JP2018105155A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 デューティ比とポンプからの気体の流量との相関関係の特性に応じて、パージガスの流量を特定する技術を提供する。【解決手段】 蒸発燃料処理装置は、吸気経路に供給すべきパージガスの要求パージ流量によって決定される要求ポンプ回転数と要求デューティ比とが所定条件を満たす場合に、要求ポンプ回転数でポンプを回転させ、要求デューティ比で制御弁の切り替えを制御し、要求パージ流量を吸気経路に供給されるパージガスの流量と特定する第1処理を実行し、要求ポンプ回転数と要求デューティ比とが所定条件を満たさない場合に、第1処理と異なる第2処理を実行することによって、吸気経路に供給されるパージガスの流量を特定する。【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、キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連結するパージ経路と、キャニスタに貯留される蒸発燃料を含むパージガスを、パージ経路を介して吸気経路に供給するポンプと、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をデューティ比に従って切り替える制御弁と、を備える。制御弁のディーティ比は、内燃機関の運転状態に応じて決定される要求パージ流量に合わせて決定される。
特開平11−30158号公報
ポンプの回転数が一定である状況では、制御弁の1回の閉塞状態と1回の開通状態との合計期間のうちの1回の開通状態の期間を表すデューティ比が増加するのに従って、ポンプから吸気経路に供給される気体の流量が増加する。デューティ比とポンプからの気体の流量との相関関係の特性は、デューティ比が比較的に大きい範囲と比較的に小さい範囲とで変化する。
本明細書では、デューティ比とポンプからの気体の流量との相関関係の特性に応じて、パージガスの流量を特定する技術を提供する。
本明細書で開示される技術は、蒸発燃料処理装置である。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタに貯留される前記蒸発燃料を含むパージガスを、パージ経路を介して内燃機関の吸気経路に供給するポンプと、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連続的に切り替わる制御弁と、前記ポンプの回転数と、前記制御弁の切り替えと、を制御する制御部と、を備えていてもよい。前記制御部は、前記制御弁の切り替えを、互いに連続する1回の前記閉塞状態と1回の前記開通状態との合計期間のうちの1回の前記開通状態の期間の割合を表すデューティ比によって制御してもよい。前記制御部は、前記吸気経路に供給すべき前記パージガスの要求パージ流量によって決定される要求ポンプ回転数と要求デューティ比とが所定条件を満たす場合に、前記要求ポンプ回転数で前記ポンプを回転させ、前記要求デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御し、前記要求パージ流量を前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量と特定する第1処理を実行してもよい。前記制御部は、前記要求ポンプ回転数と前記要求デューティ比とが前記所定条件を満たさない場合に、前記第1処理と異なる第2処理を実行することによって、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を特定してもよい。
要求ポンプ回転数と要求デューティ比とが予め決められた所定条件を満たす場合と満たさない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とパージ流量との相関関係の特性の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定し得る。
前記制御部は、前記所定条件を満たさない場合に、前記要求ポンプ回転数で前記ポンプを回転させ、前記要求デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御し、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を、前記要求ポンプ回転数と前記要求デューティ比とに基づいて決定される補正係数を用いて前記要求パージ流量から補正された補正パージ流量と特定する前記第2処理を実行してもよい。この構成によれば、デューティ比とポンプからの気体の流量との相関関係の変化に合わせて、要求パージ流量を補正することによって、吸気経路に供給されるパージガスの流量を特定することができる。
前記制御部は、前記所定条件を満たさない場合に、前記要求ポンプ回転数から補正された補正ポンプ回転数で前記ポンプを回転させる処理と、前記要求デューティ比から補正された補正デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御する処理と、の少なくとも一方の処理を実行することによって、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を前記要求パージ流量と特定する前記第2処理を実行してもよい。この構成によれば、ポンプの回転数とデューティ比のいずれか一方を変更することによって、パージガスの流量を要求パージ流量に向けて調整することができる。
前記制御部は、前記所定条件を満たさない場合に、前記要求ポンプ回転数から補正された補正ポンプ回転数で前記ポンプを回転させる処理と、前記要求デューティ比から補正された補正デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御する処理と、の少なくとも一方の処理を実行し、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を、前記少なくとも一方の処理後のポンプ回転数とデューティ比とを用いて算出される前記パージガスの流量と特定する前記第2処理を実行してもよい。この構成によれば、ポンプの回転数とデューティ比のいずれか一方を変更し、パージガスの流量を算出することによって、パージ流量を特定することができる。
