JP2017207032A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パージ経路に配置された絞りの上流側と下流側の圧力差を検出せずに、パージガスの圧力差を検出することができる技術を提供する。【解決手段】 蒸発燃料処理装置２０は、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタ１９と、上流端がキャニスタに連通する循環経路５２と、循環経路５２に配置されており、キャニスタ１９内の蒸発燃料を含むパージガスを吸入し送出するポンプ５４と、ポンプ５４の動作によってポンプ下流側のパージガスの圧力を上昇させる昇圧部５８と、ポンプ５４の動作中におけるポンプ上流側とポンプ下流側とのパージガスの圧力差を検出する差圧センサ５６と、を備える。【選択図】 図２

Description

本明細書は、車両に搭載される蒸発燃料処理装置に関し、特に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、内燃機関の吸気経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、燃料タンク内で蒸発した燃料を内燃機関の吸気管に通すためのパージ経路上に配置される、燃料タンク内で蒸発した燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタに吸着された燃料を吸気管に送り込むポンプと、を備える。キャニスタは、パージ経路に連通するとともに大気にも連通している。

蒸発燃料処理装置は、キャニスタ内の蒸発燃料と空気との混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）を、パージ経路を介して吸気経路に供給する。蒸発燃料処理装置は、ポンプの上流側のパージ経路上に配置されている絞りを備える。蒸発燃料処理装置は、ポンプを動作させた場合の絞りとポンプの間のパージ経路の圧力と、絞りの上流側のパージ経路の圧力と、の差を用いて、パージ経路を流れるパージガス中の蒸発燃料の濃度（以下では「パージ濃度」と呼ぶ）を算出する。

特開２００７−１９８２６７号公報

上記の技術では、パージ濃度を算出するために、パージ経路に絞りを配置して、絞りの上流側の圧力と下流側の圧力との差を検出する。本明細書では、パージ経路に配置された絞りの上流側と下流側の圧力差を検出せずに、パージガスの圧力差を検出することができる技術を提供する。

本明細書は、蒸発燃料処理装置を開示する。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、上流端がキャニスタに連通する連通路と、連通路に配置されており、キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを吸入し送出するポンプと、ポンプの動作によってポンプ下流側のパージガスの圧力を上昇させる昇圧部と、ポンプの動作中におけるポンプ上流側とポンプ下流側とのパージガスの圧力差を検出する検出部と、を備える。

上記の構成では、ポンプが動作すると、昇圧部によってポンプ下流側のパージガスの圧力が上昇する。この結果、ポンプの上流側と下流側とに圧力差が生じる。ポンプの動作は、パージガスの密度（即ちパージ濃度）に影響を受ける。このため、パージガスの密度に相関して、ポンプの上流側と下流側とに圧力差が変化する。上記の構成によれば、検出部を用いて、パージガスの密度に相関する上流側と下流側とのパージガスの圧力差を検出することができる。この結果、圧力差を用いて、パージガスの密度やパージ濃度を特定することができる。

第１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の概略を示す。 第１実施例の濃度特定処理のフローチャートを示す。 圧力と流量との関係を示すグラフを示す。 第２実施例の濃度特定処理のフローチャートを示す。 第３実施例の濃度特定処理のフローチャートを示す。 第４実施例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第４実施例の濃度特定処理のフローチャートを示す。 第５実施例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第５実施例の濃度特定処理のフローチャートを示す。 第５実施例の変形例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第５実施例の変形例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第６実施例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第６実施例の変形例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第７実施例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第８実施例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。

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、連通路は、キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路と異なっていてもよい。連通路の下流端は、キャニスタに連通していてもよい。この構成によれば、パージ経路上に、昇圧部を配置せずに済む。この結果、パージガスを吸気経路に供給するパージ処理を実行する際に、パージガスの流れが、昇圧部によって妨げられることを防止することができる。また、パージ処理を実行していない状況、例えばパージ処理の実行前に、パージ濃度を特定することができる。

（特徴２）本実施例の蒸発燃料処理装置では、昇圧部は、連通路のポンプよりも下流側に連通路の開閉を切り替える制御弁を含んでいてもよい。連通路の下流端は、内燃機関の吸気経路に連通していてもよい。この構成によれば、連通路を、キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路として利用することができる。

（特徴３）本実施例の蒸発燃料処理装置では、昇圧部は、連通路のポンプよりも下流側に連通路の開閉を切り替える制御弁を含んでいてもよい。連通路は、ポンプと制御弁との間に分岐経路を有していてもよい。分岐経路の下流端は、キャニスタに連通していてもよい。昇圧部は、さらに分岐経路上にも配置されていてもよい。この構成によれば、連通路を、キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路として利用することができる。また、パージガスを、連通路を通過させて吸気経路に供給するパージ処理を実行する際に、分岐経路上に配置された昇圧部が、パージガスの流れを妨げることを防止することができる。

