制阀11的开度(旋转角度)；滤罐13，其与蒸气通路(配管)9的一端连接；清除通路(配管)18，其一端连接于滤罐13，另一端连接于内燃机构的吸气通路(省略图示)；清除控制阀14，其连接于清除通路(配管)18上；压力传感器15，其检测滤罐13内的压力；三向阀17；压力传感器16，其通过由三向阀17切换通气的方向来对蒸气通路(配管)9内的控制阀11检测燃料罐3侧的压力和滤罐13侧的压力；以及控制单元2。
另外，蒸气通路(配管)9的另一端连接于燃料罐3。在燃料罐3连接有注油管(filler pipe)4和通气管(breather pipe)5。通气管5的另一端连接于注油管4的上部。注油管4的另一端被注油管盖6所盖住。
进一步由加油口盖(fuel lid)7盖住注油管盖6。由驾驶者等按下盖开关(lid switch)8，之后，在由控制单元2判定为满足规定的条件的情况下，控制单元2打开加油口盖7。加油口盖7若打开，则驾驶者等打开注油管盖6，从而能够对燃料罐3加油。
燃料罐3具有将燃料送往内燃机构(图示省略)的泵3a、和在向蒸气通路(配管)9的开口所设置的浮阀(float valve)3b和截止阀(cut valve)3c。若成为了所谓的满罐，则浮阀3b塞住向蒸气通路(配管)9的开口，防止燃料进入蒸气通路(配管)9。即使成为了所谓的满罐，截止阀3c也不塞住向蒸气通路(配管)9的开口，其用于防止例如燃料罐3倾斜而导致燃料的液面上升，燃料进入蒸气通路(配管)9。
滤罐13能够吸附在用于贮留燃料的燃料罐3所产生的蒸发燃料。滤罐13内置活性炭等，通过该活性炭等来吸附蒸发燃料。相反，滤罐13通过从大气中吸入空气来将吸入的空气送入清除通路(配管)18，由此能够将吸附到滤罐13内的蒸发燃料清除到滤罐外的内燃机构。
控制阀11设置在连通燃料罐3和滤罐13的蒸气通路9。能够在控制阀11使用球阀。详细如后述，球阀的开度为零度时为全闭，开度为90度时为全开。控制阀(球阀)11的开度通过开度检测单元12来检测出，将检测出的开度发送到控制单元2。另外，控制单元2能够进行打开控制阀11的开控制、和关闭控制阀11的闭控制。
高压双路阀10具有组合了隔膜式的正压阀和负压阀的机械式阀。正压阀构成为在燃料罐3侧的压力比滤罐13侧的压力高了规定压力的量时开阀。通过该开阀，在燃料罐3内成为高压的蒸发燃料被送到滤罐13。负压阀构成为在燃料罐3侧的压力比滤罐13侧的压力低了规定压力的量时开阀。通过该开阀，积蓄在滤罐13中的蒸发燃料返回到燃料罐3中。
由此，在后述的“停车时”、“CD MODE行驶时”，保持密封的燃料罐3在成为过于高压或低压时打开高压双路阀10，从而能够调整燃料罐3的内压。
清除控制阀14设于清除通路(配管)18。能够在清除控制阀14使用电磁阀。清除控制阀14能够通过控制单元2进行开控制和闭控制。
能够在压力传感器15、16中使用压电元件。压力传感器15连接于滤罐13，能够检测滤罐13内的压力。另外，由于滤罐13内的压力与清除通路18内的压力相等，并且与蒸气通路9内的较控制阀11而位于滤罐13侧的压力相等，因此，压力传感器15实质上也能检测出这些压力。将检测出的压力发送到控制单元2。
压力传感器16连接于三向阀17的一个口。三向阀17的剩下的两个口分别与蒸气通路9的较控制阀11而位于滤罐13侧以及蒸气通路9的较控制阀11而位于燃料罐3侧连接。控制单元2控制三向阀17，能够将压力传感器16与蒸气通路9的较控制阀11而位于滤罐13侧相连，或将压力传感器16与蒸气通路9的较控制阀11而位于燃料罐3侧相连。若将压力传感器16与蒸气通路9的较控制阀而位于滤罐13侧相连，则压力传感器16能够对蒸气通路9的较控制阀11而位于滤罐13侧的压力进行检测，进一步能够检测出滤罐13内的压力。此时检测出的压力和压力传感器15所检测出的压力是在相同地方的计测，且应当一致，因此能够进行压力传感器15、16的校正和故障诊断。若控制三向阀17，将压力传感器16与蒸气通路9的较控制阀11而位于燃料罐3侧相连，则压力传感器16能够对蒸气通路9的较控制阀11而位于燃料罐3侧的压力进行检测，能够进一步检测出燃料罐3内的压力。压力传感器16将检测出的压力发送给控制单元2。