前記制御部は、前記制御弁の切り替えが開始されてから、所定期間が経過するまで、前記第1処理を実行してもよい。この構成によれば、制御弁の切り替えが開始されてから初期の段階では、第1処理を実行することができる。
自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第1実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。 ポンプ流量とデューティ比との相関関係を示すグラフを示す。 第2実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。 第3実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。 第4実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。 第5実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。 第6実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。 第7実施例のパージ流量特定処理のフローチャートを示す。
(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。
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で空気と混合される。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、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の一端に配置され、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、パージ経路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及びパージ経路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。
パージ経路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。制御弁26は、閉塞状態では、パージ経路24を閉塞して、パージ経路28とパージ経路24とを遮断する。制御弁26は、開通状態では、パージ経路24を開通して、パージ経路28とパージ経路24とを連通する。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。なお、デューティ比は、デューティ制御中に、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いて、互いに連続する1回の閉塞状態と1回の開通状態との合計期間のうちの1回の開通状態の期間の割合を表す。制御弁26は、デューティ比(即ち開通状態の長さ)を調整することにより、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を調整する。
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及びパージ経路28を通過して、吸気経路34に供給される。
ポンプ48には、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42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。活性炭の温度は、蒸発燃料を吸着すると上昇し、蒸発燃料が離脱すると低下する。
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、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。パージ濃度は、パージ経路23、24、28のいずれかに配置されている濃度センサで検出してもよく、空燃比センサ36で検出された空燃比より推定してもよい。
制御部102は、イグニションスイッチ等によって車両が始動されると、パージ流量特定処理を実行する。パージ流量特定処理では、パージ経路28から吸気経路34に供給されるパージガスの流量、即ち、エンジン2に供給されるパージガスの流量(以下では「パージ流量」と呼ぶ)を特定する。
図2を参照して、制御部102が実行するパージ流量特定処理を説明する。パージ流量特定処理は、車両が始動されると開始され、定期的(例えば16ms毎)に実行される。なお、パージ流量特定処理の実行タイミングは、例えば不定期に実行されてもよい。パージ流量特定処理では、まず、S12において、制御部102は、エンジン2の駆動状態(例えば吸気量等)に基づいて、エンジン2に供給すべきパージ流量(以下では「要求パージ流量」と呼ぶ)を特定する。次いで、S14では、制御部102は、パージ条件が成立したか否かを判断する。なお、要求パージ流量を決定する指標と、パージ条件が成立したか否かの指標は異なるため、要求パージ流量が特定されているにも関わらず、パージ条件が成立していない事態が生じ得る。この場合、パージ条件が成立していないため、パージ処理は実行されない。