（特徴４）本実施例の蒸発燃料処理装置では、分岐経路の下流端は、燃料タンクとキャニスタとを接続するタンク経路に連通していてもよい。この構成によれば、キャニスタに、分岐経路に連通するための新たなポートを配置せずに済む。

（特徴５）本実施例の蒸発燃料処理装置では、昇圧部は、連通路の流路面積を縮小する電磁弁、絞り、及び、可変絞り弁のいずれかを含んでいてもよい。この構成によれば、ポンプから送出されるパージガスの流れを妨げることによって、ポンプの下流側に圧力を上昇させることができる。

（特徴６）本実施例の蒸発燃料処理装置では、デューティ制御によって制御弁の開閉が切り替えられることによって、パージガスが吸気経路に供給されてもよい。検出部は、デューティ制御中に制御弁が閉弁している間に、ポンプの上流側と下流側との圧力差を検出してもよい。この構成によれば、デューティ制御によって制御弁の開閉が切り替えられることによって、パージガスが吸気経路に供給されるパージ処理中に、圧力差を検出することができる。この結果、パージ処理中にパージガスの濃度を特定することができる。

（特徴７）本実施例の蒸発燃料処理装置では、連通路は、ポンプよりも上流に、連通路内と大気とを連通する大気連通部を備えていてもよい。大気連通部は、連通路内と大気とが連通する状態と、連通路内と大気とを遮断する遮断状態と、に切り替え可能であってもよい。検出部は、大気連通部が連通路内と大気とが連通する状態に維持されており、ポンプが動作している場合の上流側と下流側とのパージガスの圧力差を、さらに検出してもよい。この構成によれば、検出済みの大気の圧力差とパージガスの圧力差とを用いて、パージガスの密度（あるいはパージ濃度）を算出することができる。

（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、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経路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供給経路２２を備えている。

メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給経路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から供給経路１２に供給される。供給経路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。供給経路１２に供給された燃料は、供給経路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、供給経路１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気経路３４に供給される。

吸気経路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、吸気経路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。エンジン２とエアクリーナ３０との間には、吸気経路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、図１の矢印に示すように、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、吸気経路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。

メイン供給経路１０に並んで、パージ供給経路２２が配置されている。パージ供給経路２２は、キャニスタ１９からの蒸発燃料と空気との混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）がキャニスタ１９から吸気経路３４に移動するときに通過する経路である。パージ供給経路２２には、蒸発燃料処理装置２０が設けられている。図２に示すように、蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、パージ経路２４と、制御弁２６と、エアフィルタ４２と、差圧検出部５０と、を備える。

燃料タンク１４とキャニスタ１９は、連通経路１８によって接続されている。キャニスタ１９は、パージ経路２４を介して、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２４は、連通経路２８を介して、インジェクタ４とスロットルバルブ３２の間で、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２４と連通経路２８との間には、制御弁２６が配置されている。制御弁２６は、ＥＣＵ１００によって制御される電磁弁であり、開弁された連通状態と閉弁された遮断状態の切替えがＥＣＵ１００によってデューティ制御される弁である。制御弁２６は、キャニスタ１９と吸気経路３４とを連通する連通状態と、キャニスタ１９と吸気経路３４とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替わる。制御弁２６は、開閉時間を制御（即ち連通状態と遮断状態の切替えタイミングを制御）することにより、蒸発燃料を含む気体（即ちパージガス）の流量を調整する。なお、制御弁２６は、開度が調整可能なステッピングモータ式制御弁であってもよい。

キャニスタ１９は、大気ポート１９ａ、パージポート１９ｂ、タンクポート１９ｃ、送出ポート１９ｇ及びリターンポート１９ｈを備えている。大気ポート１９ａは、連通経路１７を介して、エアフィルタ４２に接続されている。大気は、エアフィルタ４２を通過した後、連通経路１７を介して大気ポート１９ａからキャニスタ１９内に流入する場合がある。このとき、エアフィルタ４２によって、大気中の異物がキャニスタ１９内に侵入することを防止する。パージポート１９ｂは、パージ経路２４に接続されている。タンクポート１９ｃは、連通経路１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。送出ポート１９ｇ及びリターンポート１９ｈは、差圧検出部５０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，１９ｃ，１９ｇ，１９ｈが設けられている。活性炭１９ｄと、ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｇ，１９ｈ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，１９ｃ，１９ｇ，１９ｈ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，１９ｃ，１９ｇ，１９ｈ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、リターンポート１９ｈ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から連通経路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、連通経路１７及びエアフィルタ４２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よりパージ経路２４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パージ経路２４に移動することを防止している。

エンジン２が駆動している場合、吸気経路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、吸気経路３４とキャニスタ１９の圧力差によって、キャニスタ１９からパージ経路２４を通じて吸気経路３４に導入される。