图2表示以控制阀(球阀)11的球体(阀体)的转动轴为法线的平面所切断时的截面图。图2(a)表示控制阀11的开度a为零度(全闭)的情况。在开度a为零度(全闭)的情况下，球体(阀体)11b内的流路的方向相对于阀座11a内的流路的方向，倾斜90度，由球体(阀体)11b塞住阀座11a内的流路。在阀座11a安装有全闭挡块11d和全开挡块11e，在球体(阀体)11b安装有杆11c。杆11c伴随着球体(阀体)11b的转动而转动。在开度a为零度(全闭)的情况下，杆11c与全闭挡块11d抵接，使球体(阀体)11b不能较如图2(a)所示再进一步进行逆时针转动。控制单元2进行闭控制，直到球体(阀体)11b以及杆11c不能逆时针转动为止，将不能转动的状态的开度a存储为零度(零点)，由此能够进行开度a的零点补正。另外，在开度a为90度(全开)的情况下，杆11c和全开挡块11e抵接，使球体(阀体)11b不能较如图2(e)所示再进一步进行顺时针转动。另外，虽然在图2中，是使球体(阀体)11b顺时针转动来开阀，但并不限于此，也可以是使其逆时针转动来开阀，在这种情况下，只要配合球体(阀体)11b和杆11c的转动范围来变更全闭挡块11d和全开挡块11e的安装位置即可。
作为不流过蒸发燃料的开度的范围，控制阀(球阀)11除了具有开度成为大致零度、全闭的区域以外，还具有开度略大于零度，且蒸发燃料的流量相对于开度成为非流动通过的盲区B。在盲区B中，即使使开度超过了控制阀11的闭位置的开度零而朝开方向增大开度，也阻断蒸发燃料的流动通过。在盲区B中。不流过蒸发燃料，蒸发燃料也不会被吸附于滤罐13。若较盲区B再进一步增大开度，则容许蒸发燃料的流动通过。
如图2所示，在开度a比零度大且小于盲区B的最大Bmax开度的情况下，也是和开度a为零度的情况相同，由球体(阀体)11b塞住阀座11a内的流路，蒸发燃料不能流通经过控制阀11。
如图2(c)所示，即使在开度a与盲区B的最大Bmax开度相等的情况下，蒸发燃料也不能流通经过控制阀11。
如图2(d)所示，在开度a大于盲区B的最大Bmax开度且小于90度(全开)的情况下，蒸发燃料能够流通经过控制阀11。
如图2(e)所示，在开度a与90度(全开)相等的情况下，球体(阀体)11b内的流路方向和阀座11a内的流路方向一致，使蒸发燃料以最大流量流过控制阀11。
图3表示流过控制阀11的蒸发燃料的流量相对于控制阀11的开度a的关系的一例。开度a为0(零)度时流量成为0(零)。另外，直到开度a超过0(零)度到15度为止，流量均为0(零)。该流量为0(零)、开度超过0(零)度到15度的范围是盲区B。并且，开度a的15度是盲区B的最大Bmax。若开度超过盲区B的最大Bmax的15度，则流量从0(零)开始变大，直到90度为止，开度a越变大，则流量也越变大。控制单元2存储图3的曲线那样的流量相对于开度a的关系，算出要在规定的时间内使燃料罐3内的压力下降到规定的压力以下，必须确保怎样的流量，并能够根据算出的流量、和流量相对于存储的开度a的关系来确定开度a。另外，由于流量也根据控制阀11的上游和下游的压力差而变化，因此，也可以在确定开度a时考虑该压力差。
图4表示本发明的第一实施方式所涉及的实施方式的蒸发燃料处理装置1所实施的蒸发燃料处理方法的流程图。
控制单元2通过使蒸发燃料处理装置1所搭载的车辆等的IG(点火开关)打开，启动(start)。
在步骤S1，控制单元2判定IG(点火开关)是否断开。若断开(步骤S1，“是”)，则停止该流程，若不是断开(步骤S1，“否”)，则进入步骤S2。
在步骤S2中，控制单元2实施零点补正，该零点补正兼作防止球体(阀体)11b粘着。在零点补正中，直到碰到挡块11d等的转动阻挡器而停止为止关闭，将停止时的开度a设定为零点。
另外，如图5的时间t的初期所示，在零点补正之前，在盲区B的范围内使开度a变化(开度a的增大)之后，进行零点补正(开度a的减少)。通过开度a的增大和减少，能够防止球体(阀体)11b的粘着。
在步骤S3中，控制单元2取得由压力传感器15检测出的清除通路18内的压力，取得由压力传感器16检测出的燃料罐3内的压力。
在步骤S4中，控制单元2判定检测出的清除通路18内的压力是否为负压。若是负压(步骤S4，“是”)，则进入步骤S6，若不是负压(步骤S4，“否”)，则进入步骤S5。
