JP2017180322A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する技術を提供する。【解決手段】 蒸発燃料処理装置では、パージ通路にパージガスを第１流量で流し（Ｓ１０）、差圧センサによって第１圧力差を測定する（Ｓ１２）。次いで、第１圧力差を用いて、パージ通路にパージガスが第２流量で流れている場合の第２圧力差を推定する（Ｓ１６）。さらに、パージ通路にパージガスを第２流量で流し（Ｓ１８）、差圧センサによって第３圧力差を測定する（Ｓ２０）。第３圧力差と、第２圧力差と、を用いて濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する。【選択図】 図６

Description

本明細書は、蒸発燃料処理装置に関する技術を開示する。特に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、内燃機関の吸気通路にパージして処理する蒸発燃料処理装置を開示する。

特許文献１に、蒸発燃料処理装置が開示されている。蒸発燃料処理装置は、キャニスタから内燃機関の吸気通路に供給されるパージガスの濃度を検出する濃度検出部を備える。濃度検出装置は、パージガスが通過するパージ通路から分岐した濃度検出通路に配置されるオリフィスと、オリフィス前後のパージガスの圧力を検出する圧力センサと、を有する。

特開２００６−３４８８１３号公報

濃度検出装置が常に正常に作動しているとは限らない。本明細書では、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する技術を提供する。

本明細書で開示する蒸発燃料処理装置は、車両に搭載される。蒸発燃料処理装置は、燃料タンクと大気のそれぞれに連通しており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、内燃機関の吸気通路とキャニスタとの間に接続されており、キャニスタから吸気通路に送られる蒸発燃料と大気とが混合されたパージガスが通過するパージ通路と、パージ通路内のパージガスの蒸発燃料濃度を検出する濃度検出装置と、を備える。濃度検出装置は、パージ通路内の流路面積を変化させることによって、パージ通路を流れているパージガスの圧力を変化させる圧力変化部と、圧力変化部による変化前後のパージガスの圧力差を検出するセンサと、センサによって検出される圧力差に基づいて、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する判断部と、を備える。判断部は、パージ通路に流れるパージガスが第１流量である場合のセンサにより検出される第１圧力差を用いて、第２流量である場合のセンサによる第２圧力差を推定し、パージ通路に流れるパージガスが第２流量である場合のセンサにより検出される第３圧力差と、第２圧力差と、を用いて濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する。

この構成では、パージガスが第１流量でパージ通路を流れる圧力差を利用して、第２流量のときの圧力差を推定するとともに実際に第２流量のときの圧力差を測定し、推定値と測定値を比較することによって、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する。これにより、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断することができる。

実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第１実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 濃度センサの一例を示す。 濃度センサの一例を示す。 濃度センサの一例を示す。 濃度検出及び正常判定処理のフローチャートを示す。 差圧―濃度の関係を表すデータマップを示す。 変形例の蒸発燃料処理装置を示す。 変形例の蒸発燃料処理装置を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本実施例の蒸発燃料処理装置では、判断部は、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれる場合に、濃度検出装置が正常に作動していると判断してもよい。この構成によれば、第２流量のときの推定値と測定値の差が比較的に小さい場合に、正常に作動している判断することができる。

（特徴２）本実施例の蒸発燃料処理装置では、判断部は、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれていない場合に、第２流量であって、センサに印加される電圧を変化させた場合のセンサにより検出される第４圧力差と、第３圧力差と、の差が第２範囲に含まれてない場合に、センサが正常に作動していないと判断してもよい。この構成によれば、センサに印加される電圧が変化すると、センサから出力される電圧値も変化する。このため、実際の圧力差が変化していないにも関わらず、センサから出力される電圧値を用いて圧力差を特定すると、第３圧力差と異なる第４圧力差が特定される。このことから、構成によれば、濃度検出装置のうち、センサが適切に圧力差を測定することができずに、センサが正常に作動していないと判断することができる。

