JP2018193888A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの脱調が生じてもバルブ部の動作に支障を来すことを防止することができる蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】蒸発燃料処理装置は、キャニスタと燃料タンクとを繋ぐ蒸発燃料通路を開く開き状態と閉じる閉じ状態との間で状態を変える封鎖弁と、電動モータと、電動モータの回転角を制御する信号を出力する制御部と、信号に基づいて電動モータの回転角を推定する推定部とを備える。封鎖弁は、電動モータの回転角が所定値以上の際にベーパ通路を開く開き位置に保つ範囲に移動されるバルブ部を備える。制御部は、封鎖弁を開き状態に変える制御を実行する場合に、電動モータの回転角の目標値を所定値より大きい第１目標値に設定し（Ｓ３）、推定の電動モータの回転角が第１目標値に達した後に（Ｓ３）、電動モータの回転角の目標値を所定値より大きく、かつ第１目標値よりも小さい第２目標値に設定する（Ｓ７）ように構成されている。【選択図】図４

Description

燃料タンクとキャニスタとを接続する蒸発燃料通路に封鎖弁を備えた蒸発燃料処理装置に関する。

従来、蒸発燃料を吸着脱離するキャニスタと、燃料を貯留する燃料タンクと、キャニスタと燃料タンクとの間を繋ぐ蒸発燃料通路と、蒸発燃料通路を開閉する開閉弁とを備えた蒸発燃料処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の装置では、開閉弁にステッピングモータとバルブ部とを備え、ステッピングモータの駆動をオープンループ方式により制御することでバルブ部の移動量を管理して蒸発燃料通路を開閉している。

国際公開第２０１５／００２０６３号

ステッピングモータの駆動をオープンループ方式で制御する場合には、ステッピングモータのいわゆる脱調が生じ易い。脱調が生じると、バルブ部の実際の位置が制御上の目標位置に対してずれる。つまりステップモータの脱調が発生すると、ステッピングモータが脱調した時点を原点位置にするため、蒸発燃料通路を開く指示がなされると、バルブ部が実際の開き位置を超えて移動して、例えば上限を規制する上限規制部材（ストッパ）に当接することがある。このような状態が長期的に継続されると、例えば外気温の変化によりストッパまたはバルブ部が熱膨張などを起こしたときに、当接部にかかる応力により互いが変形したり、あるいは互いが張り付いてしまうなどの不都合が生じる。このような不都合が生じると、その後のバルブ部の移動に支障をきたしてしまう。

本発明が解決しようとする課題は、電動モータの脱調が生じてもバルブ部の動作に支障を来すことを防止することができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

この発明は、燃料が貯留される燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を有するキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとを繋ぐ蒸発燃料通路と、前記蒸発燃料通路を開く開き状態と閉じる閉じ状態との間で状態を変える封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置において、電動モータと、前記電動モータの回転角を制御する信号を出力する制御部と、前記信号に基づいて前記電動モータの回転角を推定する推定部とを備えるとともに、前記封鎖弁は、前記電動モータの回転角が原点位置に対する絶対値にて所定値以上の際に前記開き状態を保つ範囲に移動されるバルブ部を備え、前記制御部は、前記封鎖弁を前記開き状態に変える制御を実行する場合に、前記電動モータの回転角の目標値を前記所定値より大きい第１目標値に設定し、前記推定の前記電動モータの回転角が前記第１目標値に達した後に、前記電動モータの回転角の目標値を前記所定値より大きく、かつ前記第１目標値よりも小さい第２目標値に設定するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、制御部は、封鎖弁を開き位置に変える制御を実行する場合に、電動モータの回転角の目標値を所定値より大きい第１目標値に設定し、推定の電動モータの回転角が第１目標値に達した後に、電動モータの回転角の目標値を所定値より大きく、かつ第１目標値よりも小さい第２目標値に設定する。このため、この発明の蒸発燃料処理装置では、電動モータの脱調が生じた状態で第１目標値が設定されることでバルブ部が、例えば上限を規制するストッパに当接したとしても、その後に第２目標値が設定されることにより、バルブ部が閉弁方向に移動してストッパから離間される。このため、その後のバルブ部の動作を確実に実施することができる。