如图1所示，蒸发燃料处理装置1通常被置于保持密封时的状态。在将蒸发燃料处理装置1搭载于车辆、且该车辆为组合式混合动力车的情况下，在停车时和CD MODE行驶(电力行驶)时，成为保持密封时。在保持密封时，控制阀11和清除控制阀14关闭。通过使控制阀11关闭，将燃料罐3内保持密封的状态。在保持密封时，由于清除控制阀14也关闭，因此，检测出的清除通路18内的较清除控制阀14而位于滤罐13侧的压力不会成为负压。
如图7所示，在将蒸发燃料处理装置1搭载在组合式混合动力车上的情况下，在CS MODE行驶时、即在混合动力(HEV)行驶下发动机(ENG：内燃机构)开启时，清除通路18内的压力成为负压。这是因为伴随着发动机的启动，清除控制阀14打开，另外，和清除通路18连通的发动机的吸气通路成为负压。吸附于滤罐13的蒸发燃料经由清除通路18和吸气通路，被引入到内燃机构内，燃烧，即，将蒸发燃料清除。
在步骤S5，控制单元2判定检测出的燃料罐3内的压力是否为正压以上。若为正压以上(步骤S5，“是”)，则进入到步骤S6，若并非正压以上(步骤S5，“否”)则返回步骤S3。另外，若燃料罐3内的压力为正压以上的话，则能够认为接近加油的时期。
另外，步骤S3～S5可以省略，在省略的情况下，在如虚线所示，实施了步骤S2之后，进入步骤S6即可。另外，根据情况，也能够省略步骤S2。
在步骤S6中，如图5所示，控制单元2使控制阀11的开度a保持在大于零点的盲区B内的规定开度，优选保持于盲区B内的最大开度(最大非流动通过开度)Bmax而待机。在控制单元2内预先存储规定开度，作为目标开度或目标最大非流动通过开度。并且，在保持/待机时，对于由开度检测单元(编码器)12检测出的开度进行反馈控制(PID控制：proportionalplus integral plus derivative action)，以使其与存储的目标开度或目标最大非流动通过开度一致。
在步骤S7，控制单元2判定是否由驾驶者等开始加油(行动)。具体地，对是否由驾驶者等开启了用于开闭加油口盖7的盖开关8，且控制单元2接收到了盖开关8的接通信号进行判定。若接收到了盖开关8的接通信号而由驾驶者等开始了加油(行动)(步骤S7，“是”)，则进入步骤S8，若没有接收到盖开关8的接通信号而没有由驾驶者等开始加油(行动)(步骤S7，“否”)，则进入步骤S13。
在步骤S8，控制单元2实施控制阀11的开控制。控制单元2存储如图3那样的流量相对于开度a的关系，算出在规定时间内，例如在不让驾驶者等在加油时认为长的等待时间内，为了将燃料罐3内的压力下降到规定的压力以下而需流过多少体积的蒸发燃料，并以目标开度速度和目标开度的形式算出并确定各个时刻的开度a，该各个时刻的开度a是在规定的时间内使算出的体积的蒸发燃料流过的开度。如图5的(a1)线所示，开度a和保持/待机的时间无关，从一定的状态转入增大。将开度速度设定为目标开度速度，以该开度速度来增大开度a。并且，开度a从保持/待机时的规定开度(优选最大非流动通过开度Bmax)增大到目标开度，则与时间无关而为恒定。另外，控制单元2根据由开度检测单元(编码器)12检测出的开度、目标开度速度和目标开度，来实施反馈控制(PID控制)。另外，如图5的(a1)的线所示，也有能够使目标开度速度和目标开度减小的情况。这是因为检测出的燃料罐3内的压力较(a1)的线的情况要高。若燃料罐3内的压力高，则要降低目标开度，缩小开度使得蒸发燃料的流速不会过快。
由于在步骤S8的控制阀11的开控制前，在步骤S6使控制阀11的开度a从大致零度增大到盲区B内的规定开度后待机，因此，能够在开控制时，省去了从大致零度增大到盲区B内的规定开度的动作，使开度a从规定开度起增大。因此，如图6所示，若是在加油时，则由于控制阀11迅速地开阀，因此，燃料罐3内的压力迅速降低，能够在加油时缩短驾驶者等的直到打开注油管盖6为止的等待时间。
在步骤S9，控制单元2对燃料罐3内的压力是否降低达到开盖许可压力进行判定。若达到开盖许可压力(步骤S9，“是”)，则进入步骤S10，若未达到开盖许可压力(步骤S9，“否”)，则返回步骤S9，反复步骤S9。
在步骤S10，控制单元2将开盖信号发送给加油口盖7，如图6所示，打开加油口盖7的盖。驾驶者等打开注油管盖6，进行加油。加油后，驾驶者等关闭注油管盖6，进一步关上加油口盖7的盖。由于关闭加油口盖7，而从加油口盖7发送闭盖状态信号。
在步骤S11，控制单元2接收闭盖状态信号。通过该接收，驾驶者等进行的加油结束，进入步骤S12。
