JP6133201B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の蒸発燃料処理装置は、キャニスタと燃料タンクとをつなぐベーパ通路に封鎖弁(制御バルブ)を備えている。前記封鎖弁は、蒸発燃料を遮断する不感帯領域(閉弁領域)と、蒸発燃料を通過させる導通領域(開弁領域)とを備えており、閉弁状態で燃料タンクを密閉状態に保持し、開弁状態で燃料タンクの蒸発燃料をキャニスタ側に逃がし、燃料タンクの内圧を低下させられるように構成されている。
特許文献1の蒸発燃料処理装置は、封鎖弁の開度を閉弁位置から所定速度で開方向に変化させて、燃料タンクの内圧が低下し始めたときに、封鎖弁の開度を開弁開始位置として記憶する学習制御を行なっている。
請求項1の発明は、車両の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判定できるように構成された圧力判定手段を備え、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習中、あるいは学習前に前記圧力判定手段により前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習を中断し、あるいは禁止する構成であり、前記圧力判定手段は、所定時間毎に検出された前記燃料タンクの内圧から差圧を求め、前記差圧が判定値よりも大きい場合に前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外であると判定することを特徴とする。
このため、燃料タンクの内圧の上昇量が大きなときに、学習制御が行なわれることがなく、誤学習を防止できる。
このため、燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外であることを正確に把握できる。
このように、封鎖弁の開弁開始位置の学習と、燃料タンクの内圧上昇量の判定(許容範囲内、許容範囲外の判定)とを同時に行なえるため、前記学習前に燃料タンクの内圧上昇量の判定を行なう場合と比較して、前記学習完了までの時間短縮を図ることができる。
請求項5の発明によると、圧力判定手段は、一定時間毎に検出された燃料タンクの内圧から差圧を求め、前記差圧が判定値よりも小さい状態が第2所定時間継続した場合は前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であると判定することを特徴とする。
このため、燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であることを正確に把握できる。
即ち、燃料タンクの内圧上昇量が仮に許容範囲外にある場合でも、封鎖弁の開弁開始位置の学習制御が可能であり、誤学習を防止できる。したがって、封鎖弁の開弁開始位置の学習を速やかに実施できる。
即ち、学習開始時と学習完了時(封鎖弁の開弁が開始される時)とに燃料タンクの内圧を検出し、その差圧を求めれば良いため、内圧上昇量演算手段の演算負荷を低減させることができる。
請求項9の発明によると、補正手段は、内圧上昇量と、その内圧上昇量に対応して予め設定された前記封鎖弁の補正ストローク量とを複数組記憶しており、前記記憶されている複数組の前記内圧上昇量と補正ストローク量とから実際の内圧上昇量に対応する前記補正ストローク量が選択されて、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習値が補正されることを特徴とする。
このため、精度良く、封鎖弁の開弁開始位置の学習値を補正できるようになる。
以下、図1から図11に基づいて本発明の実施形態1に係る蒸発燃料処理装置20の説明を行なう。本実施形態の蒸発燃料処理装置20は、図1に示すように、車両のエンジンシステム10に備えられており、車両の燃料タンク15で発生した蒸発燃料が外部に漏れ出ないようにするための装置である。
蒸発燃料処理装置20は、図1に示すように、キャニスタ22と、そのキャニスタ22に接続されたベーパ通路24、パージ通路26、及び大気通路28とを備えている。
キャニスタ22内には、吸着材としての活性炭(図示省略)が装填されており、燃料タンク15内の蒸発燃料を前記吸着材により吸着できるように構成されている。
ベーパ通路24の一端部(上流側端部)は、燃料タンク15内の気層部と連通されており、ベーパ通路24の他端部(下流側端部)がキャニスタ22内と連通されている。そして、ベーパ通路24の途中にはベーパ通路24を連通・遮断する封鎖弁40(後記する)が介装されている。
また、パージ通路26の一端部(上流側端部)は、キャニスタ22内と連通されており、パージ通路26の他端部(下流側端部)がエンジン14の吸気通路16におけるスロットルバルブ17よりも下流側通路部と連通されている。そして、パージ通路26の途中にはパージ通路26を連通・遮断するパージ弁26vが介装されている。