（特徴３）本実施例の蒸発燃料処理装置では、判断部は、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれていない場合であって、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲よりも広い第３範囲に含まれていない場合に、圧力変化部が正常に作動していないと判断してもよい。この構成によれば、濃度検出装置のうち、圧力変化部が適切にパージガスの圧力を変化させることできずに、センサが正常に作動していないと判断することができる。

（特徴４）本実施例の蒸発燃料処理装置では、濃度検出装置は、センサによって検出される圧力差と濃度との関係を示すデータベースを有していてもよい。濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部を備えていてもよい。第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれていない場合であって、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲よりも広い第３範囲に含まれている場合に、推定部によって推定される蒸発燃料濃度を用いて、データベースを補正してもよい。この構成によれば、濃度検出装置の検出結果に多少の誤差が含まれている場合に、圧力差から濃度を特定するためのデータベースを修正することによって、濃度検出装置を用いて、適切に濃度を特定することが可能となる。

（特徴５）本実施例の蒸発燃料処理装置では、濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部を備えていてもよい。濃度検出装置が正常に作動していないと判断される場合に、濃度検出装置を用いずに、推定済みの蒸発燃料濃度を利用してもよい。この構成によれば、燃料検出装置が正常に作動していない場合にも、パージガスの濃度を特定することができる。

（特徴６）本実施例の蒸発燃料供給装置は、パージ通路に配置されており、パージガスを圧送するポンプを備えていてもよい。この構成によれば、パージガスを適切に吸気通路に供給することができる。また、パージ通路のパージガスの流量を容易に変化させることができる。

（特徴７）本実施例の蒸発燃料供給装置は、パージ通路を遮断する遮断弁と、遮断弁よりも上流側において、パージ通路を分岐する分岐通路と、を備えていてもよい。ポンプは、遮断弁によってパージ通路が遮断されている間に、分岐通路を介して、パージ通路内のパージガスを還流させてもよい。判断部は、パージガスが還流している間に濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断してもよい。この構成によれば、パージガスを吸気通路に供給する前に、濃度検出装置によってパージガスの濃度を特定することができる。

（第１実施例）
図１を参照し、蒸発燃料処理装置２０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、ガソリン自動車やハイブリッド車等のエンジン２を有する車両に搭載される。燃料供給システム６は、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給通路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するためのパージ通路２２を備えている。

メイン供給通路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給管１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ１００(Engine Control Unitの略)から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から供給管１２に供給される。供給管１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４に接続されている。供給管１２に供給された燃料は、供給管１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵ１００によって開度（即ち燃料噴射時間）がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、供給管１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気管３４に供給される。

なお、吸気管３４は、エアクリーナ３０に接続されている。エアクリーナ３０は、吸気管３４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。吸気管３４内に、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２が開くと、エアクリーナ３０からエンジン２に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ３２は、吸気管３４の開度を調整し、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３２は、インジェクタ４より上流側（エアクリーナ３０側）に設けられている。

パージ通路２２には、蒸発燃料処理装置２０が配置されている。蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、ポンプ５２と、制御弁２６と、濃度検出装置５７と、を備える。燃料タンク１４とキャニスタ１９が、連通管１８によって接続されている。キャニスタ１９と制御弁２６は、主通路２２ａによって接続されている。主通路２２ａ上には、キャニスタ１９と制御弁２６の間に、ポンプ５２が配置されている。キャニスタ１９と制御弁２６の間には、主通路２２ａから分岐した分岐通路２２ｂが配置されている。分岐通路２２ｂは、一端がポンプ５２の上流で主通路２２ａに接続されており、他端がポンプ５２の下流で主通路２２ａに接続されている。分岐通路２２ｂ上には、濃度検出装置５７の一部が配置されている。

