JP2018141438A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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大作 浅沼
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Abstract

【課題】 パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態を検出する際に、パージガスを適切に供給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、燃料タンク内の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、前記ポンプを制御する制御部と、大気から前記吸気経路に導入される空気量が安定している安定状態において、前記ポンプを駆動させ、前記吸気経路に導入される気体量の変化を用いて、前記パージ経路から前記吸気経路に正常に前記パージガスを供給できない状態を検出する検出処理を実行する検出部と、を備える。【選択図】 図３

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、自動車の排気ガス還流システム（以下「ＥＧＲシステム」と呼ぶ）の異常判断装置が開示されている。ＥＧＲシステムは、内燃機関の排気経路と吸気経路とを連通するＥＧＲ配管と、ＥＧＲ配管の中間に配置されるＥＧＲ弁と、を備える。ＥＧＲシステムでは、内燃機関が駆動している状況で、ＥＧＲ弁が開弁している間の吸気管の圧力と、ＥＧＲ弁が閉弁している間の吸気管の圧力と、の差を用いて、ＥＧＲ配管の破損や配管外れを診断する。
特開２００２−３４９３５７号公報
上記の技術では、排気経路と吸気経路との間の圧力差を利用して、吸気経路にガスを供給する。このため、排気経路と吸気経路との間の圧力差がある程度大きくないと、ガスを安定して供給することができない。
自動車等の車両には、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気経路に供給する蒸発燃料処理装置が搭載されている場合がある。蒸発燃料処理装置では、吸気経路と蒸発燃料処理装置との間の圧力差を利用して蒸発燃料を含むパージガスを、吸気経路に供給する。このため、吸気経路と蒸発燃料処理装置との間の圧力差が大きくないと、吸気経路にパージガスを十分に供給することができない。この結果、吸気経路に供給されるパージガスを利用して、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態を検出することができない場合がある。
本明細書では、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態を検出する際に、パージガスを適切に供給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、燃料タンク内の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、前記ポンプを制御する制御部と、大気から前記吸気経路に導入される空気量が安定している安定状態において、前記ポンプが駆動している状態で前記吸気経路に導入される気体量を取得し、取得済みの前記気体量の変化を用いて、前記パージ経路から前記吸気経路に正常に前記パージガスを供給できない状態を検出する検出部と、を備える蒸発燃料処理装置であってもよい。
この構成によれば、気体量を取得する際には、ポンプによってパージガスを圧送することができる。この結果、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できる状態では、パージガスが適切に吸気経路に供給される。一方、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態では、ポンプによってパージガスを加圧しても、パージガスが吸気経路に適切に導入されない。このため、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できる状態と、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態と、で、吸気経路に供給されるパージガスの量が大きく異なる。この結果、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できる状態と、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態と、で、吸気経路に導入される気体量を大きく変化させることができる。これにより、吸気経路に導入される空気量を用いて、パージ経路から吸気経路に正常にパージガスを供給できない状態を検出することができる。
前記検出部は、前記気体量の取得が実行されている間に前記吸気経路に導入される前記空気量の変化が大きい変化状態が発生する場合に、前記変化状態から所定期間が経過するまで、前記気体量の取得を禁止してもよい。変化状態が発生した直後は、大気から吸気経路に導入される空気量が安定しない場合がある。この構成によれば、大気から吸気経路に導入される空気量が安定しない状況において、検出に用いられる気体量が取得されることを防止することができる。
