CN110344951B - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蒸发燃料处理装置，在将滤罐与燃料箱连接的蒸气通路上具备步进电动机式的关闭阀的蒸发燃料处理装置中，能够在进行燃料箱的减压动作时适当地控制通过关闭阀的气体的流量。蒸发燃料处理装置具备滤罐、蒸气通路、关闭阀以及控制装置，该蒸气通路使燃料箱与滤罐连通，该关闭阀包括设于蒸气通路的阀芯和对阀芯进行开闭驱动的步进电动机，该控制装置对关闭阀进行控制。控制装置在打开阀芯并进行燃料箱的减压动作时执行流量推定处理和电动机控制处理，该流量推定处理为基于箱内压的变化量的绝对值和燃料箱的内部的空间容积来计算通过关闭阀的气体的推定流量，该电动机控制处理为以使推定流量接近要求流量的方式对步进电动机的步数进行控制。

Description

蒸发燃料处理装置

技术领域

本发明涉及蒸发燃料处理装置，更详细而言，涉及在将滤罐与燃料箱连接的蒸气通路中具备步进电动机式的关闭阀的蒸发燃料处理装置。

背景技术

例如，专利文献1中公开了一种在将滤罐与燃料箱连接的蒸气通路中具备步进电动机式的关闭阀的蒸发燃料处理装置。在该蒸发燃料处理装置中，在使吸附于滤罐的蒸发燃料从滤罐脱离的吹扫动作的执行中，通过打开关闭阀来执行燃料箱的减压动作。该减压动作通过控制关闭阀的阀芯的行程并调整开阀量而一边抑制对内燃机的空燃比的影响一边进行。

并且，在上述的蒸发燃料处理装置中，减压动作的执行中的关闭阀的开阀量根据燃料箱的箱内压来校正。具体而言，专利文献1中公开了关闭阀打开时的箱内压越高，从燃料箱流出的气体(包含蒸发燃料)的流速越高，因此每单位时间的该气体的流出量变多。基于该知识，在上述的蒸发燃料处理装置中，为了抑制空燃比的变动，以伴随于箱内压变高而开阀量变小的方式对开阀量进行校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-077422号公报

在专利文献1中，预先通过实验或计算而求出箱内压与关闭阀的开阀量之间的关系，求出的关系作为映射存储于电子控制单元(ECU)的ROM。并且，在上述的蒸发燃料处理装置中，步进电动机式的关闭阀的开阀量利用上述映射来决定。然而，即使在箱内压以及开阀量相同的条件下，通过关闭阀的气体(包含蒸发燃料)的流量也会以例如关闭阀的机械误差偏差或该关闭阀的历年变化为起因而变化。因此，在利用上述的映射的方法下，可能产生无法适当地控制通过关闭阀的气体的流量的状况。

发明内容

本发明鉴于上述那样的课题而完成，其目的在于在将滤罐与燃料箱连接的蒸气通路上具备步进电动机式的关闭阀的蒸发燃料处理装置中，能够在进行燃料箱的减压动作时适当地控制通过关闭阀的气体的流量。

本发明的蒸发燃料处理装置具备：

滤罐，吸附在燃料箱内产生的蒸发燃料；

蒸气通路，使所述燃料箱与所述滤罐连通；

关闭阀，包括设于所述蒸气通路的阀芯和对所述阀芯进行开闭驱动的步进电动机；以及

控制装置，对所述关闭阀进行控制。

所述控制装置在打开所述阀芯并进行所述燃料箱的减压动作时执行流量推定处理和电动机控制处理，

所述流量推定处理为基于所述燃料箱的箱内压的变化量的绝对值和所述燃料箱的内部的空间容积来计算从所述燃料箱流出并通过所述关闭阀的气体的推定流量的处理，

所述电动机控制处理为以使所述推定流量接近要求流量的方式对所述步进电动机的步数进行控制的处理。

所述减压动作可以在吹扫动作的执行中进行，所述吹扫动作为使包含从所述滤罐脱离的蒸发燃料的吹扫气体向内燃机的进气通路导入。并且，在所述减压动作在所述吹扫动作的执行中进行的情况下，所述电动机控制处理中使用的所述要求流量可以为所述吹扫动作中使用的要求吹扫气体流量。

在所述电动机控制处理中，所述控制装置可以在从所述要求流量减去所述推定流量而得到的流量差为正的阈值以上的情况下，以使所述步进电动机向所述阀芯的打开方向旋转的方式对所述步数进行控制。并且，在所述电动机控制处理中，所述控制装置可以在所述流量差为零以上且小于所述阈值的情况下，将所述步数保持为当前的值。

在所述电动机控制处理中，所述控制装置可以在所述流量差小于零的情况下，以使所述步进电动机向所述阀芯的关闭方向旋转的方式对所述步数进行控制。

发明效果

根据本发明，在进行燃料箱的减压动作时，基于箱内压的变化量和燃料箱的内部的空间容积来计算通过关闭阀的气体的推定流量(流量推定处理)。因此，即使未掌握阀芯的开阀量(升程量)，也能够推定上述气体的流量。并且，根据本发明，以使推定流量接近要求流量的方式对步进电动机的步数进行控制(电动机控制处理)。因此，能够在进行减压动作时适当地控制通过关闭阀的气体的流量。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的蒸发燃料处理装置的整体结构的图。

