JP6306195B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクとキャニスタとを接続する経路上の弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置に関する。

特開２０１１−２５６７７８号には、燃料タンクとキャニスタとを接続する経路上の弁として、上記流量制御弁を使用した蒸発燃料処理装置が開示されている。流量制御弁は、初期状態から開弁動作を開始後、燃料タンクとキャニスタとが連通される開弁開始位置に達するまでには、弁可動部を所定量開弁方向に動作させる必要がある。そのため、流量制御弁の開弁制御を速やかに行うためには、開弁開始位置を予め学習しておき、通常の開弁制御は開弁開始位置から開始するようにしている。かかる学習のためには、開弁開始位置を検出する必要があり、その検出は燃料タンクの内圧低下を検出して行っている。

しかし、燃料タンクの内圧は、燃料タンクの置かれた環境によっても変動し、内圧低下によって開弁開始位置を検出すると誤検出することがある。例えば、燃料タンク内の空間に大量にベーパが発生すると、ベーパによって内圧が上昇し、開弁開始位置において内圧低下が生じないことがある。

このような問題に鑑み本発明の課題は、蒸発燃料処理装置におけるキャニスタと燃料タンクとを接続する経路上の弁として上記流量制御弁を用いたものにおいて、開弁動作を開始後、燃料タンクとキャニスタとが連通される開弁開始位置の検出を、燃料タンク内圧の変動分を考慮して行うことにより、燃料タンクの置かれた環境変化に係わらず、開弁開始位置を正確に検出することにある。

本発明における第１発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを連通させる弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、前記流量制御弁の開弁動作開始後、内圧センサによって検出される内圧の二階微分値を求め、この二階微分値が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する開弁開始位置検出手段と、開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、流量制御弁の開度制御を行う際の学習値として記憶する学習手段とを備える。

第１発明によれば、燃料タンク内圧の二階微分値が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する。そのため、燃料タンク内圧が蒸発燃料の増加、気温の変化等の原因により増減変動しているときでも、開弁開始位置を正確に検出することができる。

本発明における第２発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを連通させる弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、前記流量制御弁が閉弁されている状態で、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当たりの変化量を求める第１内圧変化量算出手段と、前記流量制御弁の開弁動作開始後、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当たりの変化量を求める第２内圧変化量算出手段と、前記第１内圧変化量算出手段と第２内圧変化量算出手段によってそれぞれ求められる各変化量の差が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する開弁開始位置検出手段と、該開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、前記流量制御弁の開度制御を行う際の学習値として記憶する学習手段とを備える。

第２発明によれば、流量制御弁が閉弁されている状態における燃料タンク内圧の単位時間当たりの変化量と、流量制御弁の開弁動作開始後における燃料タンク内圧の単位時間当たりの変化量との差が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する。そのため、燃料タンク内圧が蒸発燃料の増加、気温の変化等の原因により増減変動しているときでも、開弁開始位置を正確に検出することができる。

本発明における第３発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを連通させる弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当たりの変化量を求める第３内圧変化量算出手段と、前記第３内圧変化量算出手段によって求められた変化量の前回値と今回値との差が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する開弁開始位置検出手段と、該開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、流量制御弁の開度制御を行う際の学習値として記憶する学習手段とを備える。

第３発明によれば、燃料タンク内圧の単位時間当たりの変化量の前回値と今回値との差が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する。そのため、燃料タンク内圧が蒸発燃料の増加、気温の変化等の原因により増減変動しているときでも、開弁開始位置を正確に検出することができる。

本発明における第４発明は、上記第２又は第３発明において、前記開弁開始位置検出手段は、前記第１内圧変化量算出手段によって求められた変化量が圧力増加の場合、前記第２内圧変化量算出手段によって求められた変化量が前記第１内圧変化量算出手段によって求められた変化量に比べて所定値以上小さいとき、若しくは、前記第３内圧変化量算出手段によって求められた変化量の前回値が圧力増加の場合、前記第３内圧変化量算出手段によって求められた変化量の今回値が前回値に比べて所定値以上小さいとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する。

本発明における第５発明は、上記第２又は第３発明において、前記開弁開始位置検出手段は、前記第１内圧変化量算出手段によって求められた変化量が圧力降下の場合、前記第２内圧変化量算出手段によって求められた変化量が前記第１内圧変化量算出手段によって求められた変化量に比べて所定値以上大きいとき、若しくは、前記第３内圧変化量算出手段によって求められた変化量の前回値が圧力降下の場合、前記第３内圧変化量算出手段によって求められた変化量の今回値が前回値に比べて所定値以上大きいとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する。

