JP2018044544A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ポンプの特性に基づいて、ポンプから送出される気体の流量を適切に把握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に配置されており、パージ経路を閉塞する閉塞状態とパージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、キャニスタと制御弁との間のパージ経路に配置されているポンプと、を備える。蒸発燃料処理装置は、制御弁が閉塞状態であってポンプが制御弁側のパージ経路の気体を加圧している状態におけるポンプの特性に関わる閉塞圧力値を取得する。そして、取得済みの閉塞圧力値を用いて、制御弁が開通状態であるときのポンプが制御弁側のパージ経路に送出する気体の流量を推定する。
【選択図】 図2
【解決手段】 蒸発燃料処理装置は、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に配置されており、パージ経路を閉塞する閉塞状態とパージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、キャニスタと制御弁との間のパージ経路に配置されているポンプと、を備える。蒸発燃料処理装置は、制御弁が閉塞状態であってポンプが制御弁側のパージ経路の気体を加圧している状態におけるポンプの特性に関わる閉塞圧力値を取得する。そして、取得済みの閉塞圧力値を用いて、制御弁が開通状態であるときのポンプが制御弁側のパージ経路に送出する気体の流量を推定する。
【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貯留するキャニスタと、キャニスタと吸気経路とを連通するパージ経路に配置される制御弁と、パージ経路に配置されるポンプと、を備える。蒸発燃料処理装置は、ポンプを駆動して、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送出する。
蒸発燃料処理装置は、空燃比がリッチである場合に、ポンプからの流量を抑制又は停止し、空燃比がリーンである場合に、ポンプからの流量を増大して、内燃機関に供給される燃料量を制御する。
ポンプによるパージガスの流量が変動すると、空燃比が変動する。このため、ポンプからのパージガスの流量を適切に把握することが求められる。ポンプからのパージガスの流量は、ポンプの個体差や経年変化、気体の密度等によってばらつくことがある。本明細書では、ポンプの特性に基づいて、ポンプから送出される気体の流量を適切に把握することができる技術を提供する。
本明細書で開示される技術は、蒸発燃料処理装置に関する。蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記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に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、前記キャニスタと前記制御弁との間の前記パージ経路に配置されているポンプと、前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の気体を加圧している状態におけるポンプの特性に関わる特性値を取得する取得部と、取得済みの前記特性値を用いて、前記制御弁が前記開通状態であるときの前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を推定する推定部と、を備える。
制御弁が閉塞状態である場合にポンプを駆動させると、ポンプによって、ポンプと制御弁との間の気体が加圧される。ポンプから送出される気体の流量にばらつきが生じている場合には、その流量のばらつきに相関して、制御弁が閉塞状態であってポンプが制御弁側のパージ経路の気体を加圧している状態におけるポンプの特性値が変動する。このため、ポンプの特性値を用いて、制御弁が開通状態であるときのポンプが制御弁側のパージ経路に送出する気体の流量を推定することができる。この構成によれば、実際に蒸発燃料処理装置に搭載されるポンプの特性を用いて、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。この結果、ポンプから送出される気体の流量を適切に推定することができる。
前記取得部は、前記ポンプの前記制御弁側の前記パージ経路の圧力を検出する第1圧力検出部を備えていてもよい。前記特性値は、前記第1圧力検出部によって検出される閉塞圧力値を含んでいてもよい。この構成によれば、第1圧力検出部を用いて、ポンプの特性値を取得することができる。
前記特性値は、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記閉塞状態での前記閉塞圧力値を含んでいてもよい。前記取得部は、さらに、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記開通状態であって、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に前記気体を送出している状態において、前記第1圧力検出部によって検出される開通圧力値を取得してもよい。前記特性値は、さらに、開通圧力値を含んでいてもよい。前記推定部は、前記閉塞圧力値と前記開通圧力値との差を用いて、前記気体の前記流量を推定してもよい。この構成によれば、制御弁が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間、即ち、気体(即ちパージガス)が吸気経路に供給されている間に、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。この結果、推定済みのポンプから送出される気体の流量を用いて、内燃機関に供給される燃料量を推定することができる。
前記取得部は、前記ポンプの電圧を検出する電圧検出部と、前記ポンプの電流を検出する電流検出部と、を備えていてもよい。前記特性値は、前記ポンプを所定の回転数で駆動されている場合の前記電圧検出部によって検出される閉塞電圧値と、前記電流検出部によって検出される閉塞電流値と、を含んでいてもよい。ポンプのばらつきによって、ポンプを決められた回転数で駆動させたときの電圧値及び電流値が変動する。この構成によれば、ポンプのばらつきに相関する閉塞電圧値と閉塞電流値とを用いて、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。
前記特性値は、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記閉塞状態での前記閉塞電圧値と前記閉塞電流値とを含んでいてもよい。前記取得部は、さらに、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記開通状態であって、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に前記気体を送出している状態において、前記電流検出部によって検出される開通電流値を取得してもよい。前記推定部は、前記閉塞電流値と前記開通電流値との差と、前記閉塞電圧値とを用いて、前記気体の前記流量を推定してもよい。この構成によれば、制御弁が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間、即ち、パージガスを吸気経路に供給している間に、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。この結果、推定済みのポンプから送出される気体の流量を用いて、内燃機関に供給される燃料量を推定することができる。
前記キャニスタは、大気経路を介して大気に連通していてもよい。前記蒸発燃料処理装置は、前記キャニスタが前記大気経路を介して連通する連通状態と、前記大気経路を介して連通しない非連通状態と、に切り替える大気弁を、さらに備えていてもよい。前記取得部は、前記大気弁の前記キャニスタ側の前記大気経路の圧力を検出する第2圧力検出部を備えていてもよい。前記特性値は、前記大気弁が前記非連通状態である場合に前記第2圧力検出部によって検出される非連通圧力値を含んでいてもよい。この構成によれば、ポンプの駆動中に大気弁を非連通状態に切り替えることによって、大気弁のキャニスタ側の大気経路を負圧にすることができる。このときの負圧の大きさは、ポンプのばらつきに相関する。このため、非連通圧力値を用いて、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。
前記特性値は、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記閉塞状態での前記非連通圧力値を含んでいてもよい。前記取得部は、さらに、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記開通状態であり、前記大気弁が前記非連通状態であり、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に前記気体を送出している状態において、前記第2圧力検出部によって検出される第2非連通圧力値を取得してもよい。前記推定部は、前記非連通圧力値と前記第2非連通圧力値との差を用いて、前記気体の前記流量を推定してもよい。この構成によれば、制御弁が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間、即ち、パージガスを吸気経路に供給している間に、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。この結果、推定済みのポンプから送出される気体の流量を用いて、内燃機関に供給される燃料量を推定することができる。
前記取得部は、前記ポンプ内の温度を検出する温度検出部を、さらに備えていてもよい。前記特性値は、前記ポンプが駆動している間に前記温度検出部によって検出される温度を、さらに含んでいてもよい。ポンプ内の温度に応じて、ポンプ内の気体の密度が変動する。例えば、ポンプを一定の回転数で駆動していたとしても、気体の密度が変動すると、ポンプから送出される気体の流量が変化する。この構成によれば、ポンプ内の温度によるポンプの特性の変化を考慮して、ポンプから送出される気体の流量を推定することができる。
前記推定部は、前記制御弁が前記開通状態である場合に前記ポンプから制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の基準流量を格納していてもよい。前記推定部は、前記特性値を用いて、前記基準流量からのばらつきを表す係数を特定し、前記基準流量を特定済みの前記係数を用いて補正することによって、前記気体の前記流量を推定してもよい。