图2是表示图1所示的关闭阀的结构的截面图。

图3是表示与本发明的实施方式的减压动作相关的处理的例程的流程图。

图4是用于说明按照图3所示的例程的处理的供油时的减压动作的例子的时间图。

图5是用于说明按照图3所示的例程的处理的吹扫动作的执行时的减压动作的例子的时间图。

具体实施方式

以下，参照附图并说明本发明的实施方式。在以下所示的实施方式中提及各要素的个数、数量、量、范围等的数时，除了特别明示的情况或原理上明显确定为该数的情况以外，本发明并不限定于该提及的数。并且，在以下所示的实施方式中说明的构造或步骤等除了特别明示的情况或明显原理上确定于此的情况以外，在本发明中不一定是必须的。

1.蒸发燃料处理装置的硬件结构

1-1.整体结构

图1是用于说明本发明的实施方式的蒸发燃料处理装置20的整体结构的图。图1所示的蒸发燃料处理装置20适用于车辆(图示省略)的燃料系统10。燃料系统10具备储存燃料的燃料箱12。在燃料箱12内设置有燃料泵14。通过燃料泵14汲起的燃料经由燃料配管16向搭载于车辆的内燃机18供给。需要说明的是，作为一例，车辆为混合动力车辆，该混合动力车辆具备内燃机18和电动机(图示省略)作为驱动源，能够在行驶中停止内燃机18。

蒸发燃料处理装置20是用于避免在燃料箱12内产生的蒸发燃料向外部(大气中)漏出的装置。蒸发燃料处理装置20具备滤罐22、蒸气通路24、吹扫通路26以及大气通路28。滤罐22构成为通过在该滤罐22的内部填充的吸附件(活性炭)而能够吸附在燃料箱12内产生的蒸发燃料。蒸气通路24的一端与燃料箱12内的气层部连通，蒸气通路24的另一端与滤罐22连通。在蒸气通路24中设置有能够使蒸气通路24开闭的(更详细而言，能够对蒸气通路24的连通和切断进行切换的)关闭阀30。关于关闭阀30的详细的结构，参照图2并后文叙述。

吹扫通路26的一端与滤罐22连通，吹扫通路26的另一端与内燃机18的进气通路32中的节气门34的下游侧的部位连通。在吹扫通路26中设置有能够使吹扫通路26开闭的吹扫阀36。大气通路28的一端与滤罐22连通，大气通路28的另一端与大气连通。在大气通路28中设置有空气过滤器38。大气通路28具备在与空气过滤器38相比靠近滤罐22的部位处并列配置的切换阀40和泵42。切换阀40能够使大气通路28开闭，由例如在非通电时为“开”的常开型电磁阀构成。泵42构成为能够朝向滤罐22压送大气。

在燃料箱12中安装有输出与箱内压P对应的信号的箱内压传感器44。并且，在燃料箱12的内部设置有用于检测燃料的液面位置的浮子式的液面传感器46。通过液面传感器46的利用，能够掌握燃料箱12内的燃料余量。而且，在与吹扫阀36相比靠近滤罐22的一侧的吹扫通路26中设置有输出与滤罐22侧(关闭阀30的下游侧)的压力对应的信号的系统压力传感器47。

而且，在燃料箱12内开口的蒸气通路24的双岔状的入口的一方安装有通过燃料的浮力进行开闭的截止阀48，在另一方安装有ORVR阀(Onboard Refueling Vapor RecoveryValve：车载加油油气回收阀)50。截止阀48通常保持为开阀状态，在车辆的侧滚时关闭而阻止燃料向蒸气通路24的流出。ORVR阀50基本上构成为在燃料箱12未装满燃料时打开，另一方在通过供油而燃料箱12装满燃料时关闭而切断蒸气通路24。

车辆具备覆盖供油口52的供油盖54、在进行供油时由车辆的使用者进行操作的盖开关56和以使供油盖54开放(解除供油盖54的锁定)的方式进行工作的盖执行器58。

图1所示的蒸发燃料处理装置20具备用于对包括关闭阀30在内的蒸发燃料处理装置20的各设备进行控制的控制装置60。控制装置60是具备至少一个处理器、至少一个存储器和输入输出接口的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。输入输出接口从搭载于蒸发燃料处理装置20的各种传感器收取传感器信号，并且向用于对蒸发燃料处理装置20进行控制的各种执行器输出操作信号。上述的各种传感器包括上述的箱内压传感器44、液面传感器46以及系统压力传感器47。并且，向控制装置60输出来自盖开关56的信号。上述的各种执行器包括上述的关闭阀30(后述的步进电动机64)、吹扫阀36、切换阀40以及泵42。

在控制装置60的存储器中存储有蒸发燃料处理装置20的控制用的各种程序和各种数据(包括映射)。通过由处理器执行存储于存储器的程序，实现控制装置60的各种各样的功能。例如，基于关闭阀30的操作进行的气体流量控制是通过执行程序而实现的功能之一。需要说明的是，控制装置60也可以由多个ECU构成。

1-2.关闭阀的结构

图2是表示图1所示的关闭阀30的结构的截面图。关闭阀30为步进电动机式，包括设于蒸气通路24的阀芯62和对阀芯62进行开闭驱动的步进电动机(以下简写为“STM”)64。更具体而言，如图2所示，关闭阀30具备阀芯62以及STM64，并且具备阀壳体66以及阀引导件68。