図２に示すように、キャニスタ１９は、大気ポート１９ａ，パージポート１９ｂ及びタンクポート１９ｃを備えている。大気ポート１９ａは、連通管１７を介して、エアフィルタ１５に接続されている。大気ポート１９ａは、エアフィルタ１５を介して大気と連通している。パージポート１９ｂは、主通路２２ａに接続されている。タンクポート１９ｃは、連通管１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。キャニスタ１９内に、活性炭１９ｄが収容されている。活性炭１９ｄに面するキャニスタ１９の壁面のうちの、１つの壁面にポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられている。活性炭１９ｄと、ポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられているキャニスタ１９の内壁との間には、空間が存在する。ポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられている側のキャニスタ１９の内壁に、第１仕切板１９ｅと第２仕切板１９ｆが固定されている。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａとパージポート１９ｂの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、ポート１９ａ，１９ｂ及び１９ｃが設けられている側と反対側の空間まで伸びている。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂとタンクポート１９ｃの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。

活性炭１９ｄは、燃料タンク１４から連通管１８，タンクポート１９ｃを通じてキャニスタ１９の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート１９ａ，連通管１７及びエアフィルタ１５を通過して大気に放出される。キャニスタ１９は、燃料タンク１４内の蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。活性炭１９ｄで吸着された蒸発燃料は、パージポート１９ｂより主通路２２ａに供給される。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａが接続されている空間と、パージポート１９ｂが接続されている空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、蒸発燃料を含んだ気体が大気に放出されることを防止している。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂが接続されている空間と、タンクポート１９ｃが接続されている空間を分離している。第２仕切板１９ｆは、タンクポート１９ｃからキャニスタ１９に流入する気体が直接主通路２２ａに移動することを防止している。

主通路２２ａは、キャニスタ１９と吸気管３４を接続している。主通路２２ａ上には、ポンプ５２と制御弁２６が設けられている。ポンプ５２は、キャニスタ１９と制御弁２６の間に配置されており、蒸発燃料を含む空気、即ち、蒸発燃料と大気との混合気体（以下「パージガス」と呼ぶ）を圧送する。具体的には、ポンプ５２は、主通路２２ａを通じてキャニスタ１９内のパージガスを矢印６０方向に引き込み、主通路２２ａを通じてパージガスを吸気管３４に向けて矢印６６方向に押し出す。なお、エンジン２が駆動している場合、吸気管３４内は負圧である。そのため、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料は、吸気管３４とキャニスタ１９の圧力差によって吸気管３４に導入することもできる。しかしながら、主通路２２ａにポンプ５２を配置することにより、吸気管３４内の圧力がパージガスを引き込むために十分でない圧力の場合（正圧、あるいは、負圧であるがその圧力の絶対値が小さい）であっても、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料を吸気管３４に供給することができる。また、ポンプ５２を配置することにより、吸気管３４に所望量の蒸発燃料を供給することができる。

主通路２２ａには、分岐通路２２ｂが接続されている。分岐通路２２ｂ上には、濃度検出装置５７が配置されている。より具体的には、分岐通路２２ｂは、第１分岐管５６と第２分岐管５８を備えている。第１分岐管５６の一端は、ポンプ５２の下流（吸気管３４側）に接続されている。第２分岐管５８の一端は、ポンプ５２の上流（キャニスタ１９側）に接続されている。第１分岐管５６及び第２分岐管５８の他端は、濃度検出装置５７の圧力変化部（図３のベンチュリ管７２、図４のオリフィス管７４、図５の毛細管式粘度計７６）に接続されている。濃度検出装置５７は、分岐通路２２ｂを通過するバージガスの濃度を検出する。

蒸発燃料処理装置２０では、ポンプ５２を駆動した状態で制御弁２６が開かれると、パージガスが矢印６６方向に移動し、吸気管３４に導入される。また、ポンプ５２を駆動した状態で制御弁２６が閉じられると、パージガスが矢印６２方向に移動し、濃度検出装置５７で濃度が検出される。パージ実行中は、吸気管３４へのパージガスの供給量を調整するために、デューティ比に基づいて、制御弁２６の開閉が繰り返される。蒸発燃料処理装置２０は、パージ実行中に制御弁２６が閉じられたタイミングを利用して、パージガスの濃度を検出することができる。なお、濃度検出装置５７は、分岐通路２２ｂ上に設けられており、主通路２２ａ上には設けられていない。そのため、蒸発燃料処理装置２０は、主通路２２ａの抵抗が増大することが抑制され、吸気管３４に供給されるパージガスの量が制限されることを抑制することができる。なお、主通路２２ａ及び分岐通路２２ｂの内径等を調整することにより、吸気管３４にパージガスを供給しながら、濃度検出装置５７にもパージガスを供給することもできる。この場合、吸気管３４に供給されるパージガス中の蒸発燃料濃度（以下では「パージ濃度」と呼ぶ）をリアルタイムで検出することができる。