キャニスタ１９は、さらに、ポート１９ｇ，１９ｈを介して、差圧検出部５０に接続されている。差圧検出部５０は、還流経路５２と、ポンプ５４と、差圧センサ５６と、昇圧部５８と、を備える。還流経路５２では、一端が送出ポート１９ｇに接続され、他端がリターンポート１９ｈに接続されている。還流経路５２の中間位置には、ポンプ５４が配置されている。ポンプ５４は、例えば渦流ポンプである。ポンプ５４は、還流経路５２のポンプ５４よりも送出ポート１９ｇ側の還流経路５２ａ内のパージガスを吸入し、還流経路５２のポンプ５４よりもリターンポート１９ｈ側の還流経路５２ｂ内に送出する。ポンプ５４が動作することによって、キャニスタ１９内のパージガスは、送出ポート１９ｇから還流経路５２に吐出され、還流経路５２を通じて、リターンポート１９ｈからキャニスタ１９内に戻される。

差圧センサ５６は、ポンプ５４を挟んで配置されている。差圧センサ５６は、還流経路５２ａと還流経路５２ｂとの圧力差（即ち「差圧」）を検出する。還流経路５２ｂの差圧センサ５６よりもリターンポート１９ｈ側、即ちポンプ５４の下流側に、昇圧部５８が配置されている。昇圧部５８は、ＥＣＵ１００によって開閉が制御される電磁弁である。昇圧部５８が閉弁すると還流経路５２ｂが閉塞され、昇圧部５８が開弁すると還流経路５２ｂが連通される。

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。パージ処理が実行されると、図１の矢印に示す方向にパージガスが供給される。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の冷却水温やパージガスの濃度によって、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、パージガスの濃度及び吸気経路３４に配置されるエアフロメータ（図示省略）に基づいて、制御弁２６のデューティ比を制御する。なお、エアフロメータは、吸気経路３４を通過してエンジン２に供給される空気量を測定する。これにより、キャニスタ１９に吸着されていたパージガスが、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。また、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、空燃比センサは、エンジン２の排気経路内に配置されている。

パージ条件が成立するか否かの判断、制御弁２６のデューティ制御、噴射燃料量制御を実行する際、パージガスの濃度を用いる。蒸発燃料処理装置２０は、パージ処理が実行される前、及びパージ処理の実行中に、差圧検出部５０を利用して、差圧を検出し、検出済みの差圧から濃度を特定する。

図３を参照して、濃度特定処理を説明する。濃度特定処理は、エンジン２が始動されると開始される。なお、ハイブリッド車、アイドリングストップ等、走行中あるいは走行途中にエンジン２が一旦停止され、再始動されるタイミングでも、濃度特定処理が実行される。変形例では、濃度特定処理は、車両のイグニションスイッチがオンからオフに切り替えられることによってエンジンが始動された後で実行され、エンジンが再始動されるタイミングでは実行されなくてもよい。なお、濃度特定処理が開始されるタイミングでは、制御弁２６及び昇圧部５８（即ち電磁弁）は閉弁している。

エンジン２が始動されると、Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５４を所定の回転数（例えば１００００ｒｐｍ）で動作させる。次いで、Ｓ１４において、ＥＣＵ１００は、濃度を測定すべき条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、ポンプ５４を動作させてから所定期間（例えば５秒間）が経過したか否かを判断する。所定期間が経過している場合に、濃度を測定すべき条件が成立している（Ｓ１４でＹＥＳ）と判断し、Ｓ１８に進む。所定期間が経過していない場合に、濃度を測定すべき条件が成立していない（Ｓ１４でＮＯ）と判断し、Ｓ１６に進む。ポンプ５４が動作された直後では、還流経路５２内に前回ポンプ５４を動作させたときのパージガスが残留している可能性がある。そこで、還流経路５２内のパージガスがキャニスタ１９から送出されるパージガスと均一になるように、所定期間に亘って還流経路５２内のパージガスを入れ替える。

Ｓ１６では、昇圧部５８を閉弁から開弁に切り替えて、Ｓ１４に戻る。これにより、パージガスがキャニスタ１９の送出ポート１９ｇから送出され、還流経路５２に流入して、還流経路５２内のパージガスが入れ替わる。なお、昇圧部５８が既に開弁されている場合、Ｓ１６をスキップして、Ｓ１４に戻る。

Ｓ１８では、ＥＣＵ１００は、昇圧部５８を開弁から閉弁に切り替える。なお、昇圧部５８が既に閉弁されている場合、Ｓ１８をスキップして、Ｓ２０に進む。ポンプ５４が動作している状態で、昇圧部５８を閉弁して、還流経路５２ｂが閉塞されると、ポンプ５４の下流側で圧力が上昇する。ポンプ５４が所定回転数で動作している状態では、ポンプ５４によって送出されるパージガスの流量は、パージガスの密度によって変化する。昇圧部５８が閉弁されている場合では、パージガスは流れないが、ポンプ５４がパージガスに与える力、即ちポンプ５４の下流側の圧力がパージガスの密度によって変化する。パージガスの密度は、パージガスの蒸発燃料の濃度（以下では「パージ濃度」と呼ぶ）に相関して変化する。図４に示すように、仮に、パージガスに蒸発燃料が含まれていない状態、即ち空気では、差圧Ｐ３が検出される一方、パージ濃度が上昇すると、差圧Ｐ４で示されるように、圧力が上昇する。Ｓ２０では、ＥＣＵ１００は、差圧センサ５６を用いて、ポンプ５４の上流と下流との差圧Ｐ４を検出する。

