JP6443825B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路に放出するための蒸発燃料処理装置に関する。

従来から、燃料タンク内に発生した蒸発燃料をキャニスタに一旦吸着させ、キャニスタに吸着された蒸発燃料を、パージ通路を介してエンジンの吸気通路へとパージ（放出）する蒸発燃料処理装置が知られている。一般的な蒸発燃料処理装置では、吸気通路内の負圧を利用して、具体的にはパージ通路と吸気通路との差圧を利用して、蒸発燃料を吸気通路へとパージするようにしている。

しかしながら、近年、エンジンのポンピングロスを低減して燃費を向上させる観点から、吸気通路の負圧をできるだけ低下させるようにしている（例えばスロットルバルブを開くことで吸気通路の負圧を低下させている）。そのため、蒸発燃料を吸気通路へと適切にパージできなくなる傾向にある。このような吸気通路の負圧が低下した状態であっても、蒸発燃料を吸気通路へとパージできるようにした技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、パージ通路上に加圧ポンプを設け、この加圧ポンプによって、キャニスタから吸気通路へ向けて蒸発燃料を強制的に圧送する技術が開示されている。

特開２０１６−２１７１７２号公報

ところで、上記のような加圧ポンプを用いた場合、蒸発燃料をパージしないときにも、蒸発燃料をパージするときと同様に加圧ポンプを駆動すると、消費電力の増加や、加圧ポンプの作動音による騒音が問題となる。これに対処すべく、蒸発燃料をパージしないときには、蒸発燃料をパージするときよりも、加圧ポンプの回転数を低下させると良いと考えられる。

他方で、一般的には、蒸発燃料のパージ制御は、蒸発燃料の濃度を考慮して行われている。例えば、蒸発燃料をパージしてエンジンに供給したときにも目標空燃比が適切に達成されるように、蒸発燃料の濃度に基づきパージ弁の開度や燃料噴射弁からの燃料噴射量の制御が行われる。このように、パージ制御を行うに当たって蒸発燃料の濃度を把握しておくことが望ましいため、一般的な蒸発燃料処理装置では、蒸発燃料の濃度推定が適宜行われている。特に、上記のような加圧ポンプを適用した蒸発燃料処理装置では、蒸発燃料の濃度を推定するときに、加圧ポンプを比較的高回転で駆動するのがよいと考えられる。これは、加圧ポンプの回転数が高いほど、蒸発燃料の濃度の差に対する加圧ポンプの吐出圧の差が大きくなる（換言すると蒸発燃料の濃度に対する加圧ポンプの吐出圧の感度が高くなる）という特性があるため、加圧ポンプの回転数が高いほど、加圧ポンプの吐出圧から蒸発燃料の濃度を精度良く推定できるからである。

以上述べたように、加圧ポンプを適用した蒸発燃料処理装置では、状況に応じて加圧ポンプの回転数を適宜変化させるのが良いと考えられる。上記した特許文献１には、このように加圧ポンプの回転数を変化させる点については何ら開示されていない。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、パージ通路上に加圧ポンプを備える蒸発燃料処理装置において、加圧ポンプの回転数を状況に応じて適切に変化させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、蒸発燃料処理装置であって、燃料タンクからエンジンの吸気通路に向けて延び、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気通路に放出するためのパージ通路と、パージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、キャニスタの下流側のパージ通路上に設けられ、パージ通路内の気体を圧送する加圧ポンプと、加圧ポンプの下流側のパージ通路上に設けられ、パージ通路から吸気通路への気体の放出を制御するパージ弁と、加圧ポンプとパージ弁との間のパージ通路内の圧力を検出する圧力センサと、加圧ポンプを駆動し、このときに圧力センサによって検出された圧力に基づいて、パージ通路内の蒸発燃料の濃度を推定する蒸発燃料濃度推定手段と、蒸発燃料濃度推定手段によって推定された蒸発燃料の濃度に基づきパージ弁を制御して、蒸発燃料を吸気通路に放出するパージ制御手段と、を有し、パージ制御手段は、蒸発燃料を吸気通路に放出するための所定のパージ条件が成立したときに、加圧ポンプを第１回転数で駆動すると共にパージ弁を開弁して、蒸発燃料を吸気通路に放出するようにし、所定のパージ条件が成立していないときには、パージ弁を閉弁しつつ、加圧ポンプを第１回転数よりも低い第２回転数で駆動して、加圧ポンプを予回転させ、蒸発燃料濃度推定手段が蒸発燃料の濃度を推定するときには、パージ弁を閉弁しつつ、加圧ポンプを第２回転数よりも高い第３回転数で駆動して、加圧ポンプの予回転を制限する、ことを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、蒸発燃料処理装置は、所定のパージ条件が成立したときに、加圧ポンプを第１回転数で駆動すると共にパージ弁を開弁して、蒸発燃料を吸気通路に放出（パージ）する一方で、所定のパージ条件が成立していないときには、パージ弁を閉弁しつつ、加圧ポンプを第１回転数よりも低い第２回転数で駆動して、加圧ポンプを予回転させる。これにより、パージ条件が成立していない間において消費電力の増大や加圧ポンプの作動音による騒音を抑制しつつ、パージ条件が成立したときにおける加圧ポンプの応答性を適切に確保することができる。つまり、パージ条件が不成立から成立へと切り替わったときに、加圧ポンプを速やかに第１回転数まで到達させることができる。
また、本実施形態によれば、蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料の濃度を推定するときには、加圧ポンプを第２回転数よりも高い第３回転数で駆動して、加圧ポンプの予回転を制限する。これにより、加圧ポンプの回転数が高いほど、蒸発燃料の濃度に対する加圧ポンプの吐出圧の感度が高くなるという特性を利用して、加圧ポンプの吐出圧等から蒸発燃料の濃度を精度良く推定することができる。

