JP2020016156A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出できる蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】本開示の一態様は、蒸発燃料処理装置１において、パージ通路１２におけるキャニスタ１１とＶＳＶ１４との間の第一位置１２ａでの圧力を検出する圧力センサ１６と、パージ通路１２を流れるパージガスの濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部１８と、を有し、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作により生じる第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求め、求めた圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。【選択図】図１

Description

本開示は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、吸気通路を介して内燃機関に供給する蒸発燃料処理装置に関するものである。

特許文献１に開示された装置においては、分岐通路を介してパージ通路に接続する計測通路が設けられ、さらに、この計測通路の途中に絞りが設けられている。そして、計測通路に空気を流したときの絞りの両端の差圧と、計測通路にキャニスタからの混合気を流したときの絞りの両端の差圧と、に基づいて演算することにより、パージ制御中でも燃料蒸気濃度の計測を実施可能としている。

特開２００６−１６１７９５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された装置においては、燃料蒸気濃度（パージ濃度）を計測するために、パージ通路とは別に、分岐通路を介してパージ通路に接続する計測通路が設けられている。そのため、装置構成の複雑化、及び、それに伴うコストの高騰が懸念される。

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出できる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、キャニスタと、内燃機関に接続する吸気通路と前記キャニスタとに接続され前記キャニスタから前記吸気通路へパージガスを流すためのパージ通路と、前記パージ通路に設けられ前記パージガスの流量を制御する流量制御弁と、を有する蒸発燃料処理装置において、前記パージ通路における前記キャニスタと前記流量制御弁との間の第一位置での圧力である第一圧力を検出する第一圧力検出部と、前記パージ通路を流れる前記パージガスの濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部と、を有し、前記濃度推定部は、前記第一圧力検出部の検出値に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により生じる前記第一圧力の上昇値を求め、求めた前記第一圧力の上昇値に基づいて、前記パージ濃度を推定すること、を特徴とする。

この態様によれば、流量制御弁の閉動作によりパージ通路において圧力を上昇させて、その圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。そのため、パージ濃度を推定するに際して、蒸発燃料処理装置にて必要な構成要素として、第一圧力検出部をパージ通路に追加すればよい。したがって、本態様の蒸発燃料処理装置によれば、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出でき、コストの抑制を図ることができる。

上記の態様においては、前記パージガスを前記キャニスタから前記パージ通路を介して前記吸気通路に導入するパージ制御の実行時に前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に圧力波を発生させて、前記第一圧力を上昇させること、が好ましい。

この態様によれば、パージ通路に圧力波を発生させるので、パージ通路の第一位置における圧力の上昇が顕著に現れる。そのため、パージ濃度の推定精度が向上する。

上記の態様においては、前記濃度推定部は、前記流量制御弁の閉弁速度と、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記第一圧力検出部まで伝播する間に減衰する量と、の少なくとも一方を考慮した補正を行ったうえで、前記パージ濃度を推定すること、が好ましい。

この態様によれば、蒸発燃料処理装置に実際に設けられた流量制御弁の特性やパージ通路を形成する配管の特性に応じて、パージ濃度を推定できる。そのため、パージ濃度を推定するに際して、流量制御弁や配管の個体差による影響を受け難くなる。したがって、パージ濃度の推定精度が向上する。

上記の態様においては、前記パージ通路における前記第一位置よりも前記キャニスタ側にある第二位置の圧力である第二圧力を検出する第二圧力検出部を有し、前記濃度推定部は、前記流量制御弁の閉動作時にて前記第一圧力検出部により前記第一圧力の上昇が検出されてから前記第二圧力検出部により前記第二圧力の上昇が検出されるまでの時間に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が伝播する速度である圧力波伝播速度を演算し、前記第一圧力の上昇値と、演算された前記圧力波伝播速度と、に基づいて前記パージ濃度を推定すること、が好ましい。

この態様によれば、第一圧力検出部と第二圧力検出部で実際に検出した圧力値（実測値）に基づいて演算した圧力波伝播速度を用いてパージ濃度を推定するので、パージ濃度の推定精度がさらに向上する。

上記の態様においては、前記流量制御弁の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記キャニスタへ伝播して前記キャニスタで反射して前記流量制御弁に到達するまでの時間よりも短くすること、が好ましい。