前記検出部は、前記パージガスの前記蒸発燃料の濃度が基準濃度以上である場合に、前記気体量の取得を禁止してもよい。気体量を取得する際には、パージガスが吸気経路に供給される。パージガスの蒸発燃料の濃度が基準濃度以上である場合に気体量の取得を禁止することによって、空燃比の乱れや、パージガスが大気に放出されることを抑制することができる。
前記安定状態は、内燃機関が停止している状態、アイドリング状態及び減速状態のうちの少なくとも１個の状態を含んでいてもよい。
前記検出部は、前記気体量が取得されている期間が所定期間を経過する場合に、前記気体量の取得を停止してもよい。この構成によれば、気体量を取得するために、吸気経路にパージガスが長期間に亘って供給されることを防止することができる。
前記パージ経路を開通する状態と閉塞する状態に切り替える制御弁を、さらに備え、前記制御弁は、前記気体量が取得されている間、前記パージ経路を開通する状態に維持され、前記気体量が取得されている期間が前記所定期間を経過する場合に、前記パージ経路を開通する状態から閉塞する状態に切り替わってもよい。この構成によれば、気体量の取得を停止する場合、制御弁によってパージガスが吸気経路に供給されることを防止することができる。
上記の通信装置を実現するための制御方法、コンピュータプログラム、及び、当該コンピュータプログラムを格納するコンピュータ読取可能記録媒体も、新規で有用である。また、上記の通信装置と外部装置とを備える通信システムも、新規で有用である。
自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第１実施例の検出処理実行判断処理のフローチャートを示す。 第１実施例の検出処理のフローチャートを示す。 第１実施例の減速フューエルカット時（即ち安定状態）のタイムチャートを示す。 第１実施例のアイドリング時（即ち安定状態）のタイムチャートを示す。 第２実施例の検出処理実行判断処理のフローチャートを示す。 第２実施例のエンジン停止時（即ち安定状態）のタイムチャートを示す。 第２実施例のアイドリングストップ時（即ち安定状態）のタイムチャートを示す。 第２実施例のイグニションスイッチをオンからオフに切り換えた時（即ち安定状態）のタイムチャートを示す。
（第１実施例）
図１を参照して、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、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。
スロットルバルブ３２とエアクリーナ３０との間には、過給機３３が配置されている。過給機３３は、エンジン２の排気によってタービンが回転され、エンジン２に空気を導入する、いわゆるターボである。
吸気経路３４のエアクリーナ３０と過給機３３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、ホットワイヤ式、カルマン渦式、可動プレート式のいずれかである。エアフロメータ３９は、エアクリーナ３０を通過して大気から吸気経路３４に導入される空気量を検出する。
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、エアフロメータ３９と過給機３３との間で、吸気経路３４に接続されている。
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。
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。ＥＣＵ１００と各部とを接続する線は、省略する。制御部１０２は、後述する検出処理実行判断処理及び検出処理を、制御部１０２に実行させるためのコンピュータプログラムを格納する。
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。なお、パージ濃度は、制御部１０２が空燃比を用いて特定する。あるいは、パージ濃度は、パージ経路２４、２８等に配置される濃度センサを用いて特定されてもよい。
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。
（検出処理）
パージ経路２８と吸気経路３４とが適切に連通していない場合や、パージ経路２３、２４、２８に破損や詰まりが生じている場合には、制御弁２６を開通状態に切り換えても、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない。蒸発燃料処理装置２０は、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を検出することによって、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状況でパージ処理が実行され、パージガスが大気に漏出することを防止することができる。