濃度検出装置５７は、圧力変化部と、差圧センサ７０と、を備える。また、ＥＣＵ１００は、濃度検出装置５７の処理装置として機能する。圧力変化部には、種々の態様が適用可能である。ここで、図３から図５を参照し、蒸発燃料処理装置２０で利用可能な圧力変化部の幾つかを説明する。図３は、ベンチュリ管７２を有する濃度検出装置５７ａを示している。ベンチュリ管７２の一方の端部７２ａが第１分岐管５６に接続されている。ベンチュリ管７２の他方の端部７２ｃが第２分岐管５８に接続されている。ベンチュリ管の端部７２ａと中央部（絞り部）７２ｂの間に差圧センサ７０が接続されている。濃度検出装置５７ａは、端部７２ａと中央部７２ｂの圧力差を差圧センサ７０で検出する。端部７２ａと中央部７２ｂの差圧を検出すれば、ベルヌーイの式よりバージガスの密度（バージ濃度）を算出することができる。

図４は、オリフィス管７４を内蔵した濃度検出装置５７ｂを示している。オリフィス管７４の一端は第１分岐管５６に接続され、他端は第２分岐管５８に接続されている。オリフィス管７４の中央に、開孔７４ａを有するオリフィス板７４ｂが設けられている。オリフィス板７４ｂの上流側と下流側に、差圧センサ７０が接続されている。濃度検出装置５７ｂは、オリフィス板７４ｂの上流側と下流側の圧力差を差圧センサ７０で検出し、バージ濃度を算出する。

図５は、毛細管式粘度計７６を内蔵した濃度検出装置５７ｃを示している。毛細管式粘度計７６の一端は第１分岐管５６に接続され、他端は第２分岐管５８に接続されている。毛細管式粘度計７６の内部には、複数の毛細管７６ａが配置されている。毛細管７６ａの上流側と下流側に、差圧センサ７０が接続されている。濃度検出装置５７ｃは、毛細管７６ａの上流側と下流側の圧力差を差圧センサ７０で検出し、毛細管式粘度計７６を通過する流体（即ちパージガス）の粘性を測定する。毛細管７６ａの上流側と下流側の差圧を検出すれば、ハーゲン・ポアズイユの式より、流体の粘性を算出することができる。パージガスの粘性は、パージ濃度と相関関係がある。そのため、パージガスの粘性を算出することにより、パージ濃度を検出することができる。

差圧センサ７０は、圧力変化部の上流側と下流側の両側のパージガスの圧力を受けて、その差圧を検出する。差圧センサ７０は、パージガスの差圧によって電気的特性が変化する。ＥＣＵ１００は、所定の電圧（以下では「第１電圧」と呼ぶ）を差圧センサ７０に印加する場合に、差圧センサ７０から出力される電圧値を用いて、差圧を特定する。ＥＣＵ１００には、第１電圧を印加した場合の出力電圧値と差圧との関係を示すデータマップが予め格納されている。ＥＣＵ１００は、この出力電圧値―差圧データマップを用いて、差圧を特定する。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。ＥＣＵ１００は、インジェクタ４、蒸発燃料処理装置２０、スロットルバルブ３２等に接続されて、これらを制御する。ＥＣＵ１００のメモリには、後述する蒸発燃料処理装置２０の処理に必要な値やデータマップ等が予め格納されている。具体的には、後述する処理の説明の中で明らかにされている。