この態様によれば、流量制御弁の閉弁速度を速くすることにより、流量制御弁が閉じ切る前にキャニスタで反射して戻ってきた圧力波が流量制御弁に到達してパージ通路での圧力の上昇が低下することを抑制できる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。

上記の態様においては、前記パージ通路における前記キャニスタから前記流量制御弁までの通路断面積が一定であること、が好ましい。

この態様によれば、流量制御弁の閉動作によりパージ通路に生じる圧力波が、パージ通路を伝播する際に減衰したり、キャニスタ以外で反射することを可能な限り抑えることができる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。

上記の態様においては、前記パージ通路における前記キャニスタと前記第一圧力検出部との間の位置に、前記パージガスの流れを制御するパージポンプが設けられていること、が好ましい。

この態様によれば、パージ通路における圧力の上昇を、パージポンプの駆動により安定して大きくすることができる。そのため、パージ通路における圧力の上昇を大きくしてパージ濃度を推定できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。

本開示の蒸発燃料処理装置によれば、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出できる。

第１実施形態の蒸発燃料処理装置およびその周辺の概略構成図である。 第１実施例の制御フローチャートを示す図である。 パージガスの密度とブタン比率との関係を規定したマップ図である。 第３実施例の制御フローチャートを示す図である。 第２実施形態の蒸発燃料処理装置およびその周辺の概略構成図である。

以下、本開示の蒸発燃料処理装置の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態の蒸発燃料処理装置１について説明する。

＜蒸発燃料処理装置の概要について＞
まず、本実施形態の蒸発燃料処理装置１の概要について説明する。蒸発燃料処理装置１は、自動車等の車両に搭載される。

図１に示すように、車両に搭載されるエンジンＥＮ（内燃機関）には、エンジンＥＮに空気（吸入空気）を供給するための吸気通路ＩＰが接続されている。吸気通路ＩＰには、インマニ（インテークマニホールド）ＩＭと、吸気通路ＩＰを開閉してエンジンＥＮに流入する空気量（吸入空気量）を制御するスロットル（スロットルバルブ）ＴＨＲと、が設けられている。吸気通路ＩＰにおけるスロットルＴＨＲの上流側（吸入空気の流れ方向の上流側）には、吸気通路ＩＰに流入する空気から異物を除去するエアクリーナＡＣが設けられている。これにより、吸気通路ＩＰでは、空気がエアクリーナＡＣを通過してエンジンＥＮに向けて吸入される。また、吸気通路ＩＰにおけるエアクリーナＡＣ付近、すなわち、吸気通路ＩＰにおける後述するパージ通路１２との接続部の上流側には、エンジンＥＮに流入する空気量（吸入空気量）を検出するエアフロメータＡＭが設けられている。

本実施形態の蒸発燃料処理装置１は、燃料タンクＦＴ内の蒸発燃料を、吸気通路ＩＰを介してエンジンＥＮに供給する装置である。図１に示すように、蒸発燃料処理装置１は、キャニスタ１１と、パージ通路１２と、パージポンプ１３と、ＶＳＶ１４（パージ弁、流量制御弁）と、大気通路１５と、圧力センサ１６（第一圧力検出部）と、ＥＦＩ−ＥＣＵ１７（制御部）（以下、「ＥＣＵ１７」という。）などを有する。

キャニスタ１１は、燃料タンクＦＴに接続されており、燃料タンクＦＴから流入される蒸発燃料を吸着する。また、キャニスタ１１は、パージ通路１２と大気通路１５とに連通している。

パージ通路１２は吸気通路ＩＰとキャニスタ１１に接続されている。本実施形態では、パージ通路１２は、スロットルＴＨＲの上流側の吸気通路ＩＰと連通している。これにより、キャニスタ１１から流出するパージガス（蒸発燃料を含む気体）は、パージ通路１２を流れて、吸気通路ＩＰに導入される。

パージポンプ１３は、パージ通路１２におけるキャニスタ１１と圧力センサ１６（ＶＳＶ１４）との間の位置に設けられている。このパージポンプ１３は、パージ通路１２を流れるパージガスの流れを制御する。すなわち、パージポンプ１３は、キャニスタ１１内のパージガスをパージ通路１２に送出し、パージ通路１２に送出されたパージガスを吸気通路ＩＰに供給する。