本発明において、好ましくは、パージ制御手段は、エンジンが始動してから蒸発燃料濃度推定手段が蒸発燃料の濃度を推定するまでの間は、所定のパージ条件が成立していないときであっても、加圧ポンプを第３回転数で駆動して、加圧ポンプの予回転を制限する。
このように構成された本発明によれば、パージ条件の不成立時であっても、エンジンの始動直後のような、蒸発燃料の濃度を取得すべき状況であれば、加圧ポンプの予回転を制限して第３回転数で適切に駆動することができ、蒸発燃料の濃度推定の機会を効果的に確保することができる。

本発明において、好ましくは、パージ制御手段は、蒸発燃料濃度推定手段が蒸発燃料の濃度を推定した後において吸気通路への蒸発燃料の放出が所定時間行われたときには、所定のパージ条件が成立していないときであっても、加圧ポンプを第３回転数で駆動して、加圧ポンプの予回転を制限する。
このように構成された本発明によれば、パージ条件の不成立時であっても、蒸発燃料の濃度を推定すべき状況であれば、加圧ポンプの予回転を制限して第３回転数で適切に駆動することができ、蒸発燃料の濃度推定の機会を効果的に確保することができる。

本発明において、好ましくは、蒸発燃料濃度推定手段は、パージ制御手段が加圧ポンプを第３回転数で駆動して加圧ポンプの予回転を制限しているときに、蒸発燃料の濃度を推定する。
このように構成された本発明によれば、加圧ポンプが比較的高い回転数で駆動されて、加圧ポンプの吐出圧が高くなるので、蒸発燃料の濃度を精度良く推定することができる。

本発明において、好ましくは、第３回転数は、第１回転数よりも高い回転数に設定される。
このように構成された本発明によれば、蒸発燃料の濃度の推定時に、加圧ポンプを第１回転数よりも高い第３回転数で駆動するので、蒸発燃料の濃度推定の精度を大きく向上させることができる。

本発明によれば、パージ通路上に加圧ポンプを備える蒸発燃料処理装置において、加圧ポンプの回転数を状況に応じて適切に変化させることができる。

本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置が適用されたシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態においてパージ実行時とパージ非実行時とに適用する加圧ポンプ回転数を示すタイムチャートである。 加圧ポンプの応答性を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施形態による制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による制御を行った場合のタイムチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置について説明する。

＜装置構成＞
まず、図１及び図２により、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置が適用されたシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、蒸発燃料処理装置１は、エンジンに供給する燃料を貯蔵する燃料タンク２からエンジンの吸気通路２１に向けて延びるパージ通路３を備える。このパージ通路３は、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料（エバポガス）を、スロットルバルブ２０の下流側の吸気通路２１へとパージ（放出）できるようになっている。