次いで、蒸発燃料処理装置２０の動作について説明する。エンジン２が駆動中であってパージ条件が成立すると、ＥＣＵ１００は、制御弁２６をデューティ制御することによってパージ処理を実行する。パージ条件とは、パージガスをエンジン２に供給するパージ処理を実行すべき場合に成立する条件であり、エンジン２の冷却水温や濃度センサ５０による濃度の検出状況によって、予め製造者によってＥＣＵ１００に設定される条件である。ＥＣＵ１００は、エンジン２の駆動中に、パージ条件が成立するか否かを常時監視している。ＥＣＵ１００は、パージ濃度に基づいて、ポンプ５２の出力及び制御弁２６のデューティ比を制御する。ポンプ５２が始動すると、キャニスタ１９に吸着されていたパージガス及びエアクリーナ３０を通過した空気が、エンジン２に導入される。

なお、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２の開度を制御する。ＥＣＵ１００は、インジェクタ４による噴射燃料量も制御する。具体的には、インジェクタ４の開弁時間を制御することによって、噴射燃料量を制御する。エンジン２が駆動されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４からエンジン２に噴射される単位時間当たりの燃料噴射時間（即ちインジェクタ４の開弁時間）を算出する。燃料噴射時間は、空燃比を目標空燃比（例えば理想空燃比）に維持するために、実験によって予め特定された基準噴射時間を、フィードバック補正係数を用いて補正することによって算出する。なお、燃料噴射時間は、フィードバック補正係数に加えて、他の係数（暖機増量係数及び加速増量係数等）を用いて補正されてもよい。フィードバック補正係数は、空燃比センサの検出結果に基づいて、空燃比を目標空燃比に制御するための係数である。なお、空燃比センサは、エンジン２の排気管内に配置されている。

具体的には、ＥＣＵ１００は、パージ条件が成立すると、パージ処理を開始する前に、濃度検出装置５７を利用してパージ濃度を特定する。ＥＣＵ１００は、図７に示す差圧と濃度の関係を示すデータマップを格納している。この差圧―濃度データマップは、予め実験によって特定され、ＥＣＵ１００のメモリに格納されている。差圧―濃度データマップでは、横軸が濃度を示し、縦軸がパージガスのベンチュリ管７２の通過前後の圧力差（以下では「差圧」と呼ぶ）を示す。データマップには、複数の流量の場合の差圧と濃度との関係が示されている。

具体的には、ＥＣＵ１００は、パージ条件が成立すると、濃度検出及び正常判定処理を実行する。正常判定処理では、ＥＣＵ１００は、濃度検出装置５７が正常に作動しているか否かを判定する。図６に示されるように、濃度検出及び正常判定処理では、まず、Ｓ１０において、ＥＣＵ１００は、制御弁２６が閉弁されている状態で、ポンプ５２を、主通路２２ａと分岐通路２２ｂとによって構成される循環通路に所定量（以下では「第１流量」と呼ぶ）のパージガスが流れるように駆動させる。例えば、Ｓ１０の処理におけるポンプ５２の回転数が予め決められている。この結果、パージガスは、循環通路を還流する。これにより、パージガスは、分岐通路２２ｂ上のベンチュリ管７２を通過する。次いで、Ｓ１２では、ＥＣＵ１００は、濃度検出装置５７を用いて、差圧（以下では「第１差圧」と呼ぶ）を測定する。次いで、Ｓ１４では、ＥＣＵ１００は、第１差圧と差圧―濃度データマップとを用いて、パージ濃度を特定する。具体的には、図７に示すように、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２において第１流量において第１差圧が測定されると、差圧―濃度データマップ上で、第１流量における差圧と濃度との関係を表す直線上の点２００を特定する。次いで、ＥＣＵ１００は、点２００に対応するパージ濃度を特定する。

次いで、Ｓ１６では、ＥＣＵ１００は、循環通路に第１流量と異なる所定量（以下では「第２流量」と呼ぶ）が流れている場合の差圧を推定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、差圧―濃度データマップの第２流量における差圧と濃度との関係を表す直線上において、Ｓ１４で特定された濃度に対応する点２０２を特定する。次いで、ＥＣＵ１００は、点２０２に対応する第２差圧を特定する。