蒸発燃料処理装置は、前記制御弁を前記開通状態と前記閉塞状態とに連続的に切り替える制御部を、さらに備えていてもよい。前記制御部は、前記制御弁が前記開通状態と前記閉塞状態とに連続的に切り替えられている間の互いに連続する1組の開通状態と閉塞状態との組合せの期間のうち、開通状態の期間の割合を表すデューティ比に従って、前記制御弁を切り替えてもよい。前記制御弁がデューティ比に従って前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間の前記開通状態において、前記ポンプによって前記制御弁側の前記パージ経路に送出される前記気体が前記吸気経路に供給されてもよい。前記ポンプが始動した後の前記ポンプの駆動期間が所定期間未満である場合、前記制御部は、前記ポンプが始動した後の前記ポンプの駆動期間が所定期間以上である場合の前記デューティ比の第1上限値よりも低い第2上限値以下の前記デューティ比で、前記制御弁を切り替え、前記取得部は、前記制御弁が前記デューティ比に従って切り替わっている間の前記閉塞状態における前記特性値を取得し、前記推定部は、取得済みの前記特性値を用いて、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を推定してもよい。ポンプが始動した後のポンプの駆動期間が所定期間未満である場合、ポンプの回転数は、安定しておらず、ポンプから制御弁側のパージ経路に送出されるパージガスの流量は変化する。この場合、デューティ比の第1上限値よりも低い第2上限値以下のデューティ比で、制御弁を駆動させることによって、制御弁が閉塞状態である期間を長くする。これにより、特性値を取得し易くなる。この結果、特性値を用いて、ポンプの回転数が不安定である間のパージガスの流量を推定することができる。
本明細書で開示される技術は、蒸発燃料処理装置に関する。蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記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に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、前記キャニスタと前記制御弁との間の前記パージ経路に配置されているポンプと、前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の気体を加圧している状態における前記ポンプよりも前記制御弁側の前記パージ経路の圧力と、前記キャニスタ側の前記パージ経路の圧力と、の圧力差を取得する取得部と、取得済みの前記圧力差を用いて、前記制御弁が前記開通状態であるときの前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を調整する調整部と、を備える。
制御弁が閉塞状態である場合にポンプを駆動させると、ポンプによって、ポンプと制御弁との間の気体が加圧される。ポンプから送出される気体の流量にばらつきが生じている場合には、その流量のばらつきに相関して、制御弁が閉塞状態であってポンプが制御弁側のパージ経路の気体を加圧している状態におけるポンプの上下流の圧力差が変動する。このため、ポンプの上下流の圧力差を用いて、制御弁が開通状態であるときのポンプが制御弁側のパージ経路に送出する気体の流量を調整することができる。この結果、ポンプから送出される気体の流量を適切に制御することができる。
前記調整部は、前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態における前記ポンプよりも前記制御弁側の前記パージ経路の圧力と、前記キャニスタ側の前記パージ経路の圧力と、の圧力差の基準圧力差を予め格納していてもよい。取得済みの前記圧力差が前記基準圧力差に一致するように、前記ポンプの回転数を調整することによって、前記制御弁が前記開通状態である場合における前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を調整してもよい。この構成によれば、ポンプの上下流の圧力差が基準圧力差に一致するように、ポンプの回転数を調整することによって、ポンプのばらつきを抑制することができる。これにより、ポンプから送出される気体の予め決められた流量に調整することができる。
前記調整部は、前記気体の複数の蒸発燃料濃度のそれぞれについて、前記制御弁の開度によって変化する前記ポンプからの前記気体の流量と前記圧力差との関係を示すポンプ特性データを予め格納していてもよい。前記ポンプ特性データは、前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態における前記圧力差を含んでいてもよい。前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態では、前記ポンプから前記気体が流出していなくてもよい。前記調整部は、前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態における前記圧力差を用いて、複数の前記ポンプ特性データから1個のポンプ特性データを特定し、特定済みの前記1個のポンプ特性データを用いて、前記制御弁の開度を調整することによって、前記ポンプが制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を調整してもよい。この構成によれば、蒸発燃料処理装置に実際に搭載されているポンプのポンプ特性データを特定することができる。この結果、特定済のポンプ特性データを用いて、制御弁の開度を調整することによって、ポンプからの気体の流量を適切に調整することができる。
(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、自動車等の車両に搭載され、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に供給するための蒸発燃料経路22を備えている。
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、自動車等の車両に搭載され、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に供給するための蒸発燃料経路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の上から下に向かう矢印に示すように、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。ECU100は、スロットルバルブ32の開度を調整することによって、吸気経路34の開口面積を変動させて、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よりエアクリーナ30側に設けられている。
吸気経路34のエアクリーナ30とスロットルバルブ32との間には、エアフロメータ39が配置されている。エアフロメータ39は、エアクリーナ30を通過して吸気経路34を流れる気体の気体量を測定する。
エンジン2で燃焼された後の気体は、排気経路38を通過して、放出される。排気経路38には、空燃比センサ36が配置されている。空燃比センサ36は、排気経路38内の空燃比を検出する。ECU100は、空燃比センサ36から空燃比を取得すると、エンジン2に供給される気体の空燃比を推定する。
メイン供給経路10に並んで、蒸発燃料経路22が配置されている。蒸発燃料経路22は、燃料タンク14で発生した蒸発燃料が、燃料タンク14からキャニスタ19を経て吸気経路34に移動するときに通過する経路である。なお、後述するように、蒸発燃料は、キャニスタ19で空気と混合する。キャニスタ19で混合された蒸発燃料と空気との混合気体を、パージガスと呼ぶ。蒸発燃料経路22には、蒸発燃料処理装置20が設けられている。蒸発燃料処理装置20は、キャニスタ19と、圧力センサ25と、制御弁26と、ポンプ48と、ECU100内の制御部102を備える。
燃料タンク14とキャニスタ19は、タンク経路18によって接続されている。キャニスタ19は、パージ経路23を介して、ポンプ48に接続されている。ポンプ48は、パージ経路24を介して、制御弁26に接続されている。制御弁26は、連通経路28を介して、吸気経路34に接続されている。パージ経路23,24は、制御弁26及び連通経路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。連通経路28が接続される吸気経路34の位置には、インテークマニホールドIMが配置されている。
連通経路28とパージ経路24との間には、制御弁26が配置されている。制御弁26は、制御部102によって制御される電磁弁であり、開弁された開通状態と閉弁された閉塞状態の切替えが制御部102によって制御される弁である。制御部102は、制御弁26の開通状態と閉塞状態とを、空燃比等によって決定されるデューティ比に従って連続的に切り替えるデューティ制御を実行する。開通状態では、パージ経路24が開通して、キャニスタ19と吸気経路34とが連通される。閉塞状態では、パージ経路24が閉塞して、キャニスタ19と吸気経路34とがパージ経路24上で遮断される。デューティ比は、開通状態と閉塞状態と連続的に切り替えられている間に、互いに連続する1組の開通状態と閉塞状態との組合せの期間のうち、開通状態の期間の割合を表す。制御弁26は、デューティ比を調整(即ち開通状態の長さ)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(g/min)を調整する。デューティ比が、制御弁26の「開度」の一例である。
なお、制御弁26は、開度(言い換えるとパージガスの流路面積)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。
パージ経路24とパージ経路23との間には、ポンプ48が配置されている。ポンプ48は、いわゆる渦流ポンプ(カスケードポンプ、ウエスコポンプとも呼ぶ)あるいは遠心式ポンプである。ポンプ48は、制御部102によって制御される。ポンプ48が駆動すると、キャニスタ19からパージガスがパージ経路23を介して、ポンプ48に吸入される。ポンプ48に吸入されたパージガスは、ポンプ48内で昇圧されて、パージ経路24に送出される。パージ経路24に送出されたパージガスは、パージ経路24、制御弁26及び連通経路28を通過して、吸気経路34に供給される。ポンプ48には、ポンプ48内の温度を検出する温度センサ49が取り付けられている。なお、変形例では、温度センサ49は、ポンプ48の吐出側付近のパージ経路24に配置されていてもよい。なお、図1の破線で示される電圧センサ48a及び電流センサ48bは、第5実施例で用いられる構成であり、本実施例では配置されていなくてもよい。
パージ経路24には、圧力センサ25が配置されている。圧力センサ25は、パージ経路24の圧力を検出して、制御部102に供給する。
ポンプ48には、パージ経路23を介して、キャニスタ19が接続されている。キャニスタ19は、大気ポート19aと、パージポート19bと、タンクポート19cと、を備えている。大気ポート19aは、大気経路17とエアフィルタ42とを介して、大気に連通する。大気は、エアフィルタを通過した後、大気経路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23に接続されている。タンクポート19cは、タンク経路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内には、活性炭(図示省略)が収容されている。活性炭は、燃料タンク14からタンク経路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及び大気経路17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23に供給される。
制御部102は、ポンプ48及び制御弁26に接続されている。制御部102は、CPU及びROM,RAM等のメモリを含む。制御部102は、ポンプ48、制御弁26を制御する。