在步骤S12，控制单元2向控制阀11发送控制阀闭信号，进行关闭控制阀11的控制阀11的闭控制。之后，返回步骤S1，以上，对于控制单元2而言，完成了加油。
在步骤S13，控制单元2判定是否开始进行燃料罐3内的减压的清除。具体而言，由于将在发动机启动状态时从发动机等输出的且由控制单元2接收的启动状态信号、在清除控制阀14为开状态时从清除控制阀14输出的且由控制单元2接收的开状态信号作为清除指令信号(指令值)进行接收，因此，对是否接收清除指令信号(指令值)进行判定。进而，控制单元2根据清除控制阀14从开阀起的经过时间、由压力传感器15计测的滤罐13内的压力的变化，能够算出流过清除通路(配管)18的蒸发燃料的由滤罐13引起的清除流量。另外，控制单元2根据由压力传感器16计测的燃料罐3内的压力的变化，能够算出流过蒸气通路(配管)9的蒸发燃料的由燃料罐3引起的蒸气流量。在清除时，优选不是将来自燃料罐3的蒸发燃料收集在滤罐13内，而是流过清除通路(配管)18，在发动机中燃烧。为此，在清除时，根据流过蒸气通路(配管)9的蒸发燃料的由燃料罐3引起的清除流量进行设定，使得流过对燃料罐3和滤罐13的蒸发燃料进行合流的清除通路(配管)18的蒸发燃料的清除流量的一方变大。为了进行这样的设定，在开始进行燃料罐3内的减压的清除之前，使来自滤罐13的蒸发燃料的清除流量为规定值以上即可。因此，控制单元2根据来自滤罐13的蒸发燃料的清除流量是否为规定值以上，来判定是否开始了进行燃料罐3内的减压的清除。在由于接收了清除指令信号(指令值)、且来自滤罐13的蒸发燃料的清除流量为规定值以上而开始进行燃料罐3内的减压的清除的情况下(步骤S13，“是”)，进入到步骤S14，在由于未接收到清除指令信号(指令值)、且来自滤罐13的蒸发燃料的清除流量不是规定值以上而未开始进行燃料罐3内的减压的清除的情况下(步骤S13，“否”)，返回步骤S7。
由此，在步骤S14，控制单元2和步骤S8相同地，实施控制阀11的开控制(开闭控制)。控制单元2存储如图3那样的流量相对于开度a的关系，算出在规定时间内，例如在能够确保来自滤罐13的蒸发燃料的清除流量为规定值以上的时间内，为了将燃料罐3内的压力下降到规定的压力以下而需流过多少体积的蒸发燃料，并以目标开度速度和目标开度的形式算出并确定各个时刻的开度a，该各个时刻的开度a是在规定的时间内使算出的体积的蒸发燃料流过的开度。
由于在步骤S14的控制阀11的开闭控制之前，在步骤S6控制阀11的开度a从大致零度增大到盲区B内的规定开度而待机，因此，在开闭控制时，能够省去开度a从大致零度增大到盲区B内的规定开度的动作，使开度a从规定开度起变大。
因此，控制单元2在开控制之前，是开度从大致零度增大到所述盲区内的规定开度而待机，在开控制时使开度从规定开度起增大、或在从大致零度至所述盲区内的规定开度的前后使开速度进行变化。
如图7所示，由于在CS MODE行驶时(清除时)，能够迅速对控制阀11进行开阀，因此也经由蒸气通路9、控制阀11、滤罐13、清除通路18和吸气通路，而将燃料罐3内的蒸发燃料迅速引入到内燃机构内进行燃烧，即能够迅速实施清除。另外，若迅速地进行燃料罐3内的蒸发燃料的清除而使燃料罐3内的压力充分下降，则由于在加油时也预先降低了燃料罐3内的压力，因此以较小的下降幅度即可实现目的。与其相应，使燃料罐3内的压力迅速降低，能够在加油时缩短驾驶者直到注油管盖6打开为止的等待时间。
在步骤S15，控制单元2判定清除是否结束。若流过清除通路的清除流量成为规定量以下而清除结束(步骤S15，“是”)，则进入步骤S12，若流过清除通路的清除流量未成为规定量以下而清除未结束(步骤S15，“否”)，则进入到步骤15a。在步骤S15a，控制单元2判定清除减压是否结束。若流过清除通路的清除流量成为规定量以下而清除减压结束(步骤S15a，“是”)，则进入到步骤S12，若流过清除通路的清除流量未成为规定量以下而清除减压未结束(步骤S15a，“否”)，则返回步骤S15。另外，若发动机停止，则由于清除通路18内等的负压不再能维持，因此为了使清除结束，判定为清除结束。另外，在从步骤S15(S15a)进入到步骤S12的情况下(清除时)，除了控制阀11的闭控制以外，控制单元2也可以将清除阀闭信号发送给清除控制阀14，关闭清除控制阀14。以上，对于控制单元2而言，清除结束。