さらに、キャニスタ22は故障検出に使用されるOBD用部品28vを介して大気通路28が連通されている。大気通路28の途中にはエアフィルタ28aが介装されており、大気通路28の他端部は大気に開放されている。
前記封鎖弁40、パージ弁26v及びOBD用部品28vは、ECU19からの信号に基づいて制御される。
さらに、ECU19には、燃料タンク15内の圧力を検出するタンク内圧センサ15p等の信号が入力される。
次に、蒸発燃料処理装置20の基本的動作について説明する。
車両の駐車中は、封鎖弁40が閉弁状態に維持される。このため、燃料タンク15の蒸発燃料がキャニスタ22内に流入することはない。そして、駐車中に車両のイグニッションスイッチがオンされると、封鎖弁40の開弁開始位置を学習する学習制御が行なわれる(後記する)。
また、車両の駐車中は、パージ弁26vは閉弁状態に維持されてパージ通路26は遮断状態となり、大気通路28は連通状態に維持される。
車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、ECU19がキャニスタ22に吸着されている蒸発燃料をパージさせる制御を実行する。この制御では、キャニスタ22を大気通路28により大気に連通させたまま、パージ弁26vが開閉制御される。パージ弁26vが開弁されると、エンジン14の吸気負圧がパージ通路26を介してキャニスタ22内に作用する。これにより、キャニスタ22内に大気通路28から空気が流入するようになる。さらに、パージ弁26vが開弁されると、封鎖弁40が開弁方向に動作して燃料タンク15の圧抜き制御が行なわれる。これにより、キャニスタ22内にベーパ通路24から燃料タンク15内の気体が流入するようになる。この結果、キャニスタ22内の吸着材がキャニスタ22に流入する空気等によりパージされ、前記吸着材から離脱した蒸発燃料が空気と共にエンジン14の吸気通路16に導かれて、エンジン14内で燃焼される。
封鎖弁40は、閉弁状態でベーパ通路24を封鎖し、開弁状態でベーパ通路24を流れる気体の流量を制御する流量制御弁であり、図2に示すように、バルブケーシング42とステッピングモータ50とバルブガイド60とバルブ体70とを備えている。
バルブケーシング42には、弁室44、流入路45及び流出路46により、一連状をなす逆L字状の流体通路47が構成されている。また、弁室44の下面すなわち流入路45の上端開口部の口縁部には、弁座48が同心状に形成されている。
前記ステッピングモータ50は、前記バルブケーシング42の上部に設置されている。前記ステッピングモータ50は、モータ本体52と、そのモータ本体52の下面から突出し、正逆回転可能に構成された出力軸54を有している。出力軸54は、バルブケーシング42の弁室44内に同心状に配置されており、その出力軸54の外周面に雄ネジ部54nが形成されている。
バルブガイド60の筒軸部66の雌ネジ部66wには、前記ステッピングモータ50の出力軸54の雄ネジ部54nが螺合されており、ステッピングモータ50の出力軸54の正逆回転に基いて、バルブガイド60が上下方向(軸方向)に昇降移動可能に構成されている。
前記バルブガイド60の周囲には、そのバルブガイド60を上方へ付勢する補助スプリング68が介装されている。
前記バルブ体70は、前記バルブガイド60内に同心状に配置されており、そのバルブ体70のシール部材76がバルブケーシング42の弁座48の上面に対して当接可能に配置されている。バルブ体70の筒壁部72の上端外周面には、円周方向に複数個の連結凸部72tが形成されている。そして、バルブ体70の連結凸部72tがバルブガイド60の筒壁部62の内周面に形成された縦溝状の連結凹部62mと一定寸法だけ上下方向に相対移動可能な状態で嵌合している。そして、バルブガイド60の連結凹部62mの底壁部62bがバルブ体70の連結凸部72tに対して下方から当接した状態で、バルブガイド60とバルブ体70とが一体で上方(開弁方向)に移動可能となる。
また、前記バルブガイド60の上壁部64と前記バルブ体70の下壁部74との間には、バルブガイド60に対してバルブ体70を常に下方、即ち、閉弁方向へ付勢するバルブスプリング77が同心状に介装されている。
次に、封鎖弁40の基本動作について説明する。
封鎖弁40は、ECU19からの出力信号に基づいてステッピングモータ50を開弁方向、あるいは閉弁方向に予め決められたステップ数だけ回転させる。そして、ステッピングモータ50が予め決められたステップ数だけ回転することで、ステッピングモータ50の出力軸54の雄ネジ部54nとバルブガイド60の筒軸部66の雌ネジ部66wとの螺合作用により、バルブガイド60が上下方向に予め決められたストローク量だけ移動するようになる。
前記封鎖弁40では、例えば、全開位置においてステップ数が約200Step、ストローク量が約5mmとなるように設定されている。