車両に使用される蒸発燃料処理装置の一例を示す説明図である。 封鎖弁の一例を示す断面図であり、閉じ状態を示している。 封鎖弁の開き状態を示す断面図である。 封鎖弁を開き状態に変える際の動作手順を示すフローチャートである。 封鎖弁３８を開き状態に変える際の目標ステップ、推定ステップおよび実ステップの変化を示すタイムチャートである。 ステッピングモータの脱調が生じている場合における封鎖弁を開き状態に変える際の目標ステップ、推定ステップおよび実ステップの変化を示すタイムチャートである。

以下、この発明を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。図１は、車両に使用される蒸発燃料処理装置１０の一例を示す。図１に示すように蒸発燃料処理装置１０は、車両のエンジンシステム１１に備えられている。エンジンシステム１１は、エンジン１４、およびエンジン１４に供給される燃料１５ａを貯留する燃料タンク１５を備える。燃料タンク１５には、インレットパイプ１６が設けられている。インレットパイプ１６は、燃料１５ａを給油口１６ａから燃料タンク１５に導入するパイプである。給油口１６ａには、タンクキャップ１７が着脱自在に取り付けられている。また、インレットパイプ１６の上端と燃料タンク１５の気層部１５ｂとは、ブリーザパイプ１８により連通されている。

燃料タンク１５内には、燃料供給装置１９が設けられている。燃料供給装置１９は、燃料ポンプ２０、センダゲージ２１、およびタンク内圧センサ２２などを備えている。燃料ポンプ２０は、燃料タンク１５内の燃料１５ａを吸入し、かつ加圧して吐出する。センダゲージ２１は、燃料１５ａの液面を検出する。タンク内圧センサ２２は、大気圧に対する相対圧であるタンク内圧を検出する。燃料ポンプ２０により燃料タンク１５内から汲み上げられた燃料１５ａは、燃料供給通路２４を介してデリバリパイプ２６に供給される。デリバリパイプ２６は、インジェクタ（燃料噴射弁）２５に接続されている。デリバリパイプ２６に供給された燃料１５ａは、インジェクタ２５から吸気通路２７内に噴射される。吸気通路２７には、エアクリーナ２８、エアフロメータ２９、およびスロットルバルブ３０などが設けられている。

蒸発燃料処理装置１２は、ベーパ通路３１、パージ通路３２、およびキャニスタ３４を備えている。ベーパ通路３１の一端部３１ａは、燃料タンク１５内の気層部１５ｂに連通されている。ベーパ通路３１の他端部３１ｂは、キャニスタ３４内に連通されている。パージ通路３２の一端部３２ａは、キャニスタ３４に連通されている。パージ通路３２の他端部３２ｂは、通路部２７ａに連通されている。通路部２７ａは、例えば吸気通路２７のうち、スロットルバルブ３０に対して空気の吸入方向における下流側に配置されている。また、キャニスタ３４には、例えば活性炭などの吸着材３４ａが装填されている。燃料タンク１５内の蒸発燃料１５ｃは、ベーパ通路３１を介してキャニスタ３４に流れて吸着材３４ａに吸着される。ベーパ通路３１は、この発明の実施形態における蒸発燃料通路の一例である。

ベーパ通路３１の一端部３１ａには、ＯＲＶＲ弁（On Board Refueling Vapor Recovery valve）３５、およびフューエルカットオフバルブ３６が気層部１５ｂにて接続されている。ＯＲＶＲ弁３５は、燃料１５ａの浮力によって開閉するフロート弁で構成された満タン規制バルブである。燃料タンク１５の燃料液面が満タン液面以下では、ＯＲＶＲ弁３５が開弁状態になる。給油によって燃料液面が満タン液面まで上昇するとフロート弁が閉弁することによりＯＲＶＲ弁３５が閉弁状態になりベーパ通路３１を遮断する。ＯＲＶＲ弁３５によりベーパ通路３１が遮断されると、燃料１５ａがインレットパイプ１６まで満たされる。これにより、給油ガンのオートストップ機構が動作して給油が停止される。また、フューエルカットオフバルブ３６は、燃料１５ａの浮力により開閉するフロート弁を有し、通常は開弁状態に保たれており、例えば車両が横転した時には閉弁状態に変わる。フューエルカットオフバルブ３６が閉じ弁状態に変わると、燃料タンク１５に貯留された燃料１５ａがベーパ通路３１に流出されるのを阻止する。