ＶＳＶ１４は、パージ通路１２において、パージポンプ１３の下流側（パージガスの流れ方向の下流側）、すなわち、パージポンプ１３（圧力センサ１６）と吸気通路ＩＰとの間の位置に設けられている。ＶＳＶ１４は、パージ通路１２を流れるパージガスの流量を制御する。すなわち、ＶＳＶ１４の閉弁時（閉弁状態のとき）には、パージ通路１２のパージガスは、ＶＳＶ１４によって停止され、吸気通路ＩＰに向かって流れない。一方、ＶＳＶ１４の開弁時（開弁状態のとき）には、パージガスは吸気通路ＩＰに向かって流入する。

大気通路１５は、その一端が大気に開放され、その他端がキャニスタ１１に接続されており、キャニスタ１１を大気に連通させている。そして、大気通路１５には、大気から取り込まれた空気が流れる。

圧力センサ１６は、パージ通路１２におけるキャニスタ１１とＶＳＶ１４との間の位置、詳しくは、パージポンプ１３とＶＳＶ１４との間の第一位置１２ａに設けられている。このようにして、圧力センサ１６は、ＶＳＶ１４の近傍の位置に設けられている。そして、圧力センサ１６は、パージポンプ１３とＶＳＶ１４との間の位置での圧力（第一圧力）を検出する。

ＥＣＵ１７は、ＣＰＵとＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。ＥＣＵ１７は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、エンジンＥＮやスロットルＴＨＲなどを制御する。また、ＥＣＵ１７は、エアフロメータＡＭからその検出値を取得する。

また、ＥＣＵ１７は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、蒸発燃料処理装置１を制御する。例えば、ＥＣＵ１７は、パージポンプ１３やＶＳＶ１４を制御する。なお、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４を制御する際には、例えばデューティ制御を行う。すなわち、ＥＣＵ１７は、例えばＶＳＶ１４に出力する信号のデューティ比を調整することによって、ＶＳＶ１４の開弁時間を調整する。また、ＥＣＵ１７は、圧力センサ１６からパージ通路１２の第一位置１２ａにおける圧力の検出値を取得する。

本実施形態では、ＥＣＵ１７は、パージ通路１２を流れるパージガスに含まれる（ブタンなどの炭化水素を成分とする）蒸発燃料の濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部１８を備える。なお、濃度推定部１８によるパージ濃度の推定方法については後述する。

このような構成の蒸発燃料処理装置１において、エンジンＥＮの運転中にパージ条件が成立すると、ＥＣＵ１７は、パージポンプ１３とＶＳＶ１４を制御してパージ制御を実行する。「パージ制御」とは、パージガスをキャニスタ１１からパージ通路１２を介して吸気通路ＩＰに導入する制御である。

そして、パージ制御が実行されている間、エンジンＥＮには、吸気通路ＩＰに吸入される空気と、燃料タンクＦＴからインジェクタ（不図示）を介して噴射される燃料と、パージ制御により吸気通路ＩＰに導入されるパージガスと、が供給される。そして、ＥＣＵ１７は、インジェクタの噴射時間とＶＳＶ１４のデューティ比を調整することによって、エンジンＥＮの空燃比（Ａ／Ｆ）を最適な空燃比（例えば理想空燃比）に調整する。

＜パージ濃度の推定方法について＞
次に、このように構成される蒸発燃料処理装置１において、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）が行うパージ濃度の推定方法について説明する。

本実施形態において、ＥＣＵ１７の濃度推定部１８は、圧力センサ１６により検出される圧力に基づいて、パージ濃度を推定する。具体的には、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の開閉弁時の慣性効果による圧力上昇代（圧力差）を圧力センサ１６の検出値をもとに求め、求めた圧力上昇代に基づいて、後述する関係式より、パージ濃度を算出する。

さらに具体的には、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷによる第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求め、求めた圧力の上昇値に基づいて、後述する関係式より、パージ濃度を推定する。ここで、「ＶＳＶ１４の閉動作」は、ＶＳＶ１４が開弁状態から閉弁状態へ移行する動作である。そして、「圧力波ＰＷ」は、ＶＳＶ１４の閉動作を行ってパージ通路１２におけるパージガスの流れを急に締め切ったときに、パージ通路１２を流れるパージガスの慣性により発生する圧力の脈動である。