次いで、Ｓ２２では、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０で検出済みの差圧Ｐ４を用いてパージ濃度を特定する。具体的には、ＥＣＵ１００には、差圧とパージ濃度との対応関係を示すデータマップが予め格納されている。データマップは、予め実験によって作成され、ＥＣＵ１００に格納される。この結果、パージ処理が実行されていない場合には、ＥＣＵ１００は、Ｓ２２で特定済みのパージ濃度を用いて、パージ条件が成立したか否かを判断する。パージ処理が実行中である場合、ＥＣＵ１００は、Ｓ２２で特定済みのパージ濃度を用いて、制御弁２６のデューティ比を調整する。なお、上述したように、ＥＣＵ１００は、Ｓ２２で特定済みのパージ濃度以外の指標（例えばエンジン２の冷却水温）を用いて、パージ条件が成立したか否かを判断してもよい。パージ条件が成立した場合、ＥＣＵ１００は、パージ処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、制御弁２６をデューティ制御して、パージガスを吸気経路３４に供給する。

続くＳ２４では、ＥＣＵ１００は、エンジン２が停止されたか否かを判断する。エンジン２が停止されていない場合（Ｓ２４でＮＯ）と、Ｓ１４に戻って、パージ濃度を再度特定し、パージ濃度を更新する。これにより、ＥＣＵ１００は、パージ処理中に特定されたパージ濃度を用いて、制御弁２６のデューティ比を調整することができる。この結果、パージ濃度が変化しても、空燃比が乱れることを抑制することができる。

エンジン２が停止されている場合（Ｓ２４でＹＥＳ）と、Ｓ２６で、ＥＣＵ１００は、ポンプ５４を停止して濃度特定処理を終了する。

本実施例では、ポンプ５４の上下流の差圧を検出することによって、パージ濃度を特定することができる。このため、パージ供給経路２２上に絞りを配置し、その絞りの上流側と下流側の圧力差を検出せずに、パージ濃度を特定することができる。

本実施例では、パージ経路２４と差圧検出部５０の還流経路５２が個別に配置されている。このため、パージ経路２４上に差圧を検出するための各部５４，５８を配置せずに済む。この結果、パージ処理でパージ経路２４上を流れるパージガスが、差圧検出部５０の各部によって妨げられることを回避することができる。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。第２実施例では、昇圧部５８が、電磁弁に替えて、絞りである。絞りは、例えばオリフィスプレート、ベンチュリ管である。一般的には、絞りは、還流経路５２ｂの流路面積よりも小さい開口を有していればよい。

本実施例では、図５に示す濃度特定処理が実行される。濃度特定処理は、エンジンの駆動中、定期的に実行される。即ち、Ｓ１２においてポンプ５４が動作されると、Ｓ２０において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ５６を用いて、ポンプ５４の上下流の差圧を検出する。Ｓ１２においてポンプ５４が動作されると、パージガスが、還流経路５２を流れる。このとき、昇圧部５８によってポンプ５４の下流側の還流経路５２ｂが絞られているために、圧力が上昇する。図４に示すように、仮に、パージガスに蒸発燃料が含まれていない状態、即ち空気では、差圧Ｐ０が検出される一方、パージ濃度が上昇すると、差圧Ｐ１で示されるように、圧力が上昇する。

次いで、Ｓ１２２では、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０で検出済みの差圧Ｐ１を用いてパージ濃度を特定する。具体的には、ＥＣＵ１００には、差圧Ｐ０が予め格納されている。差圧Ｐ０は、予め実験によって特定され、ＥＣＵ１００に格納されている。また、ＥＣＵ１００には、差圧Ｐ１が変化した場合の差圧Ｐ１／差圧Ｐ０の算出結果とパージ濃度の関係を示すデータマップが格納されている。データマップは、予め実験によって作成され、ＥＣＵ１００に格納される。ＥＣＵ１００は、Ｓ２０で検出された差圧Ｐ１をＥＣＵ１００に格納済みの差圧Ｐ０で除算し、Ｐ１／Ｐ０を算出する。ＥＣＵ１００は、Ｐ１／Ｐ０に対応するパージ濃度をデータマップから特定する。次いで、Ｓ２６でポンプ５４が停止され、濃度特定処理が終了する。