ベーパ通路３１の一端部３１ａと他端部３１ｂとの間には、封鎖弁３８が設けられている。封鎖弁３８は、例えばステッピングモータ５４を備え、ステッピングモータ５４の駆動によりバルブ部５５が移動することで、キャニスタ３４に向けて蒸発燃料１５ｃが流れるのを遮断する閉じ状態と流れを許容する開き状態との間で状態が変わる。ステッピングモータ５４は、駆動回路６５を介してＥＣＵ（Electronic Control Unit）４５により制御される。ＥＣＵ４５は、エンジン１４の運転を制御する。

パージ通路３２には、パージ弁４０が設けられている。パージ弁４０は、ＥＣＵ４５により算出されたパージ流量に応じた開弁量で開閉制御、いわゆるパージ制御される。また、パージ弁４０には、例えばステッピングモータ（図示なし）を備え、ステッピングモータの駆動によりバルブ体の開弁量を調整する。

キャニスタ３４には、切替弁４１を介して大気通路４２が連通されている。大気通路４２の他端部４２ａは大気に開放されている。また、大気通路４２の途中には、エアフィルタ４３が設けられている。切替弁４１は、ＥＣＵ４５から得られる信号に基づいて開閉量が制御される。

車両が駐車中の際には、封鎖弁３８が閉じ状態に保たれる。封鎖弁３８が閉じ状態になると、蒸発燃料１５ｃが燃料タンク１５からキャニスタ３４に流入されることがない。つまり、ＥＣＵ４５は、基本的に給油時以外は封鎖弁３８を閉じ状態に維持することで、燃料タンク１５を密閉状態に保つ。また、キャニスタ３４内の空気が燃料タンク１５内に流入されることもない。なお、車両が駐車中の際には、パージ弁４０および切替弁４１も閉弁状態に保たれる。

車両が走行中の際にＥＣＵ４５は、パージした燃料成分の吸気系への導入を許可する所定のパージ条件が成立する場合に、吸着材３４ａに吸着されている蒸発燃料１５ｃをパージさせる制御（パージ制御）を実行する。パージ制御では、切替弁４１を開弁状態としてキャニスタ３４を大気通路４２を介して大気に連通させたまま、パージ弁４０の開閉が制御される。パージ弁４０が開弁されると、エンジン１４の吸気負圧がパージ通路３２を介してキャニスタ３４内に作用する。その結果、キャニスタ３４内の蒸発燃料１５ｃが、大気通路４２から吸入される空気とともに吸気通路２７にパージされることによりエンジン１４で燃焼される。なお、ＥＣＵ４５は、蒸発燃料１５ｃのパージ中に限り、封鎖弁３８を開弁状態とする。これにより、燃料タンク１５のタンク内圧が大気圧またはその近傍値に維持される。

給油口１６ａには、タンクキャップ１７を覆うリッド４８が開閉自在に設けられている。リッド４８は、ロック機構（図示なし）により閉じ位置にロックされている。ＥＣＵ４５は、リッドスイッチ４６から開き指示を受けると、ロック機構のロックを解除する信号をリッドオープナー４７に出力する。リッドオープナー４７は、ロックを解除する信号を受けるとロック機構のロックを解除する。

車両が停車中の際にリッドスイッチ４６が操作されることに応答してＥＣＵ４５が封鎖弁３８を開弁状態に変える指示を出力する。この際、燃料タンク１５のタンク内圧が大気圧より高圧であれば、封鎖弁３８が開弁すると同時に、燃料タンク１５内の蒸発燃料１５ｃがベーパ通路３１を通ってキャニスタ３４内の吸着材３４ａに吸着される。これにより、蒸発燃料１５ｃが大気に放出されることが防止される。これに伴って燃料タンク１５のタンク内圧は大気圧またはその近傍値に低下する。また、燃料タンク１５のタンク内圧が大気圧またはその近傍値にまで低下すると、ＥＣＵ４５は、リッドオープナー４７を介してリッド４８のロックを解除する。そして、リッド４８が開けられ、タンクキャップ１７が開けられた状態で、燃料タンク１５への給油が開始される。また、ＥＣＵ４５は、リッド４８が閉じられるまでの間で、封鎖弁３８の開き状態を維持する。このため、給油中は、燃料タンク１５内の蒸発燃料１５ｃがベーパ通路３１を通ってキャニスタ３４内の吸着材３４ａに吸着される。