在阀壳体66的内部形成有阀室70、阀入口部72以及阀出口部74。阀入口部72以及阀出口部74分别相当于阀室70中的流路的入口以及出口。阀室70、阀入口部72以及阀出口部74作为蒸气通路24的一部分起作用。

STM64安装于阀壳体66。STM64的输出轴64a以朝向阀入口部72一侧延伸的方式向阀室70内突出。与阀入口部72相对的一侧的阀室70的开口由STM64堵塞。输出轴64a以同心状配置于阀壳体66的阀室70内，在输出轴64a的外周面上形成有外螺纹部64b。

阀引导件68由圆筒状的筒壁部76和将筒壁部76的上端开口部封闭的上壁部78形成为有顶圆筒状。在上壁部78的中央部以与输出轴64a同心状地形成有筒轴部80。在筒轴部80的内周面上形成有内螺纹部82。阀引导件68配置成相对于阀壳体66在由止转机构(图示省略)完成绕轴方向的止转的状态下能够沿着轴方向(图2的上下方向)移动。

在阀引导件68的筒轴部80的内螺纹部82螺合STM64的输出轴64a的外螺纹部64b。由此，基于STM64的输出轴64a的正转以及反转，阀引导件68能够沿着阀引导件68的轴方向往复移动。在阀引导件68的周围设有向上方对阀引导件68施力的辅助弹簧84。

阀芯62由圆筒状的筒壁部86和将筒壁部86的下端开口部封闭的下壁部88形成为有底圆筒状。阀芯62具备在下壁部88的下表面固定的密封部件90。密封部件90由例如圆板状的弹性材料(例如橡胶)构成。阀芯62以同心状配置于阀引导件68内。阀芯62的密封部件90配置成能够与阀壳体66的阀座91的上表面(即，在阀入口部72一侧以与阀芯62以及阀引导件68相对的方式形成的阀壳体66的壁面)抵接。

在阀芯62的筒壁部86的上端外周面上形成有沿着周方向配置的多个连结凸部92，在阀引导件68的筒壁部76的内周面上形成有槽状的连结凹部94。连结凸部92以相对于连结凹部94能够在输出轴64a的轴方向(图2的上下方向)上相对移动规定的长度的状态嵌合于连结凹部94。在阀引导件68的连结凹部94的底壁部96从下方与阀芯62的连结凸部92抵接的状态下，阀引导件68和阀芯62能够一体地向上方(即，阀芯62的打开方向)移动。在阀引导件68的上壁部78与阀芯62的下壁部88之间以同心状设有相对于阀引导件68始终向下方(即，阀芯62的关闭方向)对阀芯62施力的阀簧98。

需要说明的是，关闭阀30具备压力释放机构100。压力释放机构100包括正压释放阀102和负压释放阀104，在以下的状况下不依靠关闭阀30的开闭而使燃料箱12与蒸气通路24连通。具体而言，正压释放阀102在箱内压P成为正的规定压力以上的情况下，通过箱内压P与关闭阀30的出口侧的压力(滤罐22侧的蒸气通路24的压力，典型的是大气压)之间的压力差而打开。其结果是，箱内压P使用蒸气通路24逃散。负压释放阀104在箱内压P为负的规定值以下的情况下，通过压力差而打开。其结果是，抑制燃料箱12的过度的负压化。

1-3.关闭阀的基本动作

接着，说明如上述那样构成的关闭阀30的基本动作。控制装置60能够通过STM64的步数的控制而驱动STM64沿该STM64的正转方向或反转方向旋转。STM64沿该STM64的正转方向或反转方向旋转预先确定的步数时，通过输出轴64a的外螺纹部64b与阀引导件68的筒轴部80的内螺纹部82之间的螺合作用，阀引导件68沿着图2的上下方向(即，阀芯62的开闭方向)移动预先确定的行程量。

在阀引导件68的初始状态(图2所示的状态)下，阀引导件68保持于该阀引导件68的下限位置，筒壁部76的下端面与阀壳体66的阀座91的上表面抵接。并且，在该状态下，阀芯62的连结凸部92相对于阀引导件68的连结凹部94的底壁部96位于上方，且阀芯62的密封部件90由于阀簧98的弹簧力而按压于阀壳体66的阀座91的上表面。

在此，使STM64正转时，关闭阀30(阀芯62)向打开方向动作，相反，使STM64反转时，关闭阀30(阀芯62)向关闭方向动作。从阀引导件68的上述初始状态开始STM64沿正转方向(即，打开方向)旋转时，通过外螺纹部64b与内螺纹部82的螺合作用，阀引导件68向上方移动，阀引导件68的连结凹部94的底壁部96从下方与阀芯62的连结凸部92抵接。并且，STM64进一步沿打开方向旋转，阀引导件68进一步向上方移动时，阀芯62与阀引导件68一起向上方移动，阀芯62的密封部件90从阀壳体66的阀座91离开。即，阀芯62(关闭阀30)打开。其结果是，相当于蒸气通路24的一部分的流路(即，阀室70、阀入口部72以及阀出口部74)成为连通状态。

