JP2018189008A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パージガスをポンプによって送出する場合、吸気経路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、蒸発燃料を含むパージガスを送出するポンプと、キャニスタとポンプとを通過した後の気体の圧力とキャニスタとポンプとを通過する前の気体の圧力との特定圧力差を検出する検出部と、特定圧力差を用いて吸気経路に供給されるパージガスの流量を推定する推定部と、を備え、ポンプでは、ポンプから送出される気体の流量が、ポンプの上流側と下流側の圧力差が小さいほど多く、パージガスの密度が高いほど多く、キャニスタでは、キャニスタから供給される気体の流量が、キャニスタの上流側と下流側の圧力差が小さいほど少なく、密度が高いほど少なく、推定部は、特定圧力差が密度によって気体の流量が変化しない不変圧力差である間のパージガスの流量を推定してもよい。
【選択図】 図６

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、エンジンに接続される吸気経路に蒸発燃料を含むパージガスを供給する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、吸気経路に並んで配置される上流側スロットルバルブと下流側スロットルバルブとの間に接続されているパージ経路を備える。蒸発燃料処理装置では、上流側スロットルバルブと下流側スロットルバルブの開度を調整することによって、上流側スロットルバルブと下流側スロットルバルブの間の吸気経路の負圧を調整する。これにより、パージ経路から吸気経路に供給されるパージガスの流量を調整する。

特開平１０−２７４１０８号公報

例えば環境対策ためにエンジンの回転数を抑制する構成や、吸気経路上に過給機を配置する構成が採用される。これらの場合、上流側スロットルバルブと下流側スロットルバルブを用いても、パージガスを吸気経路に十分に供給することができる程度まで、吸気経路に負圧を発生させることができない場合がある。

そこで、パージガスを吸気経路に向けて送出するポンプを配置することが検討されている。本明細書では、パージガスをポンプによって送出する場合、吸気経路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、燃料タンクと吸気経路との間に配置されており、前記燃料タンクで発生した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ている蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタと前記吸気経路を連結するパージ経路を介して前記吸気経路に向けて送出するポンプと、前記キャニスタと前記ポンプとを通過した後の気体の圧力と前記キャニスタと前記ポンプとを通過する前の前記気体の圧力との特定圧力差を検出する検出部と、前記特定圧力差を用いて、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を推定する推定部と、を備え、前記ポンプでは、前記ポンプから送出される前記気体の流量が、前記ポンプの上流側と下流側の圧力差が小さいほど多く、前記パージガスの密度が高いほど多く、前記キャニスタでは、前記キャニスタから供給される前記気体の流量が、前記キャニスタの上流側と下流側の圧力差が小さいほど少なく、前記密度が高いほど少なく、前記推定部は、前記特定圧力差が前記密度によって前記気体の前記流量が変化しない不変圧力差である間の前記パージガスの前記流量を推定してもよい。

パージガスの密度は、パージガス中の蒸発燃料の濃度や温度によって変化する。このため、上記の特定圧力差を用いてパージガスの流量を正確に推定する場合、ポンプ及びキャニスタを通過する際のパージガスの密度に対するパージガスの流量の特性を考慮しなければならない。

上記の構成では、上記の特定圧力差に対する流量の特性とパージガスの密度に対する流量の特性のそれぞれが、ポンプとキャニスタでは逆の特性を有する。このため、キャニスタとポンプを通過するパージガスの密度によってパージガスの流量が変動しない特定圧力差が存在する。上記の構成によれば、パージガスの密度によって流量が変動しない不変圧力差である間に、パージガスの流量を推定する。これにより、パージガスの密度によって、流量の推定誤差が生じることを防止することができる。

蒸発燃料処理装置は、前記パージ経路を介さずに前記吸気経路に導入される空気量を調整する吸気調整弁と、前記吸気調整弁を制御して、前記空気量を調整させる制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記特定圧力差が前記不変圧力差となるように前記吸気調整弁によって前記空気量を調整させ、前記推定部は、前記特定圧力差が前記不変圧力差となるように前記吸気調整弁によって前記空気量が調整されている間の前記パージガスの前記流量を推定してもよい。この構成によれば、吸気調整弁を用いて、上記の特定圧力差を不変圧力差に調整することができる。これにより、流量を推定すべきタイミングで、上記の特定圧力差を不変圧力差に調整することができる。

