JP6608335B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本明細書は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、内燃機関の吸気経路に供給する蒸発燃料処理装置を開示する。

特許文献１に、蒸発燃料処理装置が開示されている。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で蒸発した燃料をインジェクタに供給するためのパージ経路上に配置され、燃料タンク内で蒸発した燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタに吸着された燃料をインジェクタに送出するポンプと、を備える。キャニスタは、パージ経路に連通するとともに大気にも連通している。

蒸発燃料処理装置には、ポンプのインジェクタ側に調圧弁が配置されている。調圧弁は、ポンプから供給されるキャニスタ内の蒸発燃料と空気との混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）を一定の圧力に調整する。調圧弁によって、パージガスの一部は、管路を通過して、ポンプの吸気口に戻される。

特開平４−３５０３５２号公報

上記の技術では、ポンプからパージガスが送出されている間、常に調圧弁によってパージガスが調圧されている。言い換えると、ポンプは、常に、調圧弁で調圧される圧力以上の圧力でパージガスを送出しなければならない。本明細書では、パージガスを調圧する状態と調圧しない状態を切り替えることができる技術を提供する。

本明細書は、蒸発燃料処理装置を開示する。蒸発燃料処理装置は、燃料タンクから内燃機関の吸気経路に延びるパージ経路に接続されており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、パージ経路のキャニスタよりも吸気経路側に配置されており、キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを吸入し送出するポンプと、パージ経路のポンプよりも吸気経路側に配置され、パージ経路と吸気経路の連通と遮断とを切り替える制御弁と、パージ経路に接続されており、パージ経路のポンプよりも吸気経路側とポンプよりもキャニスタ側とを接続する分岐経路と、分岐経路上に配置される調圧部と、パージガスを分岐経路に流して調圧部に通過させることによってパージガスが調圧される調圧処理を実行する制御部と、を備える。制御部は、パージガスを調圧すべきであるか否かを判断し、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、調圧処理を実行し、パージガスを調圧すべきでないと判断される場合に、調圧処理を実行しない。

上記の構成では、調圧部が分岐経路に配置されている。この結果、パージガスが吸気経路に供給される際に、調圧部を通過せずに済む。この構成によれば、パージガスを調圧すべき際に、パージガスを分岐経路に流して調圧処理を実行することができる。一方、パージガスを調圧すべきでない場合には、パージガスを調圧部に通過させずに済む。このため、パージガスの圧力を、常に、パージガスが調圧部を通過可能な圧力に維持せずに済む。

自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第１実施例の蒸発燃料処理装置の概略を示す。 第１実施例のパージ処理のフローチャートを示す。 第２実施例のパージ処理のフローチャートを示す。 第３実施例の分岐経路周辺の概略を示す。 第３実施例のパージ処理のフローチャートを示す。 第４実施例の分岐経路周辺の概略を示す。 第４実施例のパージ処理のフローチャートを示す。 第５実施例の分岐経路周辺の概略を示す。 第５実施例のパージ処理のフローチャートを示す。 第５実施例の変形例の分岐経路周辺の概略を示す。 第５実施例の変形例の分岐経路周辺の概略を示す。 第５実施例の変形例の分岐経路周辺の概略を示す。 差圧センサの概略を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本実施例の蒸発燃料処理装置では、制御部は、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、ポンプの回転数を上昇させて、調圧部にパージガスを通過させることによって調圧処理を実行してもよい。この構成によれば、パージガスを調圧すべきである場合に、ポンプの回転数を上昇させることによって調圧処理を実行することができる。即ち、パージガスを調圧すべきでない場合には、パージガスが調圧部を通過可能となる程度までポンプの回転数を上昇させずに済む。

（特徴２）本実施例の蒸発燃料処理装置では、制御部は、制御部は、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、制御弁によって吸気経路に流入するパージガスの流量をポンプから送出されるパージガスの流量よりも少なくして、調圧部にパージガスを通過させることによって調圧処理を実行してもよい。この構成によれば、パージガスを調圧すべきである場合に、制御弁を制御することによって、調圧処理を実行することができる。また、パージガスを調圧すべきでない場合に、制御弁を制御することによって、調圧処理を実行せずに済む。

（特徴３）本実施例の蒸発燃料処理装置は、分岐経路のパージ経路のポンプよりも吸気経路側と調圧部との間に配置されており、分岐経路の開閉を切り替える切替弁を備えていてもよい。制御部は、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、切替弁によって分岐経路を開いて、調圧部にパージガスを通過させることによって調圧処理を実行し、パージガスを調圧すべきでないと判断される場合に、切替弁によって分岐経路を閉じることによって調圧処理を実行しなくてもよい。この構成によれば、パージガスを調圧すべきでない場合に、切替弁で分岐経路を閉じることによって、調圧処理をせずに済む。