图8是本发明的第二实施方式的蒸发燃料处理装置1实施的蒸发燃料处理方法的流程图。
控制单元2通过搭载有蒸发燃料处理装置1的车辆等的IG(点火开关)打开，启动(start)。
在步骤S201中，控制单元2实施零点补正，该零点补正兼作防止球体(阀体)11b粘着。在零点补正中，直到碰到挡块11d等的转动阻挡器而停止为止，进行关闭，将停止时的开度a设定为零点。在盲区B的范围内使开度a变化(开度a的增大)后，进行零点补正(开度a的减小)。通过这样的开度a的增大和减小，能够防止球体(阀体)11b粘着。
在步骤S202中，控制单元2判定IG(点火开关)是否断开。若断开(步骤S202，“是”)，则停止该流程，若不是断开(步骤S202，“否”)，则进入步骤S3。
在步骤S203中，控制单元2判定是否接收/取得到控制阀11的开控制的开始信号。若接收/取得到开始信号(步骤S203，“是”)，则进入步骤S204，若未接收/取得(步骤S203，“否”)则返回到步骤S202。加油时，使用由驾驶者等开闭加油口盖7等的接通信号作为启动信号。在清除时，使用使发动机(内燃机构)启动的启动信号。另外，在仅以发动机作为驱动力的车辆中，将IG接通作为启动信号，但在组合式混合动力车中，在行驶中，驱动力有从仅利用电动机到另加利用发动机进行启动的情况，在行驶中也有启动信号产生的情况。
在步骤204中，控制单元2判定是加油时还是清除时。判定是根据在步骤S203接收/取得的启动信号而进行的。若是加油时(步骤S204，“加油时”)，则进入到步骤S205，若是清除时(步骤S204，“清除时”)，则进入步骤S206。
在步骤S205，控制单元2为了存储“是加油时”，建立加油时标记。
在步骤S206，由于是清除时，因此，控制单元2将清除开阀信号发送到清除控制阀14，使其开阀。
如图1所示，蒸发燃料处理装置1通常被置于保持密封时的状态。在将蒸发燃料处理装置1搭载于车辆、且该车辆为组合式混合动力车的情况下，在停车时和CD MODE行驶(电力行驶)时，成为保持密封时。在保持密封时，控制阀11和清除控制阀14关闭。通过使控制阀11关闭，将燃料罐3内保持密封的状态。通过使清除控制阀14关闭，使滤罐13内保持密封的状态。
如图7所示，在将蒸发燃料处理装置1搭载在组合式混合动力车上的情况下，在CS MODE行驶时、即在混合动力(HEV)行驶下发动机(ENG：内燃机构)开启时，在发动机内燃烧蒸发燃料，成为清除时，在清除时能够将蒸发燃料进行所谓的清除。另外，在发动机开启的清除时，发动机的吸气通路成为负压。清除通路18由于连接于发动机的吸气通路，因此清除通路18内的压力也成为负压。并且，若伴随着发动机的开启而打开清除控制阀14，则吸附于滤罐13的蒸发燃料从滤罐13经由清除通路18和吸气通路而被引入到发动机内燃烧，对蒸发燃料进行所谓的清除。
在步骤S207中，每当控制单元2实施控制阀11的开控制，均会算出目标开度速度和目标开度。控制单元2存储图3的曲线图那样的流量相对于开度a的关系，算出在规定时间内，例如在不让驾驶者等在加油时认为长的等待时间内，为了将燃料罐3内的压力下降到规定的压力以下而需流过多少体积的蒸发燃料，并以目标开度速度和目标开度的形式算出并确定各个时刻的开度a，该各个时刻的开度a是在规定的时间内使算出的体积的蒸发燃料流过的开度。
优选在步骤S207的计算正在进行中实施步骤S208。为了实施步骤S210，需要结束步骤S207和步骤S208，步骤S208的需要时间比步骤S207的需要时间长的情况下，也可以使步骤S208与步骤S204的开始同时开始，即在步骤S203判定为“是”后，立刻开始步骤S208。
在步骤S208，控制单元2如图9所示，以最大的开度速度(开速度)来使开度a增大。
在步骤S209，控制单元2对开度a是否大致达到作为规定开度而预先存储的盲区B内的最大(最大非流动通过开度)Bmax进行判定。若开度a大致达到最大(最大非流动通过开度)Bmax(步骤S209，“是”)，则进入到步骤S210，若未达到(步骤S209，“否”)，则返回步骤S208。通过以上，由于以最大的开度速度(开速度)使开度a达到最大非流动通过开度Bmax，因此能够在最短的时间内使开度a达到最大非流动通过开度Bmax。