この構成によれば、昇圧部５８を制御せずに、パージ濃度を検出することができる。

（第３実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。第３実施例では、昇圧部５８が、電磁弁に替えて、可変絞り弁である。可変絞り弁は、ＥＣＵ１００によって制御され、全開状態と全閉状態との間でその開度が調整される。可変絞り弁が全閉状態では、還流経路５２は閉塞されており、パージガスは流れない。可変絞り弁が全閉状態から開度が大きくなると、可変絞り弁の流路面積が大きくなり、全開状態では還流経路５２の流路面積と等しくなる。

本実施例では、図６に示す濃度特定処理が実行される。濃度特定処理は、エンジン２が始動されると開始される。濃度特定処理が開始されるタイミングでは、可変絞り弁は、全閉状態である。

昇圧部５８（即ち可変絞り弁）によってポンプ５４の下流側が閉塞されているために、Ｓ１２においてポンプ５４が動作されると、ポンプ５４の下流側の圧力が上昇する。次いで、Ｓ２２０において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ５６を用いて、ポンプ５４の上下流の差圧を検出することができたか否かを判断する。なお、変形例では、Ｓ１２でポンプ５４を駆動させると、所定期間だけ可変絞り弁を開弁して還流経路５２内の気体を入れ替えてもよい。図４には、空気（即ちパージ濃度０％）の流量による圧力の変化Ｃ１と、パージガス（即ちパージ濃度が０％よりも大きい）の流量による圧力の変化Ｃ２と、が示されている。変化Ｃ１，Ｃ２のそれぞれに示されるように、ポンプ５４の上下流の差圧は、可変絞り弁の開度（即ち流量の変化）が小さいほど高く、開度によって変化する。また、変化Ｃ１，Ｃ２を比較すると、パージガスの圧力は、パージ濃度が高いほど高く、パージ濃度によって変化する。

パージ濃度が高い場合、可変絞り弁が全閉状態あるいは開度が小さいと、差圧が大きくなる。この結果、差圧センサ５６の検出可能範囲を超えて差圧が大きくなる場合がある。Ｓ２２０では、差圧センサ５６の検出可能範囲よりも差圧が大きい場合に、検出することができないと判断され（Ｓ２２０でＮＯ）、Ｓ２２２において、ＥＣＵ１００は、可変絞り弁の開度が大きくなるように調整する。具体的には、ＥＣＵ１００は、可変絞り弁の開度を予め決められた値（例えば全開状態の流路面積の５％）だけ大きくして、Ｓ２２０に戻る。一方、Ｓ２２０では、差圧センサ５６で差圧を検出することができた場合（Ｓ２２０でＹＥＳ）、Ｓ２２４では、ＥＣＵ１００は、Ｓ２２０で検出済みの差圧を用いてパージ濃度を特定して、Ｓ２４に進む。具体的には、ＥＣＵ１００には、可変絞り弁の開度と差圧とパージ濃度との関係を示すデータマップが予め格納されている。データマップは、実験によって予め特定され、ＥＣＵ１００に格納されている。ＥＣＵ１００は、Ｓ２４，Ｓ２６の処理を実行して、濃度特定処理を終了する。これにより、パージ条件の成否、パージ処理時の制御弁２６のデューティ比等を調整することができる。

この構成によれば、差圧が差圧センサ５６の検出可能範囲を超えるために、差圧を検出することができない事態を回避することができる。言い換えると、差圧検出可能範囲が比較的に小さい差圧センサ５６、廉価な差圧センサ５６を利用することができる。

（第４実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図７に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、還流経路５２ａ上に昇圧部５８と同様の電磁弁である切替弁５９を備える。切替弁５９は、ＥＣＵ１００によって開閉制御される。ＥＣＵ１００は、切替弁５９を制御することによって、開弁されることによって還流経路５２ａが連通する状態と、閉弁されることによって還流経路５２ａが遮断される状態と、に切り替える。

さらに、蒸発燃料処理装置２０は、切替弁５９とポンプ５４との間の還流経路５２ａに接続される大気連通経路５１と、大気連通経路５１上に配置される空気導入弁５３と、を備える。大気連通経路５１の一端は、大気に開放されており、他端は、還流経路５２ａに連通している。空気導入弁５３は、ＥＣＵ１００によって開閉制御される。ＥＣＵ１００は、空気導入弁５３を制御することによって、開弁されることによって還流経路５２ａが大気連通経路５１を介して大気に連通する状態と、閉弁されることによって還流経路５２ａと大気とを遮断する状態と、に切り替える。

本実施例では、図８に示す濃度特定処理が実行される。濃度特定処理は、エンジン２が始動されると開始される。濃度特定処理が開始されるタイミングでは、空気導入弁５３、昇圧部５８の電磁弁及び切替弁５９は、閉弁されている。