（第１実施例）
本実施例では、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）は、図２に示すフローチャートに基づく制御を行う。

図２に示すように、ＥＣＵ１７によりパージポンプ１３を駆動させた状態で（ステップＳ１）、濃度推定部１８は、パージ実行フラグが「ＯＮ」であるか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、以下の処理において、パージポンプ１３は常時駆動しているとする。

そして、濃度推定部１８は、パージ実行フラグが「ＯＮ」であってパージ条件が成立していれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４の上流側の第一位置１２ａにおける閉弁時の圧力値Ｐ１を記録する（ステップＳ３）。この圧力値Ｐ１は、ＶＳＶ１４を閉弁状態とする条件下で圧力センサ１６により検出される圧力の値である。また、濃度推定部１８は、圧力値Ｐ１を例えば濃度推定部１８内のメモリに記録する。

次に、パージ制御を行ってパージガスを吸気通路ＩＰへ導入するため、ＥＣＵ１７によりＶＳＶ１４をＤｕｔｙ駆動（デューティ制御により駆動）させる（ステップＳ４）。そして、濃度推定部１８は、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４の上流側の第一位置１２ａにおける閉弁時の最大圧力値Ｐ２を記録する（ステップＳ５）。このとき、濃度推定部１８は、最大圧力値Ｐ２を例えば濃度推定部１８内のメモリに記録する。

ここで、最大圧力値Ｐ２は、ＶＳＶ１４がＤｕｔｙ駆動して開閉動作を行う際に、ＶＳＶ１４が閉弁状態となったときの最大の圧力値である。すなわち、最大圧力値Ｐ２は、開状態であるＶＳＶ１４を閉動作することによりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷがＶＳＶ１４から第一位置１２ａに伝播して、圧力センサ１６により検出される第一位置１２ａでの圧力が上昇したときの最大の圧力値である。

また、本実施形態では、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４をＤｕｔｙ駆動させる際に、ＶＳＶ１４の閉弁速度（閉動作時の弁の移動速度）を出来るだけ速い速度に制御する。具体的には、ＥＣＵ１７は、パージ通路１２を音速で伝播する圧力波ＰＷがＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間を往復するのに要する時間以下の時間でＶＳＶ１４が開弁状態から閉弁状態へ移行できる速度に制御する。すなわち、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からキャニスタ１１へ伝播して、さらにキャニスタ１１で反射してＶＳＶ１４に到達するまでの時間よりも短くするように制御する。

そして、濃度推定部１８は、前記のように最大圧力値Ｐ２を記録した（ステップＳ５）後、以下の数式を用いて、圧力上昇値ΔＰ（第一圧力の上昇値）を算出する（ステップＳ６）。このようにして、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷによる第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求める。
［数１］
ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１

次に、濃度推定部１８は、前記のように算出した圧力上昇値ΔＰに基づいて、圧力上昇値ΔＰと音速ａと流速Ｖを用いた以下の数式で示す関係式に従って、密度ρを算出する（ステップＳ７）。なお、音速ａは、気体の状態方程式から算出される。また、流速Ｖは、パージ通路１２を流れるパージガスの流速であり、パージ通路１２におけるパージガスの流量と、パージ通路１２の通路断面積との関係式から算出される。そして、パージガスの流量は、パージポンプ１３の回転数から算出される。また、密度ρは、パージ通路１２を流れるパージガスの密度である。
［数２］
ρ＝ΔＰ／（ａ×Ｖ）

次に、濃度推定部１８は、密度ρからパージ濃度を算出する（ステップＳ８）。このとき、濃度推定部１８は、例えば、図３に示すマップ図を用いて、密度ρからパージ濃度の一例であるブタン比率（重量比）を算出する。

以上のようにして、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）は、パージ濃度（ここでは、一例としてブタン比率）を推定する。

なお、パージポンプ１３を駆動させるタイミングは、特に限定されない。例えば、ＥＣＵ１７は、パージ実行フラグが「ＯＮ」となってパージ条件が成立した後に、パージポンプ１３を駆動させてもよい。