蒸発燃料処理装置は、前記パージガスを前記吸気経路に供給する際に、前記ポンプの回転数を調整する制御部をさらに備え、前記推定部は、前記特定圧力差が前記不変圧力差となるように前記回転数が調整されている間の前記パージガスの前記流量を推定してもよい。この構成によれば、ポンプを用いて、上記の特定圧力差を不変圧力差に調整することができる。これにより、流量を推定すべきタイミングで、上記の特定圧力差を不変圧力差に調整することができる。

蒸発燃料処理装置は、前記パージ経路に配置されており、前記パージ経路を開通している状態と閉塞している状態に切り替わる制御弁と、前記パージガスを前記吸気経路に供給する際に、前記制御弁の開度を調整する制御部をさらに備え、前記制御弁では、前記制御弁を通過する気体の流量が前記開度が大きいほど多く、前記密度が高いほど少なく、前記推定部は、前記開度が前記密度によって前記気体の前記流量が変化しない開度に調整されている間の前記パージガスの前記流量を推定してもよい。この構成によれば、制御弁を用いて、上記の特定圧力差を不変圧力差に調整することができる。これにより、流量を推定すべきタイミングで、上記の特定圧力差を不変圧力差に調整することができる。

前記推定部は、推定された前記パージガスの前記流量を用いて、パージガス中の蒸発燃料の濃度を算出してもよい。この構成によれば、適切に推定されたパージガスの流量を用いて、蒸発燃料の濃度を算出することができる。

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実施例のポンプにおける圧力差とパージガスの流量との関係を示すグラフを示す。 第１実施例のキャニスタにおける圧力差とパージガスの流量との関係を示すグラフを示す。 第１実施例の制御弁における開度とパージガスの流量との関係を示すグラフを示す。 第１実施例のポンプ、キャニスタ、制御弁における圧力差とパージガスの流量との関係を示すグラフを示す。 第１実施例の濃度算出処理のフローチャートを示す。 第１実施例の制御部に格納されているデータマップを示す。 第２実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第２実施例の濃度算出処理のフローチャートを示す。 第２実施例の制御部に格納されているデータマップを示す。

（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。スロットルバルブ３２は、バタフライ弁である。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と、圧力センサ５２、５４と、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。これにより、キャニスタ１９と吸気経路３４は、パージ経路２３、２４、２８を介して連結されている。

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）、あるいはターボポンプ（軸流ポンプ、斜流ポンプ、遠心ポンプ）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。

大気経路１７には、大気経路１７の圧力を検出する圧力センサ５２が配置されている。また、パージ経路２８には、パージ経路２８の圧力を検出する圧力センサ５４が配置されている。大気経路１７の圧力は、大気圧に略等しい。変形例では、圧力センサ５２は、大気圧を検出する位置に配置されていてもよい。また、圧力センサ５４は、吸気経路３４の過給機３３よりも上流側に配置されていてもよい。

制御部１０２は、ポンプ４８、制御弁２６及び圧力センサ５２、５４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。また、制御部１０２は、圧力センサ５２、５４で検出される圧力を取得する。ＥＣＵ１００と各部とを接続する線は、省略する。制御部１０２は、後述する濃度算出処理を、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。なお、制御部１０２に予め格納されているデータマップは、後で説明する。

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中の蒸発燃料の濃度（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。

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ことによって決定される。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。

（ポンプ、キャニスタ、制御弁におけるパージガスの流量特性）
次いで、ポンプ４８、キャニスタ１９及び制御弁２６のそれぞれについて、パージガスの流量特性を説明する。図２は、ポンプ４８の上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差（即ち、下流側の圧力から上流側の圧力を減算した値）とポンプ４８から送出されるパージガスの流量との関係を示す。図２の横軸は圧力差を示す。図２の縦軸は流量を示し、上側ほど流量が多い。特性２００は、パージ濃度が１００％である場合（即ちパージガスに蒸発燃料のみが含まれている場合）の圧力差と流量との関係を示し、特性２０２は、パージ濃度が０％である場合（即ちパージガスに蒸発燃料が含まれていない場合）の圧力差と流量との関係を示す。なお、パージ濃度は、パージガスの密度と言い換えることができる。