パージ条件が成立していない場合(S14でNO)、S16において、制御部102は、パージ処理が実行中であるか否かを判断する。具体的には、制御部102が、制御弁26をデューティ制御している場合に、パージ処理が実行中であると判断し(S16でYES)、制御弁26をデューティ制御していない場合に、パージ処理が実行中でない(S16でNO)と判断する。S16でYESの場合、S18において、制御部102は、パージ処理を終了して、パージ流量特定処理を終了する。また、S18では、制御部102は、パージ流量を0.0L/minであると特定する。一方、S16でNOの場合、S18をスキップして、パージ流量特定処理を終了する。なお、S16でNOの場合、前回以前のパージ流量特定処理において、既にパージ流量を0.0L/minであると特定されている。
一方、S14において、パージ条件が成立している場合(S14でYES)、S20において、制御部102は、要求パージ流量に対するポンプ48の回転数(以下では「要求回転数」と呼ぶ)を特定する。具体的には、制御部102には、予め実験によって特定された要求パージ流量と要求回転数との関係を示すデータマップが格納されている。制御部102は、このデータマップを用いて、要求パージ流量から要求回転数を特定する。
次いで、S22では、制御部102は、要求パージ流量に対するデューティ比を算出する。具体的には、デューティ比が1.0である場合のポンプ48の回転数とパージ流量(以下では「全開時流量」と呼ぶ)との関係を示すデータマップが実験で特定され、制御部102に予め格納されている。制御部102は、S20で特定された要求回転数を用いて、全開時流量を特定する。次いで、制御部102は、要求デューティ比=要求パージ流量/全開時流量を計算することによって、要求デューティ比を算出する。
上記の数式、即ち、要求デューティ比=要求パージ流量/全開時流量では、パージ流量とデューティ比との相関関係が直線状であることが前提である。図3は、特定の回転数(例えば40000rpm)でポンプ48が駆動されている場合におけるパージ流量と制御弁26のデューティ比との相関関係を示すグラフである。横軸が制御弁26のデューティ比を示し、縦軸がパージ流量を示す。デューティ比が比較的に大きい場合、即ちデューティ比≧X2である場合、即ちパージ流量≧Y2以上である場合、パージ流量とデューティ比とは、直線状の相関関係を有する。なお、デューティ比X2は、パージ流量、即ちポンプ48の回転数によって変動する。
一方、デューティ比<X2である場合、パージ流量とデューティ比とが直線状の相関関係を有していない。このため、パージ流量とデューティ比とが直線状の相関関係を有するものとして、要求デューティ比=要求パージ流量(例えばパージ流量Y3)/全開時流量を用いて要求デューティ比(例えばデューティ比X1)を算出しても、要求回転数を用いてパージ処理が実行されると、要求パージ流量と異なる流量のパージガス(例えば要求パージ流量Y1)がエンジン2に供給される。この結果、要求パージ流量Y3を用いて、エンジン2に供給すべき燃料量を調整すると、空燃比がずれてしまう。
そこで、パージ流量特定処理では、S24、S26において、パージ流量を補正する。具体的には、S24において、制御部102は、補正係数を特定する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ101を格納している。データマップ101には、要求デューティ比と要求回転数と補正係数との相関関係が記録されている。例えば、要求デューティ比が0.2であり、要求回転数が30000rpmである場合、補正係数は0.8である。なお、要求デューティ比と要求回転数とが直線状の相関関係を有する範囲内である場合、補正係数は、1.0である。制御部102は、S20で特定された要求回転数と、S22で算出された要求デューティ比と、データマップ101と、を用いて、補正係数を特定する。
次いで、S26では、制御部102は、補正パージ流量=補正係数×要求パージ流量を計算することによって、補正パージ流量を算出して、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、補正パージ流量をエンジン2に供給されるパージ流量であると特定することができる。
この結果、補正係数が1.0である場合、S26では、補正パージ流量=要求パージ流量が算出される。この場合、制御部102は、要求ポンプ回転数でポンプ48を回転させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量と特定する。一方、補正係数が1.0未満である場合、S26では、補正パージ流量<要求パージ流量が算出される。この場合、制御部102は、要求ポンプ回転数でポンプ48を回転させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を補正パージ流量と特定する。
パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
また、デューティ比とパージ流量との相関関係の変化に合わせて、要求パージ流量を補正することによって、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を特定することができる。
(対応関係)
要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合、即ち、補正係数=1.0である場合が「所定条件を満たす場合」の一例であり、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状でない場合、即ち補正係数が1.0でない場合が「所定条件を満たさない場合」の一例である。S26において、補正係数が1.0である場合に実行される処理が「第1処理」の一例であり、補正係数が1.0未満である場合に実行される処理が「第2処理」の一例である。
なお、変形例では、補正係数が1.0である場合、S26の処理を実行しなくてもよい。この場合、吸気経路34に供給されるパージ流量を、要求パージ流量と特定してもよい。