また、本実施形態においては、パージ通路１２におけるキャニスタ１１からＶＳＶ１４までの通路断面積は、一定に形成されている。しかしながら、これに限らず、例えば、パージ通路１２を形成する配管、具体的にはパージ通路１２における少なくともキャニスタ１１からＶＳＶ１４までの間の部分を形成する配管は、硬度の高い材質（例えば、金属）により形成されており、かつ、通路の内面の表面粗さが滑らかに形成されていてもよい。これによっても、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に発生する圧力波ＰＷが、パージ通路１２を伝播する際に減衰することや、キャニスタ１１以外で反射することを可能な限り抑えることができる。

以下の第２実施例以降については、第１実施例と異なる点を説明する。

（第２実施例）
本実施例では、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉弁速度、および／または、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４から圧力センサ１６（第一位置１２ａ）まで伝播する間に減衰する量を考慮した補正を行ったうえで、パージ濃度を推定する。具体的には、本実施例では、図２のステップＳ７で使用する関係式を、補正係数Ｃを用いた以下の数式とする。
［数３］
ρ＝Ｃ×ΔＰ／（ａ×Ｖ）

ここで、補正係数Ｃは、密度ρの演算において、パージ通路１２に実際に設けられたＶＳＶ１４の閉弁速度や、パージ通路１２を実際に形成する配管の減衰分（配管の影響による圧力波ＰＷの減衰量）を考慮した補正を行うための係数である。この補正係数Ｃは、例えば、実際に設けられたＶＳＶ１４や配管の特性について実験的に求めた値である。

（第３実施例）
本実施例では、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）は、図４に示すフローチャートに基づく制御を行う。本実施例では、図４に示すように、図２に示すフローチャートと異なる点として、ＥＣＵ１７の濃度推定部１８は、圧力上昇値ΔＰと流速Ｖとパージ濃度（例えば、ブタン比率）の関係を規定したマップからパージ濃度を算出する。（ステップＳ１７）。なお、濃度推定部１８は、ステップＳ１７において、マップからパージ濃度を算出する代わりに、以下の数式に従いパージ濃度（ブタン比率）を算出してもよい。
［数４］
ブタン比率＝０．９１３８×Ｖ^−１×ΔＰ−３４５．３３

＜本実施形態の効果について＞
以上のように本実施形態では、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作により生じるパージ通路１２の第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求め、求めた圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。

このようにして、本実施形態では、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２において圧力を上昇させて、その圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。そのため、パージ濃度を推定するに際して、蒸発燃料処理装置１にて必要な構成要素として、圧力センサ１６をパージ通路１２に追加すればよい。したがって、本実施形態の蒸発燃料処理装置１によれば、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出でき、コストの抑制を図ることができる。そして、パージ濃度の検出結果をもとにエンジンＥＮの空燃比を最適な空燃比に調整し易くなるので、空燃比の制御性が向上する。

また、本実施形態では、パージ制御の実行時におけるパージ通路１２の圧力の上昇値から即座にパージ濃度を推定できることから、パージ制御についての補正制御において、その補正制御の実行に遅れが生じ難く、Ａ／Ｆ荒れ（空燃比の過度な変動）が生じ難くなる。なお、「パージ制御についての補正制御」とは、パージ濃度に応じてパージガスの吸気通路ＩＰへの導入量の補正を行う制御である。

そして、本実施形態では、パージ濃度を推定するに際して、パージ制御の実行時にＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に圧力波ＰＷを発生させて、第一位置１２ａにおける圧力を上昇させる。

このように、パージ通路１２に圧力波ＰＷを発生させるので、第一位置１２ａにおける圧力の上昇が顕著に現れる。そのため、パージ濃度の推定精度が向上する。

また、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉弁速度と、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷがＶＳＶ１４から圧力センサ１６まで伝播する間に減衰する量と、の少なくとも一方を考慮した補正を行ったうえで、パージ濃度を推定してもよい。

これにより、蒸発燃料処理装置１に実際に設けられたＶＳＶ１４の特性やパージ通路１２を実際に形成する配管の特性に応じて、パージ濃度を推定できる。そのため、パージ濃度を推定するに際して、ＶＳＶ１４や配管の個体差による影響を受け難くなる。したがって、パージ濃度の推定精度が向上する。