2.蒸发燃料处理装置的控制

2-1.吹扫动作

在上述的蒸发燃料处理装置20中，在燃料箱12内产生的蒸发燃料通过蒸气通路24并流入滤罐22，由滤罐22(的吸附件)吸附。控制装置60在内燃机18的运转中满足规定的吹扫条件的情况下，执行用于使吸附于滤罐22的蒸发燃料从滤罐22脱离的“吹扫动作”。具体而言，在吹扫动作的执行中，吹扫阀36打开。如上述那样，切换阀40基本上打开。因此，伴随于吹扫阀36的开放，通过内燃机18的进气负压的作用，大气从大气通路28向滤罐22内流入。通过该大气而蒸发燃料从滤罐22脱离，包含脱离的蒸发燃料(燃料成分)的吹扫气体导入进气通路32。

2-2.基于关闭阀的开放进行的燃料箱的减压动作的课题

作为前提，根据在蒸气通路24中具备关闭阀30的蒸发燃料处理装置20，可构筑能够通过预先关闭关闭阀30而将蒸发燃料关入燃料箱12内的“密封箱系统”。这种密封箱系统在例如本实施方式中设想的混合动力车辆那样以在车辆行驶中内燃机的运转停止为起因而难以确保吹扫动作的执行机会的车辆中，在意图的状况下抑制蒸发燃料从燃料箱向滤罐的流入(蒸发燃料向滤罐的吸附)方面是恰好的。

在此基础上，控制装置60通过在箱内压P高时打开关闭阀30(更详细而言，使阀芯62的密封部件90从阀壳体66的阀座91离开)而执行使箱内压P降低的“减压动作”。进行这种减压动作的状况的典型例是在车辆行驶中进行上述的吹扫动作时和供油时。更具体而言，减压动作在车辆行驶中箱内压P高于规定的阈值THp的情况下利用吹扫动作的执行机会来执行。并且，在为了供油而由使用者按压盖开关56的情况下，为了抑制蒸发燃料从供油口52的流出，需要在供油口52打开前使箱内压P迅速地降低。因此，减压动作在供油时也是必要的。

更详细而言，在具有作为上述的密封箱系统的功能的蒸发燃料处理装置20中打开关闭阀30并进行减压动作时，需要留意以下的点。即，首先，车辆行驶中的吹扫动作的执行时的减压动作需要一边以使“关闭阀通过气体流量”成为“吹扫气体流量”以下的方式对关闭阀30(阀芯62)的开度进行调整一边进行。其理由是因为在关闭阀通过气体流量多于吹扫气体流量时，与蒸发燃料从滤罐22的脱离量相比蒸发燃料向滤罐22的吸附量增加，无法适当地担保作为密封箱系统的功能。需要说明的是，在此所说的关闭阀通过气体流量(以下也简写为“关闭阀流量”)是通过关闭阀30的气体(从燃料箱12流出的气体(包含蒸发燃料))的流量，吹扫气体流量是通过吹扫阀36的开度调整而调整的吹扫气体(包含蒸发燃料的气体)的流量。

并且，供油时的减压动作需要如上述那样以使箱内压P迅速地降低的方式执行。然而，在以高规定流量以上的关闭阀流量降低箱内压P时，ORVR阀50会关闭(即，会切断蒸气通路24)，因此不再使箱内压P降低。

为了良好地满足以上那样的吹扫动作的执行时以及供油时的要求，重要的是能够在减压动作的执行中适当地控制关闭阀流量。并且，这种流量控制的重要性在如本实施方式的关闭阀30那样使用步进电动机式的关闭阀的情况下更高。其理由如下。

即，在具有图2所示的那种构造的关闭阀30中，从阀芯62与阀引导件68一起落座于阀座91的状态(图2所示的状态)开始使STM64沿打开方向(正转方向)旋转1步进的话，阀芯62不会立即打开。为了打开阀芯62(使阀芯62的密封部件90从阀座91离开)，需要从上述状态开始使STM64旋转某步数。并且，阀芯62开始打开时的步数因例如关闭阀30的机械误差偏差而不同，而且也因关闭阀30的历年变化而不同。因此，即使将关闭阀30的步数控制为某步数，阀芯62的实际的开阀量也会因上述的机械误差偏差等而不同。在步进电动机式的关闭阀30中，因例如上述那样的理由而难以掌握阀芯62的实际的开阀量，因此为了适当地控制关闭阀流量而需要工夫。

2-3.与减压动作相关的处理的概要

在本实施方式中，为了适当地控制关闭阀流量的同时能够进行减压动作，执行如下那样的“流量推定处理”和“电动机控制处理”。根据流量推定处理，基于箱内压P的变化量ΔP的绝对值和燃料箱12的内部的空间容积(更详细而言，燃料箱12内的气层部的容积)V1来计算从燃料箱12流出并通过关闭阀30的气体的“推定流量”Q(即，关闭阀流量的推定值)。并且，根据电动机控制处理，以使推定流量Q接近“要求流量”Qt的方式对STM64的步数进行控制。具体而言，在本实施方式中，所述流量推定处理以及电动机控制处理作为一例如以下说明的那样执行。