（特徴４）本実施例の蒸発燃料処理装置は、パージガスの濃度を検出する検出部を備えていてもよい。制御部は、パージガスの濃度に応じて、パージガスを調圧すべきであるか否かを判断してもよい。この構成によれば、パージガスを調圧すべきか否かを判断することができる。

（特徴５）本実施例の蒸発燃料処理装置では、検出部は、ポンプの上下流のパージガスの圧力差を用いて、濃度を検出してもよい。

（第１実施例）
図１を参照し、蒸発燃料処理装置２０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給経路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するためのパージ供給経路２２を備えている。

メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給経路１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ１００から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から供給経路１２に供給される。供給経路１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４に接続されている。供給経路１２に供給された燃料は、供給経路１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵ１００によって開度がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、供給経路１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気経路３４に供給される。

吸気経路３４は、エアクリーナ３０に接続されている。エアクリーナ３０は、吸気経路３４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。エンジン２とエアクリーナ３０との間には、吸気経路３４内に、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２が開くと、図１の矢印に示すように、エアクリーナ３０からエンジン２に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ３２は、吸気経路３４の開度を調整し、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３２は、インジェクタ４より上流側（エアクリーナ３０側）に設けられている。

メイン供給経路１０に並んで、パージ供給経路２２が配置されている。パージ供給経路２２は、燃料タンク１４内の蒸発燃料がキャニスタ１９で空気と混合され、その混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）がキャニスタ１９から吸気経路３４に移動するときに通過する経路である。パージ供給経路２２には、蒸発燃料処理装置２０が設けられている。図２に示すように、蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、パージ経路２３，２４と、制御弁２６と、ポンプ２５と、調圧弁６０と、分岐経路６１と、を備える。

燃料タンク１４とキャニスタ１９は、連通経路１８によって接続されている。キャニスタ１９は、パージ経路２３，２４を介して、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２４は、連通経路２８を介して、インジェクタ４とスロットルバルブ３２の間で、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２４の連通経路２８側の端には、制御弁２６が配置されている。制御弁２６は、ＥＣＵ１００によって制御される電磁弁であり、開弁された連通状態と閉弁された遮断状態の切替えがＥＣＵ１００によってデューティ比で制御される弁である。制御弁２６は、キャニスタ１９と吸気経路３４とを連通する連通状態と、キャニスタ１９と吸気経路３４とをパージ経路２４上で遮断する遮断状態と、に切り替わる。制御弁２６は、開閉時間を制御（即ち連通状態と遮断状態の切替えタイミングを制御）することにより、蒸発燃料を含む気体（即ちパージガス）の流量を調整する。なお、制御弁２６は、開度が調整可能なステッピングモータ式制御弁であってもよい。

キャニスタ１９は、大気ポート１９ａ，パージポート１９ｂ及びタンクポート１９ｃを備えている。大気ポート１９ａは、大気に連通している。パージポート１９ｂは、パージ経路２３に接続されている。タンクポート１９ｃは、連通経路１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。

キャニスタ１９内に、活性炭１９ｄが収容されている。活性炭１９ｄに面するキャニスタ１９の壁面のうちの、１つの壁面にポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている。活性炭１９ｄと、ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられているキャニスタ１９の内壁との間には、空間が存在する。ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている側のキャニスタ１９の内壁に、第１仕切板１９ｅと第２仕切板１９ｆが固定されている。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａとパージポート１９ｂの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている側と反対側の空間まで伸びている。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂとタンクポート１９ｃの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。

活性炭１９ｄは、燃料タンク１４から連通経路１８、タンクポート１９ｃを通じてキャニスタ１９の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート１９ａを通過して大気に放出される。キャニスタ１９は、燃料タンク１４内の蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。活性炭１９ｄで吸着された蒸発燃料は、パージポート１９ｂよりパージ経路２３に供給される。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａが接続されている空間と、パージポート１９ｂが接続されている空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、蒸発燃料を含んだ気体が大気に放出されることを防止している。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂが接続されている空間と、タンクポート１９ｃが接続されている空間を分離している。第２仕切板１９ｆは、タンクポート１９ｃからキャニスタ１９に流入する気体が直接パージ経路２３に移動することを防止している。

エンジン２が駆動している場合、吸気経路３４内は負圧である。そのため、制御弁２６が連通状態であり、大気ポート１９ａが大気に連通している状態で、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料は、吸気経路３４とキャニスタ１９の圧力差によって、キャニスタ１９からパージ経路２３，２４を通じて吸気経路３４に導入される。このとき、蒸発燃料は、大気ポート１９ａからキャニスタ１９内に導入される空気と混合され、パージガスとしてパージ経路２３に流れる。