また、本実施形態では、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からキャニスタ１１へ伝播してキャニスタ１１で反射してＶＳＶ１４に到達するまでの時間よりも短くする。

このようにして、ＶＳＶ１４の閉弁速度を速くすることにより、ＶＳＶ１４が閉じ切る前にキャニスタ１１で反射して戻ってきた圧力波ＰＷがＶＳＶ１４に到達してパージ通路１２の第一位置１２ａでの圧力の上昇が低下することを抑制できる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。

また、本実施形態では、パージ通路１２におけるキャニスタ１１からＶＳＶ１４までの通路断面積が一定である。これにより、圧力波ＰＷが、パージ通路１２を伝播する際に減衰したり、キャニスタ１１以外で反射することを可能な限り抑えることができる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。

また、本実施形態では、パージ通路１２におけるキャニスタ１１と圧力センサ１６との間の位置に、パージガスの流れを制御するパージポンプ１３が設けられている。これにより、圧力波ＰＷによる圧力の上昇を、パージポンプ１３の駆動により安定して大きくすることができる。そのため、圧力波ＰＷによる第一位置１２ａでの圧力の上昇を大きくしてパージ濃度を推定できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。

そこで、例えば、濃度推定部１８によりパージ濃度を推定する際には、パージポンプ１３の回転数を上げて、パージガスの流量を多くすることが考えられる。このようにして、パージガスの流速Ｖを上げて、圧力上昇値ΔＰを大きくすれば、精度良くパージ濃度を推定できる。

また、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷは、キャニスタ１１へ向かって伝播するに連れてパージ通路１２内の抵抗などにより減衰する。そのため、ＶＳＶ１４と圧力センサ１６との距離が長いと、圧力波ＰＷは圧力センサ１６に伝播したときには大きく減衰するおそれがあり、圧力センサ１６により圧力の上昇を十分に検出できないおそれがある。

そこで、本実施形態では、ＶＳＶ１４と圧力センサ１６との距離は、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からパージ通路１２を伝播して圧力センサ１６に達したときに減衰する量が所定量（第１所定量）未満となる長さとしている。このようにして、圧力センサ１６はＶＳＶ１４の近傍の位置に設けられているので、圧力波ＰＷが圧力センサ１６に伝播したときに、その減衰量が小さい。そのため、圧力波ＰＷによる圧力の上昇を圧力センサ１６により十分に検出できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。

また、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間の距離が短いと、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷが、パージ通路１２を伝播してキャニスタ１１に反射してＶＳＶ１４まで戻ってくるまでに減衰する量が小さい。そのため、新たにＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じた圧力波ＰＷと、キャニスタ１１で反射した圧力波ＰＷとが干渉し易くなる。

そこで、本実施形態では、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間の距離は、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からパージ通路１２を伝播してキャニスタ１１に反射してＶＳＶ１４まで戻ってくるまでに減衰する量が所定量（第２所定量）以上になるような長さとしている。このようにして、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間の距離を出来るだけで長くすることにより、新たにＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じた圧力波ＰＷと、キャニスタ１１で反射した圧力波ＰＷとが干渉し難くなる。そのため、圧力波ＰＷによる圧力の上昇を圧力センサ１６により正確に検出できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。

また、このようにしてキャニスタ１１に反射してＶＳＶ１４まで戻ってくる圧力波ＰＷの減衰量を大きくすることにより、ＶＳＶ１４の閉動作が開始してから終了するまでの時間を圧力波ＰＷがキャニスタ１１で反射してＶＳＶ１４に到達するまでの時間より短くしなくても、第一位置１２ａでの圧力の上昇が低下することを抑制できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を説明する。

本実施形態では、蒸発燃料処理装置１は、図５に示すように、パージ通路１２における圧力センサ１６が設けられる第一位置１２ａよりもキャニスタ１１側にある第二位置１２ｂの圧力（第二圧力）を検出する圧力センサ１９（第二圧力検出部）を有している。また、ＥＣＵ１７は、圧力センサ１９からパージ通路１２の第二位置１２ｂにおける圧力の検出値を取得する。そして、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉動作時にて圧力センサ１６により圧力の上昇が検出されてから圧力センサ１９により圧力の上昇が検出されるまでの時間に基づいて、圧力波ＰＷが伝播する速度である圧力波伝播速度を演算する。そして、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉動作によりに生じる圧力センサ１６の位置での圧力の上昇値と、演算された圧力波伝播速度と、に基づいてパージ濃度を推定する。