制御部１０２は、イグニションスイッチがオフからオンに切り換えられて車両が始動されると、検出処理実行判断処理を実行する。検出処理実行判断処理では、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を検出する検出処理の開始及び禁止を判断する。検出処理実行判断処理は、イグニションスイッチがオンの間、所定期間（例えば１６ｍｓ）毎に実行される。
図２を参照して、制御部１０２が実行する検出処理実行判断処理を説明する。制御部１０２は、安定フラグ及び禁止フラグを格納している。イグニションスイッチがオフからオンに切り換えられたタイミングでは、安定フラグ及び禁止フラグはともにオフである。
検出処理実行判断処理では、まず、Ｓ１２において、制御部１０２は、安定フラグがオンであり、かつ、安定フラグがオンである期間が第１所定期間（例えば１０００ｍｓ）以上であるが否かを判断する。具体的には、制御部１０２は、イグニションスイッチがオンである間、大気からエアクリーナ３０を通過して吸気経路３４に流入する空気量が安定する安定状態であることを監視している。制御部１０２は、車両がアイドリング状態であるか、あるいは、車両が減速しており、エンジン２への燃料の供給が停止されている状態（即ち減速フューエルカット状態）である場合、安定状態であると判断する。制御部１０２は、車両が安定状態であると判断される場合、安定フラグをオフからオンに変更する。
安定フラグがオフであると判断されるか、あるいは、安定フラグがオンである期間が第１所定期間未満であると判断される場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ１４において、制御部１０２は、禁止フラグがオフであるか否かを判断する。禁止フラグがオフである場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、Ｓ１６において、制御部１０２は、禁止フラグをオフからオンに切り替えて、Ｓ１８に進む。一方、禁止フラグがオンである場合（Ｓ１４でＮＯ）、Ｓ１６をスキップして、Ｓ１８に進む。
Ｓ１８では、制御部１０２は、制御弁２６のデューティ比が、後述するＳ３０又はＳ３４の処理において、０％又は１００％にセットされているか否かを判断する。デューティ比が０％又は１００％にセットされている場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、Ｓ２０で、制御部１０２は、デューティ比のセットを解除して、検出処理実行判断処理を終了する。一方、デューティ比が０％又は１００％にセットされていない場合（Ｓ１８でＮＯ）、Ｓ２０をスキップして検出処理実行判断処理を終了する。Ｓ１８、Ｓ２０の処理は、後述するＳ３０及びＳ３４の処理で、デューティ比が固定されている場合に、デューティ比を解除するための処理である。
一方、Ｓ１２において、安定フラグがオンである期間が第１所定期間以上である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ２２において、制御部１０２は、ポンプを所定回転数（例えば１００００ｒｐｍ）で駆動させる。次いで、Ｓ２４では、制御部１０２は、検出開始条件が成立しているか否かを判断する。検出開始条件は、以下の（１）〜（３）、即ち、（１）パージ濃度が基準濃度（例えば５％）以下であること、（２）車両のシフトチェンジが実行されてから所定期間（例えば１０００ｍｓ）が経過していること、（３）エアコンのスイッチのオンとオフとの切り換えが実行されてから所定期間（例えば１０００ｍｓ）が経過していること、の全てを満たす場合に成立する。車両のシフトチェンジが実行される場合、及びエアコンのスイッチのオンとオフとの切り換えが実行されると、エンジン２の回転数が変化する。このため、車両のシフトチェンジが実行される場合、及びエアコンのスイッチのオンとオフとの切り換えが実行されてから所定期間（例えば１０００ｍｓ）が経過するまでは、吸気経路３４に導入される空気量が大きく変化する可能性が高い。即ち、車両のシフトチェンジが実行されてから所定期間が経過するまで、及びエアコンのスイッチのオンとオフとの切り換えが実行されてから所定期間が経過するまでの状態は、「変化状態」ということができる。
検出開始条件が成立していない場合（Ｓ２４でＮＯ）、Ｓ１４に進む。一方、検出開始条件が成立している場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、Ｓ２５において、制御部１０２は、禁止フラグをオフにセットする。なお、Ｓ２４において、既に、禁止フラグがオフにセットされている場合には、Ｓ２５はスキップされる。次いで、Ｓ２６において、制御部１０２は、検出開始条件が成立している期間が第２所定期間（例えば５００ｍｓ）未満あるか否かを判断する。第２所定期間以上である場合（Ｓ２６でＮＯ）、Ｓ２８において、制御部１０２は、制御弁２６のデューティ比が０％にセットされているか否かを判断する。デューティ比が０％にセットされていない場合（Ｓ２８でＮＯ）、Ｓ３０において、制御部１０２は、デューティ比を０％にセットして、検出処理実行判断処理を終了する。一方、デューティ比が０％にセットされている場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、Ｓ３０をスキップして、検出処理実行判断処理を終了する。