Ｓ１２においてポンプ５４が動作されると、次いで、Ｓ３１４において、ＥＣＵ１００は、空気導入弁５３を閉弁から開弁に切り替える。次いで、Ｓ３１６で、ＥＣＵ１００は、昇圧部５８を閉弁から開弁に切り替える。この結果、大気連通経路５１が連通して、大気連通経路５１から還流経路５２ａに空気が流入する。Ｓ３１８では、ＥＣＵ１００は、Ｓ３１６から所定期間が経過した後、昇圧部５８を開弁から閉弁に切り替える。Ｓ３１８での所定期間は、空気が還流経路５２ａに流入し、ポンプ５４の上下流の還流経路５２に空気が充填される期間である。

Ｓ３１８で昇圧部５８を閉弁すると、ポンプ５４の下流側の圧力が上昇する。次いで、Ｓ３２０において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ５６を用いて、ポンプ５４の上下流の差圧を検出する。Ｓ３２０では、空気の差圧（図４のＰ３）が検出される。次いで、Ｓ３２４において、ＥＣＵ１００は、空気導入弁５３を開弁から閉弁に切り替える。そして、Ｓ３２６において、昇圧部５８を閉弁から開弁に切り替え、Ｓ３２８において、切替弁５９を閉弁から開弁に切り替える。この結果、キャニスタ１９から還流経路５２ａにパージガスが流入する。切替弁５９を閉弁することによって、意図せずに、差圧検出部５０にパージガスが流れることを防止することができる。

次いで、Ｓ３３０では、ＥＣＵ１００は、Ｓ３２８から所定期間が経過した後、昇圧部５８を開弁から閉弁に切り替える。Ｓ３３０での所定期間は、パージガスが還流経路５２に流入し、還流経路５２にパージガスが充填される期間である。

Ｓ３３０で昇圧部５８を閉弁すると、ポンプ５４の下流側の圧力が上昇する。次いで、Ｓ２０において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ５６を用いて、ポンプ５４の上下流の差圧を検出する。次いで、Ｓ３３２において、Ｓ３２０で検出済みの差圧Ｐ３とＳ２０で検出済みの差圧Ｐ４とを用いて、図３のＳ２２と同様の手法で、パージ濃度を特定して、Ｓ２４，Ｓ２６に進む。なお、Ｓ２４でＮＯ（即ちエンジン２が停止されていない）場合、Ｓ２０に戻る。

上記の濃度特定処理では、ＥＣＵ１００は、実機で差圧Ｐ３を検出することができるため、差圧Ｐ３を予め格納しなくて済む。

なお、本実施例の昇圧部５８は、第２実施例と同様に絞りであってもよいし、第３実施例と同様に可変絞りであってもよい。

（第５実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図９に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、差圧検出部５０を備えていない。キャニスタ１９は、ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃを有する一方、ポート１９ｇ，１９ｈを有していない。ポンプ１５４及び差圧センサ１５６ａは、パージ経路２４に配置されている。差圧センサ１５６ａは、ポンプ１５４の上下流の差圧を検出する。

本実施例では、図１０に示す濃度特定処理が実行される。濃度特定処理は、エンジン２が始動されると開始される。濃度特定処理が開始されるタイミングでは、制御弁２６は閉弁されている。本処理では、まず、Ｓ４１２において、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２と同様に、ポンプ１５４を所定の回転数で動作させる。この結果、ポンプ１５４の下流側で圧力が上昇する。即ち、本実施例では、制御弁２６が「昇圧部」の一例である。次いで、Ｓ４１４において、ＥＣＵ１００は、差圧センサ１５６ａを用いて、ポンプ１５４の上下流の差圧Ｐ４を検出する。次いで、Ｓ４１６では、ＥＣＵ１００は、Ｓ２２と同様の手法で、パージ濃度を特定する。

次いで、Ｓ４１８では、ＥＣＵ１００は、Ｓ４１６で特定済みのパージ濃度を用いて、パージ条件が成立しているか否かを判断する。パージ条件が成立していない場合（Ｓ４１８でＮＯ）、Ｓ４１４に戻る。一方、パージ条件が成立している場合（Ｓ４１８でＹＥＳ）、Ｓ４２０では、ＥＣＵ１００は、Ｓ４１６で特定済みのパージ濃度を用いて、制御弁２６のデューティ比を決定し、制御弁２６を制御する。次いで、Ｓ４２２では、ＥＣＵ１００は、デューティ制御されている制御弁２６が、閉弁状態になるまで待機する。制御弁２６が閉弁状態では、ポンプ１５４の動作によって、ポンプ１５４の下流側の圧力が上昇する。Ｓ４２４では、ＥＣＵ１００は、差圧センサ１５６ａを用いて、差圧を検出する。次いで、Ｓ４２６では、ＥＣＵ１００は、Ｓ４２４で検出済みの差圧を用いて、Ｓ４１４と同様に、パージ濃度を特定する。次いで、Ｓ４２８では、図５のＳ２４と同様に、エンジン２が停止されているか否かを判断する。エンジン２が停止されていない場合（Ｓ４２８でＮＯ）、Ｓ４１８に戻る。一方、エンジン２が停止されている場合（Ｓ４２８でＹＥＳ）、Ｓ４３０において、ＥＣＵ１００は、ポンプ１５４を停止して、濃度特定処理を終了する。