パージ経路２３とパージ経路２４とは、ポンプ２５を介して接続されている。ポンプ２５は、例えば渦流ポンプである。ポンプ２５は、パージ経路２３のパージガスを吸入し、パージ経路２４に送出する。パージ経路２４のポンプ２５と反対側の端には、制御弁２６が配置されている。ポンプ２５は、キャニスタ１９と制御弁２６の間に配置されており、吸気経路３４にパージガスを圧送する。なお、エンジン２が駆動している場合、吸気経路３４内は負圧である。そのため、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料は、吸気経路３４とキャニスタ１９の圧力差によって吸気経路３４に導入することもできる。しかしながら、パージ経路２３，２４にポンプ２５を配置することにより、吸気経路３４内の圧力がパージガスを引き込むために十分でない圧力の場合（過給機（図示省略）による過給時の正圧、あるいは、負圧であるがその絶対値が小さい）であっても、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料を吸気経路３４に供給することができる。また、ポンプ２５を配置することにより、吸気経路３４に所望量の蒸発燃料を供給することができる。

パージ経路２４の中間位置には、分岐経路６１の一端が接続されている。分岐経路６１は、パージ経路２４から延びて、ポンプ２５を越えて、パージ経路２３に接続されている。分岐経路６１の中間位置には、調圧弁６０が配置されている。調圧弁６０は、パージ経路２４の圧力が上限圧力に到達すると開弁する。調圧弁６０が開弁すると、パージ経路２４内のパージガスが、分岐経路６１を流れて、パージ経路２３に戻る。これにより、パージ経路２４内の圧力が、上限圧力を超えないように調圧することができる。

図１に示すように、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。ＥＣＵ１００は、インジェクタ４、蒸発燃料処理装置２０、スロットルバルブ３２等に接続されて、これらを制御する。ＥＣＵ１００のメモリには、後述するパージ処理等の蒸発燃料処理装置２０の処理に必要な値やデータマップ等が予め格納されている。具体的には、後述する各処理の説明の中で明らかにされている。

次いで、蒸発燃料処理装置２０の動作について説明する。ＥＣＵ１００は、エンジン２が駆動中であってパージ条件が成立するかを監視し、パージ条件が成立すると、制御弁２６をデューティ制御することによって、パージガスを吸気経路３４に供給するパージ処理を実行する。パージ処理において、制御弁２６が開弁されると、図１の矢印に示す方向にパージガスが供給される。パージ条件とは、パージガスをエンジン２に供給すべき場合に成立する条件であり、エンジン２の冷却水温やパージガスの濃度によって、予め製造者によってＥＣＵ１００に設定される条件である。ＥＣＵ１００は、パージガスの濃度に基づいて、制御弁２６のデューティ比を制御する。これにより、キャニスタ１９に吸着されていたパージガスが、エンジン２に導入される。

なお、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２の開度を制御する。また、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４による噴射燃料量も制御する。具体的には、インジェクタ４の開弁時間を制御することによって、噴射燃料量を制御する。エンジン２が駆動されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４からエンジン２に噴射される単位時間当たりの燃料噴射時間（即ちインジェクタ４の開弁時間）を算出する。燃料噴射時間は、空燃比を目標空燃比（例えば理想空燃比）に維持するために、実験によって予め特定された基準噴射時間を、フィードバック補正係数を用いて補正することによって算出する。なお、空燃比センサは、エンジン２の排気経路内に配置されている。

図３を参照して、パージ処理を説明する。図３の処理は、自動車が始動されると、定期的に開始される。なお、処理が開始されるタイミングでは、ポンプ２５は停止しており、制御弁２６は閉弁している。

自動車が始動されると、Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、パージ条件が成立しているか否かを判断する。パージ条件が成立している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ１４において、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を駆動する。次いで、Ｓ１６において、ＥＣＵ１００は、制御弁２６を開弁する。これにより、パージガスが吸気経路３４に供給される。次いで、Ｓ１８において、ＥＣＵ１００は、エンジン２の排気経路３６に配置されている空燃比センサ８の検出結果を用いて、パージ濃度を推定する。具体的には、パージガスが吸気経路３４に供給されると、空燃比センサ８で空燃比がリッチであることを示す検出結果が得られる。ＥＣＵ１００は、空燃比がリッチである場合に、パージ濃度が予め決められたｎ％（ｎ＞０）であると推定して、燃料噴射量を調整する。調整後の燃料噴射量で燃料を噴射した後の空燃比がリッチである場合、ＥＣＵ１００は、推定済みのパージ濃度にｎ％を加算した値をパージ濃度と推定する。以下、空燃比が目標空燃比となるまで、ｎ％を加算して、パージ濃度を推定する。