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、制御部102は、制御弁26をデューティ制御することによって、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る。パージ処理が実行されると、図1の左から右に向かう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蒸発燃料濃度(以下「パージ濃度」と呼ぶ)によって、予め製造者によって制御部102に設定される条件である。制御部102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。制御部102は、パージガスの濃度及びエアフロメータ39の測定値に基づいて、制御弁26のデューティ比を制御する。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。
制御部102は、パージ処理を実行する場合、ポンプ48を駆動して、パージガスを吸気経路34に供給する。この結果、吸気経路34の負圧が小さい場合でも、パージガスを供給することができる。なお、制御部102は、パージ処理中に、パージガスの供給状況に応じて、ポンプ48の駆動と停止を切り替えてもよい。
なお、ECU100は、スロットルバルブ32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補正する。また、ECU100は、パージガスの流量とパージ濃度に基づいて、噴射燃料量を補正する。
ECU100は、空燃比センサ36によって検出される空燃比を用いて、パージ濃度を推定する濃度推定処理を実行する。濃度推定処理は、パージ処理が実行されている間、繰り返し実行される。図14に示すように、濃度推定処理では、まず、S2において、ECU100は、検出済みの空燃比が予め決められた基準空燃比(例えば理論空燃比(=14.7))からどれだけずれているかを示すズレ係数を算出する。具体的には、制御部102は、検出済みの空燃比から基準空燃比を減算し、基準空燃比で除算して、100を乗算することによって、ズレ係数を算出する。
エンジン2に供給される気体中の燃料の比率が高いほど、空燃比は小さくなる。空燃比が基準空燃比よりもリッチである場合、燃料の比率が高く、検出済みの空燃比は基準空燃比よりも小さい。このため、ズレ係数は負の値になる。一方、空燃比が基準空燃比よりもリーンである場合、燃料の比率が低く、検出済みの空燃比は基準空燃比よりも大きい。このため、ズレ係数は正の値になる。
次いで、S3では、ECU100は、ズレ係数が所定範囲内であるか否かを判断する。所定範囲は、パージ濃度が前回の濃度推定処理から変動していないことを示す範囲、即ち、空燃比センサ36の検出誤差と見なせる範囲であり、例えば±5%である。ズレ係数が所定範囲内である場合(S3でYES)、S4において、ECU100は、濃度変化量ΔD=0と決定して、S6に進む。一方、ズレ係数が所定範囲外である場合(S3でNO)、S5において、ECU100は、濃度変化量ΔD=−ズレ係数/パージガス率を計算して、S6に進む。
パージガス率は、エンジン2に吸入される吸入気体の総量うちのパージガスの割合を表す。吸入気体は、エアクリーナ30及び吸気経路34を介して吸入される空気と、パージ処理において蒸発燃料処理装置20から供給されるパージガスと、を含む。吸気経路34を介して吸入される空気量は、エアフロメータ39によって検出される。パージガスの流量は、後述するばらつき係数αを用いて特定される。ECU100は、パージガス率=パージガスの流量/(空気量+パージガスの流量)×100によって、パージガス率を算出する。
S6では、ECU100は、前回のS6で推定済みのパージ濃度にS4又はS5で特定済みの濃度変化量ΔDを加算することによって、パージ濃度を推定する。なお、前回のS6で推定済みのパージ濃度が無い場合、前回のS6で推定済みのパージ濃度を0として判断する。また、S6で負の値が算出された場合、パージ濃度を0%と推定する。推定済みのパージ濃度は、イグニションスイッチがオンの間、ECU100に格納され、濃度推定処理によって更新される。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と、ECU100は、推定済みのパージ濃度を消去する。
なお、変形例では、ECU100は、予め実験によって特定され、ECU100に格納されているパージ濃度とパージガスの流量の積算量との関係を示す濃度―流量データマップを用いて、パージ濃度を特定してもよい。また、ECU100は、空燃比のずれに応じて、濃度―流量データマップを補正してもよい。
パージガスの流量は、制御部102によって特定される。具体的には、図17に示すように、制御部102には、パージ処理の際に、制御弁26が全開状態(即ちデューティ比=1.0)であって、ポンプ48が所定の回転数X1(例えば12000rpm)で駆動している場合に、ポンプ48から送出されるパージガスの流量と吸気経路34(即ちインテークマニホールドIM)の圧力との関係を示す基準流量特性データ110(以下、単に「データ110」と呼ぶ)が格納されている。図17のデータ110では、縦軸がポンプ48からのパージガスの流量を示し、横軸がインテークマニホールドIMの圧力を示す。インテークマニホールドIMの圧力は、インテークマニホールドIMに配置されている圧力センサ35によって検出される。データ110は、予め実験によって特定され、制御部102に格納されている。
制御部102は、インテークマニホールドIMの圧力、ポンプ48の回転数X2及びデューティ比Yを用いて、データ110からパージガスの流量を算出する。具体的には、データ110から、インテークマニホールドIMの圧力に対応する流量Zを特定する。次いで、特定済みの流量Zに、ポンプ48の回転数の比X2/X1及び制御弁26のデューティ比Yを乗算することによって、パージガスの流量を算出する。
データ110は、製造された多数のポンプの中から1個以上のポンプを抽出し、抽出したポンプを用いて行った実験によって特定される。多数のポンプには、製造誤差等によって個体差によるばらつきが存在する。また、ポンプ48の経年変化によるばらつきも発生し得る。この結果、ポンプ48のパージガスの流量とインテークマニホールドIMの圧力との関係が、データ110で示されるパージガスの流量とインテークマニホールドIMの圧力との関係からずれる可能性がある。
制御部102は、ポンプ48の固有のパージガスの流量とインテークマニホールドIMの圧力との関係を特定するとともに、ポンプ48が正常に動作していないことを判定するポンプ判定処理を実行する。ポンプ判定処理は、パージ処理が実行されている間、定期的、又は不定期に実行される。
図2に示すように、ポンプ判定処理では、まず、S12において、制御部102は、濃度推定処理で推定済みのパージ濃度が閾値(例えば5%)以下であるか否かを判断する。パージ濃度が閾値よりも高い場合(S12でNO)、ポンプ判定処理を終了する。一方、パージ濃度が閾値以下である場合(S12でYES)、S14において、制御部102は、デューティ制御されている制御弁26を閉塞状態に維持する。これにより、パージ処理が停止される。ポンプ判定処理では、後述するデータマップ150を用いてばらつき係数αを特定するが、データマップ150を特定する際、パージ濃度が比較的に低いパージガスを用いて実験を行っている。このため、パージ濃度が比較的に高い場合には、後述するデータマップ150を用いて、正確にばらつき係数αを特定することが難しい。このため、パージ濃度が閾値よりも高い場合(S12でNO)には、S14以降の処理を実行せずに、パージ処理を継続した状態でポンプ判定処理を終了する。
次いで、S16では、制御部102は、ポンプ48を所定回転数(例えば12000rpm)で駆動する。なお、既にポンプ48が所定回転数で駆動されている場合、S16でポンプ48の駆動が維持される。次いで、S18では、制御部102は、圧力センサ25を用いて、パージ経路24の圧力を検出する。S18では、制御弁26が閉塞状態であって、ポンプ48が所定回転数で制御弁26側のパージ経路24の気体を加圧している状態におけるパージ経路24の圧力が検出される。以下では、S18で検出される圧力を閉塞圧力値と呼ぶ。
次いで、S20では、制御部102は、温度センサ49を用いて、ポンプ48内の温度を検出する。次いで、S22では、制御部102は、ばらつき係数αを特定する。具体的には、制御部102は、圧力−温度−ばらつき係数の相関関係を示すデータマップ150を格納している。
データマップ150は、実験によって特定され、予め格納されている。実験では、まず、ポンプの特性が異なる複数のポンプを準備する。次いで、複数のポンプのそれぞれについて、制御弁26が閉塞状態であって、ポンプ48が所定の回転数X1で制御弁26側のパージ経路24の気体を加圧している状態におけるパージ経路24の閉塞圧力値を、複数のポンプ内の温度において検出する。なお、本実験では、パージ濃度が比較的に低い(例えば3%)のパージガスを用いる。次いで、複数のポンプのそれぞれについて、制御弁26が全開状態であって、ポンプが所定の回転数X1で駆動している場合の流量(以下では「実測流量」と呼ぶ)のデータ110で示される流量(以下では「基準流量」と呼ぶ)に対するばらつき、即ち、実測流量/基準流量=ばらつき係数αを計算することによって、データマップ150を特定する。データマップ150では、閉塞圧力値とポンプ48の温度に対応するばらつき係数αが記録されている。なお、簡略化のために、データマップ150内に「…」が示されているが、実際には数値が記録されている。また、データマップ150に記録する閉塞圧力値及び温度の範囲及び間隔は、蒸発燃料処理装置20の使用環境等を考慮して適宜設定することができる。
制御部102は、S18で検出済みの閉塞圧力値と、S20で検出済みのポンプ48内の温度と、に対応するばらつき係数αを、データマップ150から特定する。
次いで、S24では、S22で特定済みのばらつき係数αが、正常範囲(例えば0.8〜1.2)内であるか否かを判断する。正常範囲は、ポンプ48が正常に駆動していると判断することができる程度のばらつきを示す範囲であり、例えば、劣化によって十分にパージガスを送出することができていないポンプや電気系統が故障しており適切に制御されていないポンプが、正常範囲から外れるように決定されている。なお、データマップ150を特定する段階の実験に用いられる複数のポンプには、正常に駆動していないポンプが含まれている。これにより、制御部102は、S22において、正常に駆動していないポンプのばらつき係数αが特定される。
ばらつき係数αが正常範囲内である場合(S24でYES)、S26において、制御部102は、制御弁26のデューティ制御を開始し、ポンプ48をS16で回転数が変更される前の回転数で駆動して、即ち、パージ処理を再開して、ポンプ判定処理を終了する。一方、ばらつき係数αが正常範囲内でない場合(S24でNO)、S28において、制御部102は、ポンプ48が正常に動作していないことを判定して、判定結果を示す信号を、車両の表示装置に送信して、ポンプ判定処理を終了する。表示処理は、制御部102から信号を受信すると、ポンプ48が正常に動作していないことを示す情報を表示する。これにより、運転者は、ポンプ48が正常に動作していないことを知ることができる。この場合、パージ処理が再開されずに、ポンプ判定処理が終了される。