パージ通路３上には、上流側から順に、蒸発燃料を吸着する活性炭を内部に備え、蒸発燃料を蓄積するキャニスタ５と、パージ通路３内の気体を圧送する加圧ポンプ７と、開閉することにより、パージ通路３から吸気通路２１への気体の放出を制御するパージ弁９と、が設けられている。また、加圧ポンプ７とパージ弁９との間のパージ通路３には、パージ通路３内の圧力を検出する圧力センサ１１が設けられている。更に、キャニスタ５には、外部から空気が供給される大気開放口１３ａを備え、キャニスタ５に空気を供給する大気開放通路１３が接続されている。この大気開放通路１３上には、キャニスタ５への空気の供給を制御する大気開放弁１５が設けられている。

また、蒸発燃料処理装置１は、エンジンを含めて、当該蒸発燃料処理装置１全体を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を更に有する。図２に示すように、ＥＣＵ３０は、上記した圧力センサ１１によって検出された圧力と、エンジンの排気通路上に設けられた空燃比センサ２３によって検出された空燃比と、水温センサ２４によって検出されたエンジン水温と、外気温センサ２５によって検出された外気温と、大気圧センサ２６によって検出された大気圧と、を取得する。また、ＥＣＵ３０は、これらセンサによって検出された各種状態値に基づき、上記した加圧ポンプ７、パージ弁９及び大気開放弁１５に加えて、エンジンの燃料噴射弁２８に対する制御を行う。

特に、ＥＣＵ３０は、機能的構成部として、蒸発燃料濃度推定部３０ａ及びパージ制御部３０ｂを有する。ＥＣＵ３０の蒸発燃料濃度推定部３０ａは、パージ弁９を閉弁した状態において、加圧ポンプ７を駆動したときに圧力センサ１１によって検出された圧力に基づいて、パージ通路３内の蒸発燃料の濃度を推定する。ＥＣＵ３０のパージ制御部３０ｂは、蒸発燃料濃度推定部３０ａによって推定された蒸発燃料の濃度に基づきパージ弁９を制御して、蒸発燃料を吸気通路２１に放出するようにする。

＜制御内容＞
次に、本発明の実施形態において、ＥＣＵ３０が行う制御内容について具体的に説明する。

（基本制御）
最初に、図３及び図４を参照して、本実施形態においてＥＣＵ３０が行う制御内容の基本概念について説明する。

図３は、本発明の実施形態において、蒸発燃料のパージを実行するときと蒸発燃料のパージを実行しないときとに適用する加圧ポンプ７の回転数を示すタイムチャートである。図３の上には、蒸発燃料のパージを実行するためのパージ実行フラグのオン／オフを示し、図３の下には、加圧ポンプ７の回転数を示している。

パージ実行フラグは、所定の条件（パージ条件）が成立したときにオンにされる。このパージ条件は、例えば以下の条件を含むものであり、これらの条件が全て成立したときにパージ実行フラグがオンにされる。
−エンジン水温が所定温度（例えば６０℃）以上であること、つまりエンジンが暖機していること。
−燃料噴射弁２８の噴射量学習が終了していること（この噴射量学習は、空燃比センサ２３によって検出された空燃比に基づき、目標空燃比を実現するように燃料噴射弁２８の燃料噴射量がＦ／Ｂ制御されるものである）。
−ＩＧオン後において蒸発燃料の濃度推定が終了していること（蒸発燃料の濃度推定を実行している最中でないことを更なる条件としてもよい）。

典型的には、上記したパージ条件は、エンジン停止時や停車時（例えばエンジンのアイドリングストップ時）などに成立する。ここで、噴射量学習の終了をパージ条件の１つとしているのは、蒸発燃料のパージ中においても燃費やエミッションの観点から目標空燃比を確実に実現すべく、燃料噴射量の制御精度が確保されていることが望ましいからである。また、蒸発燃料の濃度推定の終了をパージ条件の１つとしているのは、パージしたときにエンジンに導入される燃料量（蒸発燃料の濃度に応じた量となる）を把握することで、この燃料量と燃料噴射弁２８からの燃料噴射量とを合わせた燃焼により目標空燃比を確実に実現できるようにするためである。