封鎖弁40のイニシャライズ状態(初期状態)では、図2に示すように、バルブガイド60が下限位置に保持されて、そのバルブガイド60の筒壁部62の下端面がバルブケーシング42の弁座48の上面に対して当接している。また、この状態で、バルブ体70の連結凸部72tは、バルブガイド60の連結凹部62mの底壁部62bに対して上方に位置しており、バルブ体70のシール部材76はバルブスプリング77のバネ力により、バルブケーシング42の弁座48の上面に押付けられている。即ち、封鎖弁40は全閉状態に保持されている。そして、このときのステッピングモータ50のステップ数が0Stepであり、バルブガイド60の軸方向(上方向)の移動量、即ち、開弁方向のストローク量が0mmとなる。
また、車両の駐車中等では、封鎖弁40のステッピングモータ50がイニシャライズ状態から開弁方向に、例えば、4Step回転する。これにより、ステッピングモータ50の出力軸54の雄ネジ部54nとバルブガイド60の筒軸部66の雌ネジ部66wとの螺合作用でバルブガイド60が約0.1mm上方に移動し、バルブケーシング42の弁座48から浮いた状態に保持される。これにより、気温等の環境変化で封鎖弁40のバルブガイド60とバルブケーシング42の弁座48間に無理な力が加わり難くなる。
なお、この状態で、バルブ体70のシール部材76はバルブスプリング77のバネ力により、バルブケーシング42の弁座48の上面に押付けられている。
ここで、封鎖弁40の開弁開始位置は、バルブ体70に形成された連結凸部72tの位置公差、バルブガイド60の連結凹部62mに形成された底壁部62bの位置公差等により、封鎖弁40毎に異なるため、正確に開弁開始位置を学習する必要がある。この学習を行なうのが学習制御であり、封鎖弁40のステッピングモータ50を開弁方向に回転(ステップ数を増加)させながら燃料タンク15の内圧が所定値(ΔP1)以上低下したタイミングに基づいて開弁開始位置のステップ数を検出する。
このように、封鎖弁40が閉弁状態のときはバルブガイド60が本発明の弁可動部に相当し、封鎖弁40が開弁状態のときはバルブガイド60とバルブ体70とが本発明の弁可動部に相当する。
次に、図5〜図8に基づいて、封鎖弁40の学習実行、禁止判定について説明する。
例えば、高負荷走行をしてエンジンを停止した直後等、燃料タンク15内の蒸発燃料の発生量が多く、燃料タンク15の内圧上昇量が大きいときには、学習制御により封鎖弁40の開弁が開始されても燃料タンク15の内圧が所定値(ΔP1)以上低下しない場合がある。このような条件下では、封鎖弁40の開弁開始位置を正確に学習することができないため、学習制御を禁止する必要がある。
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置20では、図6に示すフローチャートに基づいて学習禁止の判定を行なっている。ここで、図6のフローチャートに示す処理は、ECU19の記憶装置に格納されたプログラムに基づいて所定時間毎に繰り返し実行される。
先ず、図6のステップS101で、燃料タンク15のタンク内圧P1を読み取り(図5参照)、ステップS102でカウンタCntをスタートさせる。次に、カウンタCntのスタート後、例えば、T1=500ms経過したタイミングで燃料タンク15のタンク内圧P2を読み取る(ステップS103)。そして、タンク内圧P1とタンク内圧P2との差圧計算を行なって差圧ΔP(=P2−P1)を求め(ステップS104)、その差圧ΔPを判定値B(例えば、B=0.1kPa)と比較する(ステップS105)。そして、差圧ΔPが判定値Bよりも小さい場合には(ステップS105 YES)、タンク安定状態と判定される(ステップS106)。タンク安定状態と判定された場合には、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲内であり、封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御が実行される。
また、差圧ΔPが判定値Bよりも大きい場合には(ステップS105 NO)、タンク不安定状態と判定される(ステップS107)。タンク不安定状態と判定された場合には、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲外であり、封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御が禁止される。
このように、ECU19が本発明の圧力判定手段に相当する。
次に、図7、及び図8のフローチャートに基づいて、変更例1に係る封鎖弁40の学習実行、禁止判定について説明する。
ここで、図8のフローチャートに示す処理は、ECU19の記憶装置に格納されたプログラムに基づいて所定時間毎に繰り返し実行される。
図8のフローチャートに示す処理では、先ず、ステップS201で不安定カウンタCntT1がスタートする。次に、不安定カウンタCntT1がスタートしてからの時間判定が行なわれる(ステップS202)。不安定カウンタCntT1のスタート直後は、ステップS202の時間判定がYESとなるため、処理がステップS203〜ステップS205に進み、今回検出したタンク内圧(Pn)と前回検出したタンク内圧(Pn−1)との差圧ΔPが計算される。そして、差圧ΔPが、例えば、0.1kPaよりも大きければ(ステップS206 NO)、安定カウンタCntT2がリセットされ(ステップS212)、処理はステップS201に戻される。