(第2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、パージ流量特定処理において、要求パージ流量を補正することによって、吸気経路34に供給されるパージ流量を特定している。一方、第2実施例では、パージ流量特定処理において、要求パージ流量のパージガスが供給されるように要求デューティ比を補正する。
具体的には、図4に示すように、パージ流量特定処理において、制御部102は、第1実施例と同様のS12〜S22の処理を実行する。S22の処理が終了すると、ついで、S224において、制御部102は、デューティ比を補正する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ201を格納している。データマップ201には、要求デューティ比と要求回転数と補正後のデューティ比との相関関係が記録されている。例えば、要求デューティ比が0.2であり、要求回転数が30000rpmである場合、補正後のデューティ比は0.25である。制御部102は、S20で特定された要求回転数と、S22で算出された要求デューティ比と、データマップ201と、を用いて、補正後のデューティ比を特定する。
制御部102は、補正後のデューティ比が要求デューティ比と一致する場合(例えば要求回転数が30000rpmであり、要求デューティ比が1.0である場合)、制御部102は、要求ポンプ回転数でポンプ48を回転させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量が要求パージ流量として特定する。一方、補正後のデューティ比が要求デューティ比と一致しない場合、制御部102は、要求回転数でポンプ48を回転させ、補正後のデューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
本実施例でも、パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
また、デューティ比とパージ流量との相関関係の変化に合わせて、パージ流量が要求パージ流量に一致するように、デューティ比を補正することによって、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を特定することができる。さらに、本実施例では、要求パージ流量のパージガスをエンジン2に供給することができる。
(対応関係)
要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合、即ち、補正後のデューティ比が要求デューティ比と一致する場合が「所定条件を満たす場合」の一例であり、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状でない場合、即ち補正後のデューティ比が要求デューティ比と一致しない場合が「所定条件を満たさない場合」の一例である。S224において、補正後のデューティ比が要求デューティ比と一致する場合に実行される処理が「第1処理」の一例であり、補正後のデューティ比が要求デューティ比と一致しない場合に実行される処理が「第2処理」の一例である。
なお、変形例では、S22の処理に次いで、制御部102が、デューティ比を補正すべきであるか否かを判断してもよい。デューティ比を補正すべきである場合に、S224に進み、デューティ比を補正すべきでない場合に、パージ流量特定処理を終了してもよい。
(第3実施例)
第2実施例と異なる点を説明する。第2実施例では、パージ流量特定処理において、要求デューティ比を補正する。一方、第3実施例では、パージ流量特定処理において、要求回転数を補正する。
具体的には、図5に示すように、パージ流量特定処理において、制御部102は、第1実施例と同様のS12〜S22の処理を実行する。S22の処理が終了すると、ついで、S324において、制御部102は、ポンプ48の回転数を補正する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ301を格納している。データマップ301には、要求デューティ比と要求回転数と補正後のポンプ48の回転数との相関関係が記録されている。例えば、要求デューティ比が0.2であり、要求回転数が30000rpmである場合、補正後の回転数は37500rpmである。制御部102は、S20で特定された要求回転数と、S22で算出された要求デューティ比と、データマップ301と、を用いて、補正後の回転数を特定する。
制御部102は、補正後の回転数が要求回転数と一致する場合(例えば要求回転数が30000rpmであり、要求デューティ比が1.0である場合)、制御部102は、要求ポンプ回転数でポンプ48を回転させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量が要求パージ流量として特定する。一方、補正後の回転数が要求回転数と一致しない場合、制御部102は、補正後の回転数でポンプ48を回転させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
本実施例でも、パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
また、デューティ比とパージ流量との相関関係の変化に合わせて、パージ流量が要求パージ流量に一致するように、ポンプ48の回転数を補正することによって、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を特定することができる。さらに、本実施例では、要求パー流量のパージガスをエンジン2に供給することができる。
(対応関係)
要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合、即ち、補正後の回転数が要求回転数と一致する場合が「所定条件を満たす場合」の一例であり、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状でない場合、即ち補正後の回転数が要求回転数と一致しない場合が「所定条件を満たさない場合」の一例である。S324において、補正後の回転数が要求回転数と一致する場合に実行される処理が「第1処理」の一例であり、補正後の回転数が要求回転数と一致しない場合に実行される処理が「第2処理」の一例である。