図３について具体的に説明すると、時刻ｔ１１以前においては、パージ実行フラグがオンになっているため、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料を吸気通路２１にパージすべく、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１で駆動する（加圧ポンプ７の回転数を第１回転数Ｎ１に維持する）。このときに、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１１によって検出された圧力などに基づき目標パージ量を設定し、この目標パージ量に応じた開度にパージ弁９を制御する。また、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料をパージしたときにも目標空燃比が適切に達成されるように、推定された蒸発燃料の濃度などを考慮して、空燃比センサ２３によって検出された空燃比を参照しつつ燃料噴射弁２８からの燃料噴射量を制御する。

次いで、時刻ｔ１１において、パージ実行フラグがオンからオフに切り替わるため、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料のパージを中止すべく、パージ弁９を閉弁すると共に、加圧ポンプ７の回転数を第１回転数Ｎ１から第２回転数Ｎ２へと低下させる。そして、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２に維持する。こうすることで、本実施形態では、パージ実行フラグがオフである間、加圧ポンプ７を予回転させておく。つまり、パージ実行フラグがオフからオンに切り替わるまで、加圧ポンプ７を待機させる。次いで、時刻ｔ１２において、パージ実行フラグがオフからオンに切り替わるため、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料を吸気通路２１にパージすべく、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２から第１回転数Ｎ１へと上昇させる。

ここで、上記した第１回転数Ｎ１は、スロットルバルブ２０が開いている状態においてパージ通路３から吸気通路２１へと蒸発燃料を適切に導入できるような加圧ポンプ７の回転数が適用される。すなわち、第１回転数Ｎ１は、パージ通路３内の蒸発燃料を吸気通路２１へと適切に引き込むことができるような、吸気通路２１とパージ通路３との圧力差を生成可能な回転数が適用される。例えば、第１回転数Ｎ１は３万回転程度に設定される。
他方で、上記した第２回転数Ｎ２は、パージ実行フラグがオフからオンに切り替わったときに、加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１へと上昇させることが可能で、且つ、エンジン停止時（例えばアイドリングストップ時）などにおいて加圧ポンプ７の作動音による騒音が問題とならないような加圧ポンプ７の回転数が適用される。例えば、第２回転数Ｎ２は１万回転程度に設定される。

次に、図４を参照して、加圧ポンプ７の応答性について具体的に説明する。図４は、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２から上昇させたときと加圧ポンプ７をほぼ０から上昇させたときとの第１回転数Ｎ１に到達するまでの時間の違いを示すタイムチャートである。

図４において、実線は、本実施形態において、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２から第１回転数Ｎ１まで上昇させたときのグラフを示している。この本実施形態では、上述したように、蒸発燃料をパージしないときに（パージ実行フラグがオフ）、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２で駆動し、加圧ポンプ７を予回転させるものである。一方、破線は、比較例において、加圧ポンプ７の回転数をほぼ０の状態（加圧ポンプ７の駆動が停止されている状態）から第１回転数Ｎ１まで上昇させたときのグラフを示している。この比較例では、蒸発燃料をパージしないときに、消費電力の増加や加圧ポンプ７の作動音による騒音を抑制するために、加圧ポンプ７の駆動を停止するものである。なお、ここでは、ブラシレス式のモータを備える加圧ポンプ７を用いることを想定している。

本実施形態において、時刻ｔ２１において加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２から上昇させると、時刻ｔ２２において加圧ポンプ７の回転数が第１回転数Ｎ１に到達する。これに対して、比較例において、時刻ｔ２１において加圧ポンプ７の回転数をほぼ０から上昇させると、時刻ｔ２２よりも後の時刻ｔ２３において加圧ポンプ７の回転数が第１回転数Ｎ１に到達する。この場合、ブラシレス式のモータを備える加圧ポンプ７では、回転数をほぼ０から上昇させ始めるときに、位置検出を行う必要があるため、回転数を直ぐに大きく上昇させることができない（矢印Ａ１で示す期間参照）。そして、この位置検出後に、回転数を上昇させることとなる。このとき、加圧ポンプ７の回転数を第１回転数Ｎ１に速やかに到達させるように、回転数の変化速度を大きくすると（矢印Ａ２参照）、加圧ポンプ７の駆動回路素子への過大な負荷や、高電圧対応等のコスト増加や、体格が大きくなるといった問題が発生する。