一方、第２所定期間未満である場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、Ｓ３２において、制御部１０２は、制御弁２６のデューティ比が１００％にセットされているか否かを判断する。デューティ比が１００％にセットされていない場合（Ｓ３２でＮＯ）、Ｓ３４において、制御部１０２は、デューティ比を１００％にセットする。これにより、パージガスが、吸気経路３４に供給される。この結果、大気からエアクリーナ３０を介して導入される空気の量が減少する。次いで、Ｓ３６において、制御部１０２は、検出処理を開始して、検出処理実行判断処理を終了する。一方、デューティ比が１００％にセットされている場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、Ｓ３４、Ｓ３６をスキップして、検出処理実行判断処理を終了する。
図３を参照して、Ｓ３６において開始される検出処理を説明する。検出処理は、制御部１０２によって実行される。検出処理が開始されると、まず、Ｓ４２において、制御部１０２は、禁止フラグがオンであるか否かを判断する。禁止フラグがオンである場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、禁止フラグがオンからオフに切り替わるまで待機する。これにより、大気からエアクリーナ３０を通過して吸気経路３４に流入する空気量が変化し得る状況において検出された空気量を用いて、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を検出することを回避することができる。一方、禁止フラグがオフである場合（Ｓ４２でＮＯ）、Ｓ４４において、制御部１０２は、エアフロメータ３９によって検出される空気量を取得する。
次いで、Ｓ４６において、制御部１０２は、制御弁２６のデューティ比が１００％から０％に切り替わったか否かを判断する。デューティ比が１００％から０％に切り替わっていない場合（Ｓ４６でＮＯ）、Ｓ４２に戻る。デューティ比が１００％から０％に切り替わった場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、Ｓ４８に進む。これにより、デューティ比が１００％である間に、複数回に亘って、Ｓ４４において、空気量が検出される。
なお、変形例では、制御弁２６のデューティ比の切り替えに対して、空気量の変化に時間差がある場合を考慮して、制御部１０２は、デューティ比が１００％から０％に切り替わった後、予め決まった期間に亘って、空気量を検出してもよい。
Ｓ４８では、制御部１０２は、複数回のＳ４４において検出された空気量のうち、最大値と最小値との差が、基準値以上であるか否かを判断する。基準値以上である場合（Ｓ４８でＹＥＳ）、検出処理を終了する。一方、基準値未満である場合（Ｓ４８でＮＯ）、Ｓ５０において、制御部１０２は、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態であると判断し、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態であることを示す信号を、車両の出力装置に送信する。出力装置は、信号を受信すると、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態であることを示す表示又は音声を出力して、検出処理を終了する。
なお、制御部１０２は、検出処理が終了されると、禁止フラグをオフにセットし、ポンプ４８の回転数を所定回転数から変動可能とし、デューティ比を０％から解除する。
次に、図４及び図５を参照して、安定状態で実行される検出処理の具体的なケースを説明する。図４は、車両が減速しており、燃料の供給が停止されている、減速フューエルカット状態における、車両の速度、エンジン２の回転数、安定フラグの切り替え、ポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比、禁止フラグの切り替え、及びエアフロメータ３９で検出される空気量のタイムチャートを示す。なお、時刻Ｔ１１において、禁止フラグがオンであるかオフであるかは、既に検出処理実行判断処理が実行されているか否かによって変動する。
車両が減速し、時刻Ｔ１１において、インジェクタ４からの燃料の供給が停止されると、安定状態で維持され、安定フラグがオフからオンに切り替わる。時刻Ｔ１１から第１所定期間が経過した（Ｓ１２でＹＥＳ）時刻Ｔ１２では、ポンプ４８が所定回転数で動作される（Ｓ２２）。次いで、時刻Ｔ１３において、検出開始条件が成立すると（Ｓ２４でＹＥＳ）、禁止フラグがオフにセットされ（Ｓ２５）、制御弁２６のデューティ比が１００％にセットされる（Ｓ３４）。これにより、検出処理が開始される（Ｓ３６）。