タンク内圧の上昇量が大きい状態では(図7におけるPn−3〜Pn−1 参照)、ステップS201〜S206、及びステップS212までの処理が繰り返し実行される。そして、不安定カウンタCntT1の値が、例えば、3secよりも大きくなると(ステップS202 NO)、タンク不安定状態と判定(不安定判定)される(ステップS214)。即ち、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲外と判定され、封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御が禁止される。
即ち、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲内であり、タンク安定状態と判定されて封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御が許容される。
したがって、この後、封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御が行なわれる。
次に、図9に基づいて、一般的な封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御について説明する。
ここで、図9の上図は、時間を基準(横軸)としてステッピングモータ50のステップ数の変化、即ち、バルブガイド60、及びバルブ体70のストローク量(軸方向の移動量)を表している。このため、以後、ステップ数とストローク量とは同意語として使用する。
また、図9の下図は、時間を基準(横軸)として燃料タンク15の内圧(タンク内圧)の変化を表している。ここで、タンク内圧は、一定周期毎に検出される。
前述のように、車両の駐車中では、ステッピングモータ50が開弁方向に、例えば、4Step回転してバルブガイド60がバルブケーシング42の弁座48から約0.1mm浮いた状態に保持されている。この状態で、エンジンのイグニッションスイッチがオンすると、ステッピングモータ50が閉弁方向に4Step(−4Step)回転し、前記封鎖弁40はイニシャライズ状態(0Step)に戻される。次に、図9の上図に示すように、ステッピングモータ50が封鎖弁40の閉弁限界位置S0まで開弁方向に高速回転する。
なお、このときには、バルブ体70のシール部材76は、バルブスプリング77のバネ力でバルブケーシング42の弁座48の上面に当接しており、封鎖弁40は閉弁状態である。
次に、ステッピングモータ50がAStep(例えば、4Step)だけ開弁方向に回転して一定時間T1維持された後、ステッピングモータ50がBStep(2Step)だけ閉弁方向に回転して一定時間T2維持される。そして、ステッピングモータ50が一定時間T2維持されている間にタンク内圧が検出される。このとき、タンク内圧が前回の検出値に対して所定値(ΔP1)以上低下していなければ、前回のストローク量(S0−2)Stepに今回の開弁方向のストローク量Aと閉弁方向のストローク量Bとの差(A−B=2)Stepを加算した値が新たなストローク量として記憶される。
このような工程が繰り返し実行されて、今回検出されたタンク内圧が前回(タイミングTx1 参照)の検出値に対して所定値(ΔP1)以上低下していると(タイミングTx2 参照)、封鎖弁40の開弁が開始されたと判定される。これにより、一つ前の工程(タイミングTx1 参照)で更新したストローク量Sに基づいて開弁開始位置の学習値Sxが求められ、学習制御が終了する。
このように、学習実行判定後に封鎖弁40の学習制御を行なうため、学習制御を正確に実施することができる。
次に、図10、及び図11のフローチャートに基づいて、変更例2に係る封鎖弁40の学習実行、禁止判定について説明する。
上記したように、学習実行判定後に封鎖弁40の学習制御を行なう方法では、学習制御が終了するまでに時間が掛かる。変更例2に係る封鎖弁40の学習実行、禁止判定では、学習制御中に前記判定を行なえるようにして、学習制御が終了するまでの時間短縮を図っている。
即ち、前記学習制御では、図10に示すように、ステッピングモータ50がAStep(例えば、4Step)だけ開弁方向に回転して一定時間T1維持された後、ステッピングモータ50がBStep(2Step)だけ閉弁方向に回転して一定時間T2維持され、その一定時間T2維持されている間にタンク内圧(P1、P2・・P7)が検出される。そして、一定時間T2維持されている間(維持時間T2中)に検出されたタンク内圧(P1、P2・・P7)が学習実行、禁止判定と学習制御との双方に利用される。