なお、変形例では、データマップ150には、正常に駆動するポンプに対応するばらつき係数αのみが記録されていてもよい。この場合、制御部102は、S22において、ばらつき係数αが特定されなかった場合にS28に進み、ばらつき係数が特定された場合にS26に進んでもよい。
制御部102は、ばらつき係数αを格納する。制御部102は、ポンプ判定処理が実行される毎に、ばらつき係数αを更新する。制御部102は、ばらつき係数αが格納されている場合、制御部102は、インテークマニホールドIMの圧力、ポンプ48の回転数X2及びデューティ比Yを用いて算出されたパージガスの流量に、ばらつき係数αを乗算することによって、補正後のパージガスの流量を特定する。なお、ここで特定されるパージガスの流量は、制御弁26がデューティ制御されている間、即ち、パージ処理中、制御弁26が開通状態である間に制御弁26を通過して吸気経路34に供給される毎分のパージガスの流量であり、単位g/minで表される。
制御弁26が閉塞状態である場合にポンプ48を駆動させると、ポンプ48によって、パージ経路24が加圧される。ポンプ48から送出されるパージガスの流量が、基準流量に対してばらつきが生じている場合には、そのばらつきに相関して、ポンプ48の特性値である閉塞圧力値が変動する。このため、閉塞圧力値を用いて、制御弁26がデューティ制御されている間の開通状態であるときに、ポンプ48がパージ経路24に送出するパージガスの流量、即ち、パージ処理中に吸気経路34に供給されるパージガスの流量を推定することができる。この構成によれば、実際に蒸発燃料処理装置20に搭載されるポンプ48の特性を用いて、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。
また、パージ経路24に圧力センサ25を配置することによって、閉塞圧力値を検出する。これにより、ポンプ48の特性値を容易に取得することができる。
(第2実施例)
第1実施例と異なる点を説明する。本実施例では、ポンプ判定処理の処理内容が異なる。本実施例では、パージ処理が実行されている間にばらつき係数が特定される。具体的には、図3に示すポンプ判定処理が実行される。
第1実施例と異なる点を説明する。本実施例では、ポンプ判定処理の処理内容が異なる。本実施例では、パージ処理が実行されている間にばらつき係数が特定される。具体的には、図3に示すポンプ判定処理が実行される。
ポンプ判定処理は、車両が始動される(例えばイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられる)と開始される。まず、S202において、制御部102は、係数特定条件が成立しているか否かを判断する。係数特定条件は、ばらつき係数を適切に特定するための条件であり、具体的には、以下の(I)から(III)の条件が満たされている場合に、係数特定条件が成立していると判断される。係数特定条件は、(I)パージ処理が実行中であること、(II)制御弁26のデューティ比が所定のデューティ比(例えば60%)以下であること、(III)パージ濃度が閾値(例えば5%)以下であること、を含む。条件(II)について、デューティ比が大きい場合、即ち、閉弁期間に対して開弁期間が長い場合、圧力センサ25を用いて、閉弁期間における閉塞圧力値を検出することが難しいためである。
係数特定条件が成立していない場合(S202でNO)、ポンプ判定処理を終了する。一方、係数特定条件が成立している場合(S202でYES)、制御部102は、S16の処理、即ち、ポンプ48を所定回転数で駆動させる。次いで、S204では、制御部102は、圧力センサ25を用いて、制御弁26がデューティ制御されている間の閉弁期間中(即ち、制御弁26が閉塞状態であってポンプ48がパージ経路24のパージガスを加圧している状態)の閉塞圧力値と、開弁期間中(即ち、制御弁26が開通状態であって、ポンプ48がパージ経路24にパージガスを送出している状態)の開通圧力値と、を検出し、閉塞圧力値と開通圧力値との圧力差を算出する。
図4は、S16でポンプ48を駆動させたときのポンプ48の回転数と、制御弁26の開閉のタイミングと、圧力変化と、を示す。ポンプ48の駆動を開始した直後(即ち時間t1〜t2)では、制御弁26が開通状態から閉塞状態に切り替えられる毎に、閉塞圧力値が変化する。制御部102は、S204において、S16の後(即ち時間t1)、制御弁26の開通状態から閉塞状態への切り替えが予め決められた回数(例えば3回)実行された後(即ち時間t2)に、閉塞圧力値と開通圧力値を検出させる。また、制御弁26がデューティ制御されている間では、予め決められた回数(例えば3回)実行された以降においても、閉塞圧力値は、わずかに変動する。このため、制御部102は、複数回に亘って、圧力差を検出し(時間t2〜t3)、その平均値を圧力差として算出してもよいし、閉塞圧力値の平均と開通圧力値の平均との差を圧力差として算出してもよい。
次いで、制御部102は、S20の処理、即ちポンプ48内の温度を検出する。次いで、S206では、制御部102は、ばらつき係数αを特定する。具体的には、制御部102は、圧力差−温度−ばらつき係数の相関関係を示すデータマップ250を格納している。
データマップ250は、データマップ150と同様、実験によって特定され、予め格納されている。この実験では、データマップ150の実験の場合の閉塞圧力値に替えて、閉塞圧力値と開通圧力値とを、複数のポンプ内の温度において検出する。次いで、複数のポンプのそれぞれについて、制御弁26が全開状態であって、ポンプが所定の回転数X1で駆動している場合の実測流量のデータ110で示される基準流量に対するばらつき、即ち、実測流量/基準流量=ばらつき係数αを計算することによって、データマップ250を特定する。
制御部102は、S204で検出済みの圧力差と、S20で検出済みのポンプ48内の温度と、に対応するばらつき係数αを、データマップ250から特定する。次いで、S24〜S28の処理を実行して、ポンプ判定処理を終了する。
本実施例によっても、実際に蒸発燃料処理装置20に搭載されるポンプ48の特性、即ち、閉塞圧力値、開通圧力値及びポンプ48の温度を用いて、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。
また、本実施例では、パージ処理を実行中に、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。この結果、パージ処理中に推定済みのパージガスの流量を用いて、ポンプ48の回転数、デューティ比等を決定することができる。この構成によると、パージ処理を停止せずにばらつき係数αを特定することができる。
(第3実施例)
第1実施例と異なる点を説明する。図5に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置20は、キャニスタ19とエアフィルタ42との間の大気経路17に、大気弁302と、圧力センサ304と、を備える。また、圧力センサ25は配置されていない。大気弁302は、制御部102によって、開弁と閉弁とに切り替えられることによって、開弁時の連通状態と、閉弁時の非連通状態とに切り替えられる。連通状態では、大気経路17が開通されて、キャニスタ19がエアフィルタ42を介して、大気に連通する。一方、非連通状態では、大気弁302によって大気経路17が閉塞されて、キャニスタ19が大気と遮断される。
第1実施例と異なる点を説明する。図5に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置20は、キャニスタ19とエアフィルタ42との間の大気経路17に、大気弁302と、圧力センサ304と、を備える。また、圧力センサ25は配置されていない。大気弁302は、制御部102によって、開弁と閉弁とに切り替えられることによって、開弁時の連通状態と、閉弁時の非連通状態とに切り替えられる。連通状態では、大気経路17が開通されて、キャニスタ19がエアフィルタ42を介して、大気に連通する。一方、非連通状態では、大気弁302によって大気経路17が閉塞されて、キャニスタ19が大気と遮断される。
圧力センサ304は、キャニスタ19と大気弁302との間の大気経路17の圧力を検出する。
次いで、ポンプ判定処理を説明する。図6に示すように、ポンプ判定処理では、S12及びS14の処理を実行した後、S302において、大気弁302を開弁から閉弁に切り替えて、連通状態から非連通状態に切り替える。次いで、S16の処理を実行する。次いで、S304では、制御部102は、圧力センサ304を用いて、大気経路17の圧力を検出する。S304では、制御弁26が閉塞状態であって、大気弁302が非連通状態であって、ポンプ48が所定回転数で制御弁26側のパージ経路24のパージガスを加圧している状態における大気経路17の圧力(以下では「非連通圧力値」と呼ぶ)が検出される。
次いで、S20の処理を実行する。次に、S306において、制御部102は、ばらつき係数αを特定する。具体的には、制御部102は、圧力−温度−ばらつき係数の相関関係を示すデータマップ350を格納している。
データマップ350は、データマップ150と同様の実験によって特定され、予め格納されている。データマップ350を特定するための実験では、閉塞圧力値に替えて非連通圧力値が特定される。制御部102は、S304で検出済みの非連通圧力値と、S20で検出済みのポンプ48内の温度と、に対応するばらつき係数αを、データマップ350から特定する。次いで、S24〜S28の処理を実行して、ポンプ判定処理を終了する。
また、ポンプ48の駆動中に大気弁302を非連通状態に切り替えることによって、大気経路17を負圧にすることができる。このときの負圧の大きさは、ポンプのばらつきに相関する。このため、非連通圧力値を用いて、ポンプ48から送出される気体の流量を推定することができる。本実施例によっても、実際に蒸発燃料処理装置20に搭載されるポンプ48の特性、即ち、非連通圧力値及びポンプ48の温度を用いて、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。
(第4実施例)
第3実施例と異なる点を説明する。本実施例では、第2実施例と同様に、パージ処理が実行されている間にばらつき係数αが特定される。具体的には、図7に示すポンプ判定処理が実行される。
第3実施例と異なる点を説明する。本実施例では、第2実施例と同様に、パージ処理が実行されている間にばらつき係数αが特定される。具体的には、図7に示すポンプ判定処理が実行される。
ポンプ判定処理は、車両が始動される(例えばイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられる)と開始される。まず、S202、S16の処理を実行する。次いで、S402において、制御部102は、大気弁302を連通状態から非連通状態に切り替える。次いで、S404において、制御部102は、圧力センサ304を用いて、制御弁26がデューティ制御されている間の閉弁期間中(即ち、制御弁26が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間における閉塞状態であり、大気弁302が非連通状態であり、ポンプ48がパージ経路24のパージガスを加圧している状態)の圧力値(以下では「第1非連通圧力値」と呼ぶ)と、開弁期間中(即ち、制御弁26が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間における開通状態であり、大気弁302が非連通状態であり、ポンプ48がパージ経路24にパージガスを送出している状態)の圧力値(以下では「第2非連通圧力値」と呼ぶ)と、を検出し、第1非連通圧力値と第2非連通圧力値との圧力差を算出する。