2-3-1.流量推定处理的具体例

流量推定处理中的推定流量Q(L/sec)的计算利用如下的(1)式的关系来进行。在(1)式中，ΔP(kPa)为规定的时间间隔Δt(sec)中的箱内压P的变化量的绝对值，Pa为大气压(kPa)。(2)式表示使(1)式中的时间间隔Δt为1秒的情况下得到的关系。

【数学式1】

Q＝(ΔP·V1)/(Pa·Δt) …(1)

Q＝(ΔP·V1)/Pa …(2)

在此，说明上述(1)式的导出过程。在设某时刻t的箱内压P为Pt时，时刻t的燃料箱12内的气体的状态方程式如以下的(3)式那样表示。在(3)式中，n为燃料箱12内的气体的分子数，R为气体常数，T为该气体的温度。

【数学式2】

Pt·V1＝nRT …(3)

以下的(4)式中的P(t+Δt)为从时刻t开始经过时间间隔Δt的时刻(t+Δt)的箱内压P，n'为时刻(t+Δt)的燃料箱12内的气体的分子数。时刻(t+Δt)的燃料箱12内的气体的状态方程式如(4)式那样表示。并且，以下的(5)式中的体积V2为在时间间隔Δt的期间通过关闭阀30的气体(从燃料箱12向滤罐22流动的气体)的体积，n”为该气体的分子数。并且，关闭阀30的下游侧(即，滤罐22侧)的蒸气通路24的压力为大气压Pa。因此，在时间间隔Δt的期间通过关闭阀30的气体的状态方程式如(5)式那样表示。

【数学式3】

P(t+Δt)·V1＝n′RT …(4)

Pa·V2＝n″RT …(5)

假设使时间间隔Δt中的气体温度T恒定时，如以下的(6)式所示的那样，时刻t的燃料箱12内的气体的分子数n由在时刻(t+Δt)残留于燃料箱12内的气体的分子数n'与在时间间隔Δt的期间通过关闭阀30的气体的分子数n”之和表示。因此，由(3)～(6)式获得以下的(7)式。对(7)式进行变形的话，获得以下的(8)式。并且，关闭阀流量的推定值即推定流量Q如以下的(9)式那样相当于通过在时间间隔Δt的期间通过关闭阀30的气体的体积V2除以时间间隔Δt而获得的值。因此，导出推定流量Q的计算式即上述(1)式(以及(2)式)。

【数学式4】

n＝n′+n″ …(6)

Pt·V1＝P(t+Δt)·V1+Pa·V2 …(7)

V2＝(Pt-P(t+Δt))·V1/Pa＝ΔP·V1/Pa …(8)

Q＝Y2/Δt＝(ΔP·Y1)/Pa/Δt …(9)

根据如以上那样导出的(1)式，通过取得箱内压P的变化量(更详细而言，时间变化量)ΔP和燃料箱12的空间容积V1，能够不依靠关闭阀30的开度而算出推定流量Q。需要说明的是，在此，固定值作为大气压Pa使用，但是该大气压Pa即滤罐22侧(关闭阀30的下游侧)的气体的压力也可以使用例如系统压力传感器47来取得。

更具体而言，箱内压P的变化量ΔP可以使用例如箱内压传感器44的检测值来计算。燃料箱12的内部的空间容积(气层部的容积)V1可以根据利用例如液面传感器46而取得的燃料箱12内的燃料余量来计算。不过，该空间容积V1的计算也可以通过将燃料箱12为空的状态时的空间容积的值(即，燃料箱12自身的容积)作为固定值使用而简单化。并且，作为时间间隔Δt，可以使用任意的值，不过在本实施方式中，作为时间间隔Δt的一例，使用1秒。因此，推定流量Q使用与(1)式相比简单化的(2)式来计算。

2-3-2.电动机控制处理的具体例

在电动机控制处理中，控制装置60计算从要求流量Qt减去推定流量Q而得到的“流量差”ΔQ。并且，控制装置60在流量差ΔQ为正的阈值THq以上的情况下，以使STM64沿着阀芯62的打开方向旋转的方式(即，以使STM64沿着正转方向旋转的方式)对步数进行控制。另一方面，控制装置60在流量差ΔQ为零以上且小于阈值THq的情况下，将步数保持为当前的值。并且，控制装置60在流量差ΔQ小于零的情况下，以使STM64沿着阀芯62的关闭方向旋转的方式(即，以使STM64沿着反转方向旋转的方式)对步数进行控制。

2-4.与减压动作相关的控制装置的处理

图3是表示与本发明的实施方式的减压动作相关的处理的例程的流程图。控制装置60以规定的控制周期反复执行本例程的处理。

在图3所示的例程中，首先，控制装置60判定是否存在关闭阀30的开阀要求(步骤S100)。具体而言，关于供油时，控制装置60在由使用者按压了盖开关56时，判定为出现了开阀要求。并且，控制装置60在车辆行驶中满足吹扫动作的执行条件且箱内压P为阈值THp以上时，判定为出现了开阀要求。

在步骤S100的判定结果为否定的情况下，控制装置60结束本次的处理循环。另一方面，在步骤S100的判定结果为肯定的情况下，处理进入步骤S102。在步骤S102中，控制装置60计算要求流量Qt。供油时使用的要求流量Qt是根据例如车辆的规格而决定的恒定值。并且，吹扫动作的执行时使用的要求流量Qt是例如吹扫动作中控制的要求吹扫气体流量。需要说明的是，要求吹扫气体流量自身根据例如吸入空气量、发动机转速以及节气门开度等发动机运转条件来决定。