次いで、Ｓ２０では、ＥＣＵ１００は、Ｓ１８で推定済みのパージ濃度が、所定値以上であるか否かを判断する。ＥＣＵ１００には、予め実験によって特定された所定値（例えば２０％）が格納されている。Ｓ１８で推定済みのパージ濃度が、所定値以上である場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、Ｓ２２では、ＥＣＵ１００は、制御弁２６を予め決められた調圧デューティ比でデューティ制御する。調圧デューティ比は、制御弁２６の開度（即ち開弁期間）を短くして、パージ経路２４内の圧力を上昇させて、上限圧力に到達するように設定されている。パージ経路２４内の圧力が上限圧力に到達すると、調圧弁６０が開弁してパージガスが調圧される調圧処理が実行される。調圧デューティ比は、予め実験によって特定され、ＥＣＵ１００に格納されている。これにより、吸気経路３４に供給されるパージガスを一定の圧力に調整することができる。

一方、Ｓ１８で推定済みのパージ濃度が、所定値未満である場合（Ｓ２０でＮＯ）、Ｓ２４において、ＥＣＵ１００は、パージ濃度に基づいてデューティ比を決定し、制御弁２６のデューティ制御を実行する。この結果、調圧処理は実行されない。Ｓ２４では、単位時間当たりに吸気経路３４に供給されるパージガスの供給量が変動しないように、デューティ比が決定される。具体的には、予め実験によって特定されたパージ濃度とデューティ比との関係（即ちパージ濃度が高いほど閉弁期間が長くなる関係）を示すデータマップが、ＥＣＵ１００に格納されている。ＥＣＵ１００は、このデータマップを用いて、パージ濃度からデューティ比を決定する。

Ｓ２６では、ＥＣＵ１００は、パージ処理を終了すべきであるか否かを判断する。具体的には、パージ条件が成立している場合に、パージ処理を終了すべきでないと判断し（Ｓ２６でＮＯ）、Ｓ１８に戻る。一方、パージ条件が成立していない場合にパージ処理を終了すべきであると判断し（Ｓ２６でＹＥＳ）、Ｓ２８に進む。

Ｓ２８では、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を停止し、制御弁２６を閉弁して、パージ処理を終了する。

本実施例のパージ処理では、パージ濃度が比較的に高い場合に（Ｓ２０でＹＥＳ）、パージガスの圧力が調整される（Ｓ２２）。ポンプ２５には個体差があるため、ポンプ２５を予め決められた回転数（例えば１００００ｒｐｍ）で駆動させても、単位時間当たりに送出されるパージガスの送出量は、予め想定された送出量とは限らない。そのため、データマップに従ったデューティ比でデューティ制御を実行しても、ポンプから送出されるパージガス送出量が想定されたパージガス送出量からずれて、空燃比が乱れる可能性がある。

特に、パージ濃度が高い場合、パージガス量がずれると、エンジン２に供給される燃料量が大きく変動する。本実施例のパージ処理では、パージ濃度が比較的に高い場合に（Ｓ２０でＹＥＳ）、調圧処理が実行され、調圧されたパージガスを吸気経路３４に供給する。これにより、パージ濃度が高いパージガスの送出量がずれた場合であっても、パージガスが調圧され、制御弁２６を介した蒸発燃料の供給量を安定させることができる。

（第２実施例）
図４を参照して第１実施例と異なる点を説明する。本実施例の蒸発燃料処理装置２０では、パージ処理が第１実施例のパージ処理と異なる。

パージ処理では、初期状態は、第１実施例と同様である。また、パージ処理では、最初に、図３のＳ１２〜Ｓ２０と同様のＳ３２〜Ｓ４０を実行する。なお、ＥＣＵ１００は、Ｓ３４において、ポンプ２５を比較的に低回転（例えば１００００ｒｐｍ）で駆動させる。また、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を比較的に高回転（例えば１２０００ｒｐｍ）で駆動させることができる。ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を高回転で駆動させると、ポンプ２５が高回転で回転していることを示す高回転フラグをセットする。ＥＣＵ１００は、ポンプ２５の回転数を高回転から低回転に切り替えると、高回転フラグをリセットする。

Ｓ４０において、パージ濃度が所定値以上である場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、Ｓ４２で、ＥＣＵ１００は、高回転フラグが設定されているか否かによって、ポンプ２５を高回転で駆動しているか否かを判断する。高回転フラグが設定されている場合、ポンプ２５が高回転で駆動していると判断して（Ｓ４２でＹＥＳ）、Ｓ４４をスキップして、Ｓ４６に進む。一方、高回転フラグが設定されていない場合、ポンプ２５が高回転で駆動していないと判断して（Ｓ４２でＮＯ）、Ｓ４４で、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を高回転で駆動し、高回転フラグをセットして、Ｓ４６に進む。Ｓ４６では、図３のＳ２２と同様の処理を実行して、Ｓ５４に進む。なお、Ｓ４６の調圧デューティ比では、図３のＳ２２の調圧デューティ比よりも閉弁期間が短く設定されていてもよい。