図２は、封鎖弁３８の一例を示す。図２は、封鎖弁３８の閉じ状態を示している。図２に示すように封鎖弁３８は、大別するとステッピングモータ５４、バルブ部５５、およびケーシング５６を備える。ケーシング５６は、例えば上部に開口５７を有し、かつ底面６６を塞いだ筒状の断面形状になっており、開口５７を覆うようにステッピングモータ５４が固定され、また内部に弁室５８が形成されている。ステッピングモータ５４の出力軸５９は、弁室５８の下方に向けて挿入されている。弁室５８には、流入路６０に繋がる流入開口６１、および流出部６３に繋がる流出開口６４が形成されており、流入開口６１と流出開口６４との間の通路となる空間にバルブ部５５が収容されている。蒸発燃料１５ｃは、流入路６０、流入開口６１、弁室５８、流出開口６４および流出部６３の順に流れる。バルブ部５５は、出力軸５９の回転軸５９ａを中心とする周方向への回転が止められ、かつ回転軸５９ａの軸方向Ａに沿って移動自在な状態で弁室５８に収容されている。ＥＣＵ４５は、駆動回路６５を介してステッピングモータ５４の駆動を制御してバルブ部５５を、流入開口６１を閉じる閉じ位置と流入開口６１を開く開き位置との間で移動させる。

具体的には、ステッピングモータ５４は、出力軸５９が同図にて垂直方向に沿って配置されている。流入開口６１は、底面６６に形成されている。底面６６には、流入開口６１の周囲に、平坦面に加工された弁座６７が形成されている。流出開口６４は、ケーシング５６の右側壁５６ａにおける底面６６寄りに形成されている。バルブ部５５は、バルブガイド６８、バルブ本体６９、第１付勢部材７０および第２付勢部材７１を備える。

出力軸５９には、雄ねじ７３が形成されたネジ軸７４が固定されている。あるいは出力軸５９の先端がネジ軸７４に形成されている。バルブガイド６８は、収容部７５および筒部７６を備える。収容部７５は、開口７９を下に向けた筒状の断面形状になっている。筒部７６は、上方に向けて突出するように収容部７５に一体的に設けられている。筒部７６は、ネジ軸７４が入り込む穴７７を有する。穴７７の内周面には、雌ねじ７８が形成されている。雌ねじ７８には、ネジ軸７４の雄ねじ７３が螺合する。このようなバルブガイド６８は、回転軸５９ａを中心とする周方向への回転が止められ、かつ軸方向Ａに沿って移動自在に弁室５８に収容されている。

ネジ軸７４および筒部７６は、ステッピングモータ５４が出力する回転運動を直線運動に変換する送りネジ機構８０を構成する。つまり、送りネジ機構８０は、ステッピングモータ５４の駆動によりネジ軸７４が回転することで、バルブガイド６８を軸方向Ａに沿って移動させる。第１付勢部材７０は、バルブガイド６８と弁室５８との間に収容されており、バルブガイド６８をステッピングモータ５４に向けて付勢して、雄ねじ７３と雌ねじ７８とのガタを吸収する。

収容部７５は、バルブ本体６９および第２付勢部材７１を収容する。バルブ本体６９は、開口８２を上に向けた筒状の断面形状になっており、バルブガイド６８に組み合わされて内部に略円筒状の空間８３を作る。バルブ本体６９は、バルブガイド６８の上面６８ａとの間の間隔が狭くなる狭間隔位置と、上面６８ａとの間の間隔が広くなる広間隔位置との間で移動自在にバルブガイド６８に収容されている。第２付勢部材７１は、空間８３に内蔵されてバルブ本体６９を広間隔位置に向けて付勢する。バルブ本体６９には、被係合部８５が設けられている。被係合部８５は、バルブガイド６８に設けられた係合部８６に係合することで、バルブ本体６９を広間隔位置に維持して、バルブ本体６９がバルブガイド６８の収容部７５から下方に抜け出ることを阻止している。バルブ本体６９の底面６９ａには、シール部８８が取り付けられている。シール部８８は、下方に向けて突出した円環条の突条部８８ａを有する。突条部８８ａは、流入開口６１を取り囲む周方向に沿って突出しており、封鎖弁３８が閉じ状態の際に、突条部８８ａが弁座６７に線状に接して流入開口６１を気密に塞ぐ。