S404では、S204と同様に、制御弁26の開通状態から閉塞状態への切り替えが、予め決められた回数(例えば3回)実行された後に、第1非連通圧力値と第2非連通圧力値とを検出する。また、制御部102は、複数回に亘って、圧力差を検出し、その平均値を圧力差として算出してもよいし、閉塞圧力値の平均と開通圧力値の平均とを圧力差として算出してもよい。
次いで、S20の処理を実行する。次いで、S406では、制御部102は、ばらつき係数αを特定する。具体的には、制御部102は、圧力差−温度−ばらつき係数の相関関係を示すデータマップ450を格納している。
データマップ450は、データマップ150と同様、実験によって特定され、予め格納されている。この実験では、データマップ150の実験の場合の閉塞圧力値に替えて、第1非連通圧力値と第2非連通圧力値とを、複数のポンプ内の温度において検出する。次いで、複数のポンプのそれぞれについて、制御弁26が全開状態であって、ポンプが所定の回転数X1で駆動している場合の実測流量のデータ110で示される基準流量に対するばらつき、即ち、実測流量/基準流量=ばらつき係数αを計算することによって、データマップ450を特定する。
制御部102は、S404で検出済みの圧力差と、S20で検出済みのポンプ48内の温度と、に対応するばらつき係数αを、データマップ450から特定する。次いで、S24〜S28の処理を実行して、ポンプ判定処理を終了する。
本実施例によっても、実際に蒸発燃料処理装置20に搭載されるポンプ48の特性、即ち、第1非連通圧力値、第2非連通圧力値及びポンプ48の温度を用いて、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。
(第5実施例)
第1実施例と異なる点を説明する。第1実施例では、ばらつき係数αを特定するために、閉塞圧力値とポンプ48内の温度とを用いる。本実施例では、閉塞圧力値に替えて、ポンプ48に印加される電圧値とポンプ48に流れる電流値とを用いて、ばらつき係数αを特定する。図1の破線で示されるように、ポンプ48は、ポンプ48に印加される電圧を検出する電圧センサ48aと、ポンプ48に流れる電流を検出する電流センサ48bと、を備える。
第1実施例と異なる点を説明する。第1実施例では、ばらつき係数αを特定するために、閉塞圧力値とポンプ48内の温度とを用いる。本実施例では、閉塞圧力値に替えて、ポンプ48に印加される電圧値とポンプ48に流れる電流値とを用いて、ばらつき係数αを特定する。図1の破線で示されるように、ポンプ48は、ポンプ48に印加される電圧を検出する電圧センサ48aと、ポンプ48に流れる電流を検出する電流センサ48bと、を備える。
具体的には、図8に示すように、ポンプ判定処理では、S12〜S16の処理を実行した後、S502において、電圧センサと電流センサとを用いて、制御弁26が閉塞状態であって、ポンプ48が所定回転数で制御弁26側のパージ経路24のパージガスを加圧している状態におけるポンプ48に印加される電圧(以下では「閉塞電圧値」と呼ぶ)と、ポンプ48に流れる電流(以下では「閉塞電流値」と呼ぶ)と、を検出する。
次いで、S20の処理を実行する。次に、S504において、制御部102は、ばらつき係数αを算出する。具体的には、制御部102は、複数のポンプ48内の温度のそれぞれについて、電流−電圧−流量の相関関係を示すデータマップ550を格納している。データマップ550は、複数の温度に対応する複数のデータマップ550a,550b,550cを含む。
データマップ550は、データマップ150と同様の実験によって特定され、予め格納されている。データマップ550を特定するための実験では、閉塞圧力値に替えて閉塞電圧値及び閉塞電流値が特定される。また、ばらつき係数αに替えて、実測流量が記録されている。制御部102は、S502で検出済みの閉塞電圧値及び閉塞電流値と、S20で検出済みのポンプ48内の温度と、に対応する流量を、データマップ550から特定する。次いで、特定済みの流量を、インテークマニホールドIMの圧力に対応する流量Zで除算することによって、ばらつき係数αを算出する。次いで、S24〜S28の処理を実行して、ポンプ判定処理を終了する。
本実施例によっても、実際に蒸発燃料処理装置20に搭載されるポンプ48の特性、即ち、閉塞電流値、閉塞電圧値及びポンプ48の温度を用いて、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。
(第6実施例)
第5実施例と異なる点を説明する。本実施例では、第2実施例、第4実施例と同様に、パージ処理が実行されている間にばらつき係数が特定される。具体的には、図9に示すポンプ判定処理が実行される。
第5実施例と異なる点を説明する。本実施例では、第2実施例、第4実施例と同様に、パージ処理が実行されている間にばらつき係数が特定される。具体的には、図9に示すポンプ判定処理が実行される。
ポンプ判定処理は、車両が始動される(例えばイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられる)と開始される。まず、S202、S16の処理を実行する。次いで、S602において、制御部102は、圧力センサ25を用いて、制御弁26がデューティ制御されている間の閉弁期間中(即ち、制御弁26が閉塞状態であってポンプ48がパージ経路24のパージガスを加圧している状態)の閉塞電圧値及び閉塞電流値と、開弁期間中(即ち、制御弁26が開通状態であって、ポンプ48がパージ経路24にパージガスを送出している状態)の電流値(以下では「開通電流値」と呼ぶ)を検出する。次いで、S604において、制御部102は、閉塞電流値と開通電流値との間の電流変化を算出する。
S602では、S36と同様に、制御弁26の開通状態から閉塞状態への切り替えが、予め決められた回数(例えば3回)実行された後に、閉塞電圧値、閉塞電流値及び開通電流値が検出される。また、制御部102は、複数回に亘って、閉塞電圧値、閉塞電流値及び開通電流値を検出し、その平均値を圧力差として算出してもよいし、閉塞電流値の平均と開通電流値の平均とを圧力差として算出してもよい。
図10は、S16でポンプ48を駆動させたときのポンプ48の回転数と、制御弁26の開閉のタイミングと、電圧値と、電流変化と、を示す。ポンプ48の駆動を開始した直後(即ち時間t1〜t2)では、制御弁26が開通状態から閉塞状態に切り替えられる毎に、閉塞電流値が変化する。制御部102は、S602において、S34の後(即ち時間t1)、制御弁26の開通状態から閉塞状態への切り替えが、予め決められた回数(例えば3回)実行された後(即ち時間t2)に、閉塞電流値と開通電流値を検出させる。制御部102は、同様に、S34の後、制御弁26の開通状態から閉塞状態への切り替えが、予め決められた回数(例えば3回)実行された後(即ち時間t2)に、閉塞電圧値を検出させる。なお、ポンプ48の電圧値は、制御弁26が開通状態である場合と閉塞状態である場合とでほとんど変化しない。従って、閉塞電圧値は、制御弁26が開通状態である場合に検出された電圧値であってもよい。
また、制御弁26がデューティ制御されている間では、予め決められた回数(例えば3回)実行された以降においても、閉塞電流値及び閉塞電圧値は、わずかに変動する。このため、制御部102は、複数回に亘って、閉塞電流値と開通電流値の電流差を算出し(時間t2〜t3)、その平均値を電流差としてもよいし、閉塞電流値の平均と開通電流値の平均との差を電流差として算出してもよい。
次いで、制御部102は、S20の処理を実行する。次いで、S606では、制御部102は、ばらつき係数αを特定する。具体的には、制御部102は、複数のポンプ48内の温度のそれぞれについて、電流−電圧−流量の相関関係を示すデータマップ650を格納している。データマップ650は、複数の温度に対応する複数のデータマップ650a〜650cを含む。
データマップ650は、データマップ550と同様の実験によって特定され、予め格納されている。制御部102は、S504と同様に、データマップ650から特定された流量を、インテークマニホールドIMの圧力、ポンプ48の回転数X2及びデューティ比Yを用いて算出されたパージガスの流量で除算することによって、ばらつき係数αを算出する。次いで、S24〜S28の処理を実行して、ポンプ判定処理を終了する。
本実施例によっても、実際に蒸発燃料処理装置20に搭載されるポンプ48の特性、即ち、閉塞電流値、開通電流値、閉塞電圧値及びポンプ48の温度を用いて、ポンプ48から送出されるパージガスの流量を推定することができる。
なお、第5実施例及び第6実施例では、変形例として、データマップ550,650は、第1〜第4実施例と同様に、流量に替えて、ばらつき係数αが記録されていてもよい。この場合、制御部102は、ポンプ48の回転数X2及びデューティ比Yを用いて算出されたパージガスの流量にばらつき係数αを乗算することによって、ポンプ48からのパージガスの流量を推定してもよい。
(第7実施例)
第1実施例と異なる点を説明する。本実施例では、制御部102は、ポンプ判定処理に替えて、流量調整処理を実行する。流量調整処理では、ポンプ48の流量のばらつきに合わせて、ポンプ48の回転数を調整する。
第1実施例と異なる点を説明する。本実施例では、制御部102は、ポンプ判定処理に替えて、流量調整処理を実行する。流量調整処理では、ポンプ48の流量のばらつきに合わせて、ポンプ48の回転数を調整する。
流量調整処理は、パージ処理が実行されている間に実行される。なお、パージ処理では、ポンプ48は、所定回転数で駆動される。図11に示すように、流量調整処理では、まず、S704において、制御部102は、制御弁26のデューティ制御を停止して、閉塞状態を維持する。
次いで、S708では、制御部102は、圧力センサ25を用いて、閉塞圧力値を検出する。次いで、S709では、制御部102は、S708で検出済みの閉塞圧力値と大気圧との圧力差を算出する。制御弁26のキャニスタ19側のパージ経路23は、キャニスタ19を介して大気に連通している。この結果、制御弁26が閉塞状態である場合、パージ経路23の圧力は大気圧に維持される。このため、S709で算出される圧力差は、制御弁26が閉塞状態であってポンプ48が制御弁26側のパージ経路24の気体を加圧している状態におけるポンプ48よりも制御弁26側のパージ経路24の圧力と、キャニスタ19側のパージ経路23の圧力と、の圧力差と言うことができる。なお、大気圧は、車両に搭載される大気圧センサで検出されてもよいし、予め制御部102に格納されていてもよい。
次いで、S712では、制御部102は、閉塞圧力値と大気圧との圧力差が、基準圧力差となるように、ポンプ48の回転数を調整する。図12には、パージ処理中のポンプ48からのパージガスの流量と、閉塞圧力値と大気圧との圧力差と、の関係を示す。縦軸がパージガスの流量を示し、横軸が圧力差を示す。圧力差は、制御弁26がデューティ制御されている間の圧力差の平均である。例えば、閉塞圧力値と大気圧との圧力差がMであり、制御弁26が開通状態である場合のパージ経路24の圧力(即ち開通圧力値)と大気圧との差がNであり、デューティ比(即ち開弁期間と閉弁期間との合計期間に対する開弁期間の割合)がLである場合、M・(1−L)+N・Lを算出することによって、圧力差の平均が算出される。なお、開通圧力値は、大気圧にほとんど等しいため、N=0と言うことができる。なお、図12の縦軸の最下点は、流量=0g/minであり、制御弁26が閉塞状態である状態で、ポンプ48がパージ経路24のパージガスを加圧している状態である。