このようにして、本実施形態では、前記の数式（［数２］，［数３］）において、音速ａの代わりに、圧力センサ１６と圧力センサ１９で実際に検出した圧力値（実測値）に基づいて演算した圧力波伝播速度を用いて、密度ρを算出することができる。そして、このように実測値に基づいて算出された密度ρによりパージ濃度を推定できるので、パージ濃度の推定精度がさらに向上する。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

例えば、濃度推定部１８は、ＥＣＵ１７の一部として設けられているのではなく、ＥＣＵ１７とは別に設けられていてもよい。また、パージ通路１２は、スロットルバルブＴＨＲの下流側の吸気通路ＩＰと連通していてもよい。また、ＥＣＵ１７の代わりに、ＥＣＵ１７とは別にあるいは一体的に設けられた制御部（不図示）が蒸発燃料処理装置１を制御するとしてもよい。また、蒸発燃料処理装置１において、パージポンプ１３は必須の構成ではない。

１ 蒸発燃料処理装置
１１ キャニスタ
１２ パージ通路
１２ａ 第一位置
１２ｂ 第二位置
１３ パージポンプ
１４ ＶＳＶ
１５ 大気通路
１６ 圧力センサ
１７ ＥＣＵ（ＥＦＩ−ＥＣＵ）
１８ 濃度推定部
１９ 圧力センサ
ＥＮ エンジン
ＩＰ 吸気通路
ＩＭ インマニ（インテークマニホールド）
ＴＨＲ スロットル（スロットルバルブ）
ＡＣ エアクリーナ
ＡＭ エアフロメータ
ＦＴ 燃料タンク
ＰＷ 圧力波
Ｐ１ 圧力値
Ｐ２ 最大圧力値
ΔＰ 圧力上昇値

Claims (7)

1. キャニスタと、内燃機関に接続する吸気通路と前記キャニスタとに接続され前記キャニスタから前記吸気通路へパージガスを流すためのパージ通路と、前記パージ通路に設けられ前記パージガスの流量を制御する流量制御弁と、を有する蒸発燃料処理装置において、
   前記パージ通路における前記キャニスタと前記流量制御弁との間の第一位置での圧力である第一圧力を検出する第一圧力検出部と、
   前記パージ通路を流れる前記パージガスの濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部と、を有し、
   前記濃度推定部は、
   前記第一圧力検出部の検出値に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により生じる前記第一圧力の上昇値を求め、
   求めた前記第一圧力の上昇値に基づいて、前記パージ濃度を推定すること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１の蒸発燃料処理装置において、
   前記パージガスを前記キャニスタから前記パージ通路を介して前記吸気通路に導入するパージ制御の実行時に前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に圧力波を発生させて、前記第一圧力を上昇させること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１または２の蒸発燃料処理装置において、
   前記濃度推定部は、前記流量制御弁の閉弁速度と、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記第一圧力検出部まで伝播する間に減衰する量と、の少なくとも一方を考慮した補正を行ったうえで、前記パージ濃度を推定すること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
   前記パージ通路における前記第一位置よりも前記キャニスタ側にある第二位置の圧力である第二圧力を検出する第二圧力検出部を有し、
   前記濃度推定部は、
   前記流量制御弁の閉動作時にて前記第一圧力検出部により前記第一圧力の上昇が検出されてから前記第二圧力検出部により前記第二圧力の上昇が検出されるまでの時間に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が伝播する速度である圧力波伝播速度を演算し、
   前記第一圧力の上昇値と、演算された前記圧力波伝播速度と、に基づいて前記パージ濃度を推定すること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
   前記流量制御弁の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記キャニスタへ伝播して前記キャニスタで反射して前記流量制御弁に到達するまでの時間よりも短くすること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
   前記パージ通路における前記キャニスタから前記流量制御弁までの通路断面積が一定であること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
   前記パージ通路における前記キャニスタと前記第一圧力検出部との間の位置に、前記パージガスの流れを制御するパージポンプが設けられていること、
   を特徴とする蒸発燃料処理装置。

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