在步骤S102之后，处理进入步骤S104。在步骤S104中，控制装置60计算箱内压P的变化量ΔP。在本例程的处理中，作为上述的时间间隔Δt，使用1秒。因此，在本步骤S104中计算的变化量ΔP成为当前时刻的箱内压P与1秒前的箱内压P之差的绝对值。控制装置60通过由例如存储于存储器的1秒前的箱内压P的存储值减去使用箱内压传感器44检测的当前时刻的箱内压P来计算变化量ΔP。

在步骤S104之后，处理进入步骤S106。在步骤S106中，控制装置60执行上述的流量推定处理来计算关闭阀30的推定流量Q。具体而言，控制装置60通过将步骤S104中算出的变化量ΔP与燃料箱12的内部的空间容积V1和大气压Pa一起代入上述(2)式来计算推定流量Q。

在步骤S106之后，处理进入步骤S108。在步骤S108中，控制装置60使用步骤S102以及S106的计算结果来计算流量差ΔQ(＝Qt-Q)。

在步骤S108之后，处理进入步骤S110。在步骤S110中，控制装置60判定流量差ΔQ是否为上述的阈值THq以上。在本实施方式中，规定的阈值THq是正的值，且是比要求流量Qt小的值。需要说明的是，吹扫动作的执行时使用的阈值THq可以与供油时使用的阈值THq不同。

在步骤S110的判定结果为肯定的情况(ΔQ≥THq)下，处理进入步骤S112。在步骤S112中，控制装置60以使STM64(输出轴64a)沿着关闭阀30(阀芯62)的打开方向(正转方向)旋转的方式对步数进行控制。

在步骤S110的判定结果为否定的情况(ΔQ＜THq)下，处理进入步骤S114。在步骤S114中，控制装置60判定流量差ΔQ是否为零以上。其结果是，在该判定结果为肯定的情况(ΔQ≥0)下，处理进入步骤S116。在步骤S116中，控制装置60将STM64的步数保持为当前的值。

另一方面，在步骤S114的判定结果为否定的情况(ΔQ＜0)下，处理进入步骤S118。在步骤S118中，控制装置60以使STM64(输出轴64a)沿着关闭阀30(阀芯62)的关闭方向(反转方向)旋转的方式对步数进行控制。

需要说明的是，在图3所示的例程中，步骤S104以及S106的处理相当于本发明的“流量推定处理”的一例，步骤S102、以及S108～S118的处理相当于本发明的“电动机控制处理”的一例。

2-5.供油时的减压动作的例子

图4是用于说明按照图3所示的例程的处理的供油时的减压动作的例子的时间图。图4中的STM64的步数的“控制原点”相当于STM64处于图2所示的状态(阀引导件68与阀芯62一起落座于阀座91的状态)时的步数。并且，对阀引导件68的行程量进行调整的STM64的旋转量(旋转角度)以步进单位控制。图4中的“开阀位置”相当于与阀芯62的密封部件90从阀座91离开时的阀引导件68的行程量对应的STM64的步数。

图4中的时刻t1相当于由使用者按压了盖开关56的时刻(即，出现了关闭阀30的开阀要求的时刻)。时刻t2相当于之后开始基于流量推定处理进行的推定流量Q的计算以及基于电动机控制处理进行的流量差ΔQ的计算的时刻。时刻t3相当于之后开始STM64的旋转的时刻。时刻t4相当于在STM64的旋转的开始后步数达到下限保护值的时刻。时刻t5相当于之后阀芯62开始打开的时刻(即，开阀位置的到达时刻)。

在从时刻t2到时刻t5为止的期间，虽然出现了开阀要求，但是关闭阀30仍未打开(即，阀芯62未从阀座91离开)。因此，在该期间(t2-t5)中进行流量推定处理的情况下，箱内压P的变化量ΔP为零，因此推定流量Q也为零。其结果是，流量差ΔQ等于要求流量Qt。并且，在该期间(t2-t5)中，在图3所示的例程中，步骤S110的判定结果为肯定(ΔQ≥THq)，以向打开方向旋转的方式对STM64的步数进行控制(在图4所示的例子中，步数增加)。因此，根据本例程的处理，在出现了开阀要求之后，以关闭阀30打开的方式对STM64进行控制。

另外，图4所示的下限保护值相当于以STM64的规定的初始化处理实施完成为条件并确保在该下限保护值以下的步数下阀芯62不从阀座91离开的步数。然而，供油时的减压动作为了使用者能够尽可能早地开始供油而期望以尽可能短的时间完成。因此，关于在开始了STM64的旋转之后到步数达到下限保护值为止的期间(t3-t4)，可以如图4所示的例子那样，以使STM64以尽可能的高速旋转的方式对STM64进行控制。

在时刻t5阀芯62开始打开时，箱内压P下降，并且变化量ΔP的绝对值变得大于零，因此推定流量Q变得多于零。更详细而言，推定流量Q与变化量ΔP的绝对值成比例地变多。其结果是，流量差ΔQ变得小于要求流量Qt。根据图3所示的例程的处理，在流量差ΔQ为阈值THq以上的期间，步数增加，阀芯62的开度变大(步骤S112)。并且，在图4所示的例子中，此时的步数的控制一边以不超过上限保护值的方式限制步数一边进行。这是因为即使假设发生了推定流量Q与实际的流量之间的误差变大，也避免实际的流量变得过大。需要说明的是，上限保护值根据箱内压P而变化，伴随于箱内压P的下降而变大。