ＥＣＵ４５は、オープンループ方式によりステッピングモータ５４の駆動を制御する。オープンループ方式は、入力指令のみを行い、フィードバック制御を実施しない方式である。ＥＣＵ４５は、バルブ部５５の目標停止位置の指示、および出力軸５９の正逆転の指示のために入力指示を駆動回路６５に出力する。駆動回路６５は入力指示に従ってステッピングモータ５４を駆動させる。具体的には、ＥＣＵ４５は、２相駆動や１−２相駆動、マイクロステップ駆動といった駆動方式に合わせて、ステッピングモータ５４の各相への励磁パターンを含む制御信号を生成する。制御信号は、駆動回路６５に送られて、駆動回路６５にてモータ駆動に必要な電流および電圧に変換された後にステッピングモータ５４に供給される。つまりＥＣＵ４５および駆動回路６５は、所定の時間間隔に従ってコイルへの通電を切り替えることでステッピングモータ５４をオープンループ方式で制御する。制御信号は、この発明の実施形態における信号の一例である。また、ＥＣＵ４５および駆動回路６５は、この発明の実施形態における制御部の一例である。

ステッピングモータ５４は、一つの入力パルスに対し一定の角度だけ出力軸５９が回転する。このため、出力軸５９の回転角はパルスの総数（ステップ数（絶対値））に比例し、回転速度はパルス周波数に比例する。ＥＣＵ４５は、指示入力であるステップ数とパルス周波数とを調節することで出力軸５９の回転角と回転速度とを制御することができる。この実施形態では、回転速度は、例えば一定の速度としている。ＥＣＵ４５は計数部９１を備える。計数部９１は、生成された励磁パターンの変化、つまりパルスを計数する。ＥＣＵ４５は推定部９２を備える。推定部９２は、計数部９１の計数値に基づいてバルブ部５５の移動量を推定する。バルブ部５５の目標位置に対する停止制御は、目標停止位置までのバルブ部５５の移動量に見合ったステップ数でパルス入力を停止する制御となる。この実施形態では、バルブ部５５を開弁方向に移動させる出力軸５９の回転方向を正転とする。出力軸５９の逆転は、励磁パターンを正転のときの励磁パターンと逆にすることで行える。なお、バルブ部５５を目標位置に停止させる際に設定するステップ数は、ＥＣＵ４５が有する記憶部９３に予め記憶されている。

ステッピングモータ５４の原点位置は、例えば出力軸５９を逆転させてバルブ部５５を閉弁方向に移動させ、シール部８８が弁座６７に当接してステッピングモータ５４の脱調が生じる位置である。この位置は、バルブ部５５の初期位置に相当する。ＥＣＵ４５は、所定の条件、例えばイグニッションボタンがオンされた時点、またはその時点から所定時間を経過した後に、原点位置を再設定するためのイニシャライズを実施する。

イニシャライズ後に、例えば車両の状態が駐車または停止中などの非走行状態の場合には、シール部８８と弁座６７との間に無理な力が長期に渡って作用しないように、初期位置から開弁方向に寄った退避位置にバルブ部５５を移動させる。退避位置は、初期位置から出力軸５９を所定のステップ値（第１ステップ値（相対値））の分だけ正転させた位置である。バルブ部５５を初期位置から退避位置に移動させる分の出力軸５９の回転角に相当するステップ数は、原点位置のステップ値(ゼロ）に第１ステップ値を加算した第１ステップ数（絶対値）になる。なお、第１ステップ値は、封鎖弁３８の閉弁状態を保つ範囲の値に予め決められている。

また、例えばイニシャライズ後、あるいはバルブ部５５を退避位置に移動させた後にＥＣＵ４５は、バルブ部５５の開弁開始位置を学習する学習制御を実行する。開弁開始位置は、燃料タンク１５の内圧が低下し始めるとき、あるいは燃料タンク１５の内圧が所定値以上低下したときのバルブ部５５の位置である。学習制御は、例えばステッピングモータ５４に供給するステップ値を増加させ、かつ出力軸５９を正転させながら燃料タンク１５の内圧が低下し始めたとき、あるいは燃料タンク１５の内圧が所定値以上低下したときのステップ値を計数し、計数した計数値を記憶部９３に記憶する。この計数値は、原点位置または退避位置からの相対値である。なお、開弁開始位置は、相対値の代わりに、絶対値、つまり原点位置からステップ数で記憶してもよい。開弁開始位置に対応するステップ数（絶対値）は、この発明の実施形態における所定値の一例である。バルブ部５５の移動位置が開弁開始位置以上の範囲に含まれる場合には、封鎖弁３８が開き状態に保たれ、また開弁開始位置未満の範囲に含まれる場合には封鎖弁３８が閉じ状態に保たれる。