本発明における第６発明は、上記第２発明において、前記開弁開始位置検出手段は、前記第１内圧変化量算出手段によって求められる変化量が、燃料タンクの内圧が安定状態にあるか否かを判定するための基準値より小さく安定状態にあると判定されたとき、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当りの変化量が所定値以上か否かに基づいて開弁開始位置を検出する。

流量制御弁の開弁動作が開始され、開弁開始位置に達して燃料タンクとキャニスタとが連通されると、エンジンに蒸発燃料が供給される。そのとき、蒸発燃料の影響でエンジンの空燃比が瞬間的に変化する。この空燃比の変化を検出することにより流量制御弁の開弁開始位置を検出することができる。本発明では、内圧センサによって検出される燃料タンク内圧の変化に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出しているが、上述の空燃比の変化による検出を併用して、より精度良く開弁開始位置を検出することもできる。また、空燃比に代えて、エンジンの空燃比制御において用いられている空燃比のフィードバック補正量の変化を検出して、この検出結果を併用して開弁開始位置を検出することもできる。

上記第１発明に対応する概念図である。 上記第２発明に対応する概念図である。 上記第３発明に対応する概念図である。 本発明の第１実施形態のシステム構成図である。 上記第１実施形態における流量制御弁の縦断面図であり、初期状態を示す。 図５と同様の流量制御弁の縦断面図であり、閉弁状態を示す。 図５と同様の流量制御弁の縦断面図であり、開弁状態を示す。 上記第１実施形態における流量制御弁の開弁開始位置学習制御処理ルーチンのフローチャートである。 上記第１実施形態におけるタンク圧の変化が小さい場合を示すタイムチャートである。 上記第１実施形態におけるタンク圧が増加する場合のタンク圧の変化、及び流量制御弁の開度変化を示すタイムチャートである。 上記第１実施形態におけるタンク圧が降下する場合のタンク圧の変化を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態における流量制御弁の開弁開始位置学習制御処理ルーチンのフローチャートである。

図１〜３は、本発明の第１発明〜第３発明に対応する概念図であり、ここでの説明は繰り返しとなるため省略する。

図４〜８は、本発明の第１実施形態を示す。この実施形態は、図４に示すように、車両のエンジンシステム１０に蒸発燃料処理装置２０を付加している。

図４において、エンジンシステム１０は、周知のものであり、エンジン本体１１に吸気通路１２を介して空気に燃料を混ぜた混合気を供給している。空気はスロットル弁１４によって流量を制御して供給され、燃料は燃料噴射弁（不図示）によって流量を制御して供給されている。スロットル弁１４と燃料噴射弁は共に制御回路（ＥＣＵ）１６に接続されており、スロットル弁１４は制御回路１６にスロットル弁１４の開弁量に関する信号を供給し、燃料噴射弁は制御回路１６によって開弁時間を制御されている。燃料噴射弁には燃料が供給されており、その燃料は燃料タンク１５から供給されている。

蒸発燃料処理装置２０は、給油中に発生する燃料蒸気、又は燃料タンク１５内で蒸発した燃料蒸気（以下、蒸発燃料という）をベーパ通路２２を介してキャニスタ２１に吸着させている。また、キャニスタ２１に吸着された蒸発燃料はパージ通路２３を介してスロットル弁１４の下流側の吸気通路１２に供給されている。ベーパ通路２２には、この通路２２を開閉するようにステップモータ式封鎖弁（本発明における流量制御弁に相当する。以下、単に封鎖弁ともいう）２４が設けられ、パージ通路２３には、このパージ通路２３を開閉するようにパージ弁２５が設けられている。

封鎖弁２４は、ステップモータによる開弁動作開始後、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、燃料タンク１５を密閉状態に保持可能である。そして、ストローク量は連続的に変更可能とされている。上記ストローク量が上記所定量を超えて変化すると、封鎖弁２４は開弁状態とされて燃料タンク１５とキャニスタ２１との連通が行われる。このストローク量が所定量を超える弁体の位置が本発明における開弁開始位置に相当する。

キャニスタ２１内には、吸着材としての活性炭２１ａが装填されており、ベーパ通路２２からの蒸発燃料を活性炭２１ａにより吸着し、この吸着された蒸発燃料をパージ通路２３へ放出するようにしている。キャニスタ２１には大気通路２８も接続されており、キャニスタ２１にパージ通路２３を介して吸気負圧が印加されると、大気通路２８を通じて大気圧が供給されてパージ通路２３を介した蒸発燃料のパージが行われる。大気通路２８は、燃料タンク１５に設けられた給油口１７の付近から大気を吸引するようにされている。