次いで、時刻Ｔ１４において、検出処理の実行中にトランスミッションのシフトが変化されると、エンジン２の回転数が変化する。これにより、エアフロメータ３９で検出される空気量が急激に変化する変化状態が発生する。この場合、検出開始条件が成立しておらず（Ｓ２４でＮＯ）、禁止フラグがオフからオンに切り替えられ（Ｓ１６）、デューティ比のセットが解除される（Ｓ２０）。これにより、検出処理が実行されている間、即ち空気量が繰り返し取得されている間（Ｓ４４）（言い換えると、制御弁２６のデューティ比が１００％に維持されている間）、に吸気経路３４に導入される空気量の変化が大きい変化状態が発生する場合に、変化状態から所定期間が経過するまで、検出処理が禁止される。変化状態が発生した直後は、大気から吸気経路３４に導入される空気量が安定しない場合がある。この構成によれば、大気から吸気経路３４に導入される空気量が安定しない状況において、検出処理が実行されることを防止することができる。このとき、安定フラグがオンである場合でも、禁止フラグがオンである場合には、空気量の取得が禁止される。
シフトの変更から所定期間が経過した時刻Ｔ１５では、検出開始条件が成立し（Ｓ２４でＹＥＳ）、禁止フラグがオンからオフにセットされる（Ｓ２５）。また、検出開始条件が成立している期間が、第２所定期間未満であるため（Ｓ２６でＹＥＳ）、デューティ比が１００％にセットされる（Ｓ３４）。これにより、検出処理において、エアフロメータ３９における空気量が繰り返し検出される。エアフロメータ３９における空気量、即ち、大気からエアクリーナ３０を介して吸気経路３４に導入される空気量は、パージガス量によって変化する。検出開始条件が成立してから第２所定期間が経過した（Ｓ２６でＹＥＳ）時刻Ｔ１６では、デューティ比が０％にセットされる（Ｓ３０、Ｓ４６でＹＥＳ）。これにより、長期間に亘って、デューティ比が１００％で維持され、検出処理が継続されることを防止することができる。これにより、吸気経路３４に必要以上にパージガスが供給されることを防止することができる。時刻Ｔ１５から時刻Ｔ１６の間のエアフロメータ３９で検出された空気量の最大値と最小値とを差ｄが基準値以上であるか否かによって（Ｓ４８）、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態であることが検出される。
次に、図５は、車両が停止しており、エンジン２が一定の回転数で駆動している、いわゆるアイドリング時における、車両の速度、エンジン２の回転数、安定フラグの切り替え、ポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比、禁止フラグの切り替え、及びエアフロメータ３９で検出される空気量のタイムチャートを示す。時刻Ｔ２１でアイドリングが開始されると、エンジン２の回転数は、一定に維持される。時刻Ｔ２１では、安定フラグがオフからオンに切り替わる。
時刻Ｔ２１から第１所定期間が経過した（Ｓ１２でＹＥＳ）時刻Ｔ２２では、ポンプ４８が所定回転数で動作される（Ｓ２２）。なお、アイドリング時のポンプ４８が所定回転数であるため、アイドリング時には、ポンプ４８の回転数は変化しない。次いで、時刻Ｔ２２において、検出開始条件が成立すると（Ｓ２４でＹＥＳ）、禁止フラグがオフにセットされ（Ｓ２５）、制御弁２６のデューティ比が１００％にセットされる（Ｓ３４）。これにより、検出処理が開始される（Ｓ３６）。
時刻Ｔ２３において、エアコンが操作されると、エンジン２の回転数が上昇する。これにより、エアフロメータ３９で検出される空気量が急激に変化する変化状態が発生する。この場合、検出開始条件が成立しておらず（Ｓ２４でＮＯ）、禁止フラグがオフからオンに切り替えられ（Ｓ１６）、デューティ比のセットが解除される（Ｓ２０）。これにより、変化状態の直後の空気量が制御部１０２によって取得されることを防止することができる。
エアコン操作から所定期間が経過した時刻Ｔ２４では、検出開始条件が成立し（Ｓ２４でＹＥＳ）、禁止フラグがオンからオフにセットされる（Ｓ２５）。また、検出開始条件が成立している期間が、第２所定期間未満であるため（Ｓ２６でＹＥＳ）、デューティ比が１００％にセットされる（Ｓ３４）。これにより、検出処理において、エアフロメータ３９における空気量が繰り返し検出される。検出開始条件が成立してから第２所定期間が経過した場合（Ｓ２６でＹＥＳ）の時刻Ｔ２５では、デューティ比が０％にセットされる（Ｓ３０、Ｓ４６でＹＥＳ）。これにより、長期間に亘って、デューティ比が１００％で維持され、検出処理が継続されることを防止することができる。これにより、吸気経路３４に多量のパージガスが供給されることを防止することができる。時刻Ｔ２６において、アイドリングが終了すると、安定フラグがオフに切り替えられる。
検出処理では、ポンプ４８によってパージガスを圧送することができる。この結果、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できる状態では、パージガスが適切に吸気経路３４に供給される。一方、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態では、ポンプ４８によってパージガスを加圧しても、パージガスが吸気経路３４に適切に導入されない。このため、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できる状態では、吸気経路３４に導入される空気量は大きく変化される一方、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態では、吸気経路３４に導入される空気量はほとんど変化しない。これにより、吸気経路３４に導入される空気量の最大値と最小値とを用いて、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を検出することができる。