在步骤S210中，如图9的(a2)的线所示那样，对开度速度进行设定，进行使最大开度速度(开速度)下降到步骤S207算出的目标开度速度的设定，进行速度控制(开控制)。并且，开度a从规定开度(优选最大非流动通过开度Bmax)增大到在步骤S207算出的目标开度，与时间无关地成为恒定。另外，控制单元2根据开度检测单元(编码器)12检测出的开度、和目标开度速度以及目标开度，实施反馈控制(PID控制)。另外，如图9的(b2)的线所示那样，也有与(a2)的线相比，使目标开度速度以及目标开度减小的情况。这是因为检测出的燃料罐3内的压力较(a2)的线的情况高。若燃料罐3内的压力高，则降低目标开度，缩小开度，以使蒸发燃料的流速不会过快。通过步骤S210的开控制，开度a超过最大非流动通过开度Bmax，使控制阀11开阀，使蒸发燃料流过控制阀11。
在步骤S210的控制阀11的开控制之前，由于在步骤S208将控制阀11的开度a以最大的开度速度(开速度)、即在最短时间内增大到最大非流动通过开度Bmax，因此，如图6所示，若是加油时，则由于控制阀11迅速地开阀，因此使燃料罐3内的压力迅速降低，能够在加油时缩短驾驶者等直到打开注油管盖6为止的等待时间。另外，在步骤S210的开控制时，由于省去了将开度a从大致零度增大到最大非流动通过开度Bmax为止的动作，从而能够使开度a从最大非流动通过开度Bmax起变大，因此，能够缩短等待时间。
另外，如图7所示，由于在CS MODE行驶时(清除时)，能够迅速对控制阀11进行开阀，因此也经由蒸气通路9、控制阀11、滤罐13、清除通路18和吸气通路，而将燃料罐3内的蒸发燃料迅速引入到内燃机构内进行燃烧，即能够迅速实施所谓清除。另外，若迅速地进行燃料罐3内的蒸发燃料的清除，而使燃料罐3内的压力充分下降，则由于在加油时也预先降低了燃料罐3内的压力，因此以较小的下降幅度即可实现目的。与其相应，使燃料罐3内的压力迅速降低，能够在加油时缩短驾驶者直到注油管盖6打开为止的等待时间。
在步骤S211中，控制单元判定是否是加油时。其中，在这种情况下，在不是加油时的情况下，必然是清除时。判定是根据在步骤S205有没有建立加油时标记来进行的。若是加油时(步骤S211，“是”)，则进入到步骤S212，若不是加油时(若是清除时、步骤S211，“否”)，则进入到步骤S215。
在步骤S212，控制单元2对燃料罐3内的压力是否降低达到开盖许可压力进行判定。若达到开盖许可压力(步骤S212，“是”)，则进入步骤S213，若未达到开盖许可压力(步骤S212，“否”)，则返回步骤S212，反复步骤S212。通过步骤S208等，由于燃料罐3内的压力迅速降低，因此认为能够在短时间内达到开盖许可压力。
在步骤S213，控制单元2将开盖信号发送到加油口盖7，如图6所示，打开加油口盖7的盖。驾驶者等打开注油管盖6，进行加油。加油后，驾驶者等关闭注油管盖6，进一步关上加油口盖7的盖。由于关闭加油口盖7，而从加油口盖7发送闭盖状态信号。
在步骤S214，控制单元2接收闭盖状态信号。通过该接收，驾驶者等进行的加油结束，进入步骤S216。
在步骤S216，控制单元2向控制阀11发送控制阀闭信号，进行关闭控制阀11的控制阀11的闭控制。之后，返回步骤S202，以上，对于控制单元2而言，完成了加油。
在步骤S215，控制单元2判定清除是否结束。若流过清除通路的清除流量成为规定量以下而清除结束(步骤S215，“是”)，则进入步骤S216，若流过清除通路的清除流量未成为规定量以下而清除未结束(步骤S215，“否”)，则进入到步骤215a。在步骤S215a，控制单元2判定清除减压是否结束。若流过清除通路的清除流量成为规定量以下而清除减压结束(步骤S215a，“是”)，则进入到步骤S216，若流过清除通路的清除流量未成为规定量以下而清除减压未结束(步骤S215a，“否”)，则返回步骤S215。另外，若发动机停止，则由于清除通路18内等的负压不再能维持，因此为了使清除结束，判定为清除结束。另外，在从步骤S215(S215a)进入到步骤S216的情况下(清除时)，除了控制阀11的闭控制以外，控制单元2也可以将清除阀闭信号发送给清除控制阀14，关闭清除控制阀14。以上，对于控制单元2而言，清除结束。
如以上，在本发明的第二实施方式的蒸发燃料处理装置1中，提供了一种能够使开速度在从大致零度至盲区内的规定开度的前后进行变化的蒸发燃料处理装置。