时刻t6作为伴随于推定流量Q的增加而流量差ΔQ变小的结果，相当于流量差ΔQ低于阈值THq的时刻。伴随于该时刻t6的到达，根据图3所示的例程的处理，将步数保持为当前(时刻t6)的值(步骤S116)。其结果是，阀芯62的开度保持为当前(时刻t6)的值。

如图4所示，在时刻t6保持阀芯62的开度之后，箱内压P还随着时间经过而下降。在图4所示的例子中，在时刻t6的经过后，将变化量ΔP的绝对值适当较高地维持，推定流量Q适当地接近要求流量Qt(换言之，流量差ΔQ在阈值THq与零之间适当地推移)。然后，伴随于箱内压P的下降而变化量ΔP的绝对值变小时，推定流量Q减少，伴随于此，流量差ΔQ开始上升。

时刻t7相当于流量差ΔQ高于阈值THq的时刻。伴随于该时刻t7的到达，根据图3所示的例程的处理，以使阀芯62的开度增加的方式再次增加STM64的步数(步骤S112)。

另外，在箱内压P充分下降的时刻t7之后，如图4所示的例子那样，为了尽可能早地完成减压动作，可以以使STM64以尽可能的高速旋转的方式对STM64进行控制。需要说明的是，在图4所示的例子中，以沿着伴随于箱内压P的下降而变大的上限保护值的方式增加步数。

时刻t8相当于STM64的步数达到“全开位置”(即，获得阀芯62的最大开度的值)的时刻。然后，步数保持于该全开位置。时刻t9相当于在时刻t8之后箱内压P下降至供油盖54的规定的开放压为止的时刻。控制装置60在该时刻t9使用盖执行器58使供油盖54开放(解除供油盖54的锁定)。其结果是，使用者能够打开供油口52并进行供油。

在供油完成而使用者关闭供油盖54时，盖开关56断开，关闭阀30的开阀要求消失。其结果是，在图3所示的例程中，步骤S100的判定结果为否定，结束供油时的减压动作。需要说明的是，控制装置60在减压动作的结束后以使关闭阀30关闭的方式(更详细而言，以返回控制原点的方式)控制(减少)步数。

2-6.吹扫动作的执行时的减压动作的例子

图5是用于说明按照图3所示的例程的处理的吹扫动作的执行时的减压动作的例子的时间图。图5中的时刻t11相当于箱内压P为阈值THp以上且吹扫标志从断开切换成接通的时刻(即，用于进行吹扫动作的规定的吹扫条件满足的时刻)。

要求流量Qt如已述的那样设定成与对应于发动机运转条件的吹扫气体流量相等的值。根据图3所示的例程的处理，在时刻t11的到达后，步骤S110的判定结果为肯定(ΔQ≥THq)，因此为了打开关闭阀30而立即开始STM64的步数的增加(步骤S112)。

时刻t12相当于阀芯62开始打开的时刻(即，开阀位置的到达时刻)。在图5所示的例子中，关于从时刻t11到时刻t12为止的期间，阀芯62未打开，因此推定流量Q为零，另一方面，伴随于吹扫气体流量的增加而要求流量Qt增加。因此，流量差ΔQ增加。

另一方面，在时刻t12阀芯62开始打开之后，推定流量Q变得比零多。其结果是，根据推定流量Q以及要求流量Qt的增减而流量差ΔQ发生变动。时刻t13相当于流量差ΔQ低于阈值THq的时刻。伴随于该时刻t13的到达，根据图3所示的例程的处理，将步数(阀芯62的开度)保持为当前的值(步骤S116)。

并且，在图5所示的例子中，在之后的时刻t14，流量差ΔQ低于零。伴随于该时刻t14的到达，根据图3所示的例程的处理，在流量差ΔQ小于零的期间，步数减少，阀芯62的开度变小。然后，在时刻t15流量差ΔQ再次增加至零时，再次将步数(阀芯62的开度)保持为当前的值。并且，在之后的时刻t16流量差ΔQ再次增加至阈值THq时，再次增加步数(阀芯62的开度)。在图5所示的例子中，然后也根据流量差ΔQ与两个阈值(THq和零)之间的关系来微调步数(阀芯62的开度)。

根据图3所示的例程的处理，在图5所示的吹扫动作的执行中，也能够以使推定流量Q接近要求流量Qt的方式对STM64的步数进行控制。并且，在这样控制步数的过程中，箱内压P如图5所示的那样下降。

并且，时刻t17相当于吹扫标志断开的时刻(即，关闭阀30的开阀要求消失的时刻)。时刻t17到达时，减压动作与吹扫动作的结束一起也结束。因此，如图5所示，控制装置60在时刻t17的经过后以关闭阀30关闭的方式(更详细而言，以返回控制原点的方式)控制(减少)步数。