一方、Ｓ４０において、パージ濃度が所定値未満である場合（Ｓ４０でＮＯ）、Ｓ４８で、Ｓ４２と同様に、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を高回転で駆動しているか否かを判断する。ポンプ２５が高回転で駆動している場合（Ｓ４８でＹＥＳ）、Ｓ５０において、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を低回転で駆動し、高回転フラグをリセットして、Ｓ５２にっ進む。一方、ポンプ２５が高回転で駆動していない場合（Ｓ４８でＮＯ）、Ｓ５０をスキップして、Ｓ５２に進む。Ｓ５２では、図３のＳ２４の処理と同様に、濃度に応じたデューティ比で制御弁２６を制御して、Ｓ５４に進む。

Ｓ５４では、図３のＳ２６と同様に、パージ処理を終了すべきか否かを判断し、終了すべきである場合、Ｓ５６で、Ｓ２８と同様に、ポンプ２５を停止し、制御弁２６を閉弁して、パージ処理を終了する。一方、パージ処理を終了すべきでない場合（Ｓ５４でＮＯ）、Ｓ３８に戻る。

本実施例のパージ処理では、パージ濃度が高い場合に、デューティ比を調圧デューティ比に設定するとともに、ポンプ２５を高回転で駆動させる。この構成によれば、ポンプ２５の回転数を上昇させることによって、調圧処理を実行することができる。一方、パージ濃度が低い場合に、ポンプ２５を低回転で駆動させる。これにより、調圧処理を実行せずに済む。

なお、変形例は、パージ濃度が高い場合（Ｓ４０でＹＥＳ）に、デューティ比を調圧デューティ比に設定せずに（即ちＳ４６の処理を実行せずに）、ポンプ２５を高回転で駆動してもよい。デューティ比を変更せずに、ポンプ２５の回転数を高くすることによって、ポンプ２５から送出されるパージガスの送出量を増加させ、パージ経路２４の圧力を上昇させることによって、調圧処理を実行してもよい。

（第３実施例）
図５、図６を参照して、第１実施例と異なる点を説明する。図５は、分岐経路６１の周辺の構成を示す。蒸発燃料処理装置２０は、切替弁６４をさらに備えている。切替弁６４は、分岐経路６１のパージ経路２４と調圧弁６０との間に配置されている。切替弁６４は、開弁されるとパージ経路２４と調圧弁６０とが分岐経路６１を介して連通され、閉弁されるとパージ経路２４と調圧弁６０とが遮断される。

パージ処理では、初期状態は、第１実施例と同様に、ポンプ２５は停止され、制御弁２６は閉弁されている。さらに、切替弁６４は閉弁されている。パージ処理では、最初に、図３のＳ１２〜Ｓ２０と同様のＳ６２〜Ｓ７０を実行する。

Ｓ７０において、パージ濃度が所定値以上である場合（Ｓ７０でＹＥＳ）、Ｓ７２で、ＥＣＵ１００は、切替弁６４が開弁されているか否かを判断する。切替弁６４が開弁されている場合（Ｓ７２でＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ７４をスキップして、Ｓ７６に進む。一方、切替弁６４が閉弁されている場合（Ｓ７２でＮＯ）、Ｓ７４において、ＥＣＵ１００は、切替弁６４を開弁して、Ｓ７６に進む。Ｓ７６では、図３のＳ２２と同様に、ＥＣＵ１００は、制御弁２６を調圧デューティ比で制御することによって、調圧処理を実行して、Ｓ８４に進む。

一方、Ｓ７０において、パージ濃度が所定値未満である場合（Ｓ７０でＮＯ）、Ｓ７８で、ＥＣＵ１００は、切替弁６４が閉弁されているか否かを判断する。切替弁６４が閉弁されている場合（Ｓ７８でＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ８０をスキップして、Ｓ８２に進む。一方、切替弁６４が開弁されている場合（Ｓ７８でＮＯ）、Ｓ８０において、ＥＣＵ１００は、切替弁６４を閉弁して、Ｓ８２に進む。Ｓ８２では、図３のＳ２４の処理と同様に、濃度に応じたデューティ比で制御弁２６を制御して、Ｓ８４に進む。これにより、調圧処理は実行されない。

Ｓ８４では、図３のＳ２６と同様に、パージ処理を終了すべきか否かを判断し、終了すべきである場合、Ｓ８６で、Ｓ２８と同様に、ポンプ２５を停止し、制御弁２６を閉弁する。Ｓ８６では、さらに、切替弁６４が開弁されている場合、切替弁６４を閉弁して、パージ処理を終了する。一方、パージ処理を終了すべきでない場合（Ｓ８４でＮＯ）、Ｓ６８に戻る。

本実施例のパージ処理では、パージ濃度が高い場合に、デューティ比を調圧デューティ比に設定するとともに、切替弁６４を閉弁から開弁に切り替える。この構成によれば、切替弁６４を開弁することによって、パージ経路２４と調圧弁６０とを連通させて、調圧処理を実行することができる。一方、パージ濃度が低い場合に、切替弁６４を閉弁することによって、パージ経路２４と調圧弁６０とを遮断して、パージ処理を実行しない。