ポンプ４８では、パージ濃度に関わらず、圧力差が小さいほどパージガスの流量が多い。一方、圧力差に関わらず、パージ濃度が高いほどパージガスの流量が多い。

図３は、キャニスタ１９の上流側の圧力と下流側の圧力との圧力差（即ち上流側の圧力から下流側の圧力を減算した値）とキャニスタ１９から送出されるパージガスの流量との関係を示す。図３の横軸と縦軸のそれぞれは、図２の横軸と縦軸のそれぞれに同様である。特性３００は、パージ濃度が１００％である場合の圧力差と流量との関係を示し、特性３０２は、パージ濃度が０％である場合の圧力差と流量との関係を示す。キャニスタ１９では、パージ濃度に関わらず、圧力差が小さいほどパージガスの流量が少ない。一方、圧力差に関わらず、パージ濃度が高いほどパージガスの流量が少ない。

図４は、制御弁２６のデューティ比と制御弁２６から送出されるパージガスの流量との関係を示す。図４の横軸は、デューティ比を示し、右側ほどデューティ比が高くなる。図４の縦軸は、図２の縦軸と同様である。特性４００は、パージ濃度が１００％である場合のデューティ比と流量との関係を示し、特性４０２は、パージ濃度が０％である場合のデューティ比と流量との関係を示す。制御弁２６では、パージ濃度に関わらず、デューティ比（即ち開度）が大きいほどパージガスの流量が多い。一方、デューティ比に関わらず、パージ濃度が高いほどパージガスの流量が少ない。

図５は、キャニスタ１９からポンプ４８及び制御弁２６を介して、吸気経路３４に供給されるパージガスの流量と、制御弁２６の下流側のパージ経路２８の圧力、即ち圧力センサ５４によって検出された圧力ＰＬから、キャニスタ１９の上流側の大気経路１７の圧力、即ち圧力センサ５２によって検出された圧力ＰＵを減算した圧力差（ＰＬ−ＰＵ）（「特定圧力差」の一例）と、の関係を示す。

図５の横軸は圧力差（ＰＬ−ＰＵ）を示し、右側ほど圧力ＰＵが圧力ＰＬと比較して大きい。図５の縦軸は図２の縦軸と同様である。特性５００は、パージ濃度が１００％である場合の圧力差と流量との関係を示し、特性５０２は、パージ濃度が０％である場合の圧力差と流量との関係を示す。

特性５００と特性５０２とは、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）＝ＰＸで交差している。即ち、圧力差が圧力差ＰＸである場合、パージ濃度（即ちパージガスの密度）によって、パージガスの流量は変化しない。制御部１０２は、圧力差ＰＸである場合に、パージ濃度を算出する。以下では、圧力差ＰＸを、「不変圧力差ＰＸ」と呼ぶ。

（濃度算出処理）
次いで、パージ濃度を算出する処理について説明する。制御部１０２は、空燃比及びパージガスの流量を用いてパージ濃度を算出する。パージ濃度は、吸気経路３４を介してエンジン２に導入される気体量、即ち、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とパージ経路２８から吸気経路３４に導入されるパージガスの合計が安定している状況において算出される。

濃度算出処理は、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開始され、イグニションスイッチがオンである間、繰り返し実行される。図６に示すように、濃度算出処理では、まず、Ｓ１２において、制御部１０２は、車両がアイドル状態であるか否かを判断する。アイドル状態とは、車両が停車されており、エンジン２が駆動している状態である。アイドル状態では、エンジン２は、所定の回転数で駆動しており、エンジン２に導入される気体量は安定している。制御部１０２は、車両の速度が０ｋｍ／時であり、エンジン２の回転数が所定の回転数で安定している場合に、アイドル状態であると判断し、車両の速度が０ｋｍ／時より大きいか、あるいは、エンジン２の回転数が所定の回転数で安定していない場合に、アイドル状態でないと判断する。