次に、ステップS301〜S303で、タンク内圧P2とタンク内圧P3との差圧計算が行なわれる。図10に示すように、P2<P3であるため、差圧ΔP(=P2−P3)は負の値になり(図11 ステップS304 NO)、ステップS307で差圧ΔP(=P2−P3)の絶対値が判定値Bの絶対値よりも大きいか否かが判定される。差圧ΔPの絶対値が判定値Bの絶対値よりも小さい場合には(ステップS307 NO)、処理はステップS301〜S303に戻り、次に、タンク内圧P3とタンク内圧P4とが比較される。
このように、タンク内圧上昇量が許容範囲内である場合には、ステップS301〜S304、ステップ307の処理が繰り返し実行される。そして、図10のタイミングTx7に示すように、差圧ΔP(=Pn−Pn+1)が正の値になり、かつ、差圧ΔP>ΔP1(例えば、0.3kPa)となると(ステップS304 YES)、封鎖弁40の開弁開始位置の学習値が更新される(ステップS305)。即ち、図10に示すように、一つ前の工程(Tx6)で更新したストローク量に基づいて開弁開始位置の学習値Sxが求められ、学習制御が終了する(ステップS306)。
このように、学習制御中に学習実行、禁止判定を行ない、学習制御が中止されない場合にはそのまま学習値Sxが求められるため、学習制御が終了するまでの時間短縮を図ることができる。
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置20によると、封鎖弁40の開弁開始位置の学習中、あるいは学習前にECU19(圧力判定手段)により燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、封鎖弁40の開弁開始位置の学習が中断、あるいは禁止される。
このため、燃料タンク15の内圧上昇量が大きなときに、学習制御が行なわれることがなく、誤学習を防止できる。
また、封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御と、燃料タンク15の内圧上昇量の判定(許容範囲内、許容範囲外の判定)とを同時に行なえるため、学習前に燃料タンク15の内圧上昇量の判定を行なう場合と比較して、学習完了までの時間短縮を図ることができる。
次に、図12〜図17に基づいて本発明の実施形態2に係る蒸発燃料処理装置20の説明を行なう。実施形態1の蒸発燃料処理装置20では、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、誤学習防止の観点から封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御を中止、あるいは禁止する。しかし、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置20では、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲外と判定される場合であっても学習制御を継続し、前記内圧上昇量に基づいて封鎖弁40の開弁開始位置の学習値を補正できるようにしている。
即ち、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置20における学習制御では、先ず、図13のフローチャートにおけるステップS401で、学習制御が開始されたときのタンク内圧P0が読み取られる(図12 タイミングTx0 参照)。そして、学習制御が開始されることで、図12に示すように、ステッピングモータ50がAStep(例えば、4Step)だけ開弁方向に回転して一定時間T1維持された後、ステッピングモータ50がBStep(2Step)だけ閉弁方向に回転して一定時間T2維持され、その一定時間T2維持されている間にタンク内圧(P1、P2・・P7)が検出される。
ステップS401で学習制御が開始されたときの圧力P0が記憶されると、維持時間T2中に検出されたタンク内圧(P1、P2・・P6)のそれぞれの差圧ΔPが計算される(ステップS404)。即ち、図12のタイミングTx2では、前回工程のタンク内圧P1(ステップS402)と今回工程のタンク内圧P2(ステップS403)との差圧ΔP=P1−P2が計算される(ステップS404)。燃料タンク15のタンク内圧が上昇していない場合(点線参照)、差圧ΔP=P1−P2=0であり、差圧ΔPは、ΔP1(=0.3kPa)よりも小さくなる。このため、ステップS405の判断がNOとなり、処理はステップS402に戻される。そして、タンク内圧P2が格納され(ステップS402)、図12のタイミングTx3では、タンク内圧P3が読み取られて、差圧ΔP=P2−P3が計算される(ステップS404)。図12のタイミングTx3でタンク内圧P3が前回工程のタンク内圧P2からΔP1(=0.3kPa)以上低下しているため、ステップS405の判断がYESとなり、前回工程(Tx2)で更新したストローク量に基づいて開弁開始位置の学習値が求められる(ステップS406)。
次に、ステップS406で求められた学習値から補正値α(=0)が減算されて、補正後の学習値Sxが求められる(ステップS409)。即ち、補正値αが零のため、補正前の学習値と補正後の学習値Sxとは等しくなる。