学習制御により開弁開始位置を学習した後には、出力軸５９を所定の第２ステップ値の分だけ逆転させてバルブ部５５を開弁開始位置から閉弁方向に戻したスタンバイ位置に待機させる。スタンバイ位置は、封鎖弁３８を開き状態に迅速に変化させるための位置であり、例えば車両が走行状態のおけるバルブ部５５の閉じ位置となる。バルブ部５５を初期位置から閉じ位置に移動させるための出力軸５９の回転角、つまりステップ数は、第２ステップ数から所定の第２ステップ値の分だけ減算した第３ステップ数になる。

図３は、封鎖弁３８の開き状態を示す。図３に示すように封鎖弁３８の開き状態では、バルブ部５５が弁室５８の底面６６に対して送りネジ機構８０により開弁方向に引き上げられ、かつ第１付勢部材７０の付勢により開弁方向に押圧されている。バルブ本体６９は、収容部７５の内部で第２付勢部材７１の付勢により閉弁方向に向けて押圧され、かつ被係合部８５が係合部８６に係合して広間隔位置に保持されている。そして、シール部８８が弁座６７から離間しており、バルブ部５５が流入開口６１を開いている。

弁室５８には、ストッパ９０が設けられている。ストッパ９０は、バルブ部５５が開弁方向における限界位置（上限位置）を超えて移動するのを阻止するためのものである。

封鎖弁３８を開き状態に保つ範囲は、バルブ部５５の停止位置として第１開き位置と第２開き位置とを含む。バルブ部５５を第１開き位置に移動させる場合には、閉じ位置から所定の第３ステップ値の分だけ出力軸５９を正転させてバルブ部５５を開弁方向に移動させる。バルブ部５５を原点位置から第１開き位置に移動させる分に相当する出力軸５９の回転角、つまりステップ数は、第３ステップ数に所定の第３ステップ値の分を加算した第４ステップ数になる。第３ステップ値は、第２ステップ値より大きい値である。つまりバルブ部５５の第１開き位置は、開弁開始位置を開弁方向に越えた位置になり、封鎖弁３８を開き状態に保つ範囲に含まれる。

第２開き位置は、イニシャライズを実施するまでに、ステッピングモータ５４の脱調が生じてバルブ部５５とストッパ９０との当接状態が継続されるのを回避するために、バルブ部５５を第１開き位置から所定量だけ閉弁方向に戻した位置である。バルブ部５５を第２開き位置に移動させる分の出力軸５９の回転角、つまりステップ数は、第４ステップ数から所定の第４ステップ値の分を減算した第５ステップ数になる。第４ステップ値は、第３ステップ値から第２ステップ値を減算した値よりも小さい値である。つまりバルブ部５５の第２開き位置は、封鎖弁３８を開き状態に保つ範囲に含まれる。第２開き位置は、封鎖弁３８を開き状態に変える場合における最終的なバルブ部５５の目標停止位置となる。

図４は、封鎖弁を開き状態に変える際のＥＣＵ４５の動作手順を示す。なお、図４の動作手順は、例えばイグニッションボタンがオンのとき、かつ封鎖弁３８が開き状態の際に一定時間ごとに繰り返して実行される。

図４に示すようにステップＳ１にて、封鎖弁３８を開き状態に変える指示が出力されたか否かを判断する。ステップＳ１にて開き状態に変える指示が出力された場合（Yes側の場合）にはステップＳ２に移行し、そうでない場合（No側の場合）にはリターンに戻る。

ステップＳ２にて封鎖弁３８を閉じ状態から開き状態に変えるために必要な出力軸５９の回転角の第１目標ステップに相当する第３ステップ数を記憶部９３から読み出して、読み出した第３ステップ数を出力軸５９の回転角の目標値に設定する。第１目標ステップは、この発明の実施形態における第１目標値の一例である。その後、第３ステップ数とパルス周波数とを指示入力としてステッピングモータ５４に供給してステッピングモータ５４を駆動する。つまり、正転となるパルス信号の出力パターンを生成して駆動回路６５に供給する。これにより、出力軸５９がパルスごとに正転してバルブ部５５が開弁方向に向けて移動していく。その後ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３にて計数部９１がステッピングモータ５４に供給されるパルス信号のパルスを計数した計数値（推定ステップ）が第１目標ステップに到達したか否かを判断する。推定ステップが第１目標ステップに到達した場合（Yes側の場合）にはステップＳ４に移行し、そうでない場合にはステップＳ２に戻ってステッピングモータ５４の駆動を継続する。