なお、変形例は、パージ濃度が高い場合（Ｓ７０でＹＥＳ）に、デューティ比を調圧デューティ比に設定せずに（即ちＳ７６の処理を実行せずに）、切替弁６４を閉弁から開弁に切り替えてもよい。この場合、パージ処理では、常に、パージ経路２４内の圧力を、調圧弁６０で調圧される圧力よりも高く維持してもよい。

（第４実施例）
図７、図８を参照して、第２実施例と異なる点を説明する。蒸発燃料処理装置２０は、差圧センサ６２をさらに備える。差圧センサ６２は、調圧弁６０を挟んで、分岐経路６１のパージ経路２３側とパージ経路２４側のそれぞれに接続されている。差圧センサ６２は、ポンプ２５の駆動中に、ポンプ２５の上流側と下流側のパージガスの圧力差（即ち差圧）を検出する。蒸発燃料の密度が空気の密度よりも高いために、パージ濃度に応じて、パージガスの密度が変化する。パージガスの密度（即ちパージ濃度）が変化すると、ポンプ２５の回転数が変化しなくても、ポンプ２５の上下流の差圧が変化する。ＥＣＵ１００には、予め実験で特定されたパージ濃度と差圧との関係を示すデータマップが格納されている。このため、ＥＣＵ１００は、差圧センサ６２で検出済みの差圧とデータマップとを用いて、パージ濃度を特定することができる。

パージ処理では、初期状態は、第２実施例と同様に、ポンプ２５は停止され、制御弁２６は閉弁されている。本実施例のパージ処理では、最初に、差圧センサ６２に用いて、パージ濃度が特定される。具体的には、まず、Ｓ１０２において、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５が低回転で駆動されているか否かを判断する。パージ処理が開始された最初のＳ１０２では、ポンプ２５は回転されていない。一方、一旦Ｓ１０２でポンプ２５が駆動されると、それ以降のＳ１０２では、ポンプ２５が既に回転されている。また、Ｓ１１６でポンプ２５が高回転で駆動されている状況もあり得る。

ＥＣＵ１００は、ポンプ２５が駆動されていない場合、あるいは、高回転フラグがセットされている場合には、ポンプ２５が低回転で駆動されていないと判断して（Ｓ１０２でＮＯ）、Ｓ１０４で、ポンプ２５を低回転で駆動させ、高回転フラグをリセットして、Ｓ１０６に進む。一方、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５が駆動されている状態で高回転フラグがセットされていない場合に、ポンプ２５が低回転で駆動されていると判断して（Ｓ１０２でＹＥＳ）、Ｓ１０４をスキップして、Ｓ１０６に進む。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ１００は、差圧センサ６２を用いて、差圧を検出する。次いで、Ｓ１０８において、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０６で検出済みの差圧とＥＣＵ１００に格納済みのデータマップを用いて、パージ濃度を特定する。次に、Ｓ１１０において、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０８で特定済みのパージ濃度等を用いて、パージ条件が成立しているか否かを判断する。パージ条件が成立していない場合（Ｓ１１０でＮＯ）、Ｓ１０２に戻る。一方、パージ条件が成立している場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、Ｓ１１２に進む。

ＥＣＵ１００は、続いて、図４のＳ４０〜Ｓ５２の処理と同様に、Ｓ１１２〜Ｓ１２４の処理を実行する。Ｓ４６の処理と同様のＳ１１８の処理、あるいは、Ｓ５２の処理と同様のＳ１２４の処理が実行されると、Ｓ１２６において、ＥＣＵ１００は、エンジン２が停止されたか否かを判断する。エンジン２が停止されている場合（Ｓ１２６でＹＥＳ）、Ｓ１２８において、ＥＣＵ１００は、Ｓ５６と同様に、ポンプ２５を停止し、制御弁２６を閉弁して、パージ処理を終了する。一方、エンジン２が停止されていない場合（Ｓ１２６でＮＯ）、所定期間（例えば１０秒）待機した後、Ｓ１０２に戻る。

この構成によれば、差圧センサ６２を用いて、パージ濃度を特定することができる。この結果、空燃比を用いてパージ濃度を推定せずに済む。また、パージガスを吸気経路３４に供給せずに、ポンプ２５の差圧を用いてパージ濃度を特定することができる。

なお、変形例では、ポンプ２５の回転数は一定であってもよい。

（第５実施例）
図９、図１０を参照して、第４実施例と異なる点を説明する。蒸発燃料処理装置２０は、切替弁６４を備える。切替弁６４は、差圧センサ６２に挟まれて配置されている。

パージ処理では、初期状態は、第４実施例と同様に、ポンプ２５は停止され、制御弁２６は閉弁されており、さらに、切替弁６４は閉弁されている。これにより、分岐経路６１にパージガスが流入することが防止されている。