例えば、パージ濃度が比較的に低い場合、ポンプ48からのパージガスの流量と圧力差が、直線732の関係を示す。パージ濃度が高くなると、パージガスの密度が高くなる。この結果、直線734に示すように、パージ濃度が低い場合と比較して、圧力差が高くなり、ポンプ48からの流量も多くなる。S712では、ポンプ48の回転数を調整することによって、S709で検出済みの圧力差PD1である場合、S712では、制御部102は、閉塞圧力値と大気圧との圧力差が、基準圧力差PD2となるように、ポンプ48の回転数を低く調整する。
次いで、S714では、制御部102は、制御弁26のデューティ制御を再開することによってパージ処理を再開して、流量調整処理を終了する。
流量調整処理では、ポンプ48からの流量のばらつきを考慮して、ポンプ48の回転数を調整することによって、ポンプ48からの流量を基準流量に維持する。これにより、ポンプ48からの流量のばらつきを抑制することができる。
(第8実施例)
第7実施例と異なる点を説明する。本実施例は、流量調整処理が第7実施例と異なる。図13に示すように、流量調整処理では、S709の処理に次いで、制御部102は、S711において、S709で算出済みの圧力差を用いて、パージ濃度を特定する。パージ濃度が変動すると、パージガスの密度が変動する。パージガスの密度が変動すると、ポンプ48を一定の回転数で駆動させていても、パージガスの流量は変動する。同様に、パージ濃度が変動すると、閉塞圧力値は、パージ濃度に相関して変動する。制御部102は、圧力差、即ち閉塞圧力値から大気圧を減算した値とパージ濃度とを関係を示すデータマップ(図示省略)を予め格納する。圧力差とパージ濃度とを関係を示すデータマップは、予め実験によって特定され、制御部102に格納される。
第7実施例と異なる点を説明する。本実施例は、流量調整処理が第7実施例と異なる。図13に示すように、流量調整処理では、S709の処理に次いで、制御部102は、S711において、S709で算出済みの圧力差を用いて、パージ濃度を特定する。パージ濃度が変動すると、パージガスの密度が変動する。パージガスの密度が変動すると、ポンプ48を一定の回転数で駆動させていても、パージガスの流量は変動する。同様に、パージ濃度が変動すると、閉塞圧力値は、パージ濃度に相関して変動する。制御部102は、圧力差、即ち閉塞圧力値から大気圧を減算した値とパージ濃度とを関係を示すデータマップ(図示省略)を予め格納する。圧力差とパージ濃度とを関係を示すデータマップは、予め実験によって特定され、制御部102に格納される。
S711では、制御部102は、圧力差とパージ濃度とを関係を示すデータマップにおいて、S709で算出済みの圧力差に関係するパージ濃度を特定する。次いで、S712の処理を実行する。次いで、S713において、制御部102は、S711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する。具体的には、制御部102は、パージ濃度が高いほど、制御弁26のデューティ比を小さく(即ち開弁期間を短く)するように、デューティ比を特定する。次いで、S714の処理を実行して、流量調整処理を終了する。S714では、S713で決定されたデューティ比で制御弁26をデューティ制御する。
流量調整処理では、ポンプ48からの流量のばらつきを考慮して、ポンプ48の回転数を調整することによって、ポンプ48からの流量を基準流量に維持する。これにより、ポンプ48からの流量のばらつきを抑制することができる。また、パージ濃度に合わせて、デューティ比を調整する。これにより、パージ処理によってエンジン2に供給される燃料量が多くなり過ぎることを抑制することができる。
(第9実施例)
第8実施例と異なる点を説明する。本実施例では、S711において、空燃比を用いて特定されるパージ濃度を取得する。具体的には、制御部102は、図14に示す濃度特定処理を実行する。
第8実施例と異なる点を説明する。本実施例では、S711において、空燃比を用いて特定されるパージ濃度を取得する。具体的には、制御部102は、図14に示す濃度特定処理を実行する。
なお、パージ濃度を取得するタイミングは、流量調整処理のうちのS714よりも前のタイミングであればいつでもよい。また、制御部102は、S711に替えて、流量調整処理中に、濃度特定処理を実行してもよい。
この構成によっても、第8実施例と同様の効果を奏することができる。
(第10実施例)
第7実施例と異なる点を説明する。本実施例では、制御部102は、図16に示すポンプ特性データ群が予め格納されている。ポンプ特性データ群は、複数のパージ濃度に応じた、複数のポンプ特性データを含む。各ポンプ特性データは、ポンプ48からのパージガスの流量と、閉塞圧力値と大気圧との圧力差と、の関係を示す。縦軸がパージガスの流量を示し、横軸が圧力差を示す。圧力差は、図12と同様に、制御弁26がデューティ制御されている間の圧力差の平均である。
第7実施例と異なる点を説明する。本実施例では、制御部102は、図16に示すポンプ特性データ群が予め格納されている。ポンプ特性データ群は、複数のパージ濃度に応じた、複数のポンプ特性データを含む。各ポンプ特性データは、ポンプ48からのパージガスの流量と、閉塞圧力値と大気圧との圧力差と、の関係を示す。縦軸がパージガスの流量を示し、横軸が圧力差を示す。圧力差は、図12と同様に、制御弁26がデューティ制御されている間の圧力差の平均である。
例えば、パージ濃度が0%、即ち、蒸発燃料が含まれていない場合、ポンプ48からのパージガスの流量と圧力差が、直線832の関係を示す。パージ濃度が高くなると、パージガスの密度が高くなる。この結果、直線834に示すように、パージ濃度がD%(例えばD=10%)では、圧力差が高くなり、ポンプ48からの流量も多くなる。なお、図16では、2種類のパージ濃度におけるポンプ48からのパージガスの流量と、閉塞圧力値と大気圧との圧力差と、の関係のみが示されているが、実際には、ポンプ特性データは、複数のパージ濃度におけるポンプ48からのパージガスの流量と、閉塞圧力値と大気圧との圧力差と、の関係が含まれている。
図15に示すように、本実施例の流量推定処理では、制御部102は、S704〜S709の処理を実行する。次いで、S710では、制御部102は、S709で算出済みの圧力差を用いて、ポンプ特性データを特定する。具体的には、制御部102は、ポンプ特性データ群の中から、S709で算出済みの圧力差に最も近い流量=0g/minの圧力差を含むポンプ特性データを特定する。
次いで、S713では、制御部102は、S710で特定済みのポンプ特性データを用いて、制御弁26のデューティ比を特定する。ポンプ特性データの圧力差は、閉塞圧力値と大気圧との圧力差とデューティ比によって決定される。例えば、閉塞圧力値と大気圧との圧力差がMであり、デューティ比がLである場合、ポンプ特性データの圧力差は、M・(1−L)で算出される。従って、制御部102は、S710で特定済みのポンプ特性データから、所定の流量に対応する圧力差を特定する。次いで、制御部102は、ポンプ特性データから得られた所定の流量に対応する圧力差が、S709で算出済みの圧力差・(1−L)と等しくなるときのデューティ比Lを算出する。
次いで、S714を実行して、流量推定処理を終了する。
この構成によれば、ポンプ48のポンプ特性データを特定することができる。この結果、特定済のポンプ特性データを用いて、制御弁26の開度を調整することによって、ポンプ48からのパージガスの流量を適切に調整することができる。
(第11実施例)
本実施例では、制御部102は、パージ条件が成立し、パージ処理が開始された直後のパージガスの流量を算出する。パージ処理が開始されると、ポンプ48は、所定の回転数(例えば30000rpm)で駆動するための信号を、制御部102から受信する。しかしながら、パージ処理が開始された直後の所定期間(例えば5秒間)では、ポンプ48の回転数で安定せず、パージガスの流量が変動する。本実施例では、制御部102は、上記の所定期間において変動するパージガスの流量を算出する。上記の所定期間は、ポンプ48が始動してから安定するまでの期間であり、ポンプ48の種類等によって異なる。なお、パージ条件が成立すると、制御部102は、パージ濃度、空燃比等を用いて、制御弁26のデューティ比を決定する。なお、制御部102は、第1上限値(例えば90%、100%等)を越えないようにデューティ比が決定される。第1上限値は、予め設定されている。
本実施例では、制御部102は、パージ条件が成立し、パージ処理が開始された直後のパージガスの流量を算出する。パージ処理が開始されると、ポンプ48は、所定の回転数(例えば30000rpm)で駆動するための信号を、制御部102から受信する。しかしながら、パージ処理が開始された直後の所定期間(例えば5秒間)では、ポンプ48の回転数で安定せず、パージガスの流量が変動する。本実施例では、制御部102は、上記の所定期間において変動するパージガスの流量を算出する。上記の所定期間は、ポンプ48が始動してから安定するまでの期間であり、ポンプ48の種類等によって異なる。なお、パージ条件が成立すると、制御部102は、パージ濃度、空燃比等を用いて、制御弁26のデューティ比を決定する。なお、制御部102は、第1上限値(例えば90%、100%等)を越えないようにデューティ比が決定される。第1上限値は、予め設定されている。
図18を参照して、制御部102が実行する流量特定処理を説明する。制御部102は、パージ処理においてポンプ48が始動されると、流量特定処理を開始する。ポンプ48は、所定の回転数(例えば30000rpm)で駆動するための信号を、制御部102から受信する。制御部102は、パージ処理が実行されている間、例えば16ms間隔で、流量特定処理を繰り返し実行する。流量特定処理では、まず、S802において、制御部102は、ポンプ48が始動した後、ポンプ48の駆動期間が所定期間未満であるか否かを判断する。ポンプ48の駆動期間が所定期間未満である場合(S802でYES)、S804において、制御部102は、データマップ800を用いて、判定値を特定する。データマップ800は、ポンプ48内の温度、即ち、温度センサ49で検出される温度と、パージ濃度、即ち、濃度推定処理で特定され、ECU100に格納されているパージ濃度と、判定値(データマップ800内では全て「X」で示される)と、が対応付けて記録されている。なお、ECU100にパージ濃度が格納されていない場合、パージ濃度が0%であると見なされる。データマップ800では、濃度が高いほど判定値は大きく、温度が低いほど判定値は大きい。
次いで、S806では、制御部102は、ポンプ48の下流側の圧力、即ち、圧力センサ25で検出される圧力が、判定値以上であるか否かを判断する。判定値未満である場合(S806でNO)、S807で、制御部102は、パージガスの流量を0L/minと特定して、流量特定処理を終了する。ポンプ48の始動直後では、吸気経路34に十分なパージガスを送出することができない。そのため、ポンプ48の下流側の圧力を用いて、ポンプ48によって吸気経路34に十分なパージガスを送出することができない状況を判断する。ポンプ48の下流側の圧力が判定値未満である場合、ポンプ48を利用して、吸気経路34に十分なパージガスを送出することができないため、制御弁26を閉塞状態に維持する。このため、パージガスが吸気経路34に供給されず、パージガスの流量が0L/minとなる。即ち、判定値は、ポンプ48を利用して、吸気経路34に十分なパージガスを送出することができないことを判定するためのポンプ48の下流側の圧力の上限値である。