また、検出処理では、パージガスが吸気経路３４を介してエンジン２に供給される。パージ濃度が基準濃度以上である場合に検出処理を禁止することによって（Ｓ２４でＮＯ）、空燃比が乱れることを抑制することができる。
（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、検出処理実行判断処理の内容が異なる。図６を参照して、制御部１０２が実行する検出処理実行判断処理を説明する。制御部１０２は、安定フラグ及び禁止フラグを格納している。イグニションスイッチがオフからオンに切り換えられたタイミングでは、安定フラグ及び禁止フラグはともにオフである。
検出処理実行判断処理では、まず、Ｓ１１２において、制御部１０２は、安定フラグがオンである期間が第３所定期間（例えば１０００ｍｓ）以上であり、かつ、パージ濃度が基準濃度（例えば５％）以下であるか否かを判断する。制御部１０２は、車両の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、車両が安定状態であるか否かを判断する。安定状態は、エンジン２が停止している状態であり、かつ、以下の（１）又は（２）の状態、即ち（１）イグニションスイッチがオンである状態、（２）イグニションスイッチをオンからオフに切り替えられた直後の状態である。上記の（１）の状態は、例えば、車両の停止時にアイドリングを停止している状態、あるいは、ハイブリッド車において減速時にエンジン２を停止している状態である。上記の条件を満たしている場合、制御部１０２は、安定フラグをオンに維持する。安定状態では、エンジン２が停止されており、大気からエアクリーナ３０を介して空気が導入されない。この場合も、「大気から吸気経路に導入される空気量が安定している」と言うことができる。
安定フラグがオフ又はオンである期間が第３所定期間未満であると判断される場合、あるいは、パージ濃度が基準濃度より大きい場合（Ｓ１１２でＮＯ）、Ｓ１４〜Ｓ２０の処理を実行して、検出処理実行判断処理を終了する。一方、安定フラグがオンである期間が第３所定期間以上であると判断され、かつ、パージ濃度が基準濃度以下の場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、Ｓ２２の処理を実行し、次いで、Ｓ１１４において、制御部１０２は、ＥＣＵ１００に、スロットルバルブ３２を閉じさせて、Ｓ１１８に進む。これにより、スロットルバルブ３２よりも下流側の吸気経路３４が、大気から遮断されている状態に移行する。スロットルバルブ３２が全閉状態に維持されている場合、Ｓ１１４をスキップして、Ｓ１１８に進む。
Ｓ１１８では、制御部１０２は、安定フラグがオンである期間（即ちエンジン２が停止している期間）が第４所定期間以上であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下であるか否かを判断する。安定フラグがオンである期間が第４所定期間未満である場合、あるいは、パージ濃度が基準濃度より大きい場合（Ｓ１１８でＮＯ）、Ｓ１２０において、制御部１０２は、スロットルバルブ３２の全閉状態を解除させ、Ｓ１４に進む。
一方、安定フラグがオンである期間が第４所定期間以上であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下である場合（Ｓ１１８でＹＥＳ）、Ｓ２５の処理が実行され、次いで、Ｓ１２２において、制御部１０２は、安定フラグがオンである期間が第５所定期間未満であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下であるか否かを判断する。第５所定期間未満であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下である場合（Ｓ１２２でＹＥＳ）、Ｓ３２〜Ｓ３６の処理を実行して、検出処理実行判断処理を終了する。本実施例では、デューティ比が１００％にセットされると、パージガスが吸気経路３４に供給される。このとき、スロットルバルブ３２が閉じられているため、大気からエアクリーナ３０を介して空気が導入されない。一方で、吸気経路３４に供給されるパージガスは、吸気経路３４をエアクリーナ３０に向かって流れる。この結果、エアフロメータ３９は、吸気経路３４に供給されるパージガス量を検出する。一方、第５所定期間以上であるか、あるいは、パージ濃度が基準濃度よりも大きい場合（Ｓ１２２でＮＯ）、Ｓ２８〜Ｓ３０の処理を実行して、検出処理実行判断処理を終了する。