この構成によれば、パージ経路２４とは別に、差圧検出部５０を配置しなくてもよい。また、ポンプ１５４は、パージ処理において、パージガスを吸気経路３４に送出する役割を果たす。これにより、吸気経路３４内に十分な負圧が発生していない状況においても、ポンプ１５４を用いて、パージガスを吸気経路３４に供給することができる。

また、本実施例では、パージ処理中に、制御弁２６が閉弁状態のタイミングで、パージ濃度が検出されている。この構成によれば、パージ処理中に検出されたパージ濃度を用いて、制御弁２６をデューティ制御することができる。

本実施例の変形例として、図１１に示すように、差圧センサ１５６ａに替えて、圧力センサ１５６ｂを備えていてもよい。この場合、濃度特定処理のＳ４１６及びＳ４２６では、ポンプ１５４の下流側の圧力を検出してもよい。ポンプ１５４の上流側は大気圧である。ＥＣＵ１００には、予め大気圧が格納されている。なお、ＥＣＵ１００は、大気圧センサを備えていてもよい。ＥＣＵ１００は、圧力センサ１５６ｂと大気圧との差を差圧として算出してもよい。

あるいは、別の変形例として、図１２に示すように、蒸発燃料処理装置２０は、循環経路１５７と絞り１５８と、を備えていてもよい。循環経路１５７では、一端がポンプ１５４の下流側のパージ経路２４に接続されており、他端がポンプ１５４の上流側のパージ経路２４に接続されている。この構成では、濃度特定処理のＳ４１２において、ポンプ１５４が動作されると、パージガスは、循環経路１５７の一端から他端側に向けてパージガスが流れる。この結果、パージガスがポンプ１５４の上下流と循環経路１５７とを循環する。循環経路１５７には、絞り１５８が配置されているために、ポンプ１５４の上下流で差圧が発生する。この構成によれば、パージガスを循環させることによって、ポンプ１５４周辺でパージ濃度を均一化することができる。本変形例では、制御弁２６と絞り１５８が「昇圧部」の一例である。

（第６実施例）
第５実施例と異なる点を説明する。図１３に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、ポンプ１５４の下流側のパージ経路２４に接続される分岐経路２５４を備える。分岐経路２５４には、開閉弁２５２が配置されている。開閉弁２５２は、ＥＣＵ１００によって開閉制御される電磁弁である。ＥＣＵ１００は、開閉弁２５２を開弁することによって分岐経路２５４を連通する状態と、閉弁することによって分岐経路２５４を閉塞する状態と、に切り替える。

分岐経路２５４の開閉弁２５２よりも下流側には、連通経路１８が接続されている。即ち、分岐経路２５４は、連通経路１８を介して、タンクポート１９ｃに連通している。ポンプ１５４が動作している状態で、制御弁２６を閉弁し、開閉弁２５２を開弁することによって、パージガスは、パージ経路２４から分岐経路２５４に流入し、分岐経路２５４からキャニスタ１９に戻る。本実施例では、図３と同様の濃度特定処理を実行することによって、パージ濃度を特定することができる。なお、Ｓ１６、Ｓ１８では、昇圧部５８の電磁弁に替えて、開閉弁２５２が開閉される。本実施例では、制御弁２６と開閉弁２５２が「昇圧部」の一例である。

あるいは、本実施例では、図１０と同様の濃度特定処理を実行することによって、パージ濃度を特定することができる。なお、Ｓ４１４，Ｓ４２４では、開閉弁２５２は開弁される。その他の処理では、開閉弁２５２は閉弁される。

本実施例の変形例として、図１４に示すように、開閉弁２５２に替えて、絞り２５６と逆止弁２５８とを、備えていてもよい。逆止弁２５８は、絞り２５６からキャニスタ１９に向かって気体が流れることを許容する一方、キャニスタ１９から絞り２５６に向かって気体が流れることを禁止してもよい。本変形例では、図１０と同様の濃度特定処理を実行してもよい。本変形例では、制御弁２６と絞り２５６とが「昇圧部」の一例である。

（第７実施例）
第６実施例と異なる点を説明する。図１５に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、分岐経路２５４がキャニスタ１９のリターンポート１９ｉに接続されている。リターンポート１９ｉは、パージポート１９ｂとタンクポート１９ｃとの間に配置されている。パージポート１９ｂとリターンポート１９ｉとの間には、第３仕切板１９ｊが配置されている。第３仕切板１９ｊは、パージポート１９ｂとリターンポート１９ｉ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８実施例）
第６実施例と異なる点を説明する。図１６に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、ポンプ１５４の下流側のパージ経路２４に接続される分岐経路３５４を備える。分岐経路３５４は、三方弁３５２を介して、大気ポート１９ａに接続されている。三方弁３５２は、分岐経路３５４の中間位置に配置されている。三方弁３５２は、ＥＣＵ１００によって制御されることによって、分岐経路３５４を、大気ポート１９ａを介してキャニスタ１９に連通するとともに、大気連通路３５６をキャニスタ１９から遮断する循環状態と、大気連通路３５６を、大気ポート１９ａを介してキャニスタ１９に連通するとともに、分岐経路３５４をキャニスタ１９から遮断する大気連通状態とに、選択的に切り替わる。