図１０に示すように、Ｓ２０２では、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５を駆動する。次いで、Ｓ２０４において、図６のＳ７２の処理と同様に、ＥＣＵ１００は、切替弁６４が開弁されているか否かを判断する。切替弁６４が閉弁していると判断される場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、Ｓ２０６において、ＥＣＵ１００は、切替弁６４を閉弁してＳ２０８に進む。一方、切替弁６４が開弁していると判断される場合（Ｓ２０４でＮＯ）、Ｓ２０６をスキップして、Ｓ２０８に進む。

ＥＣＵ１００は、続いて、図８のＳ１０６〜Ｓ１１２の処理と同様に、Ｓ２０８〜Ｓ２１４の処理を実行する。Ｓ２１４において、パージ濃度が所定値以上である場合（Ｓ２１４でＹＥＳ）、Ｓ２１６において、ＥＣＵ１００は、切替弁６４を開弁する。次いで、Ｓ２１８において、ＥＣＵ１００は、Ｓ１１８と同様に、調圧デューティ比で制御弁２６を制御して、Ｓ２２２に進む。これにより、調圧処理が実行される。一方、パージ濃度が所定値未満である場合（Ｓ２１４でＮＯ）、Ｓ２２０において、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１０で特定済みのパージ濃度に基づいて決定されるデューティ比で、制御弁２６を制御して、Ｓ２２２に進む。これにより、調圧処理が実行されない。

Ｓ２１８の処理、あるいは、Ｓ２２０の処理が実行されると、Ｓ２２２において、Ｓ１２６の処理と同様に、ＥＣＵ１００は、エンジン２が停止されたか否かを判断する。エンジン２が停止されている場合（Ｓ２２２でＹＥＳ）、Ｓ２２４において、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２６と同様に、ポンプ２５を停止し、制御弁２６を閉弁して、さらに、切替弁６４が開弁している場合に切替弁６４を閉弁して、パージ処理を終了する。一方、エンジン２が停止されていない場合（Ｓ２２２でＮＯ）、所定期間（例えば１０秒）待機した後、Ｓ２０４に戻る。

第５実施例の変形例では、差圧センサ６２は、分岐経路６１に接続されていなくてもよく、図１１に示すように、差圧センサ６２の一方がパージ経路２４に接続され、他方がパージ経路２３に接続されてもよい。あるいは、図１２に示すように、蒸発燃料処理装置２０は、差圧センサ６２に替えて、圧力センサ７０を有していてもよい。圧力センサ７０は、パージ経路２４に配置されていてもよい。この場合、圧力センサ７０は、パージ経路２４の圧力を検出してもよい。ＥＣＵ１００は、圧力センサ７０で検出済みの圧力と、大気圧と、の差を用いて、パージ濃度を特定してもよい。ポンプ２５が駆動している間、ポンプ２５の上流側、即ち、パージ経路２３を大気圧に維持することによって、ＥＣＵ１００は、ポンプ２５の差圧を算出することができる。なお、大気圧は予めＥＣＵ１００に格納されていてもよいし、大気圧センサを用いて検出してもよい。

また、あるいは、図１３に示すように、分岐経路６１以外に、蒸発燃料処理装置２０は、分岐経路７１を備えていてもよい。分岐経路７１では、分岐経路６１と同様に、一端（即ち上流端）がパージ経路２４に接続されており、他端（即ち下流端）がパージ経路２３に接続されていてもよい。蒸発燃料処理装置２０は、さらに、分岐経路７１に配置されるベンチュリ経路７２を備えていてもよい。図１４に示すように、ベンチュリ経路７２の一方の端部７２ａが分岐経路７１の上流側に接続されている。ベンチュリ経路７２の他方の端部７２ｃが分岐経路７１の下流側に接続されている。ベンチュリ経路７２の端部７２ａと中央部（絞り部）７２ｂの間に差圧センサ６２が接続されている。差圧センサ６２は、端部７２ａと中央部７２ｂの圧力差を検出する。端部７２ａと中央部７２ｂの差圧を特定すれば、ベルヌーイの式よりパージガスの密度（パージ濃度）を算出する（即ち特定する）ことができる。

なお、ベンチュリ経路７２に替えて、オリフィス板を備えるオリフィス経路を備えていてもよい。あるいは、ベンチュリ経路７２に替えて、毛細経路式粘度計を備えていてもよい。毛細経路式粘度計の内部には、複数の毛細経路が配置されていてもよい。毛細経路の上流側と下流側の圧力差を差圧センサ６２で特定し、毛細経路式粘度計を通過するパージガスの粘性を測定してもよい。これにより、ハーゲン・ポアズイユの式を用いて、パージガスの粘性を算出することができる。パージガスの粘性は、パージ濃度と相関関係があるため、パージガスの粘性を算出することにより、パージ濃度を特定することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（１）上記の各実施例では、調圧弁６０によって調圧されている。しかしながら、本明細書の開示の「調圧部」は調圧弁６０に限られない。例えば、調圧部は、圧力センサと開閉弁を備えていてもよい。調圧部は、圧力センサを用いて検出済みのパージ経路２４の圧力が所定値に達すると、改変弁を開弁することによって、パージ経路２４の圧力を所定値に維持してもよい。