アイドル状態でないと判断される場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ１４において、制御部１０２は、エンジン２の回転数が安定しているか否かを判断する。例えば、平坦な道路を一定速度で走行している場合に、エンジン２の回転数が安定している。エンジン２の回転数が安定していない場合（Ｓ１４）、濃度算出処理が終了する。エンジン２の回転数が安定していない場合、エンジン２に導入される気体量は安定していない。この場合、パージ濃度を算出せずに、濃度算出処理を終了する。この構成によれば、エンジン２に導入される気体量、即ち、パージガスの流量が安定しづらい状況において、パージ濃度が算出されることを防止することができる。これにより、パージ濃度の算出誤差が生じることを防止することができる。

一方、アイドル状態であると判断される場合（Ｓ１２でＹＥＳ）又は、エンジン２の回転数が安定している場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、言い換えると、エンジン２に導入される気体量が安定している場合、Ｓ１５に進む。Ｓ１５では、制御部１０２は、パージガスがエンジン２に供給されていない場合の空燃比を取得する。Ｓ１５において、パージ処理が実行されている場合、制御部１０２は、パージ処理を停止して、パージガスがエンジン２に供給されていない場合の空燃比を取得する。一方、Ｓ１５において、パージ処理が実行されていない場合、制御部１０２は、現状におけるパージガスがエンジン２に供給されていない場合の空燃比を取得する。Ｓ１５の処理が終了すると、Ｓ１６に進む。

Ｓ１６では、制御部１０２は、エンジン２の回転数及びエンジン２の負荷率を用いて特定される回転数でポンプ４８を駆動させる。具体的には、まず、制御部１０２は、ＥＣＵ１００から、エンジン２の回転数及びエンジン２の負荷率を取得する。次いで、図７に示されるように、制御部１０２に予め格納されているデータマップ７００を用いて、取得済みのエンジン２の回転数及び負荷率に対応付けて記録されている回転数を特定する。なお、図７および後述する図１０内のデータマップ７００、７０２、７０４、８００、８０２では、「Ｘ」等のアルファベットを用いて表されているが、実際には、数値が記録されている。また、データマップ７００、７０２、７０４、８００、８０２内の「・・・」は、数値を省略していることを表している。

データマップ７００は、予め実験又はシミュレーションによって特定され、制御部１０２に格納されている。エンジン２の回転数及び負荷率に応じて、エンジン２に導入すべき気体量が変動する。このため、エンジン２の回転数及び負荷率が変動すると、ポンプ４８の回転数を変動しなくても、吸気経路３４の圧力、即ち、圧力センサ５４で検出される圧力ＰＬが変動する。ポンプ４８の回転数をエンジン２の回転数及び負荷率に応じて変動させることによって、圧力ＰＬを制御することができる。データマップ７００では、エンジン２の回転数及び負荷率に対応して、圧力ＰＬが大きく変動しないようにポンプ４８の回転数が記録されている。

回転数が特定されると、制御部１０２は、特定済みの回転数でポンプ４８を駆動させる。次いで、図６のＳ１８では、制御部１０２は、圧力センサ５４で検出される圧力ＰＬを取得する。次いで、Ｓ２０では、制御部１０２は、圧力センサ５２で検出される圧力ＰＵを取得する。続くＳ２２では、制御部１０２は、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）を算出する。

次いで、Ｓ２４では、制御部１０２は、Ｓ１６で特定済みのポンプ４８の回転数と、Ｓ２２で算出済みの圧力差（ＰＬ−ＰＵ）と、を用いて特定されるデューティ比で制御弁２６のデューティ制御を実行する。具体的には、図７に示されるように、制御部１０２に予め格納されているデータマップ７０２を用いて、特定済みのポンプ４８の回転数と算出済みの圧力差（ＰＬ−ＰＵ）に対応付けて記録されているデューティ比を特定する。

データマップ７０２は、予め実験又はシミュレーションによって特定され、制御部１０２に格納されている。データマップ７０２には、Ｓ２２で算出済みの圧力差（ＰＬ−ＰＵ）、即ち、現在の圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が、不変圧力差ＰＸとなるポンプ４８の回転数とデューティ比の組み合わせが記録されている。

デューティ比が特定されると、制御部１０２は、特定済みのデューティ比で制御弁２６のデューティ制御を実行する。これにより、ポンプ４８の回転数及び制御弁２６のデューティ比が、不変圧力差ＰＸとなるように調整される。