ポンプ１５４が動作している状態で、制御弁２６を閉弁し、三方弁３５２を循環状態にすることによって、パージガスは、パージ経路２４から分岐経路３５４に流入し、分岐経路３５４からキャニスタ１９に戻る。本実施例では、図３と同様の濃度特定処理を実行することによって、パージ濃度を特定することができる。なお、三方弁３５２は、濃度特定処理が開始されるタイミングでは、大気連通状態とされている。また、Ｓ１６では、昇圧部５８の電磁弁に替えて、三方弁３５２が循環状態にされ、Ｓ１８では、昇圧部５８の電磁弁に替えて、三方弁３５２が大気連通状態にされる。本実施例では、制御弁２６と三方弁３５２が「昇圧部」の一例である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、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。

（１）第５実施例では、蒸発燃料処理装置２０は、図１０の濃度特定処理において、Ｓ４２２〜Ｓ４２６の処理を実行しなくてもよい。即ち、パージ処理中に制御弁２６が閉弁されるタイミングで、差圧を検出しなくてもよい。

（２）上記の各実施例では、差圧センサ５６等に替えて、圧力センサをポンプ５４等の上流側と下流側のそれぞれに配置してもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、２個の圧力センサによって検出される圧力の差を算出することによって、差圧を検出してもよい。

（３）上記の各実施例では、ＥＣＵ１００には、予め実験で特定されたデータマップが格納されている。これとともに、あるいは、これに替えて、ＥＣＵ１００には、予め実験又はシミュレーションによって特定されたパージ濃度を算出するための数式が格納されていていてもよい。

（４）上記の各実施例では、ＥＣＵ１００が、濃度特定処理を実行している。しかしながら、蒸発燃料処理装置２０は、エンジン２等を制御するＥＣＵ１００とは別に、濃度特定処理を実行するための処理装置（例えばＣＰＵ及びメモリ）を備えていてもよい。

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し得るものであり、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。

２ ：エンジン
６ ：燃料供給システム
１９ ：キャニスタ
１９ａ ：大気ポート
１９ｂ ：パージポート
１９ｃ ：タンクポート
１９ｇ ：送出ポート
１９ｈ ：リターンポート
１９ｉ ：リターンポート
２０ ：蒸発燃料処理装置
２４ ：パージ経路
２６ ：制御弁
２８ ：連通経路
３４ ：吸気経路
５０ ：差圧検出部
５１ ：大気連通経路
５２ ：還流経路
５３ ：空気導入弁
５４ ：ポンプ
５６ ：差圧センサ
５８ ：昇圧部
５９ ：切替弁
１００ ：ＥＣＵ

Claims (8)

1. 燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   上流端がキャニスタに連通する連通路と、
   連通路に配置されており、キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを吸入し送出するポンプと、
   ポンプの動作によってポンプ下流側のパージガスの圧力を上昇させる昇圧部と、
   ポンプの動作中におけるポンプ上流側とポンプ下流側とのパージガスの圧力差を検出する検出部と、を備える、蒸発燃料処理装置。
2. 連通路は、キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路と異なり、
   連通路の下流端は、キャニスタに連通する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 昇圧部は、連通路のポンプよりも下流側に連通路の開閉を切り替える制御弁を含み、
   連通路の下流端は、内燃機関の吸気経路に連通する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 昇圧部は、連通路のポンプよりも下流側に連通路の開閉を切り替える制御弁を含み、
   連通路は、ポンプと制御弁との間に分岐経路を有しており、
   分岐経路の下流端は、キャニスタに連通しており、
   昇圧部は、さらに分岐経路上にも配置されている、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 分岐経路の下流端は、燃料タンクとキャニスタとを接続するタンク経路に連通している、請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 昇圧部は、連通路の流路面積を縮小する電磁弁、絞り、及び、可変絞り弁のいずれかを含む、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. デューティ制御によって制御弁の開閉が切り替えられることによって、パージガスが吸気経路に供給され、
   検出部は、デューティ制御中に制御弁が閉弁している間に、ポンプの上流側と下流側との圧力差を検出する、請求項３から５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 連通路は、ポンプよりも上流に、連通路内と大気とを連通する大気連通部を備え、
   大気連通部は、連通路内と大気とが連通する状態と、連通路内と大気とを遮断する遮断状態と、に切り替え可能であり、
   検出部は、大気連通部が連通路内と大気とが連通する状態に維持されており、ポンプが動作している場合の上流側と下流側とのパージガスの圧力差を、さらに検出する、請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
   

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