（２）上記の各実施例では、差圧センサ６２等に替えて、圧力センサをポンプ５４等の上流側と下流側のそれぞれに配置してもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、２個の圧力センサによって検出される圧力の差を算出することによって、差圧を検出してもよい。

（３）上記の各実施例では、パージ濃度は、空燃比あるいは差圧センサ６２を用いて特定されている。しかしながら、パージ濃度は、例えば、音波式濃度計を備える濃度センサを用いて測定されてもよい。音波式濃度計は、パージ経路２３，２４上に配置される円筒形状を有しており、円筒形状内に向けて信号を発信し、受信することによって、パージガスの濃度（即ち、バージガスの分子量）を特定してもよい。

（４）上記の各実施例では、ＥＣＵ１００が、濃度特定処理を実行している。しかしながら、蒸発燃料処理装置２０は、エンジン２等を制御するＥＣＵ１００とは別に、濃度特定処理を実行するための処理装置（例えばＣＰＵ及びメモリ）を備えていてもよい。

（５）上記の各実施例では、調圧処理を実行するために、ポンプ２５の回転数を高くする構成、切替弁６４を開弁する構成、及び、制御弁２６を調圧デューティ比で制御する構成の１個又は２個の構成を採用している。しかしながら、調圧処理では、上記の全ての構成を採用してもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：エンジン
６ ：燃料供給システム
８ ：空燃比センサ
１０ ：メイン供給経路
１９ ：キャニスタ
２０ ：蒸発燃料処理装置
２３ ：パージ経路
２４ ：パージ経路
２５ ：ポンプ
２６ ：制御弁
２８ ：連通経路
３４ ：吸気経路
３６ ：排気経路
６０ ：調圧弁
６１ ：分岐経路
６２ ：差圧センサ
６４ ：切替弁

Claims (5)

1. 燃料タンクから内燃機関の吸気経路に延びるパージ経路に接続されており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   パージ経路のキャニスタよりも吸気経路側に配置されており、キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを吸入し送出するポンプと、
   パージ経路のポンプよりも吸気経路側に配置され、パージ経路と吸気経路の連通と遮断とを切り替える制御弁と、
   パージ経路に接続されており、パージ経路のポンプよりも吸気経路側とポンプよりもキャニスタ側とを接続する分岐経路と、
   分岐経路上に配置される調圧部と、
   パージガスを分岐経路に流して調圧部に通過させることによってパージガスが調圧される調圧処理を実行する制御部と、
   分岐経路のパージ経路のポンプよりも吸気経路側と調圧部との間に配置されており、分岐経路の開閉を切り替える切替弁と、を備え、
   制御部は、パージガスを調圧すべきであるか否かを判断し、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、切替弁によって分岐経路を開いて、調圧部にパージガスを通過させることによって調圧処理を実行し、パージガスを調圧すべきでないと判断される場合に、切替弁によって分岐経路を閉じることによって調圧処理を実行しない、蒸発燃料処理装置。
2. 燃料タンクから内燃機関の吸気経路に延びるパージ経路に接続されており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   パージ経路のキャニスタよりも吸気経路側に配置されており、キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを吸入し送出するポンプと、
   パージ経路のポンプよりも吸気経路側に配置され、パージ経路と吸気経路の連通と遮断とを切り替える制御弁と、
   パージ経路に接続されており、パージ経路のポンプよりも吸気経路側とポンプよりもキャニスタ側とを接続する分岐経路と、
   分岐経路上に配置される調圧部と、
   パージガスを分岐経路に流して調圧部に通過させることによってパージガスが調圧される調圧処理を実行する制御部と、
   パージガスの濃度を検出する検出部と、を備え、
   制御部は、パージガスの濃度に応じて、パージガスを調圧すべきであるか否かを判断し、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、調圧処理を実行し、パージガスを調圧すべきでないと判断される場合に、調圧処理を実行しない、蒸発燃料処理装置。
3. 検出部は、ポンプの上下流のパージガスの圧力差を用いて、濃度を検出する、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 制御部は、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、ポンプの回転数を上昇させて、調圧部にパージガスを通過させることによって調圧処理を実行する、請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 制御部は、パージガスを調圧すべきであると判断される場合に、制御弁によって吸気経路に流入するパージガスの流量をポンプから送出されるパージガスの流量よりも少なくして、調圧部にパージガスを通過させることによって調圧処理を実行する、請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

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