次に、図７は、車両が減速して、エンジン２が停止する状態における、車両の速度、エンジン２の回転数、安定フラグの切り替え、ポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比、スロットルバルブ３２の開度、禁止フラグの切り替え、及びエアフロメータ３９で検出される空気量のタイムチャートを示す。車両が減速すると、時刻Ｔ３１において、エンジン２の回転数が減少する。次いで、時刻Ｔ３２でエンジン２が完全に停止される。このとき、安定フラグがオフからオンに切り替わる。これにより、大気から吸気経路３４に供給される空気が無くなり、エアフロメータ３９で検出される空気量が０ｇ／秒となる。
安定フラグがオンにセットされてから（即ちエンジン２が停止されてから）第３所定期間が経過した時刻Ｔ３３には、ポンプ４８が所定回転数で動作され（Ｓ２２）、スロットルバルブ３２が全閉状態に移行される（Ｓ１１４）。時刻Ｔ３３から時刻Ｔ３４の間で、安定フラグがオンである期間が第４所定期間以上であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下であると（Ｓ１１８でＹＥＳ）、禁止フラグがオフにセットされる（Ｓ２５）。時刻Ｔ３４において、安定フラグがオンである期間が第５所定期間未満であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下であると（Ｓ１２２でＹＥＳ）、制御弁２６のデューティ比が１００％にセットされる（Ｓ３４）。これにより、検出処理が開始される（Ｓ３６）。これにより、パージガスが吸気経路３４に流入し、エアフロメータ３９で検出される気体量（実際にはパージガス量）が急激に変化する。検出処理において、エアフロメータ３９におけるパージガス量が繰り返し検出される。
時刻Ｔ３５において、デューティ比が０％にセットされると（Ｓ３０、Ｓ４６でＹＥＳ）。時刻Ｔ３６では、エンジン２が駆動され、安定フラグがオンからオフに切り替わり、禁止フラグはオフからオンに切り替わる（Ｓ１６）。
図８に示すように、車両の停止時にアイドリングを停止する場合にも、車両の速度以外は、同様の処理が実行される。
図９は、イグニションスイッチがオンからオフに切り替えられた直後における、車両の速度、エンジン２の回転数、安定フラグの切り替え、ポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比、スロットルバルブ３２の開度及びエアフロメータ３９で検出される空気量のタイムチャートを示す。車両が減速し、時刻Ｔ４１において、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、エンジン２の回転数が減少する。次いで、時刻Ｔ４２でエンジン２が完全に停止される。このとき、安定フラグがオフからオンに切り替わる。大気から吸気経路３４に供給される空気が無くなり、エアフロメータ３９で検出される空気量が０ｇ／秒となる。なお、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タイミングでは、車両の電源システム及びＥＣＵ１００は、作動している。
安定フラグがオンにセットされてから第３所定期間が経過した時刻Ｔ４３には、ポンプ４８が所定回転数で動作され（Ｓ２２）、スロットルバルブ３２が全閉状態に移行される（Ｓ１１４）。時刻Ｔ４３から時刻Ｔ４４の間で、安定フラグがオンである期間が第４所定期間以上であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下であると（Ｓ１１８でＹＥＳ）、禁止フラグがオフにセットされる（Ｓ２５）。時刻Ｔ４４において、安定フラグがオンである期間が第５所定期間未満であり、かつ、パージ濃度が基準濃度以下であると（Ｓ１２２でＹＥＳ）、制御弁２６のデューティ比が１００％にセットされる（Ｓ３４）。これにより、検出処理が開始される（Ｓ３６）。これにより、パージガスが吸気経路３４に流入し、エアフロメータ３９で検出されるパージガス量が急激に変化する。検出処理において、エアフロメータ３９におけるパージガス量が繰り返し検出される。
時刻Ｔ４５において、デューティ比が０％にセットされると（Ｓ３０、Ｓ４６でＹＥＳ）。時刻Ｔ４６では、車両の電源システム及びＥＣＵ１００が停止される。
第２実施例の検出処理によっても、第１実施例と同様に、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できる状態では、吸気経路３４に導入される空気量は大きく変化される一方、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態では、吸気経路３４に導入される空気量はほとんど変化しない。これにより、吸気経路３４に導入されるパージガス量の最大値と最小値とを用いて、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を検出することができる。
なお、第２実施例の検出処理では、デューティ比が１００％である間のエアフロメータ３９で検出される空気量の最大値（実際には、パージガス量の最大値）を用いて、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を検出してもよい。
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。