なお、変形例では、S22の処理に次いで、制御部102が、要求回転数を補正すべきであるか否かを判断してもよい。補正すべきである場合に、S324に進み、補正すべきでない場合に、パージ流量特定処理を終了してもよい。
さらに、変形例では、S22の処理に次いで、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状でない場合に、要求デューティ比と要求回転数の両者を補正してもよい。この場合、制御部102は、要求デューティ比と要求回転数と補正後のデューティ比と補正後のポンプ48の回転数との相関関係が記録されているデータマップが格納されていてもよい。
(第4実施例)
第1実施例と異なる点を説明する。第4実施例では、パージ条件が成立すると、直ちに、最終的に要求されるパージ流量を供給するのではなく、比較的に少量の要求パージ流量を供給することから開始し、要求パージ流量を徐々に増加させる。このため、パージ条件が成立した直後は、要求回転数及び要求デューティ比が比較的に小さい。本実施例のパージ流量特定処理では、パージ処理が開始されてから所定期間は、要求パージ流量、要求回転数及び要求デューティ比を補正しない。ここで、「所定期間」は、要求パージ流量が最終的な要求パージ流量になる期間、あるいは、要求パージ流量が、空燃比が乱れるほど多くなるまでの期間を含んでいてもよい。なお、要求パージ流量が比較的に少ない状況では、パージ処理によってエンジン2に供給される蒸発燃料量は比較的に少ないため、空燃比が大きくずれる事態が生じにくい。
図6を参照して、具体的に、パージ流量特定処理を説明する。制御部102は、第1実施例と同様のS12〜S22の処理を実行する。S22の処理が終了すると、ついで、S32において、制御部102は、パージ処理を開始してから上述した所定期間が経過したか否かを判断する。所定期間が経過してない場合(S32でNO)、パージ流量特定処理を終了する。この場合、制御部102は、要求パージ流量をS12で特定された要求パージ流量と決定し、要求回転数をS20で特定された要求回転数と決定し、要求デューティ比をS22で特定された要求デューティ比と決定する。
一方、所定期間が経過している場合(S32でYES)、S34において、制御部102は、下限デューティ比を特定する。下限デューティ比は、要求回転数に応じて変動し、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状となる場合のデューティ比のうち最小のデューティ比を意味する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ401を格納している。データマップ401には、要求回転数と下限デューティ比とが対応付けて記録されている。例えば、要求回転数が30000rpmである場合、下限デューティ比は0.4である。制御部102は、S20で特定された要求回転数と、データマップ401と、を用いて、下限デューティ比を特定する。
次いで、S36では、制御部102は、S22で算出された要求デューティ比がS34で特定された下限デューティ比未満であるか否かを判断する。要求デューティ比が下限デューティ比以上である場合(S36でNO)とは、要求回転数に対応する要求パージ流量と要求デューティ比との相関関係が直線状である場合である。S36のNOの場合、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、要求回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
一方、要求デューティ比が下限デューティ比未満である場合(S36でYES)、S38において、制御部102は、全開時流量を算出する。具体的には、制御部102は、全開時流量=要求パージ流量/下限デューティ比を計算することによって、全開時流量を算出する。全開時流量とは、下限デューティ比で要求パージ流量が供給されるようにポンプ48を回転させている状況において、デューティ比が1.0である場合のパージ流量を示す。次いで、S40において、制御部102は、補正回転数を特定する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ402を格納している。データマップ402は、全開時流量と補正回転数とが対応付けて記録されている。制御部102は、S38で算出された全開時流量とデータマップ402とを用いて、補正回転数を特定する。
次いで、S42において、制御部102は、要求デューティ比を、S34で特定された下限デューティ比に補正して、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、補正回転数でポンプ48を駆動させ、補正デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
本実施例でも、パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
(対応関係)
要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合、即ち、要求デューティ比が下限デューティ以上である場合(S36でNO)が「所定条件を満たす場合」の一例であり、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状でない場合、即ち要求デューティ比が下限デューティ未満である場合(S36でYES)場合が「所定条件を満たさない場合」の一例である。S36において、要求デューティ比が下限デューティ以上である場合(S36でNO)に実行される処理が「第1処理」の一例であり、要求デューティ比が下限デューティ未満である場合(S36でYES)に実行される処理が「第2処理」の一例である。