以上のことから、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料をパージしないときに、加圧ポンプ７の駆動を停止するのではなく、パージ時の第１回転数Ｎ１よりも低い第２回転数Ｎ２で加圧ポンプ７を駆動することで、加圧ポンプ７を予回転させ、次のパージまで待機させておくようにする。こうすることで、蒸発燃料をパージしないときにおいて、消費電力の増大や加圧ポンプ７の作動音による騒音を抑制しつつ、パージ要求時における加圧ポンプ７の応答性を確保することができる、つまり加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させることができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度を推定している間は（基本的にはパージ実行フラグがオフとなる）、パージ弁９を閉弁しつつ、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２よりも高い第３回転数Ｎ３で駆動する。つまり、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度を推定している間は、パージ実行フラグがオフであっても、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動して、加圧ポンプ７の予回転を制限するようにする。この第３回転数Ｎ３には、上記した第１回転数Ｎ１よりも更に高い回転数、例えば４万回転が適用される。こうするのは、加圧ポンプ７の回転数が高いほど、蒸発燃料の濃度の差に対する加圧ポンプ７の吐出圧の差が大きくなるという特性、換言すると蒸発燃料の濃度に対する加圧ポンプ７の吐出圧の感度が高くなるという特性があるため、加圧ポンプ７の回転数が高いほど、加圧ポンプ７の吐出圧から蒸発燃料の濃度を精度良く推定できるからである。

特に、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、エンジンを始動してから蒸発燃料の濃度を推定するまでの間は、パージ条件が成立していないときであっても、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動し、加圧ポンプ７の予回転を制限する。ＥＣＵ３０は、このように加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動して、圧力センサ１１によって検出された圧力に基づき蒸発燃料の濃度を推定するようにする。こうすることで、エンジン始動後において、蒸発燃料の濃度を即座に取得し、蒸発燃料のパージを速やかに実行できるようにする。

また、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度を推定した後において蒸発燃料のパージが所定時間行われたときには、典型的には濃度推定後からの積算パージ量が所定量に達したときには、パージ条件が成立していないときであっても、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動し、加圧ポンプ７の予回転を制限する。ＥＣＵ３０は、このように加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動して、圧力センサ１１によって検出された圧力に基づき蒸発燃料の濃度を推定するようにする。他方で、蒸発燃料の濃度を推定した後において蒸発燃料のパージが所定時間行われていないときには、典型的には濃度推定後からの積算パージ量が所定量に達していないときには、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動しない。この場合には、蒸発燃料の濃度があまり変化していないので、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度推定を行わない。こうすることで、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動することによる無駄な電力消費を抑制する。そういった観点より、パージ時間を判定するための所定時間及び積算パージ量を判定するための所定量には、蒸発燃料の濃度がほとんど変化していないとみなせるパージ時間及び積算パージ量が適用される。

（フローチャート）
次に、図５を参照して、本発明の実施形態による制御を示すフローチャートについて説明する。このフローは、ＥＣＵ３０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、ＩＧ（イグニッション）がオンになると、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２に進み、加圧ポンプ７の起動制御を開始する。例えば、加圧ポンプ７がブラシレス式のモータを備えるものであれば、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の起動制御として、当該モータの位置検出制御を最初に行う。そして、ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２で駆動する。

次いで、ステップＳ４において、ＥＣＵ３０は、ＩＧオン後に蒸発燃料の濃度推定を実行していないか、又は前回の濃度推定からの積算パージ量が所定量以上であるかを判定する。その結果、ＩＧオン後に蒸発燃料の濃度推定を実行していない場合、又は前回の濃度推定からの積算パージ量が所定量以上である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ５に進み、蒸発燃料の濃度推定を行うべく、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動する。そして、ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動しているときに圧力センサ１１によって検出された圧力に基づき、蒸発燃料の濃度を推定する。この後、ＥＣＵ３０は、ステップＳ７に進む。一方で、ＩＧオン後に蒸発燃料の濃度推定を実行し、且つ前回の濃度推定からの積算パージ量が所定量未満である場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、ＥＣＵ３０は、所定のパージ条件が成立したか否かを判定する。このパージ条件は、上記の「基本制御」のセクションで述べた通りである。ステップＳ７の判定の結果、パージ条件が成立していない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３に戻り、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２で駆動する。