接着，对本发明的第三实施方式的蒸发燃料处理装置1所实施的故障检测控制方法进行说明。
<控制阀的故障检测控制>
对于组合式混合动力车等的长时间未驱动发动机的情况，由于未成为“CS MODE行驶时”(清除时)的状态(参照图7)，另外，由于不消耗燃料也无法成为“加油时”的状态(参照图6)，因此，长时间将控制阀11维持在闭阀的状态下(参照图1)，有时会导致控制阀11粘着。
若控制阀11粘着，则在“加油时”(参照图6)，由于大量的蒸发燃料(蒸气)不能流入到滤罐13，因此，有可能会出现从加油口盖7漏出蒸发燃料的情况，因此寻求进行对控制阀11的粘着故障进行检测的故障检测控制。
另外，若不驱动发动机，则由于也不能向内燃机构的吸气通路(图示省略)进行对吸附于滤罐13的蒸发燃料的清除，因此寻求在进行后述的对控制阀11的粘着故障进行检测的故障检测控制时，以闭塞用于连通燃料罐3和滤罐13的蒸气通路9、且燃料罐3的蒸发燃料无法吸附于滤罐13的状态下，即控制阀11闭塞蒸气通路9的状态下进行故障检测。
因此，关于本实施方式的蒸发燃料处理装置1的对控制阀11的粘着故障进行检测的故障检测控制，利用图10进行说明。
图10是表示本发明的蒸发燃料处理装置1的控制阀11的故障检测控制的流程图。
首先，在步骤S101中，控制单元(开闭指令单元)2判断是否为开始故障检测控制的状态。在不是开始故障检测控制的状态的情况下(在步骤S101，“否”)，直到成为开始故障检测控制的状态为止，反复步骤S101。
在是开始故障检测控制的状态的情况下(在步骤S101，“是”)，则进入到步骤S102。
另外，所谓开始故障检测控制的状态可以是车辆的点火开关成为接通之时，亦可以是车辆的驱动源(发动机或EV)的启动时。另外，亦可将距上次的控制阀11的动作起的经过时间超过了规定的时间之时作为开始故障检测控制的状态。进而，也可以将点火开关成为接通的次数成为规定值时作为开始故障检测控制的状态，也可以将车辆的行驶距离超过规定值之时作为开始故障检测控制的状态。
在步骤S102中，控制单元(开闭指令单元)2对控制阀11以盲区B的范围内的角度来发送开指令信号。
另外，将控制单元(开闭指令单元)2以盲区B的范围内的角度来进行设定且将作为开指令信号而输出给控制阀11的旋转角度称为“输出值”。
在步骤S103中，直到经过了“判定等待时间”为止，反复步骤S103。经过了“判定等待时间”之后，进入到步骤S104。
在此，“判定等待时间”是指，考虑将控制阀11旋转到步骤S102的“输出值”为止所需要的时间而设定的值。
在步骤S104中，控制单元2通过开度传感器(旋转角度检测单元)12检测出控制阀11相对于步骤S102的开指令信号而实际旋转的旋转角度，并接收检测出的值的信号。
另外，开度传感器(旋转角度检测单元)12所检测出的控制阀11的实际的旋转角度称为“检测值”。
在步骤S105中，控制单元2对在步骤S102由控制单元(开闭指令单元)2输出的“输出值”、和在步骤S104由开度传感器(旋转角度检测单元)12所检测出的“检测值”进行比较。
具体地，判定“输出值”和“检测值”的差的绝对值是在“故障判定值1”以下，还是大于“故障判定值1”。
在“输出值”和“检测值”的差的绝对值为“故障判定值1”以下的情况下(在步骤S105，“是”)，则进入到步骤S106。另一方面，在“输出值”和“检测值”的差的绝对值大于“故障判定值1”的情况下(在步骤S105，“否”)，则进入到步骤S111。
在此，“故障判定值1”根据控制阀11以及开度传感器(旋转角度检测单元)12的能够容许的误差范围而决定。
在步骤S106中，控制单元(开闭指令单元)2以盲区B的范围内的角度对控制阀11发送闭指令信号。
在步骤S107中，直到经过了“判定等待时间”为止，反复步骤S107。经过了“判定等待时间”之后，进入到步骤S108。
在此，“判定等待时间”是指，考虑将控制阀11旋转到步骤S106的“输出值”为止所需要的时间而设定的值。在此，步骤S108中的“判定等待时间”和步骤S103中的“判定等待时间”可以设定为相同值，也可以设定为不同的值。
在步骤S108中，控制单元2通过开度传感器(旋转角度检测单元)12检测出控制阀11相对于步骤S106的闭指令信号而实际旋转的旋转角度，并接收检测出的值的信号。