制御回路１６には、燃料噴射弁の開弁時間等を制御するために必要な各種信号が入力されている。上述のスロットル弁１４の開弁量信号の他、図４に示されているものでは、燃料タンク１５の内圧を検出する圧力センサ（本発明の内圧センサに相当し、以下、内圧センサという）２６の検出信号を制御回路１６に入力している。また、制御回路１６は、上述のように燃料噴射弁の開弁時間の制御の他、図４に示されているものでは、封鎖弁２４及びパージ弁２５の開弁制御を行っている。

図５は、封鎖弁２４の構造を示す。封鎖弁２４は、バルブケーシング３０の円筒形状の弁室３２内に、同心状に配置された概ね円筒形状のバルブガイド６０を備え、バルブガイド６０内に同心状に配置された概ね円筒形状のバルブ体７０を備えている。一方、バルブケーシング３０の弁室３２の下端部中央には、燃料タンク１５側のベーパ通路２２に連通する流入路３４が形成されている。また、バルブケーシング３０の弁室３２の側壁には、キャニスタ２１側のベーパ通路２２に連通する流出路３６が形成されている。また、バルブケーシング３０の流入路３４が形成された下端部とは反対側の上端部には、ステープモータ５０のモータ本体５２が設けられ、弁室３２の上端部を封鎖している。

バルブガイド６０とバルブ体７０は、本発明における弁可動部を構成し、また、流入路３４が形成されたバルブケーシング３０の下端部の開口縁部には円形の弁座４０が同心状に形成されている。そして、弁座４０に対してバルブガイド６０及びバルブ体７０が当接することによって封鎖弁２４が閉弁状態とされ、弁座４０からバルブガイド６０及びバルブ体７０が離れることによって封鎖弁２４が開弁状態とされる。

バルブガイド６０は、円筒状の筒壁部６２と筒壁部６２の上端開口部を閉鎖する上壁部６４とにより有天円筒状に形成されている。上壁部６４の中央部には筒状の筒軸部６６が同心状に形成されており、その筒軸部６６の内周面に雌ネジ部６６ｗが形成されている。そして、バルブガイド６０の筒軸部６６の雌ネジ部６６ｗには、ステップモータ５０の出力軸５４の外周面に形成された雄ネジ部５４ｎが螺合されている。なお、バルブガイド６０は、バルブケーシング３０に対して、回り止め手段（図示省略）により軸回り方向に回り止めされた状態で軸方向（上下方向）に移動可能に配置されている。従って、ステップモータ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。また、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。

バルブ体７０は、円筒状の筒壁部７２と筒壁部７２の下端開口部を閉鎖する下壁部７４とから有底円筒状に形成されている。下壁部７４の下面には、例えば、円板状のゴム状弾性材からなるシール部材７６が装着されている。バルブ体７０のシール部材７６は、バルブケーシング３０の弁座４０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。一方、バルブガイド６０の筒壁部６２の内周側には、バルブ体７０の各連結凸部７２ｔに対応してバルブガイド６０の移動方向に沿って縦溝状の連結凹部６２ｍが形成されている。従って、バルブ体７０の各連結凸部７２ｔは、バルブガイド６０の各連結凹部６２ｍ内で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）に移動可能とされている。なお、バルブガイド６０の上壁部６４とバルブ体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２４の基本動作について説明する。

封鎖弁２４は、制御回路（ＥＣＵ）１６からの出力信号に基づいてステップモータ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ことによって動作される。即ち、ステップモータ５０が予め決められたステップ数だけ回転することで、ステップモータ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。例えば、封鎖弁２４は、全開位置において初期状態からのステップ数が約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２４のイニシャライズ状態（初期状態）では、図５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４０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４０の上面に押付けられている。即ち、封鎖弁２４は全閉状態に保持されている。このときのステップモータ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。

車両の駐車中には、封鎖弁２４のステップモータ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、ステップモータ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４０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２４のバルブガイド６０とバルブケーシング４２の弁座４０間に無理な力が加わることが抑制されている。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４０の上面に押付けられている。