他方で、パージ条件が成立した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ８に進み、蒸発燃料のパージを実行するために、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１で駆動する。そして、ステップＳ９において、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１１によって検出された圧力を取得する。この場合、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の動作によって、加圧ポンプ７下流側のパージ通路３内の圧力が所望の圧力になったかを確認する。次いで、ステップＳ１０において、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１１によって検出された圧力などに基づき目標パージ量を設定し、この目標パージ量に応じた開度にパージ弁９を制御する。また、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料をパージしたときにも目標空燃比が適切に達成されるように、推定された蒸発燃料の濃度などを考慮して、空燃比センサ２３によって検出された空燃比を参照しつつ燃料噴射弁２８からの燃料噴射量を制御する。

次いで、ステップＳ１１において、ＥＣＵ３０は、ＩＧがオフになったか否かを判定する。その結果、ＩＧがオフになった場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１２に進み、加圧ポンプ７の駆動を停止する。他方で、ＩＧがオフになっていない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３に戻り、上記したステップＳ３以降の処理を再度行う。

（タイムチャート）
次に、図６を参照して、本発明の実施形態による制御を行った場合のタイムチャートについて説明する。図６は、上から順に、車速、パージ実行フラグのオン／オフ、蒸発燃料の濃度推定フラグのオン／オフ、加圧ポンプ７のポンプ駆動フラグのオン／オフ、加圧ポンプ７の回転数、圧力センサ１１によって検出された圧力（圧力検出値）、パージ弁９の開閉状態、を示している。

まず、時刻ｔ３０においてＩＧがオンになり、ＥＣＵ３０は、この直後の時刻ｔ３１において、加圧ポンプ７のポンプ駆動フラグをオフからオンに切り替えて、加圧ポンプ７の起動制御を開始する。そして、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２で駆動する。この後、時刻ｔ３２において、蒸発燃料の濃度推定を実行する条件が成立するため、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度推定フラグをオフからオンに切り替えて、蒸発燃料の濃度推定を行うべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２から第３回転数Ｎ３まで上昇させ、こうして加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動しているときに圧力センサ１１によって検出された圧力に基づき、蒸発燃料の濃度を推定する。そして、蒸発燃料の濃度が推定されると、時刻ｔ３３において、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度推定フラグをオンからオフに切り替える。また、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３から第２回転数Ｎ２まで低下させて、加圧ポンプ７を予回転させる。

次いで、時刻ｔ３４において、車速が０から上昇することに起因して所定のパージ条件が成立するため、ＥＣＵ３０は、パージ実行フラグをオフからオンに切り替えて、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２から第１回転数Ｎ１まで上昇させて、蒸発燃料を吸気通路２１にパージする。この後、時刻ｔ３５において、車速が０になること（典型的にはエンジンのアイドリングストップが実行される）に起因してパージ条件が不成立となる。この時刻ｔ３５において、ＥＣＵ３０は、パージ実行フラグをオンからオフに切り替えて、蒸発燃料のパージを停止すべく、パージ弁９を閉弁すると共に、加圧ポンプ７を予回転させるべく、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１から第２回転数Ｎ２まで低下させる。この後、同様の手順にて、時刻ｔ３６から時刻ｔ３９までの間、蒸発燃料のパージの実行と停止とが適宜行われる。

次いで、時刻ｔ４０において、蒸発燃料の濃度推定を実行する条件が成立する、詳しくは前回の濃度推定からの積算パージ量が所定量に達する。この時刻ｔ４０において、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度推定フラグをオフからオンに切り替えて、蒸発燃料の濃度推定を行うべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２から第３回転数Ｎ３まで上昇させ、こうして加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動しているときに圧力センサ１１によって検出された圧力に基づき、蒸発燃料の濃度を推定する。そして、蒸発燃料の濃度が推定されると、時刻ｔ４１において、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度推定フラグをオンからオフに切り替える。また、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３から第２回転数Ｎ２まで低下させて、加圧ポンプ７を予回転させる。

＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置１の作用効果について説明する。

本実施形態によれば、蒸発燃料処理装置１のＥＣＵ３０は、所定のパージ条件が成立したときに、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１で駆動すると共にパージ弁９を開弁して、蒸発燃料を吸気通路２１にパージする一方で、所定のパージ条件が成立していないときには、パージ弁９を閉弁しつつ、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１よりも低い第２回転数Ｎ２で駆動して、加圧ポンプ７を予回転させる。これにより、蒸発燃料をパージしないときにおいて、消費電力の増大や加圧ポンプ７の作動音による騒音を抑制しつつ、パージ要求時における加圧ポンプ７の応答性を確保することができる、つまり加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させることができる。