続くＳ１８では、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を、第２流量のパージガスが流れるように駆動させる。次いで、Ｓ２０では、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２と同様に、パージガスの差圧（以下では「第３差圧」と呼ぶ）を測定する。Ｓ２２では、ＥＣＵ１００は、実測値である第３差圧から推定値である第２差圧を減算した値が第１所定範囲−αからαの範囲内に含まれているか否かを判断する。濃度検出装置５７が正常に作動している場合、差圧―濃度データマップから推定される第２の差圧と実測された第３差圧とは略一致している。即ち、（第３差圧）―（第２差圧）≒０である。しかしながら、例えば、濃度検出装置５７が正常に作動していない場合には、第２の差圧と第３差圧との差は大きくなる。濃度検出装置５７が正常に作動していない場合とは、ベンチュリ管７２が正常に作動していない場合と、差圧センサ７０が正常に作動していない場合と、に分類される。ベンチュリ管７２が正常に作動していない場合とは、例えば、ベンチュリ管７２に異物が蓄積し、中央部７２ｂの流路径が変化したり、ベンチュリ管７２に一部が破損したりすることによって、ベンチュリ管７２が当初設定されていた圧力変化が見込めなくなる場合がある。差圧センサ７０が正常に作動していない場合とは、例えば、差圧センサ７０が断線していたり、腐食によって正常に信号の通信ができなくなる場合がある。

第３差圧から第２差圧を減算した値が第１所定範囲に含まれる場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、処理を終了する。この場合、ＥＣＵ１００は、濃度検出装置５７が正常に作動していると判断して、パージ処理を開始する。パージ処理中では濃度検出装置５７を用いずにパージ濃度を特定する。例えば、パージ処理が開始されると、ＥＣＵ１００は、公知の手法で、フィードバック補正係数を利用してＳ１４で特定済のパージ濃度を補正することによって、パージ濃度を推定する。なお、変形例では、パージ処理中では、濃度検出装置５７を用いてパージ濃度を特定してもよい。例えば、パージ処理中にデューティ制御される制御弁２６が閉弁されている期間に、矢印６２方向に移動するパージガスを、濃度検出装置５７で検出してもよい。

一方で、第３差圧から第２差圧を減算した値が第１所定範囲に含まれない場合（Ｓ２２でＮＯ）、Ｓ２４において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ７０に印加する電圧を変化させる。例えば、差圧センサ７０に印加する電圧を、第１電圧から第２電圧に変化する。この結果、ベンチュリ管７２による差圧が変化しなくても、差圧センサ７０から出力される電圧値が変化する。ＥＣＵ１００は、予め格納されている印加電圧が第１電圧である場合の出力電圧値―差圧データマップと、印加電圧が第２電圧である場合の出力電圧値と、を用いて、差圧（以下では「第４差圧」と呼ぶ）を特定する。この構成では、圧力変化部における実際の差圧に変化は生じていないが、特定される差圧は変化する。Ｓ２８では、ＥＣＵ１００は、第３差圧から第４差圧を減算した値が第２所定範囲−βからβの範囲内に含まれているか否かを判断する。第２所定範囲は、Ｓ２０において差圧センサ７０に印加される電圧と、Ｓ２６において差圧センサ７０に印加される電圧と、の変化によって差圧センサ７０からの出力電圧から特定される差圧の変化の範囲に基づいて決定される。

第３差圧から第４差圧を減算した値が第２所定範囲に含まれない場合（Ｓ２８でＮＯ）、ＥＣＵ１００は、差圧センサ７０が正常に作動していないと判定する。即ち、異なる差圧センサ７０に印加される電力を変化した場合に、所定の変化量が得られない場合に、差圧センサ７０が正常に作動していないと想定される。この場合、Ｓ３０において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ７０が正常に作動していないことを示す信号を、車両のインジケータに出力する。これにより、運転者は、インジケータを確認することによって、差圧センサ７０が正常に作動していないことを知ることができる。Ｓ３０が終了すると、Ｓ３６に進む。