ステップモータ５０が4Step回転した位置からさらに開弁方向に回転すると、雄ネジ部５４ｎと雌ネジ部６６ｗとの螺合作用でバルブガイド６０が上方に移動し、図６に示すように、バルブガイド６０の底壁部６２ｂがバルブ体７０の連結凸部７２ｔに下方から当接する。そして、バルブガイド６０がさらに上方に移動することで、図７に示すように、バルブ体７０がバルブガイド６０と共に上方に移動し、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４０から離れるようになる。これにより、封鎖弁２４が開弁状態とされる。

ここで、封鎖弁２４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の底壁部６２ｂの位置公差等により、封鎖弁２４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２４のステップモータ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して記憶する。

次に制御回路１６にて行われるステップモータ式封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御処理ルーチンについて、図９〜１１のタイムチャートを参照しながら図８のフローチャートに基づいて説明する。このルーチンの処理が実行されると、ステップＳ１では学習実行フラグがセットされているか否かが判定される。学習実行フラグは、図示しない処理ルーチンにより、ステップモータ式封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御が実行されるのに相応しい状態にあるときにセットされる。例えば、車両の電源スイッチであるイグニッションスイッチ（不図示）がオンとされ、車両が停止している状態においてセットされる。学習実行フラグがセットされと、ステップＳ１は肯定判断され、ステップＳ２以降の処理にて学習制御が実行される。

ステップＳ２では、その時点の燃料タンク内圧（以下、単にタンク圧ともいう）Ｐ１が内圧センサ２６によって計測され取り込まれる。次のステップＳ３では、時間計測用のカウンタが第１所定値に達したか否かが判定される。予め設定した時間が経過し、カウンタが第１所定値に達して、ステップＳ３が肯定判断されると、ステップＳ４にてステップＳ２と同様に内圧センサ２６によってその時点のタンク圧Ｐ２が計測され取り込まれる。次にステップＳ５では、上述のように取り込まれたタンク圧Ｐ１とＰ２との差圧Ｖｐ１の演算が行われる。ここで求められる差圧Ｖｐ１は、図１０から明らかなように、封鎖弁２４が閉弁されている状態で内圧センサ２６によって検出されるタンク圧の単位時間当たりの変化量に相当する。

ステップＳ６では、ステップＳ５にて求められた差圧Ｖｐ１の絶対値が第２所定値以上か否かが判定される。第２所定値は、タンク圧が安定状態にあるか否かを判定するための基準値である。

差圧Ｖｐ１の絶対値が図９に示すように第２所定値より小さい場合、ステップＳ６は否定判断され、タンク圧は安定状態にあるとして、ステップＳ２０において通常の学習制御が実施される。図８では図示を省略したが、ステップＳ２０における通常の学習制御では、タンク圧の前回からの低下量が所定値以上となったとき封鎖弁２４が開弁開始位置にあるとして検出し、その位置を学習値として記憶する。

一方、差圧Ｖｐ１の絶対値が図１０、１１に示すように第２所定値以上の場合、ステップＳ６は肯定判断され、ステップＳ７以降の処理が実行される。ステップＳ７では、封鎖弁２４がステップモータによって図１０のように予め決められた量だけ階段状に開弁される。この間、ステップＳ８において、ステップＳ２と同様に、その時点のタンク圧Ｐｎが内圧センサ２６によって計測され取り込まれる。そしてステップＳ９では、時間計測用のカウンタが第３所定値に達したか否かが判定される。予め設定した時間が経過し、カウンタが第３所定値に達して、ステップＳ９が肯定判断されると、ステップＳ１０にてステップＳ２と同様に内圧センサ２６によってその時点のタンク圧Ｐｎ＋１が計測され取り込まれる。次にステップＳ１１では、上述のように取り込まれたタンク圧ＰｎとＰｎ＋１との差圧Ｖｐの演算が行われる。ここで求められる差圧Ｖｐは、図１０から明らかなように、封鎖弁２４が開弁動作開始後に内圧センサ２６によって検出されるタンク圧の単位時間当たりの変化量に相当する。