また、本実施形態によれば、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料の濃度を推定するときには、パージ弁９を閉弁しつつ、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２よりも高い第３回転数Ｎ３で駆動して、加圧ポンプ７の予回転を制限する。これにより、加圧ポンプ７の回転数が高いほど、蒸発燃料の濃度に対する加圧ポンプ７の吐出圧の感度が高くなるという特性を利用して、加圧ポンプ７の吐出圧等から蒸発燃料の濃度を精度良く推定することができる。特に、本実施形態によれば、蒸発燃料の濃度を推定するときに、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１よりも高い第３回転数Ｎ３で駆動するので、蒸発燃料の濃度推定の精度を大きく向上させることができる。

また、本実施形態によれば、エンジンが始動してから蒸発燃料の濃度を推定するまでの間、及び、蒸発燃料の濃度を推定した後において蒸発燃料のパージが所定時間行われたときには、所定のパージ条件が成立していないときであっても、加圧ポンプ７を第３回転数Ｎ３で駆動して、加圧ポンプ７の予回転を制限する。これにより、パージ条件の不成立時においても、加圧ポンプ７の予回転を制限して第３回転数Ｎ３で適切に駆動することができ、蒸発燃料の濃度推定の機会を効果的に確保することができる。

１ 蒸発燃料処理装置
２ 燃料タンク
３ パージ通路
５ キャニスタ
７ 加圧ポンプ
９ パージ弁
１１ 圧力センサ
２０ スロットルバルブ
２１ 吸気通路
２８ 燃料噴射弁

Claims (5)

1. 蒸発燃料処理装置であって、
   燃料タンクからエンジンの吸気通路に向けて延び、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸気通路に放出するためのパージ通路と、
   前記パージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、
   前記キャニスタの下流側の前記パージ通路上に設けられ、前記パージ通路内の気体を圧送する加圧ポンプと、
   前記加圧ポンプの下流側の前記パージ通路上に設けられ、前記パージ通路から前記吸気通路への気体の放出を制御するパージ弁と、
   前記加圧ポンプと前記パージ弁との間の前記パージ通路内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記加圧ポンプを駆動し、このときに前記圧力センサによって検出された圧力に基づいて、前記パージ通路内の蒸発燃料の濃度を推定する蒸発燃料濃度推定手段と、
   前記蒸発燃料濃度推定手段によって推定された前記蒸発燃料の濃度に基づき前記パージ弁を制御して、前記蒸発燃料を前記吸気通路に放出するパージ制御手段と、
   を有し、
   前記パージ制御手段は、
   前記蒸発燃料を前記吸気通路に放出するための所定のパージ条件が成立したときに、前記加圧ポンプを第１回転数で駆動すると共に前記パージ弁を開弁して、前記蒸発燃料を前記吸気通路に放出するようにし、
   前記所定のパージ条件が成立していないときには、前記パージ弁を閉弁しつつ、前記加圧ポンプを前記第１回転数よりも低い第２回転数で駆動して、前記加圧ポンプを予回転させ、
   前記蒸発燃料濃度推定手段が前記蒸発燃料の濃度を推定するときには、前記パージ弁を閉弁しつつ、前記加圧ポンプを前記第２回転数よりも高い第３回転数で駆動して、前記加圧ポンプの予回転を制限する、
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記パージ制御手段は、前記エンジンが始動してから前記蒸発燃料濃度推定手段が前記蒸発燃料の濃度を推定するまでの間は、前記所定のパージ条件が成立していないときであっても、前記加圧ポンプを前記第３回転数で駆動して、前記加圧ポンプの予回転を制限する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記パージ制御手段は、前記蒸発燃料濃度推定手段が前記蒸発燃料の濃度を推定した後において前記吸気通路への前記蒸発燃料の放出が所定時間行われたときには、前記所定のパージ条件が成立していないときであっても、前記加圧ポンプを前記第３回転数で駆動して、前記加圧ポンプの予回転を制限する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記蒸発燃料濃度推定手段は、前記パージ制御手段が前記加圧ポンプを前記第３回転数で駆動して前記加圧ポンプの予回転を制限しているときに、前記蒸発燃料の濃度を推定する、請求項２又は３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記第３回転数は、前記第１回転数よりも高い回転数に設定される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

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