次いで、図６のＳ２６では、制御部１０２は、Ｓ１６で特定済みのポンプ４８の回転数と、Ｓ２４で特定済みのデューティ比と、を用いて、パージガスの流量を特定する。具体的には、図７に示されるように、制御部１０２に予め格納されているデータマップ７０４を用いて、特定済みのポンプ４８の回転数とデューティ比に対応付けて記録されているパージガスの流量を特定する。

データマップ７０４は、予め実験又はシミュレーションによって特定され、制御部１０２に格納されている。実験又はシミュレーションでは、不変圧力差ＰＸとなるように、ポンプ４８の回転数とデューティ比を変化させて、パージガスの流量を計測する。そして、計測済みのパージガスの流量と、そのパージガスの流量を計測したときのポンプ４８の回転数とデューティ比を対応付けて記録することによって、データマップ７０４が作成されている。

この構成によれば、ポンプ４８の回転数及び制御弁２６のデューティ比が、不変圧力差ＰＸとなるように調整されている間のパージガスの流量を特定することができる。これにより、パージガスの密度によって、流量の推定誤差が生じることを抑制することができる。また、ポンプ４８の回転数とデューティ比を変化させることによって、パージ濃度を検出すべき際に、不変圧力差ＰＸを実現することができる。

パージガスの流量が特定されると、Ｓ２８において、制御部１０２は、現在の空燃比とＳ１５で取得済みの空燃比とを用いて、エンジン２に導入される燃料の変化量を特定する。これにより、パージガス中の蒸発燃料量を特定することができる。次いで、Ｓ３０において、制御部１０２は、Ｓ２８で特定済みの蒸発燃料量と、Ｓ２６で特定済みのパージガスの流量と、を用いて、パージ濃度を算出して、濃度算出処理を終了する。

この構成によれば、パージガスの濃度によるパージガスの流量の特定誤差を抑制してパージガスの流量を特定することができる。これにより、パージ濃度をより正確に算出することができる。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。図８に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、第１実施例に加えて、過給機３３の上流側であって、エアクリーナ３０の下流側に配置される吸気絞り弁６０を備える。吸気絞り弁６０は、パージ経路２８が吸気経路３４に接続されている位置よりも上流側の吸気経路３４に配置されている。吸気絞り弁６０は、スロットルバルブ３２と同様のバタフライ弁である。なお、吸気絞り弁６０の弁の種類は限定されない。ＥＣＵ１００は、吸気絞り弁６０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る。これにより、過給機３３と吸気絞り弁６０との間の吸気経路３４の負圧を調整することができる。この結果、パージ経路２８のパージガスをスムーズに吸気経路３４に供給することができる。

（濃度算出処理）
次いで、図９を参照して、本実施例の濃度算出処理を説明する。濃度算出処理では、まず、第１実施例の濃度算出処理と同様に、Ｓ１２〜Ｓ１６の処理を実行する。Ｓ１６において、ポンプ４８が特定済みの回転数で駆動されると、Ｓ４２において、制御部１０２は、エンジン２の回転数及びエンジン２の負荷率を用いて特定されるデューティ比で制御弁２６のデューティ制御を実行する。具体的には、図１０に示されるように、制御部１０２に予め格納されているデータマップ８０２を用いて、取得済みのエンジン２の回転数及び負荷率に対応付けて記録されているデューティ比を特定する。なお、本実施例の制御部１０２には、第１実施例と同様にデータマップ７００が予め格納されている。

データマップ８００は、予め実験又はシミュレーションによって特定され、制御部１０２に格納されている。エンジン２の回転数及び負荷率に応じて、吸気経路３４の圧力、即ち、圧力センサ５４で検出される圧力ＰＬが変動する。このため、デューティ比を変更しなくても、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は変動する。デューティ比をエンジン２の回転数及び負荷率に応じて変動させることによって、デューティ比をパージガスの濃度によってパージガスの流量が変化しないデューティ比に調整することができる。

デューティ比が特定されると、制御部１０２は、特定済のデューティ比で制御弁２６のデューティ制御を実行する。次いで、図９のＳ４４では、制御部１０２は、Ｓ１６で特定済みのポンプ４８の回転数と、Ｓ４２で特定済みのデューティ比とを用いて、不変圧力差ＰＸを特定する。具体的には、図１０に示されるように、制御部１０２に予め格納されているデータマップ８０２を用いて、特定済みのポンプ４８の回転数及び制御弁２６のデューティ比に対応付けて記録されている不変圧力差ＰＸを特定する。