なお、変形例では、S22の処理に次いで、S34を実行してもよい。言い換えると、S32の処理を実行しなくてもよい。
(第5実施例)
第4実施例と異なる点を説明する。第5実施例では、パージ流量特定処理において、S32でYESの場合の処理が、第4実施例と異なる。図7に示すように、制御部102は、第4実施例と同様のS12〜S32の処理を実行する。S32でYESの場合(即ちパージ処理が開始されてから所定期間が経過している場合)、S534において、制御部102は、下限流量を特定する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ501を格納している。データマップ501には、要求回転数と下限流量とが対応付けて記録されている。例えば、要求回転数が30000rpmである場合、下限流量は15L/minである。制御部102は、S20で特定された要求回転数と、データマップ501と、を用いて、下限流量を特定する。
次いで、S536では、制御部102は、S12で特定された要求パージ流量をS22で算出された要求デューティ比で除算することによって特定される全開時流量が、下限流量未満であるか否かを判断する。全開時流量が、下限流量以上である場合(S536でNO)とは、要求回転数に対応する要求パージ流量と要求デューティ比との相関関係が直線状である場合である。S536のNOの場合、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、要求回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
一方、全開時流量が、下限流量未満である場合(S536でYES)、S540において、制御部102は、制御部102は、補正回転数を特定する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ502を格納している。データマップ502は、全開時流量と補正回転数とが対応付けて記録されている。制御部102は、S536で算出された全開時流量とデータマップ502とを用いて、補正回転数を特定して、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、補正回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
本実施例でも、パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
(対応関係)
要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合、即ち、全開時流量が下限流量以上である場合(S536でNO)が「所定条件を満たす場合」の一例であり、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状でない場合、即ち全開時流量が下限流量未満である場合(5S36でYES)場合が「所定条件を満たさない場合」の一例である。S536において、全開時流量が、下限流量以上である場合(S536でNO)に実行される処理が「第1処理」の一例であり、全開時流量が、下限流量未満である場合(S536でYES)に実行される処理が「第2処理」の一例である。
なお、変形例では、S22の処理に次いで、S34を実行してもよい。言い換えると、S32の処理を実行しなくてもよい。
(第6実施例)
第4実施例と異なる点を説明する。第6実施例では、パージ流量特定処理において、S36でYESの場合の処理及びNOの場合の処理が、第4実施例と異なる。また、S14でYESの場合に、S19の処理を実行する点で、第4実施例と異なる。図8に示すように、制御部102は、第4実施例と同様のS12〜S18の処理を実行する。S14でYESの場合(即ちパージ条件が成立している場合)、S19において、制御部102は、ポンプ48の回転数として、既定の回転数が制御部102に格納されているか否かを判断する。既定の回転数は、パージ流量特定処理が完了される際に特定されているポンプ48の回転数であり、パージ条件が成立していない状況からパージ条件が成立した後に、一度でもパージ流量特定処理が実行されると、制御部102に格納されている。なお、制御部102に格納されている既定の回転数は、パージ条件が成立している状況からパージ条件が成立していない状況に変化すると、制御部102から消去される。
既定の回転数が制御部102に格納されていない場合(S19でNO)、S20の処理を実行して、S22に進む。一方、既定の回転数が制御部102に格納されている場合(S19でYES)、S20の処理をスキップして、S22に進む。
次いで、S22〜S36の処理を実行する。なお、S34では、S20で要求回転数が特定された場合には要求回転数を、S20の処理がスキップされた場合には既定の回転数を用いて、下限デューティ比を特定する。S36でYESの場合(即ち要求デューティ比が下限デューティ比未満である場合)、S638において、制御部102は、ポンプ48の回転数を補正して補正回転数を算出する。具体的には、S20で特定された要求回転数から所定値(例えば500rpm)を減算して、補正回転数を算出する。
次いで、S639では、制御部102は、要求デューティ比を下限デューティ比に補正する。これにより、制御弁26のデューティ比が大きくなる。なお、本来、S638の処理で回転数を補正しているため、補正回転数に合わせて、デューティ比を決定すべきであるが、S638の処理による回転数の変化が小さいため、下限デューティ比を補正しなくて済む。なお、変形例では、下限デューティ比を補正回転数に合わせて特定してもよい。
次いで、S640では、制御部102は、補正回転数が、下限回転数以上であって上限回転数以下であるか否かを判断する。上限回転数及び下限回転数は、ポンプ48の性能によって決定される回転数である。補正回転数が下限回転数以上であって上限回転数以下である場合(S640でYES)、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、補正回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