ステップＳ１２では、ステップＳ５で求められた差圧Ｖｐ１とステップＳ１１で求められた差圧Ｖｐとの変化幅の絶対値が第４所定値以上か否か判定される。第４所定値は、封鎖弁２４が開弁開始位置に達して燃料タンク１５とキャニスタ２１とが連通され、燃料タンク１５からキャニスタ２１に蒸発燃料が流れ始めることによって燃料タンク内圧が低下するのに対応した圧力の変化幅に設定されている。図１０のように、タンク内圧がＰｎ＋１、Ｐｎ＋２のタイミングでは、差圧Ｖｐの差圧Ｖｐ１に対する変化幅が略ゼロで、第４所定値以上とならないため、ステップＳ１２は否定判断され、ステップＳ７以降の処理が繰り返される。タンク内圧がＰｎ＋３のとき、差圧Ｖｐの差圧Ｖｐ１に対する変化幅の絶対値が第４所定値以上となる（タンク圧の単位時間当たりの変化量ＶｐがＶｐ１に比べて第４所定値以上小さくなる）ため、ステップＳ１２は肯定判断され、ステップＳ１３において、そのときの封鎖弁２４の開弁位置が開弁開始位置として記憶される。実際には、Ｐｎ＋２のタイミングで封鎖弁２４が階段状に開弁されたとき、封鎖弁２４におけるバルブ体７０のシール部材７６がバルブケーシング３０の弁座４０から離れて封鎖弁２４が開かれ、燃料タンク１５とキャニスタ２１とが連通される。それに伴ってタンク圧の上昇速度が低くなっている。このようにして封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御が完了すると、ステップＳ１４において、学習完了フラグがセットされ、次に上述の学習実行フラグがセットされるまで、上述の学習制御処理ルーチンは実行されない。なお、ステップＳ５、ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は、本発明において二階微分を求めることに相当する。また、ステップＳ１２における第４所定値は、本発明における所定値に相当する。

図１１のようにタンク圧が降下している状況で、封鎖弁２４が開弁され、タンク内圧がＰｎ＋３のタイミングで開弁開始位置に達すると、差圧Ｖｐが更に大きく低下して、差圧Ｖｐ１に対する変化幅の絶対値が第４所定値以上となって（タンク圧の単位時間当たりの変化量ＶｐがＶｐ１に比べて第４所定値以上大きくなって）、そのときの封鎖弁２４の開弁位置が開弁開始位置として記憶される。図１１では封鎖弁２４の開弁量のタイムチャートが図示省略されているが、図１０と同様に封鎖弁２４は開弁され、Ｐｎ＋３のタイミングで開弁開始位置が検出される。

以上のように封鎖弁２４の開弁開始位置の学習制御が行われることによって、その後封鎖弁２４を開弁制御する際は、学習値として記憶された開弁開始位置から直ちに封鎖弁２４を開弁開始することができる。また、開弁開始位置の学習に際しては、学習のため封鎖弁２４が閉じている状態における燃料タンク内圧の変化を考慮して燃料タンク１５からキャニスタ２１に蒸発燃料が流れ始めることに伴う燃料タンク内圧の低下を検出するので、燃料タンク１５の置かれた環境変化に係わらず開弁開始位置を精度良く検出することができる。

図１２は本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が第１実施形態に対して特徴とする点は、封鎖弁２４が開弁開始位置に達したときに生ずるタンク圧の変化の検出の仕方にある。即ち、第１実施形態では、封鎖弁２４が閉じている状態におけるタンク圧の単位時間当たりの変化量を基準にして、封鎖弁２４の開弁動作開始後のタンク圧の単位時間当たりの変化量を比較して開弁開始位置を検出した。これに対し、第２実施形態では、一定周期でタンク圧の単位時間当たりの変化量を検出して、検出された単位時間当たりの変化量の前回値を基準にして今回値を比較して開弁開始位置を検出している。具体的には、図１２において、第１実施形態を示す図１１に対して相違する点は、ステップＳ１５を有する点である。その他の構成は両者全く同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。

図１２のステップＳ１５では、ステップＳ１１にて求められた差圧Ｖｐを、ステップＳ１２において基準値となる差圧Ｖｐ１に置換している。そのため、次回、ステップＳ１２において差圧Ｖｐ１と差圧Ｖｐとの変化幅を求めて第４所定値と比較する際は、今回求めた差圧Ｖｐと前回求めた差圧Ｖｐとの変化幅の絶対値が第４所定値以上か否か判定することになる。

このように第２実施形態によれば、今回求めた差圧Ｖｐと前回求めた差圧Ｖｐとの変化幅に基づいて封鎖弁２４の開弁開始位置を検出しているので、気温の変化等の外部要因でタンク圧が徐々に変化した場合でも、その影響を受けることなく開弁開始位置を検出を行うことができる。

なお、第２実施形態においては、ステップＳ２〜ステップＳ６及びステップＳ２０の処理を省略してもよい。このように省略することにより、封鎖弁２４の開弁開始位置検出のための処理プログラムを短くして処理時間を短縮することができる。