ポンプ48の下流側の圧力は、パージガスの密度が高いほど高い。パージガスの密度は、ポンプ48の温度が低いほど大きく、パージ濃度が高いほど大きい。このため、判定値は、ポンプ48の温度が低く、パージ濃度が高いほど大きく設定されている。これにより、ポンプ48によって吸気経路34に十分なパージガスを送出することができない状況を、ポンプ48の下流側の圧力を用いて、適切に判定することができる。
圧力センサ25で検出される圧力が、判定値以上である場合(S806でYES)、S808において、制御部102は、制御弁26がデューティ制御によって動作中であるか否かを判断する。制御弁26が動作中でない場合(S808でYES)、S810において、制御部102は、空燃比等によって決定される制御弁26のデューティ比が第2上限値(例えば30%)以下であるか否かを判断する。第2上限値は、第1上限値よりも小さい。決定されているデューティ比が第2上限値以下である場合(S810でYES)、制御部102は、制御弁26を決定されているデューティ比で動作することを開始させて、S816に進む。一方、要求されているデューティ比が上限値よりも大きいである場合(S810でNO)、制御部102は、制御弁26を第2上限値のデューティ比で動作することを開始させて、S816に進む。これにより、デューティ比が大きい場合に、デューティ比を小さくすることによって、制御弁26が閉塞状態である期間を長くすることができる。
一方、S808において制御弁26が既に動作中である場合(S808でNO)、制御部102は、S810〜S814をスキップして、S816に進む。S816では、制御部102は、制御弁26がデューティ比で制御されている間に、閉塞状態から開通状態に切り替えられた直後であるか否かを判断する。具体的には、制御部102は、S816において、制御弁26が開通状態であるか閉塞状態であるかを確認して、制御部102に記録する。次いで、制御部102は、確認済みの制御弁26の状態が開通状態であり、直前の流量特定処理のS816において制御部102に記録された制御弁26の状態が閉塞状態である場合に、閉塞状態から開通状態に切り替えられた直後であると判断する(S816でYES)。S816でYESの場合、S818において、制御部102は、圧力センサ25で検出される圧力、即ち、ポンプ48の下流側の圧力と、パージ濃度と、温度センサ49で検出される温度、即ち、ポンプ48の温度と、を用いて、制御弁26がデューティ比100%で動作されている場合のパージガスの流量を特定する。制御部102は、予め実験によって特定され、制御部102に格納されているデータマップ804を用いて、パージガスの流量を特定する。
データマップ804は、パージ濃度と、ポンプ48の下流側の圧力と、パージガスの流量(データマップ804では、「Y」で示される)と、の関係を示すデータマップ804a、804b、804c・・・が、ポンプ48の複数の温度について準備されている。なお、本実施例では、パージ処理の間、ポンプ48に要求される回転数は一定である。しかしながら、変形例では、パージ処理の間、ポンプ48に要求される回転数は変化してもよい。この場合、データマップ804は、ポンプ48の回転数ごとに、データマップ804が制御部102に予め格納されていてもよい。
次いで、S820では、制御部102は、パージガスの流量を算出して、流量特定処理を終了する。具体的には、制御部102は、S818で特定されたパージガスの流量に要求されているデューティ比を乗算することによって、パージガスの流量を算出する。
一方、S816において、閉塞状態から開通状態に切り替えられた直後でないと判断する(S816でNO)、即ち、直前に確認済みの制御弁26の状態が開通状態であり、直前の流量特定処理のS816において制御部102に記録された制御弁26の状態が開通状態である場合、あるいは、確認済みの制御弁26の状態が閉塞状態である場合、S818をスキップして、S820に進む。S818がスキップされた場合のS820では、前回以前の流量測定処理において、最後にS818で特定された流量を用いて、パージガスの流量を算出する。
一方、S802において、ポンプ48を駆動してから、所定期間が経過している場合(S802でNO)、S824において、制御部102は、制御弁26を決定されたデューティ比で動作させる。これにより、S814において、デューティ比が第2上限値に変更されている場合に、デューティ比を決定されたデューティ比、即ち第2上限値よりも大きいデューティ比に戻すことができる。次いで、S826において、パージガスの流量を算出して流量特定処理を終了する。具体的には、ポンプ48の回転数に対する、デューティ比が100%である場合のパージガスの流量が予め実験で特定され、制御部102に格納されている。このため、制御部102は、予め格納されたパージガスの流量に、要求されたデューティ比を乗算することによって、パージガスの流量を算出して、流量特定処理を終了する。
図19は、パージ処理が開始され、流量特定処理が実行される間の、パージ条件、ポンプ48の回転数、制御弁26のデューティ比、ポンプ48の下流側の圧力(以下では「下流圧力」と呼ぶ)、及びパージガスの流量の時間変化を示すタイムチャートを示す。
時刻T1において、パージ条件が成立する(パージ条件がOFFからONに切り替わる)と、ポンプ48が始動される。なお、パージ条件が成立した後、ポンプ48を駆動するための信号がポンプ48に供給されて、ポンプ48が始動する。このため、パージ条件が成立する時刻T1よりもポンプ48が実際に始動する時刻は遅くなるが、図19では、ポンプ48は、時刻T1において始動したものとして、示されている。ポンプ48の回転数は、徐々に上昇する。時刻T1〜T2の間では、下流圧力が判定値未満(S806でNO)であるため、制御弁26が閉塞状態に維持され、パージガスが供給されない。時刻T2において、下流圧力が判定値以上に到達すると(S806でYES)、制御弁26が始動される(S812又はS814)。
制御弁26が始動されると、制御弁26が閉塞状態から開通状態に切り替わる毎に(時刻T3〜T1)(S816でYES)、パージガスの流量が算出される(S820)。なお、制御弁26が閉塞状態から開通状態に切り替わるタイミングと、S816の処理が実行されるタイミングと、は若干ずれる場合がある。
ポンプ48の回転数が安定していない間、即ち、時刻T2〜時刻T8の間、S820で算出されるパージガスの流量は変化する。流量特定処理では、ポンプ48の回転数が安定していない間のパージガスの流量を適切に特定することができる。
ポンプ48の回転数が安定した後、即ち、時刻T9以降では、パージガスの流量が安定する。ポンプ48の駆動が開始されてから所定期間が経過した(S802でNO)時刻T11では、制御部102は、デューティ比を決定されたデューティ比(図19では100%)で制御弁26を駆動し、パージガスの流量を算出する(S826)。
図19では、時刻T1以前のポンプ48の回転数が0rpmであるが、パージ処理が終了し、再度パージ処理が開始されるタイミングでは、ポンプ48の回転数は、0rpmよりも大きい場合がある。
(対応関係)
本実施例では、S818で取得されるポンプ48の下流側の圧力が「特性値」の一例である。
本実施例では、S818で取得されるポンプ48の下流側の圧力が「特性値」の一例である。
なお、変形例では、吸気経路34に過給機が配置されていてもよい。この場合、連通経路28は、過給機の上流側に配置されていてもよい。さらに、変形例では、吸気経路34の過給機の上流側に、吸気絞り弁が配置されていてもよい。吸気絞り弁は、スロットルバルブと同様の構成を有していてもよい。吸気絞り弁は、過給機の上流側の吸気経路34の経路を絞って、過給機の上流側の吸気経路34に負圧を発生させてもよい。この場合、連通経路28は、過給機の上流側であって、吸気絞り弁の上流側と下流側のいずれの吸気経路34に配置されていてもよい。
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)上記の第1〜第4実施例では、データマップ150,250,350,450は、ばらつき係数αが記録されている。しかしながら、データマップ150,250,350,450は、データマップ550,650と同様に、ばらつき係数αに替えて、ポンプ48からのパージガスの流量が記録されていてもよい。この場合、制御部102は、データマップ150,250,350,450から特定されたパージガスの流量を、インテークマニホールドIMの圧力に対応する流量Zで除算した値をばらつき係数αとして算出してもよい。
(2)上記の第2、第4、第6実施例では、ポンプ判定処理では、S202の処理において、係数特定条件が成立しているか否かが判断されている。このとき、係数特定条件には、条件(II)は含まれていなくてもよい。このとき、ポンプ判定処理の期間中は、デューティ比を所定のデューティ比(例えば40%)に変更してもよい。
(3)上記の第1〜第6実施例では、ポンプ48内の温度が検出されている。しかしながら、ポンプ48内の温度は検出されなくてもよい。本変形例では、例えば、第1実施例のデータマップ150は、閉塞圧力値とばらつき係数との相関関係を表すデータマップであってもよい。第2〜第6実施例でも同様である。
(4)上記の第1〜第6実施例では、ばらつき係数αを用いて、ポンプ48が正常に駆動しているか否かを判定している。しかしながら、ポンプ48が正常に駆動しているか否かを判定しなくてもよい。即ち、ポンプ判定処理では、S24、S28の処理を実行しなくてもよい。
(5)上記の第1〜第6実施例では、ばらつき係数αを用いて、ポンプ48が正常に駆動しているか否かを判定している。しかしながら、ポンプ48からのパージガスの流量を用いて、ポンプ48が正常に駆動しているか否かを判定してもよい。
(6)上記の実施例のポンプ判定処理では、係数特定条件として、条件(I)〜(III)の3つの条件が全て満たされていることを含んでいる。しかしながら、係数特定条件として、条件(I)〜(III)の少なくとも1つの条件が満たされていなくても、係数特定条件が成立していると判断してもよい。
(7)パージ濃度は、例えば、パージ経路24上に配置されるパージ濃度検出装置によって検出されていてもよい。
(8)制御部102は、ECU100とは別体で配置されていてもよい。
(9)上記の第7〜第10実施例では、圧力センサ25を用いて、ポンプ48の上下流の圧力差を算出している。しかしながら、ポンプ48の上下流の圧力差は、圧力センサ25以外の手法を取得してもよい。例えば、ポンプ48の上下流のパージ経路23,24の接続される差圧センサを用いて検出してもよいし、ポンプ48の上下流のパージ経路23,24に接続され、ポンプ48に並列に配置されるバイパス経路と、バイパス経路に配置されるオリフィスと、オリフィスの上下流の圧力差を検出する差圧センサと、を用いて検出してもよい。
(10)上記の第1〜第6実施例では、データマップ150,250,350,450,550,650を特定する際、比較的にパージ濃度が低いパージガスを用いて実験を行っている。しかしながら、データマップ150,250,350,450,550,650を特定する際に、パージ濃度が異なる複数種類のパージガスを用いて実験を実施し、パージ濃度毎に、データマップを特定してもよい。この場合、ポンプ判定処理において、パージ濃度が閾値以下であるか否か(例えば図2のS12)の判断を実行しなくてもよい。また、ばらつき係数αを特定する際に、実際のパージ濃度に対応するデータマップを選択してもよい。
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
10 :メイン供給経路