一方、補正回転数が下限回転数未満か、あるいは上限回転数より大きい場合(S640でNO)、S642において、制御部102は、補正回転数をさらに補正して、パージ流量特定処理を終了する。具体的には、補正回転数が下限回転数未満である場合、補正回転数を下限回転数に補正する。一方、補正回転数が上限回転数より大きい場合、補正回転数を上限回転数に補正する。これにより、制御部102は、S642で補正された補正回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
一方、S36でNOの場合(即ち要求デューティ比が下限デューティ比以上である場合)、S644において、制御部102は、S16で特定された要求回転数から、パージ流量を推定する。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ601を格納している。データマップ601は、ポンプ48の回転数と推定パージ流量とが対応付けて記録されている。制御部102は、S16で特定された要求回転数とデータマップ601とを用いて、推定パージ流量を特定する。
次いで、S646では、制御部102は、S644で特定された推定パージ流量が要求パージ流量未満であるか否かを判断する。推定パージ流量が要求パージ流量以上である場合(S646でNO)、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、要求回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を推定パージ流量として特定する。
一方、推定パージ流量が要求パージ流量未満である場合(S646でYES)、S648において、制御部102は、ポンプ48の回転数を補正して補正回転数を算出する。具体的には、S20で特定された要求回転数から所定値(例えば500rpm)を加算して、補正回転数を算出する。次いで、S650では、制御部102は、補正回転数が、下限回転数以上であって上限回転数以下であるか否かを判断する。補正回転数が下限回転数以上であって上限回転数以下である場合(S660でYES)、パージ流量特定処理を終了する。これにより、制御部102は、補正回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を要求パージ流量として特定する。
一方、補正回転数が下限回転数未満か、あるいは上限回転数より大きい場合(S650でNO)、S652において、制御部102は、補正回転数をさらに補正して、パージ流量特定処理を終了する。具体的には、補正回転数が下限回転数未満である場合、補正回転数を下限回転数に補正する。一方、補正回転数が上限回転数より大きい場合、補正回転数を上限回転数に補正する。
次いで、S653では、制御部102は、補正回転数が特定されているかいる場合(即ちS638、S642、S648、及びS652のいずれかの処理が実行された場合)、補正回転数を用い、補正回転数が特定されていない場合、要求回転数を用いて、全開時流量を特定する。なお、S653で用いられる回転数が、「既定の回転数」に等しい。具体的には、制御部102には、予め実験によって特定されたポンプ48の回転数と全開時流量との関係を示すデータマップが格納されている。制御部102は、既定の回転数に滞欧する全開時流量を特定する。次いで、S654において、制御部102は、S653で特定された全開時流量と要求デューティ比とを乗算することによって、パージ流量を算出して、パージ流量特定処理を終了する。なお、既定の回転数は、制御部102に格納されている。
これにより、制御部102は、既定の回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量をS653で算出されたパージ流量として特定する。
本実施例でも、パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
なお、変形例では、S22の処理に次いで、S34を実行してもよい。言い換えると、S32の処理を実行しなくてもよい。
(第7実施例)
第6実施例と異なる点を説明する。第7実施例では、パージ流量特定処理において、S34の処理に替えて、S734の処理が実行される点と、S36でNOの場合の処理が、第6実施例と異なる。図9に示すように、制御部102は、第4実施例と同様のS12〜S32の処理を実行する。S32に次いで、S734では、制御部102は、下限デューティ比及び上限デューティ比を特定する。上限デューティ比は、ポンプ48の回転数に応じて適宜決定される値である。制御部102は、予め実験で特定されたデータマップ701を格納している。データマップ701には、要求回転数と下限デューティ比と上限デューティ比が対応付けて記録されている。例えば、要求回転数が30000rpmである場合、下限デューティ比は0.4であり、上限デューティ比は0.9である。制御部102は、S20で特定された要求回転数と、データマップ701と、を用いて、下限及び上限デューティ比を特定する。
次いで、S36の処理が実行され、S36でNOの場合(即ち要求デューティ比が下限デューティ比以上である場合)、S744において、制御部102は、S22で特定された要求デューティ比は、上限デューティ比よりも大きいか否かを判断する。要求デューティ比が上限デューティ比以下である場合(S744でNO)、S653に進む。これにより、制御部102は、要求回転数でポンプ48を駆動させ、要求デューティ比で制御弁26をデューティ制御し、吸気経路34に供給されるパージガスの流量を推定パージ流量として特定する。