データマップ８０２は、予め実験又はシミュレーションによって特定され、制御部１０２に格納されている。実験又はシミュレーションでは、ポンプ４８の回転数とデューティ比とパージ濃度を変化させて、パージガスの流量がパージ濃度の変動によって変動しない場合の不変圧力差ＰＸを特定する。

次いで、図９に示すように、第１実施例の第１実施例の濃度算出処理と同様に、Ｓ１８〜Ｓ２２の処理を実行する。これにより、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が算出される。

次いで、Ｓ４６では、制御部１０２は、Ｓ２２で算出済みの圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が、Ｓ４４で特定済みの不変圧力差ＰＸに一致しているか否かを判断する。圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が、特定済みの不変圧力差ＰＸに一致していない場合（Ｓ４６でＮＯ）、Ｓ４８において、制御部１０２は、吸気絞り弁６０の開度を調整する。具体的には、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が、特定済みの不変圧力差ＰＸよりも小さい場合、吸気絞り弁６０の開度を大きくする。これにより、吸気経路３４の圧力、即ち、圧力ＰＬが大きくなる。一方、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が、特定済みの不変圧力差ＰＸよりも大きい場合、吸気絞り弁６０の開度を小さくする。これにより、吸気経路３４の圧力、即ち、圧力ＰＬが小さくなる。Ｓ４８の処理が終了すると、Ｓ１８に戻る。

一方、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）が、特定済みの不変圧力差ＰＸに一致している場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、第１実施例の第１実施例の濃度算出処理と同様に、Ｓ２８、Ｓ３０の処理を実行して、濃度算出処理を終了する。

この構成によれば、吸気絞り弁６０を用いて、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）を、不変圧力差ＰＸに調整することができる。これにより、パージガスの流量を推定すべきタイミングで、圧力差（ＰＬ−ＰＵ）を、不変圧力差ＰＸに調整することができる。

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）上記の第１実施例では、濃度算出処理において、ポンプ４８の回転数及び制御弁２６のデューティ比が調整されている。しかしながら、ポンプ４８の回転数及び制御弁２６のデューティ比の一方のみを調整してもよい。例えば、制御部１０２は、濃度算出処理において、制御弁２６のデューティ比を所定のデューティ比（例えば１００％）でデューティ制御を実行してもよい。この場合、ポンプ４８の回転数を、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように調整し、調整済みの回転数でポンプ４８が駆動している間に、不変圧力差ＰＸを用いて、パージガスの流量を推定してもよい。

あるいは、例えば、制御部１０２は、濃度算出処理において、ポンプ４８を所定の回転数（例えば３００００ｒｐｍ）で駆動させてもよい。この場合、制御弁２６のデューティ比を、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように調整し、調整済みのデューティ比で制御弁２６が制御されている間に、不変圧力差ＰＸを用いて、パージガスの流量を推定してもよい。

（２）上記の第２実施例では、濃度算出処理において、ポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比及び吸気絞り弁６０の開度が調整されている。しかしながら、ポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比及び吸気絞り弁６０のいずれか１個又は２個のみを調整してもよい。例えば、制御部１０２は、濃度算出処理において、ポンプ４８を所定の回転数で駆動させ、かつ、制御弁２６を所定のデューティ比（例えば１００％）でデューティ制御してもよい。この場合、吸気絞り弁６０の開度を、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように調整し、吸気絞り弁６０が調整済みの開度で開いている間に、不変圧力差ＰＸを用いて、パージガスの流量を推定してもよい。

あるいは、例えば、制御部１０２は、濃度算出処理において、ポンプ４８を所定の回転数で駆動させるか、又は制御弁２６を所定のデューティ比（例えば１００％）でデューティ制御してもよい。この場合、吸気絞り弁６０の開度及びポンプ４８の回転数又は制御弁２６のデューティ比を、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように調整し、その間に、不変圧力差ＰＸを用いて、パージガスの流量を推定してもよい。