需要说明的是，在图5所示的例子中，在结束吹扫动作的时刻t17的附近，箱内压P良好地下降至阈值THp左右。与这样的例子不同，在吹扫动作的执行中箱内压P下降到小于阈值THp的情况下，以该箱内压P的变化为起因而开阀要求消失，结束减压动作(关闭关闭阀30)。

3.效果

如以上说明的那样，在本实施方式中，在进行减压动作时，基于箱内压P的变化量ΔP和燃料箱12的空间容积V1来计算通过关闭阀30的气体的推定流量Q(流量推定处理)。因此，即使未掌握阀芯62的开阀量(升程量)，也能够推定关闭阀流量。更详细而言，例如，即使箱内压P以及开阀量分别相同的条件下的关闭阀流量以关闭阀30的偏差(机械误差)或历年变化为起因而发生变化，根据上述的流量推定处理，也能够不受那种变化的影响而适当地推定关闭阀流量。

并且，根据本实施方式，以使通过上述的流量推定处理而算出的推定流量Q接近要求流量Qt的方式对STM64的步数进行控制(反馈控制)(电动机控制处理)。因此，能够在进行减压动作时适当地控制关闭阀流量。

并且，根据本实施方式的流量推定处理，还具有能够利用来自车辆的燃料系统10中已有的箱内压传感器44的信息(即，不需要专用的传感器的追加)来计算推定流量Q的优点。需要说明的是，在根据燃料余量来求出燃料箱12的内部的空间容积V1的例子中，能够与箱内压传感器44一起同样利用燃料系统10中已有的液面传感器46来计算推定流量Q。

并且，根据本实施方式的流量推定处理，在吹扫动作的执行中执行减压动作的情况下，作为要求流量Qt使用与要求吹扫气体流量相等的值。由此，能够以使关闭阀流量不较大地超过吹扫气体流量的方式适当地控制关闭阀流量。

并且，根据本实施方式的电动机控制处理，以使STM64沿着阀芯62的打开方向旋转的方式控制(增加)步数的处理(步骤S112)在流量差ΔQ不为零且为正的(比零大的)阈值THq以上的情况下执行。由此，与使用零作为决定处理进入步骤S112的阈值的情况相比，进行使阀芯62的开度变大的处理(步骤S112)的期间变短，或者进行该处理的机会变少。因此，特别在箱内压P高的减压动作的初期，能够适当地保证避免以阀芯62的开度过度打开为起因而实际的关闭阀流量过度增加。

4.减压动作的其他的执行例

在上述的实施方式中，基于打开关闭阀30而进行的减压动作在车辆行驶中的吹扫动作的执行时和供油时进行。然而，伴有本发明的“流量推定处理”以及“电动机控制处理”的减压动作并不限于上述的执行例(吹扫动作的执行时以及供油时)，也可以一边调整关闭阀流量一边在需要打开关闭阀30的其他的状况下执行。在此所说的“其他的状况”是例如为了关闭阀30的故障诊断而强制驱动关闭阀30时。具体而言，在这种强制驱动时，在控制装置60接受到从上述故障诊断用的规定的操作设备发出的关闭阀30的开阀要求的情况下，例如与上述的供油时一样，执行流量推定处理以及电动机驱动处理。

标号说明

10 燃料系统

12 燃料箱

18 内燃机

20 蒸发燃料处理装置

22 滤罐

24 蒸气通路

26 吹扫通路

28 大气通路

30 关闭阀

36 吹扫阀

44 箱内压传感器

46 液面传感器

54 供油盖

56 盖开关

60 控制装置

62 阀芯

64 步进电动机

66 阀壳体

68 阀引导件

90 密封部件

91 阀座。

Claims (3)

1.一种蒸发燃料处理装置，具备：

滤罐，吸附在燃料箱内产生的蒸发燃料；

蒸气通路，使所述燃料箱与所述滤罐连通；

关闭阀，包括设于所述蒸气通路的阀芯和对所述阀芯进行开闭驱动的步进电动机；以及

控制装置，对所述关闭阀进行控制，

所述蒸发燃料处理装置的特征在于，

所述控制装置在打开所述阀芯而进行所述燃料箱的减压动作时执行流量推定处理和电动机控制处理，

所述流量推定处理为基于所述燃料箱的箱内压的变化量的绝对值和所述燃料箱的内部的空间容积来计算从所述燃料箱流出而通过所述关闭阀的气体的推定流量的处理，

所述电动机控制处理为以使所述推定流量接近要求流量的方式对所述步进电动机的步数进行控制的处理，

在所述电动机控制处理中，所述控制装置在从所述要求流量减去所述推定流量而得到的流量差为正的阈值以上的情况下，以使所述步进电动机向所述阀芯的打开方向旋转的方式对所述步数进行控制，在所述流量差为零以上且小于所述阈值的情况下，将所述步数保持为当前的值。

2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，

所述减压动作在吹扫动作的执行中进行，所述吹扫动作为使包含从所述滤罐脱离的蒸发燃料的吹扫气体向内燃机的进气通路导入的动作，

在所述减压动作在所述吹扫动作的执行中进行的情况下，在所述电动机控制处理中使用的所述要求流量为在所述吹扫动作中使用的要求吹扫气体流量。

3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，

在所述电动机控制处理中，所述控制装置在所述流量差小于零的情况下，以使所述步进电动机向所述阀芯的关闭方向旋转的方式对所述步数进行控制。

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