ステップＳ４にて推定ステップが第１目標ステップに達すると、ステッピングモータ５４の駆動を停止する。このとき、目標値を第１目標ステップに維持してもよいし、クリアしてもよい。その後ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５にてステッピングモータ５４の駆動を停止した時点から所定時間を経過したか否かを判断する。ＥＣＵ４５は計時部９４（図２および図３参照）を備え、計時部９４は所定時間を計時する。所定時間を経過したと判断した場合（Yes側の場合）にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ５に戻って所定時間を計時する。なお、所定時間はゼロを含んでよい。

ステップＳ６にて第２目標ステップに相当する第５ステップ数を記憶部９３から読み出して、読み出した第５ステップ数を出力軸５９の回転角の目標値に設定する。第２目標ステップは、この発明の実施形態における第２目標値の一例である。第２目標ステップが目標値に設定されると、推定ステップが第２目標ステップに追従するように出力軸５９を逆転させる制御を実行する。これにより、バルブ部５５が第１開き位置から閉弁方向に戻されて第２開き位置に向けて移動される。

ステップＳ７にて、ステッピングモータ５４に供給されるパルス信号のパルスの計数値（推定ステップ）が第２目標ステップに到達したか否かを判断する。推定ステップが第２目標ステップに到達した場合（Yes側の場合）にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ６に戻ってステッピングモータ５４の駆動を継続する。

ステップＳ８にて推定ステップが第２目標ステップに達すると、ステッピングモータ５４の駆動を停止する。このとき、目標値を第２目標ステップに維持してもよいし、クリアしてもよい。

図５は、封鎖弁３８を開き状態に変える際の目標ステップ、推定ステップおよび実ステップの変化を示す。図５に示す左側の縦軸はバルブ部５５の移動量（バルブ位置）を、右側の縦軸はステップ数（出力軸５９の回転角）をそれぞれ示す。横軸は時間を示す。図５のタイムチャートに示す符号５Ａ（一点鎖線）はＥＣＵ４５が封鎖弁３８を開き状態に変化させる際の出力軸５９の回転角の目標値、つまり目標ステップを、符号５Ｂ（点線）は推定ステップ、つまり計数部９１の計数値から推定されるバルブ部５５の推定の移動量を、符号５Ｃ（実線）は実ステップ、つまり実際のバルブ部５５の移動量をそれぞれ示す。

時刻ｔ１にて第１目標ステップに相当する第５ステップ数が目標値に設定され（符号５Ｄ）、推定ステップが第１目標ステップに追従するようにステッピングモータ５４の駆動が実行される。時刻ｔ２にて推定ステップ５Ｂが第１目標ステップに達する（符号５Ｅ）。このときステッピングモータ５４の駆動が停止される。図５に示す例は、ステッピングモータ５４の脱調が生じていない正常な状態の例である。したがって、時刻ｔ２では、バルブ部５５が実際に第１開き位置に移動している（符号５Ｆ）。この位置は、封鎖弁３８の開き状態の範囲に含まれる。

時刻ｔ２から所定時間Ｔ１を経過した後の時刻ｔ３にて、第２目標ステップに相当する第５ステップ数が目標値に設定される（符号５Ｇ）。これにより推定ステップ５Ｂが第２目標ステップに追従するように出力軸５９が第４ステップ値の分だけ逆転される。そして、時刻ｔ４にて推定ステップ５Ｂが第２目標ステップに達する（符号５Ｈ）。これにより、ステッピングモータ５４の駆動が停止される。このとき、バルブ部５５は実際に第２開き位置に移動している（符号５Ｉ）。この位置は、封鎖弁３８を開き状態に保つ範囲に含まれる。