上記各実施形態におけるステップＳ２〜ステップＳ５、ステップＳ８〜ステップＳ１２の処理は、第１発明における開弁開始位置検出手段に相当する。また、ステップＳ２〜ステップＳ５の処理は、本発明における第１内圧変化量算出手段に相当する。更に、ステップＳ８〜ステップＳ１１の処理は、本発明における第２内圧変化量算出手段に相当する。更にまた、ステップＳ８〜ステップＳ１１及びステップＳ１５の処理は、本発明における第３内圧変化量算出手段に相当する。更にまた、ステップＳ１２の処理は、第２及び第３発明における開弁開始位置検出手段に相当する。更にまた、ステップＳ１３の処理は、本発明における学習手段に相当する。更にまた、ステップＳ６及びステップＳ２０の処理は、第６発明における開弁開始位置検出手段に相当する。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、流量制御弁をステップモータ式封鎖弁２４としたが、ボール状の弁体の回転によって開弁量が連続的に変わる構造のボールバルブとしてもよい。また、上記実施形態では、車両用のエンジンシステムに本発明を適用したが、本発明は車両用に限定されない。車両用のエンジンシステムの場合、エンジンとモータとを併用したハイブリッド車でもよい。

Claims (6)

1. 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを連通させる弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、
   燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、
   前記流量制御弁の開弁動作開始後、内圧センサによって検出される内圧の二階微分値を求め、この二階微分値が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する開弁開始位置検出手段と、
   開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、流量制御弁の開度制御を行う際の学習値として記憶する学習手段とを備える蒸発燃料処理装置。
2. 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを連通させる弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、
   燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、
   前記流量制御弁が閉弁されている状態で、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当たりの変化量を求める第１内圧変化量算出手段と、
   前記流量制御弁の開弁動作開始後、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当たりの変化量を求める第２内圧変化量算出手段と、
   前記第１内圧変化量算出手段と第２内圧変化量算出手段によってそれぞれ求められる各変化量の差が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する開弁開始位置検出手段と、
   該開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、前記流量制御弁の開度制御を行う際の学習値として記憶する学習手段とを備える蒸発燃料処理装置。
3. 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着された蒸発燃料をエンジンに吸入させ、燃料タンクとキャニスタとを連通させる弁として、弁座に対する弁可動部の軸方向移動距離であるストローク量が初期状態から所定量以内では閉弁状態に維持され、前記燃料タンクを密閉状態に保持可能な流量制御弁を用いた蒸発燃料処理装置において、
   燃料タンク内の空間圧力を内圧として検出する内圧センサと、
   前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当たりの変化量を求める第３内圧変化量算出手段と、
   前記第３内圧変化量算出手段によって求められた変化量の前回値と今回値との差が所定値以上のとき、流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する開弁開始位置検出手段と、
   該開弁開始位置検出手段によって検出された開弁開始位置を、流量制御弁の開度制御を行う際の学習値として記憶する学習手段とを備える蒸発燃料処理装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記開弁開始位置検出手段は、前記第１内圧変化算出手段によって求められた変化量が圧力増加の場合、前記第２内圧変化算出手段によって求められた変化量が前記第１内圧変化算出手段によって求められた変化量に比べて所定値以上小さいとき、
   若しくは、前記第３内圧変化算出手段によって求められた変化量の前回値が圧力増加の場合、前記第３内圧変化算出手段によって求められた変化量の今回値が前回値に比べて所定値以上小さいとき、
   流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する蒸発燃料処理装置。
5. 請求項２又は３において、
   前記開弁開始位置検出手段は、前記第１内圧変化算出手段によって求められた変化量が圧力降下の場合、前記第２内圧変化算出手段によって求められた変化量が前記第１内圧変化算出手段によって求められた変化量に比べて所定値以上大きいとき、
   若しくは、前記第３内圧変化算出手段によって求められた変化量の前回値が圧力降下の場合、前記第３内圧変化算出手段によって求められた変化量の今回値が前回値に比べて所定値以上大きいとき、
   流量制御弁の開弁位置を開弁開始位置として検出する蒸発燃料処理装置。
6. 請求項２において、
   前記開弁開始位置検出手段は、前記第１内圧変化量算出手段によって求められる変化量が、燃料タンクの内圧が安定状態にあるか否かを判定するための基準値より小さく安定状態にあると判定されたとき、前記内圧センサによって検出される内圧の単位時間当りの変化量が所定値以上か否かに基づいて開弁開始位置を検出する蒸発燃料処理装置。
   

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