在步骤S109中，控制单元2对在步骤S106由控制单元(开闭指令单元)2输出的“输出值”、和在步骤S108由开度传感器(旋转角度检测单元)12所检测出的“检测值”进行比较。
具体地，判定“输出值”和“检测值”的差的绝对值是在“故障判定值2”以下，还是大于“故障判定值2”。
在“输出值”和“检测值”的差的绝对值为“故障判定值2”以下的情况下(在步骤S109，“是”)，则进入到步骤S110。另一方面，在“输出值”和“检测值”的差的绝对值大于“故障判定值2”的情况下(在步骤S109，“否”)，则进入到步骤S111。
在此，“故障判定值2”，与“故障判定值1”相同地，都是根据控制阀11以及开度传感器(旋转角度检测单元)12的能够容许的误差范围而决定的值，可以与“故障检测值1”相同而设定为相同的值，也可以为不同的值。
在步骤S110中，控制单元2判断为控制阀11正常，未发生故障。
另一方面，在步骤S105或步骤S109中，在“输出值”和“检测值”不一致的情况下(在步骤S105，“否”、在步骤S109，“否”)，判断为控制阀11为异常，发生了故障。
如以上，根据本实施方式，通过在控制阀11的盲区B的范围内使控制阀11进行旋转动作，能够在维持通过控制阀11闭塞蒸气通路9导致不连通的状态，即维持在燃料罐3内蒸发燃料不被吸附到滤罐13的状态，进行控制阀11的粘着的检测。
另外，即使控制阀11没有粘着，在控制阀11的响应性延迟的情况下，由于判定等待时间经过后的“输出值”和“检测值”的差的绝对值不成为故障判定值以下，控制阀11被判定为异常(参照步骤S111)，因此，即，在控制阀11的响应性降低的情况下，也能够将控制阀11检测为异常。
此外，即使在相对于控制单元2的开闭指令，控制阀能够适当地响应的情况下，在开度传感器(旋转角度检测单元)12发生了特性异常(也包含偏置偏差)的情况下，由于判定等待时间经过后的“输出值”和“检测值”的差的绝对值不成为故障判定值以下，控制阀11被判定为异常(参照步骤S111)，因此，即，即使在开度传感器(旋转角度检测单元)12的故障的情况下，能够进行检测。
另外，在本实施方式中所说明的进行粘着检测控制的车辆，适宜是组合式混合动力方式的车辆。在组合式混合动力方式的车辆中，能够在长时间不使用发动机的状态下行驶，控制阀11的粘着检测控制非常重要，适合采用本实施方式中所说明的粘着检测控制。

Claims (5)

1.一种蒸发燃料处理装置，其特征在于，具备：
滤罐，其吸附由用于贮留燃料的燃料罐所产生的蒸发燃料；
控制阀，其设于连通所述燃料罐和所述滤罐的蒸气通路，并具有即使从闭位置的开度零向开方向使开度增大也将截断所述蒸发燃料的流动通过的盲区，若比所述盲区进一步增大开度，则容许所述蒸发燃料的流动通过；和
控制单元，其对所述控制阀进行开控制，使所述蒸发燃料流过该控制阀，其中，
所述控制单元在所述开控制之前，在所述开度从大致零度增大到所述盲区内的规定开度为止后待机，在所述开控制之时，使所述开度从所述规定开度起增大，或使开速度在从大致零度至所述盲区内的规定开度的前后进行变化。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述规定开度是所述盲区内的大致最大的开度。
3.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述规定开度位于即使从所述控制阀的闭位置的开度零向开方向使所述开度增大也将截断所述蒸发燃料的流动通过并且所述蒸发燃料的流量相对于所述开度为非流动通过的盲区内。
4.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述控制阀是球阀。
5.一种控制阀的故障检测方法，是具备开闭指令单元、旋转角度检测单元的车辆的控制阀的故障检测方法，其中，所述开闭指令单元对权利要求1所述的蒸发燃料处理装置的所述控制阀输出开闭角度的指令；所述旋转角度检测单元用于检测所述控制阀的旋转角度，该方法的特征在于，
所述控制阀具有盲区，
比较在所述盲区所设定的所述开闭指令单元的输出值和所述旋转角度检测单元的检测值，从而进行所述控制阀的故障检测。
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