この場合、図13のステップS404の差圧計算、即ち、ΔP=Pn−Pn+1は負の値になるため、ステップS405のΔP>ΔP1(=0.3kPa)の判断はNOとなり(ステップS405 NO)、ステップS402〜S405の処理が繰り返し実行される。
そして、図12のタイミングTx7に示すように、差圧ΔP=P6−P7がΔP1(=0.3kPa)以上となると(ステップS405 YES)、前回工程(Tx6)で更新したストローク量に基づいて開弁開始位置の学習値Sx6が求められる(ステップS406)。
次に、学習開始時のタンク内圧P0と学習完了時(封鎖弁40の開弁開始時)のタンク内圧P6とに基づいて燃料タンク15の内圧上昇量(P6−P0)が求められる(ステップS407)。そして、図13の下図に示すマップに基づいて補正値αが求められる(ステップS408)。補正値αは、前記内圧上昇量に応じた値となる。
次に、ステップS406で求められた学習値Sx6から補正値αが減算されて、補正後の学習値Sxが求められる(ステップS409)。
このように、燃料タンク15の内圧上昇量が仮に許容範囲外と判定される場合であっても学習制御を継続し、前記内圧上昇量に基づいて封鎖弁40の開弁開始位置の学習値を補正できる。
即ち、ECU19が本発明の内圧上昇量演算手段と補正手段とに相当する。
次に、図14〜図17に基づいて変更例1に係る封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御について説明する。
変更例1に係る封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御は、実施形態2で説明した前記学習制御(図12、図13参照)と基本的に同じであるが、燃料タンク15の内圧上昇量の求め方が異なっている。
即ち、変更例1に係る学習制御では、学習開始時(図14のタイミングTx0)にタンク内圧P0を読み取ると(図15 ステップS501)、カウンタCntをスタートさせる(ステップS502)。さらに、補正値αの設定が終了しているか、否かが判定される(ステップS503)。補正値αの設定が終了していないため(ステップS503 NO)、処理はステップS504に進み、カウンタCntのスタート後、500ms経過したか、否かが判定される(ステップS504)。図14のタイミングTx0では、ステップS504の判定がNOとなり、ステップS511で学習制御が実行される。即ち、図14に示すように、ステッピングモータ50がAStep(例えば、4Step)だけ開弁方向に回転して一定時間T1維持された後、ステッピングモータ50がBStep(2Step)だけ閉弁方向に回転して一定時間T2維持され、その一定時間T2維持されている間にタンク内圧(P1、P2・・P7)が検出される工程が繰り返し実行される。
そして、カウンタCntのスタート後、500ms以上が経過すると(ステップS504 YES(図14 タイミングTx3参照))、そのときのタンク内圧P3が読み取られる(ステップS505)。次に、学習開始時のタンク内圧P0とタンク内圧P3との差圧ΔP500が算出され(ステップS506)、前記差圧ΔP500に基づいて500ms間の燃料タンク15の内圧上昇率(kPa/sec)が求められる(ステップS507)。そして、前記内圧上昇率(kPa/sec)に基づいて補正値αが設定される(ステップS508)。
即ち、図16のグラフ、あるいは図17のマップを使用することにより、図17の下図に示すように、0≦内圧上昇率(kPa/sec)<0.1のときには、補正値α=1Stepに設定される。また、0.1≦内圧上昇率(kPa/sec)<0.2のときには、補正値α=2Step、0.2≦内圧上昇率(kPa/sec)<0.3のときには、補正値α=3Step、0.3≦内圧上昇率(kPa/sec)<0.5のときには、補正値α=4Step、0.5≦内圧上昇率(kPa/sec)のときには、補正値α=5Stepに設定される。
次に、図15のステップS509で学習制御が終了したか、否かが判定され、学習制御が終了していない場合には(ステップS509 NO)、処理はステップS511に進み、学習制御が実行される。次に、処理はステップS503に進み、補正値αの設定が終了しているか、否かが判定される。上記したように、補正値αの設定が終了しているため(ステップS503 YES)。処理はステップS509、ステップS511に進み、学習制御が継続される(ステップS511)。
そして、図15のステップS503、S509、及びS511の処理が繰り返されて学習制御が実行され、図14のタイミングTx7に示すように、学習制御が終了すると(ステップS509 YES)、補正前の学習値から補正値αが減算されて、補正後の学習値Sxが算出される(ステップS510)。
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置20によると、補正手段(ECU19)により燃料タンク15の内圧上昇量(内圧上昇率)に基づいて封鎖弁40の開弁開始位置の学習値が補正される。