第３差圧から第４差圧を減算した値が第２所定範囲に含まれている場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、差圧センサ７０は正常に作動していると想定される。この場合、Ｓ３２において、ＥＣＵ１００は、第３差圧から第２差圧を減算した値が第３所定範囲−γからγの範囲内に含まれているか否かを判断する。第３所定範囲は、Ｓ２２で用いた第２所定範囲よりも広い。第３差圧から第２差圧を減算した値が第３所定範囲に含まれていない場合（Ｓ３２でＮＯ）、ＥＣＵ１００は、圧力変化部が正常に作動していないと判定する。この場合、Ｓ３４において、ＥＣＵ１００は、圧力変化部が正常に作動していないことを示す信号を、車両のインジケータに出力する。これにより、運転者は、インジケータを確認することによって、圧力変化部が正常に作動していないことを知ることができる。なお、変形例では、Ｓ３０及びＳ３４の少なくとも一方では、ＥＣＵ１００は、差圧センサ７０、圧力変化部が正常に作動していないことを示す情報をＥＣＵ１００に格納しておいてもよい。この構成によれば、車両のメンテナンス時に、作業者は、ＥＣＵ１００の状態を確認することによって、圧力変化部が正常に作動していないことを知ることができる。Ｓ３４が終了すると、Ｓ３６に進む。

Ｓ３６では、ＥＣＵ１００は、濃度検出装置５７を利用せずに、上述したフィードバック補正係数を利用した濃度推定、即ち、空燃比に基づいて推定される濃度のみを利用して濃度を推定することを示す濃度フラグをＥＣＵ１００にセットして処理を終了する。濃度フラグがセットされた後に、パージ処理が開始されると、ＥＣＵ１００は、最初にパージ濃度が０であると推定して、パージ濃度の推定を開始する。

第３差圧から第２差圧を減算した値が第３所定範囲に含まれている場合（Ｓ３２でＹＥＳ）とは、例えば、ベンチュリ管７２に多少の異物が蓄積されており、差圧は特定できるものの、予め想定されている差圧とは異なるため、予め設定されている差圧―濃度データマップを用いてベーパ濃度を特定すると適切なベーパ濃度が特定できない場合である。この場合、Ｓ３８において、ＥＣＵ１００は、差圧―濃度データマップを修正するための修正フラグをセットして、濃度検出及び正常判定処理を終了する。修正フラグがセットされた後に、パージ処理が開始されると、ＥＣＵ１００は、最初にパージ濃度が０であると推定して、パージ濃度の推定を開始する。次いで、ＥＣＵ１００は、空燃比を用いた推定濃度（以下では「濃度Ｙ」と呼ぶ）が安定すると、差圧―濃度データマップ上に、Ｓ１２に測定された第１差圧と濃度Ｙとの点２０６を通過し、第１流量における差圧とベーパ濃度との関係を示す直線と平行な直線Ｌ１を作成する。

直線Ｌ１が作成された後に実行される濃度検出及び正常判定処理では、ＥＣＵ１００は、Ｓ１４において、直線Ｌ１を用いて差圧からパージ濃度を特定する。なお、ＥＣＵ１００は、複数のパージ濃度において、差圧と推定パージ濃度の関係を特定し、直線Ｌ１の傾きを修正してもよい。

濃度検出処理と正常判定処理とは、別々に実行してもよい。即ち、図６において、Ｓ１４の処理を行わずに、正常判定処理のみを実行してもよい。そして、正常判定処理と並列にあるいは異なるタイミングで、図６のＳ１０〜Ｓ１４の処理、即ち、濃度検出処理を実行してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記の実施例では、濃度検出装置５７は、分岐通路２２ｂ上に配置されている。しかしながら、図８に示すように、濃度検出装置５７は、主通路２２ａ上に配置されていてもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、パージ処理中に濃度検出装置５７を用いて濃度を検出することができる。あるいは、蒸発燃料処理装置２０は、分岐通路２２ｂを有していなくてもよい。この場合、図９に示すように、濃度検出装置５７は、主通路２２ａ上に配置されていてもよい。これらの変形例では、ＥＣＵ１００は、濃度検出及び正常判定処理を、パージ処理中に実行してもよい。この場合、空燃比に基づくパージ濃度の推定処理を、濃度検出及び正常判定処理と並列に実行してもよい。そして、図６のＳ３８において、差圧―濃度データマップを修正する場合に、並列で実行されている推定パージ濃度を用いて、直線Ｌ１を作成してもよい。