12 :供給経路
14 :燃料タンク
17 :大気経路
18 :タンク経路
19 :キャニスタ
20 :蒸発燃料処理装置
22 :蒸発燃料経路
23 :パージ経路
24 :パージ経路
25 :圧力センサ
26 :制御弁
28 :連通経路
30 :エアクリーナ
32 :スロットルバルブ
34 :吸気経路
35 :圧力センサ
36 :空燃比センサ
38 :排気経路
39 :エアフロメータ
42 :エアフィルタ
48 :ポンプ
48a :電圧センサ
48b :電流センサ
49 :温度センサ
100 :ECU
102 :制御部
302 :大気弁
304 :圧力センサ
IM :インテークマニホールド
6 :燃料供給システム
10 :メイン供給経路
12 :供給経路
14 :燃料タンク
17 :大気経路
18 :タンク経路
19 :キャニスタ
20 :蒸発燃料処理装置
22 :蒸発燃料経路
23 :パージ経路
24 :パージ経路
25 :圧力センサ
26 :制御弁
28 :連通経路
30 :エアクリーナ
32 :スロットルバルブ
34 :吸気経路
35 :圧力センサ
36 :空燃比センサ
38 :排気経路
39 :エアフロメータ
42 :エアフィルタ
48 :ポンプ
48a :電圧センサ
48b :電流センサ
49 :温度センサ
100 :ECU
102 :制御部
302 :大気弁
304 :圧力センサ
IM :インテークマニホールド
Claims (13)
- 蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
前記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に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、
前記キャニスタと前記制御弁との間の前記パージ経路に配置されているポンプと、
前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の気体を加圧している状態におけるポンプの特性に関わる特性値を取得する取得部と、
取得済みの前記特性値を用いて、前記制御弁が前記開通状態であるときの前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を推定する推定部と、を備える、蒸発燃料処理装置。 - 前記取得部は、前記ポンプの前記制御弁側の前記パージ経路の圧力を検出する第1圧力検出部を備え、
前記特性値は、前記第1圧力検出部によって検出される閉塞圧力値を含む、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記特性値は、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記閉塞状態での前記閉塞圧力値を含み、
前記取得部は、さらに、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記開通状態であって、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に前記気体を送出している状態において、前記第1圧力検出部によって検出される開通圧力値を取得し、
前記特性値は、さらに、開通圧力値を含み、
前記推定部は、前記閉塞圧力値と前記開通圧力値との差を用いて、前記気体の前記流量を推定する、請求項2に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記取得部は、前記ポンプの電圧を検出する電圧検出部と、前記ポンプの電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記特性値は、前記ポンプを所定の回転数で駆動されている場合の前記電圧検出部によって検出される閉塞電圧値と、前記電流検出部によって検出される閉塞電流値と、を含む、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記特性値は、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記閉塞状態での前記閉塞電圧値と前記閉塞電流値とを含み、
前記取得部は、さらに、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記開通状態であって、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に前記気体を送出している状態において、前記電流検出部によって検出される開通電流値を取得し、
前記推定部は、前記閉塞電流値と前記開通電流値との差と、前記閉塞電圧値とを用いて、前記気体の前記流量を推定する、請求項4に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記キャニスタは、大気経路を介して大気に連通しており、
前記蒸発燃料処理装置は、前記キャニスタが前記大気経路を介して連通する連通状態と、前記大気経路を介して連通しない非連通状態と、に切り替える大気弁を、さらに備え、
前記取得部は、前記大気弁の前記キャニスタ側の前記大気経路の圧力を検出する第2圧力検出部を備え、
前記特性値は、前記大気弁が前記非連通状態である場合に前記第2圧力検出部によって検出される非連通圧力値を含む、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記特性値は、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記閉塞状態での前記非連通圧力値を含み、
前記取得部は、さらに、前記制御弁が前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間における前記開通状態であり、前記大気弁が前記非連通状態であり、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に前記気体を送出している状態において、前記第2圧力検出部によって検出される第2非連通圧力値を取得し、
前記推定部は、前記非連通圧力値と前記第2非連通圧力値との差を用いて、前記気体の前記流量を推定する、請求項6に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記取得部は、前記ポンプ内の温度を検出する温度検出部を、さらに備え、
前記特性値は、前記ポンプが駆動している間に前記温度検出部によって検出される温度を、さらに含む、請求項2から7のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記推定部は、
前記制御弁が前記開通状態である場合に前記ポンプから制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の基準流量を格納しており、
前記特性値を用いて、前記基準流量からのばらつきを表す係数を特定し、前記基準流量を特定済みの前記係数を用いて補正することによって、前記気体の前記流量を推定する、請求項1から8のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記制御弁を前記開通状態と前記閉塞状態とに連続的に切り替える制御部を、さらに備え、
前記制御部は、前記制御弁が前記開通状態と前記閉塞状態とに連続的に切り替えられている間の互いに連続する1組の前記開通状態と前記閉塞状態との組合せの期間に対する前記開通状態の期間の割合を表すデューティ比に従って、前記制御弁を切り替え、
前記制御弁がデューティ比に従って前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替わっている間の前記開通状態において、前記ポンプによって前記制御弁側の前記パージ経路に送出される前記気体が前記吸気経路に供給され、
前記ポンプが始動した後の前記ポンプの駆動期間が所定期間未満である場合、
前記制御部は、前記ポンプが始動した後の前記ポンプの駆動期間が所定期間以上である場合の前記デューティ比の第1上限値よりも低い第2上限値以下の前記デューティ比で、前記制御弁を切り替え、
前記取得部は、前記制御弁が前記デューティ比に従って切り替わっている間の前記閉塞状態における前記特性値を取得し、
前記推定部は、取得済みの前記特性値を用いて、前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を推定する、請求項1から9のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。 - 蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
前記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に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、
前記キャニスタと前記制御弁との間の前記パージ経路に配置されているポンプと、
前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の気体を加圧している状態における前記ポンプよりも前記制御弁側の前記パージ経路の圧力と、前記キャニスタ側の前記パージ経路の圧力と、の圧力差を取得する取得部と、
取得済みの前記圧力差を用いて、前記制御弁が前記開通状態であるときの前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を調整する調整部と、を備える、蒸発燃料処理装置。 - 前記調整部は、
前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態における前記ポンプよりも前記制御弁側の前記パージ経路の圧力と、前記キャニスタ側の前記パージ経路の圧力と、の圧力差の基準圧力差を予め格納しており、
取得済みの前記圧力差が前記基準圧力差に一致するように、前記ポンプの回転数を調整することによって、前記制御弁が前記開通状態である場合における前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を調整する、請求項11に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記調整部は、前記気体の複数の蒸発燃料濃度のそれぞれについて、前記制御弁の開度によって変化する前記ポンプからの前記気体の流量と前記圧力差との関係を示すポンプ特性データを予め格納しており、
前記ポンプ特性データは、前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態における前記圧力差を含み、
前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態では、前記ポンプから前記気体が流出しておらず、
前記調整部は、
前記制御弁が前記閉塞状態であって前記ポンプが前記制御弁側の前記パージ経路の前記気体を加圧している状態における前記圧力差を用いて、複数の前記ポンプ特性データから1個のポンプ特性データを特定し、
特定済みの前記1個のポンプ特性データを用いて、前記制御弁の開度を調整することによって、前記ポンプが制御弁側の前記パージ経路に送出する前記気体の流量を調整する、請求項11に記載の蒸発燃料処理装置。
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