（３）図２、図６の検出処理実行判断処理及び図３の検出処理の処理順序は、適宜変更可能である。また、例えば、図２の検出処理実行判断処理において、Ｓ１２において安定フラグがオンである場合に、検出処理を開始してもよい。この場合、ポンプ４８の回転数は、予め決められた所定回転数でなくてもよい。例えば、既にポンプ４８が駆動している場合に、駆動されたポンプ４８の回転数で検出処理を実行してもよい。この場合、検出処理で用いられる基準値を、ポンプ４８の回転数に合わせて変更してもよい。あるいは、検出処理において、デューティ比を１００％にしなくてもよい。この場合、検出処理で用いられる基準値をデューティ比に合わせて変更してもよい。
（４）本実施例では、安定フラグが第１所定期間又は第３所定期間に亘って継続してオンである場合（図２のＳ１２、図６のＳ１１２）に、検出処理が開始される。しかしながら、安定フラグがオンになると、即ち、安定状態に移行すると、直ちに、検出処理が開始されてもよい。
（５）本実施例では、１回の検出処理でパージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を判断している。しかしながら、複数回の検出処理の結果を茂一いて、パージ経路２８から吸気経路３４に正常にパージガスを供給できない状態を判断してもよい。これにより、検出誤差や検出不良による誤検出を抑制することができる。
（６）吸気経路３４には、過給機３３が配置されていなくてもよい。
（７）本実施例では、ポンプ４８は、パージ経路２３とパージ経路２４との間に配置されている。しかしながら、ポンプ４８の位置は、これに限らず、例えば、大気経路１７に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
１４ ：燃料タンク
１９ ：キャニスタ
２０ ：蒸発燃料処理装置
２２ ：蒸発燃料経路
２３、２４、２８：パージ経路
２６ ：制御弁
３０ ：エアクリーナ
３２ ：スロットルバルブ
３３ ：過給機
３４ ：吸気経路
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
１００ ：ＥＣＵ
１０２ ：制御部

Claims (7)

  1. 燃料タンク内の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、
    前記ポンプを制御する制御部と、
    大気から前記吸気経路に導入される空気量が安定している安定状態において、前記ポンプが駆動している状態で前記吸気経路に導入される気体量を取得し、取得済みの前記気体量の変化を用いて、前記パージ経路から前記吸気経路に正常に前記パージガスを供給できない状態を検出する検出部と、を備える蒸発燃料処理装置。
  2. 前記検出部は、前記気体量の取得が実行されている間に前記吸気経路に導入される前記空気量の変化が大きい変化状態が発生する場合に、前記変化状態から所定期間が経過するまで、前記気体量の取得を禁止する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
  3. 前記検出部は、前記パージガスの前記蒸発燃料の濃度が基準濃度以上である場合に、前記気体量の取得を禁止する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
  4. 前記安定状態は、内燃機関が停止している状態、アイドリング状態及び減速状態のうちの少なくとも１個の状態を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
  5. 前記検出部は、前記気体量が取得されている期間が所定期間を経過する場合に、前記気体量の取得を停止する、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。
  6. 前記パージ経路を開通する状態と閉塞する状態に切り替える制御弁を、さらに備え、
    前記制御弁は、前記気体量が取得されている間、前記パージ経路を開通する状態に維持され、前記気体量が取得されている期間が前記所定期間を経過する場合に、前記パージ経路を開通する状態から閉塞する状態に切り替わる、請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
  7. 蒸発燃料処理装置のためのコンピュータプログラムであって、
    前記蒸発燃料処理装置は、
    燃料タンク内の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を備え、
    前記コンピュータプログラムは、前記蒸発燃料処理装置のコンピュータを、以下の各部、即ち、
    前記ポンプを制御する制御部と、
    大気から前記吸気経路に導入される空気量が安定している安定状態において、前記ポンプを駆動させ、前記吸気経路に導入される前記空気量を取得し、取得済みの前記空気量の変化を用いて、前記パージ経路が前記吸気経路に正常に前記パージガスを供給できない状態を検出する検出部と、として機能させる、コンピュータプログラム。
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