即ち、燃料タンク15の内圧上昇量が許容範囲外にある場合でも、封鎖弁40の開弁開始位置の学習制御が可能であり、誤学習を防止できる。したがって、封鎖弁40の開弁開始位置の学習を速やかに実施できる。
また、学習開始時と学習完了時(封鎖弁40の開弁が開始されるとき)とに燃料タンク15のタンク内圧P0、P6を検出し、その差圧により内圧上昇量を求める構成のため、演算負荷を低減させることができる。
また、補正手段(ECU19)は、燃料タンク15の所定時間内の内圧上昇率と、その内圧上昇率に対応して予め設定された封鎖弁40の補正ストローク量(補正値α)とを複数組記憶しており、前記記憶されている複数組の内圧上昇率と補正ストローク量(補正値α)とから実際の内圧上昇率に対応する補正ストローク量(補正値α)が選択されて、封鎖弁40の開弁開始位置の学習値が補正される。このため、精度良く、封鎖弁40の開弁開始位置の学習値Sxを補正できるようになる。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、実施形態1、2では、ステッピングモータ50をAStep(例えば、4Step)だけ開弁方向に回転させて一定時間T1維持した後、ステッピングモータ50をBStep(2Step)だけ閉弁方向に回転させて一定時間T2維持し、その一定時間T2維持している間にタンク内圧(P1、P2・・P7)を検出する工程を繰り返し実行しながら学習制御を実施する例を示した。しかし、例えば、ステッピングモータ50をBStep(2Step)だけ開弁方向に回転させて、一定時間T2維持し、その一定時間T2維持している間にタンク内圧(P1、P2・・P7)を検出する工程を繰り返し実行しなから学習制御を実施することも可能である。
また、本実施形態では、封鎖弁40のモータにステッピングモータ50を使用する例を示したが、ステッピングモータ50の代わりにDCモータ等を使用することも可能である。
19・・・・ECU(圧力判定手段、補正手段)
22・・・・キャニスタ
24・・・・ベーパ通路
40・・・・封鎖弁
60・・・・バルブガイド(弁可動部)
70・・・・バルブ体(弁可動部)
Claims (9)
- 車両の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、
前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、
前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判定できるように構成された圧力判定手段を備え、
前記封鎖弁の開弁開始位置の学習中、あるいは学習前に前記圧力判定手段により前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習を中断し、あるいは禁止する構成であり、
前記圧力判定手段は、所定時間毎に検出された前記燃料タンクの内圧から差圧を求め、前記差圧が判定値よりも大きい場合に前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外であると判定することを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 車両の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、
前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、
前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判定できるように構成された圧力判定手段を備え、
前記封鎖弁の開弁開始位置の学習中、あるいは学習前に前記圧力判定手段により前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習を中断し、あるいは禁止する構成であり、
前記圧力判定手段は、一定時間毎に検出された燃料タンクの内圧から差圧を求め、前記差圧が判定値よりも大きい状態が第1所定時間継続した場合は前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外であると判定することを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 車両の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、
前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、
前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判定できるように構成された圧力判定手段を備え、
前記封鎖弁の開弁開始位置の学習中、あるいは学習前に前記圧力判定手段により前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習を中断し、あるいは禁止する構成であり、