さらに、上記の蒸発燃料処理装置２０では、分岐通路２２ｂの下流端は、キャニスタ１９とポンプ２５の間の主通路２２ａに接続されている。しかしながら、分岐通路２２ｂの下流端は、燃料タンク１４とキャニスタ１９との間、あるいは、キャニスタ１９に接続されていてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

６ ：燃料供給システム
１０ ：メイン供給通路
１９ ：キャニスタ
２０ ：蒸発燃料処理装置
２２ ：パージ通路
２２ａ ：主通路
２２ｂ ：分岐通路
３０ ：エアクリーナ
３２ ：スロットルバルブ
３４ ：吸気管
５２ ：ポンプ
５６ ：第１分岐管
５７ ：濃度検出装置
５８ ：第２分岐管
７０ ：差圧センサ
７２ ：ベンチュリ管
７２ａ ：端部
７２ｂ ：中央部
７２ｃ ：端部
７４ ：オリフィス管
７４ａ ：開孔
７４ｂ ：オリフィス板
７６ ：毛細管式粘度計
７６ａ ：毛細管
１００ ：ＥＣＵ

Claims (8)

1. 車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、
   燃料タンクと大気のそれぞれに連通しており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   内燃機関の吸気通路とキャニスタとの間に接続されており、キャニスタから吸気通路に送られる蒸発燃料と大気とが混合されたパージガスが通過するパージ通路と、
   パージ通路内のパージガスの蒸発燃料濃度を検出する濃度検出装置と、を備え、
   濃度検出装置は、
   パージ通路内の流路面積を変化させることによって、パージ通路を流れているパージガスの圧力を変化させる圧力変化部と、
   圧力変化部による変化前後のパージガスの圧力差を検出するセンサと、
   センサによって検出される圧力差に基づいて、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する判断部と、を備え、
   判断部は、
   パージ通路に流れるパージガスが第１流量である場合のセンサにより検出される第１圧力差を用いて、第２流量である場合のセンサによる第２圧力差を推定し、
   パージ通路に流れるパージガスが第２流量である場合のセンサにより検出される第３圧力差と、第２圧力差と、を用いて濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する、蒸発燃料処理装置。
2. 判断部は、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれる場合に、濃度検出装置が正常に作動していると判断する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 判断部は、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれていない場合に、第２流量であって、センサに印加される電圧を変化させた場合のセンサにより検出される第４圧力差と、第３圧力差と、の差が第２範囲に含まれてない場合に、センサが正常に作動していないと判断する、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 判断部は、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれていない場合であって、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲よりも広い第３範囲に含まれていない場合に、圧力変化部が正常に作動していないと判断する、請求項２又は３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 濃度検出装置は、センサによって検出される圧力差と濃度との関係を示すデータベースを有し、
   濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部をさらに備え、
   第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲に含まれていない場合であって、第２圧力差と第３圧力差との差が第１範囲よりも広い第３範囲に含まれている場合に、推定部によって推定される蒸発燃料濃度を用いて、データベースを補正する、請求項２から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部をさらに備え、
   濃度検出装置が正常に作動していないと判断される場合に、濃度検出装置を用いずに、推定済みの蒸発燃料濃度を利用する、請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
7. パージ通路に配置されており、パージガスを圧送するポンプをさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
8. パージ通路を遮断する遮断弁と、
   遮断弁よりも上流側において、パージ通路を分岐する分岐通路と、を備え、
   ポンプは、遮断弁によってパージ通路が遮断されている間に、分岐通路を介して、パージ通路内のパージガスを還流させ、
   判断部は、パージガスが還流している間に濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する、請求項７に記載の蒸発燃料処理装置。

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