一方、要求デューティ比が上限デューティ比より大きい場合(S744でYES)、S648の処理が実行される。次いで、S749において、制御部102は、要求デューティ比をS734で特定された上限デューティ比に補正する。S749の処理では、S639の処理と同様に、S648の回転数の変化が小さいために、S734で特定された上限デューティ比を用いてもよい。次いで、S650〜S654の処理を実行して、パージ流量特定処理を終了する。
本実施例でも、パージ流量特定処理では、要求回転数に対応するパージ流量とデューティ比との相関関係が直線状である場合と、直線状でない場合とで、異なる処理によってパージ流量が特定される。この結果、デューティ比とポンプ48からのパージ流量との相関関係の変化に応じて、パージ流量を特定するための処理を変化させることができる。これにより、デューティ比とパージ流量との相関関係に応じて、パージガスの流量を特定することができる。
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)上記の実施例では、パージ経路28は、スロットルバルブ32の下流側の吸気経路34に接続されているが、これとともに、あるいはこれに替えて、パージ経路28は、スロットルバルブ32の上流側の吸気経路34に接続されていてもよい。例えば、スロットルバルブ32の上流側に過給機が配置されている場合、スロットルバルブ32の上流側のパージ経路28は、過給機の上流側の吸気経路34に接続されていてもよい。
(2)制御部102は、ECU100とは別体で配置されていてもよい。
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
19 :キャニスタ
20 :蒸発燃料処理装置
23 :パージ経路
24 :パージ経路
26 :制御弁
28 :パージ経路
30 :エアクリーナ
32 :スロットルバルブ
34 :吸気経路
48 :ポンプ
100 :ECU
102 :制御部

Claims (5)

  1. 燃料タンク内の蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
    前記キャニスタに貯留される前記蒸発燃料を含むパージガスを、パージ経路を介して内燃機関の吸気経路に供給するポンプと、
    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連続的に切り替わる制御弁と、
    前記ポンプの回転数と、前記制御弁の切り替えと、を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記制御弁の切り替えを、互いに連続する1回の前記閉塞状態と1回の前記開通状態との合計期間のうちの1回の前記開通状態の期間の割合を表すデューティ比によって制御し、
    前記吸気経路に供給すべき前記パージガスの要求パージ流量によって決定される要求ポンプ回転数と要求デューティ比とが所定条件を満たす場合に、前記要求ポンプ回転数で前記ポンプを回転させ、前記要求デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御し、前記要求パージ流量を前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量と特定する第1処理を実行し、
    前記要求ポンプ回転数と前記要求デューティ比とが前記所定条件を満たさない場合に、前記第1処理と異なる第2処理を実行することによって、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を特定する、蒸発燃料処理装置。
  2. 前記制御部は、前記所定条件を満たさない場合に、前記要求ポンプ回転数で前記ポンプを回転させ、前記要求デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御し、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を、前記要求ポンプ回転数と前記要求デューティ比とに基づいて決定される補正係数を用いて前記要求パージ流量から補正された補正パージ流量と特定する前記第2処理を実行する、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。
  3. 前記制御部は、前記所定条件を満たさない場合に、前記要求ポンプ回転数から補正された補正ポンプ回転数で前記ポンプを回転させる処理と、前記要求デューティ比から補正された補正デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御する処理と、の少なくとも一方の処理を実行することによって、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を前記要求パージ流量と特定する前記第2処理を実行する、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。
  4. 前記制御部は、前記所定条件を満たさない場合に、前記要求ポンプ回転数から補正された補正ポンプ回転数で前記ポンプを回転させる処理と、前記要求デューティ比から補正された補正デューティ比で前記制御弁の切り替えを制御する処理と、の少なくとも一方の処理を実行し、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を、前記少なくとも一方の処理後のポンプ回転数とデューティ比とを用いて算出される前記パージガスの流量と特定する前記第2処理を実行する、請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。
  5. 前記制御部は、前記制御弁の切り替えが開始されてから、所定期間が経過するまで、前記第1処理を実行する、請求項1から4のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
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