前記封鎖弁の開弁開始位置の学習では、前記封鎖弁のストローク量を一定量だけ開弁方向に変化させた後、その状態を一定時間維持し、その維持時間中に前記燃料タンクの内圧を検出する工程を繰り返すことで、前記封鎖弁の前記ストローク量を開弁方向に変化させる構成であり、
前記圧力判定手段は、前回工程の維持時間中に検出された前記燃料タンクの内圧と今回工程の維持時間中に検出された前記燃料タンクの内圧との差圧から前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判定することを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 車両の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備える蒸発燃料処理装置であって、
前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されており、
前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であるか、許容範囲外であるかを判定できるように構成された圧力判定手段を備え、
前記封鎖弁の開弁開始位置の学習中、あるいは学習前に前記圧力判定手段により前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲外と判定された場合には、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習を中断し、あるいは禁止する構成であり、
前記封鎖弁の開弁開始位置の学習が中断、あるいは禁止された後、前記圧力判定手段により前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内と判定された場合には、前記学習を開始することを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 請求項4に記載された蒸発燃料処理装置であって、
前記圧力判定手段は、一定時間毎に検出された燃料タンクの内圧から差圧を求め、前記差圧が判定値よりも小さい状態が第2所定時間継続した場合は前記燃料タンクの内圧上昇量が許容範囲内であると判定することを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 車両の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を備えるキャニスタと、前記キャニスタと前記燃料タンクとをつなぐベーパ通路に設けられている封鎖弁とを備え、
前記封鎖弁は、弁座に対する弁可動部の軸方向距離であるストローク量が零から所定範囲内にあるときが閉弁状態で前記燃料タンクを密閉状態に保持可能であり、前記ストローク量を開弁方向に変化させて前記燃料タンクの内圧が所定値以上低下したときの前記ストローク量に基づいて開弁開始位置を学習できるように構成されている蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクの内圧上昇量を求める内圧上昇量演算手段と、
前記燃料タンクの内圧上昇量に基づいて前記封鎖弁の開弁開始位置のストローク量である学習値を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 請求項6に記載された蒸発燃料処理装置であって、
前記内圧上昇量演算手段は、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習開始時における前記燃料タンクの内圧と、前記封鎖弁の開弁が開始される時の前記燃料タンクの内圧とから内圧上昇量を求めることを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 請求項6に記載された蒸発燃料処理装置であって、
前記補正手段は、前記燃料タンクの所定時間内の内圧上昇量に基づいて、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習値を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 請求項8に記載された蒸発燃料処理装置であって、
前記補正手段は、前記内圧上昇量と、その内圧上昇量に対応して予め設定された前記封鎖弁の補正ストローク量とを複数組記憶しており、
前記記憶されている複数組の前記内圧上昇量と補正ストローク量とから実際の内圧上昇量に対応する前記補正ストローク量が選択されて、前記封鎖弁の開弁開始位置の学習値が補正されることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
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