（３）上記の各実施例では、蒸発燃料処理装置２０は、制御弁２６を備えている。しかしながら、蒸発燃料処理装置２０は、制御弁２６を備えていなくてもよい。この場合、ポンプ４８の回転数と吸気絞り弁６０（第２実施例のみ）の開度の少なくとも一方を、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように調整してもよい。

（４）上記の各実施例では、制御弁２６では、デューティ比によって開度が決定される。しかしながら、制御弁２６は、例えば、弁体の位置を制御することによって、開度を調整可能な弁であってもよい。この場合、制御弁２６の開度を、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように調整してもよい。

（５）制御部１０２は、ＥＣＵ１００とは別体で配置されていてもよい。

（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。

（８）上記の各実施例では、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなるように、ポンプ４８の回転数等が調整されている。しかしながら、制御部１０２は、パージ処理が実行されている間のポンプ４８の回転数、制御弁２６のデューティ比、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）を取得し、圧力差（ＰＵ−ＰＬ）が不変圧力差ＰＸとなる状態が到来したタイミングで、パージガスの流量を推定してもよい。

（９）上記の各実施例では、パージ経路２８は、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。しかしながら、パージ経路２８は、スロットルバルブ３２とエンジン２の間で、吸気経路３４に接続されていてもよい。

（１０）上記の圧力ＰＵは、圧力センサ５２によって検出されている。しかしながら、津力ＰＵは、大気圧を用いてもよい。大気圧は、車両に搭載されている大気圧センサから取得されてもよい。また、圧力ＰＬは、エアフロメータ３９の流量から推定される圧力が用いられてもよい。

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
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
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
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
５２ ：圧力センサ
５４ ：圧力センサ
６０ ：吸気絞り弁
１００ ：ＥＣＵ
１０２ ：制御部

Claims (5)

1. 燃料タンクと吸気経路との間に配置されており、前記燃料タンクで発生した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ている蒸発燃料を含むパージガスを、前記キャニスタと前記吸気経路を連結するパージ経路を介して前記吸気経路に向けて送出するポンプと、
   前記キャニスタと前記ポンプとを通過した後の気体の圧力と前記キャニスタと前記ポンプとを通過する前の前記気体の圧力との特定圧力差を検出する検出部と、
   前記特定圧力差を用いて、前記吸気経路に供給される前記パージガスの流量を推定する推定部と、を備え、
   前記ポンプでは、前記ポンプから送出される前記気体の流量が、前記ポンプの上流側と下流側の圧力差が小さいほど多く、前記パージガスの密度が高いほど多く、
   前記キャニスタでは、前記キャニスタから供給される前記気体の流量が、前記キャニスタの上流側と下流側の圧力差が小さいほど少なく、前記密度が高いほど少なく、
   前記推定部は、前記特定圧力差が前記密度によって前記気体の前記流量が変化しない不変圧力差である間の前記パージガスの前記流量を推定する、蒸発燃料処理装置。
2. 前記パージ経路を介さずに前記吸気経路に導入される空気量を調整する吸気調整弁と、
   前記吸気調整弁を制御して、前記空気量を調整させる制御部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記特定圧力差が前記不変圧力差となるように前記吸気調整弁によって前記空気量を調整させ、
   前記推定部は、前記特定圧力差が前記不変圧力差となるように前記吸気調整弁によって前記空気量が調整されている間の前記パージガスの前記流量を推定する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記パージガスを前記吸気経路に供給する際に、前記ポンプの回転数を調整する制御部をさらに備え、
   前記推定部は、前記特定圧力差が前記不変圧力差となるように前記回転数が調整されている間の前記パージガスの前記流量を推定する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記パージ経路に配置されており、前記パージ経路を開通している状態と閉塞している状態に切り替わる制御弁と、
   前記パージガスを前記吸気経路に供給する際に、前記制御弁の開度を調整する制御部をさらに備え、
   前記制御弁では、前記制御弁を通過する気体の流量が前記開度が大きいほど多く、前記密度が高いほど少なく、
   前記推定部は、前記開度が前記密度によって前記気体の前記流量が変化しない開度に調整されている間の前記パージガスの前記流量を推定する、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. 前記推定部は、推定された前記パージガスの前記流量を用いて、パージガス中の蒸発燃料の濃度を算出する、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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