図６は、ステッピングモータ５４の脱調が生じている場合における封鎖弁３８を開き状態に変える際の目標ステップ、推定ステップおよび実ステップの変化を示す。図６に示す縦軸、横軸は、図５で説明したのと同じまたは同様であるのでここでの詳しい説明は省略する。また、符号６Ａ（一点鎖線）は図５で説明した目標ステップを、符号６Ｂ（点線）は図５で説明した推定ステップを、そして符号６Ｃ（実線）は図５で説明した実ステップをそれぞれ示す。図６に示す例では、ステッピングモータ５４の脱調が生じているため、バルブ部５５の初期位置が実際の初期位置に対してずれている。このため、図６に示す例では、バルブ部５５の停止位置が実際の閉じ位置ではなく、例えば開弁開始位置と第２開き位置との間の位置になっている（符号６Ｄ）。

図６に示すように時刻ｔ５にて第１目標ステップが目標値に設定され（符号６Ｅ）、推定ステップ６Ｂが第１目標ステップに追従するようにステッピングモータ５４の駆動が制御される。時刻ｔ６にて、推定ステップ６Ｂが第１目標ステップに達する前にバルブ部５５がストッパ９０に当接する（符号６Ｆ）。時刻ｔ６から所定時間Ｔ１を経過した時刻ｔ８までの間では、バルブ部５５がストッパ９０に当接した状態が継続される。

時刻ｔ７にて推定ステップ６Ｂが第１目標ステップに達する（符号６Ｇ）。このときステッピングモータ５４の駆動が停止される。そして、時刻ｔ７の時点から所定時間Ｔ１を経過した後の時刻ｔ８のときに、第２目標ステップが目標値に設定され（符号６Ｈ）、推定ステップ６Ｂが第２目標ステップに追従するように出力軸５９が逆転される。そして、時刻ｔ９にて推定ステップ６Ｂが第２目標ステップに達する（符号６Ｉ）。このとき、ステッピングモータ５４の逆転駆動が停止されて、バルブ部５５の開き位置への移動制御が終了する。時刻ｔ９では、実際のバルブ部５５の位置が、実ステップ６Ｃに示されているように、ストッパ９０から閉弁方向に戻されたバルブ位置６Ｊで停止している。つまり、実際のバルブ部５５の位置は、ストッパ９０から閉弁方向に離された位置に移動している。これにより、ステッピングモータ５４の脱調が生じた状態の場合に、バルブ部５５がストッパ９０に当接した状態を維持することが回避される。このため、例えば外気温度の変化などによりストッパ９０が膨張したり、ストッパ９０とバルブ部５５とが張り付いたりしてバルブ部５５の移動に支障をきたすことを確実に防止することができる。

以上、この発明を実施するための実施形態について説明したが、この発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、前述した実施形態では、ステッピングモータ５４を使用しているが、これに限らず、例えば回転方向、回転速度および回転量が制御可能なＤＣモータを含む電動モータであってもよい。また、ストッパ９０をケーシング５６側あるいはバルブ部５５側に一体的に設けてもよい。さらに、ステッピングモータ５４や電動モータとしては、送りネジ機構を内蔵することで軸方向に移動する出力軸を備えるものでもよい。

上記実施形態で説明した封鎖弁３８およびＥＣＵ４５は、蒸発燃料処理装置１０の用に供されるものに限らず、他のどのような用途にも適用することができる流量制御弁および制御部であってよい。

１５…燃料タンク、 ３４ａ…吸着材、 ３４…キャニスタ、 ３１…ベーパ通路、 ３８…封鎖弁、 ５４…ステッピングモータ、 ４５…ＥＣＵ、 ５５…バルブ部、 ６５…駆動回路。

Claims (1)

1. 燃料が貯留される燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を有するキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとを繋ぐ蒸発燃料通路と、前記蒸発燃料通路を開く開き状態と閉じる閉じ状態との間で状態を変える封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置において、
   電動モータと、前記電動モータの回転角を制御する信号を出力する制御部と、前記信号に基づいて前記電動モータの回転角を推定する推定部とを備えるとともに、
   前記封鎖弁は、前記電動モータの回転角が原点位置に対する絶対値にて所定値以上の際に前記開き状態を保つ範囲に移動されるバルブ部を備え、
   前記制御部は、前記封鎖弁を前記開き状態に変える制御を実行する場合に、前記電動モータの回転角の目標値を前記所定値より大きい第１目標値に設定し、前記推定の前記電動モータの回転角が前記第１目標値に達した後に、前記電動モータの回転角の目標値を前記所定値より大きく、かつ前記第１目標値よりも小さい第２目標値に設定するように構成されている
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。

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