JP6654522B2 - 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を介して内燃機関に供給する蒸発燃料処理装置を開示する。

蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着して貯留するキャニスタと、キャニスタと吸気経路とを接続するパージ経路上に配置される制御弁と、を備える。制御弁は、キャニスタと吸気経路とが連通する連通状態と連通しない遮断状態とに切り替わる。制御弁が連通状態である場合、キャニスタ内の蒸発燃料と空気とが混合されたパージガスがパージ経路、吸気経路を通過して、内燃機関に供給される。以下では、制御弁を連通状態にして、パージガスを通過させる処理をパージ処理と呼ぶ。

蒸発燃料処理装置とは異なるが、特許文献１に、吸気経路にブローバイガスを供給する技術において、ブローバイガスの通路の詰まりが生じているか否かを判断する技術が開示されている。ブローバイガスは、内燃機関においてピストンとシリンダとの間からクランクケースに漏れ出た気体である。

ブローバイガスの通路は、クランクケースからスロットルバルブよりも下流側の吸気経路に連通している。吸気経路に吸入される吸気量は、スロットルバルブの開閉によって変化する。クランクケースから吸気経路までブローバイガスが流れる通路の開口面積が小さくなると、スロットルバルブの開閉による吸気量の変化が小さくなる。特許文献１では、スロットルバルブの開閉による吸気量の変化によって、ブローバイガスが流れる通路に詰まりが生じているか否かを判断する。

特開２０１１−２７０７３号公報

蒸発燃料処理装置において、パージ経路に詰まりが生じると、十分なパージガスを吸気経路に供給することができない。従って、パージ経路に詰まりが生じると、キャニスタに過剰に蒸発燃料が滞留し、キャニスタが蒸発燃料を貯留することができない事態が生じ得る。本明細書は、パージ経路の詰まりを検出する技術を提供する。

本明細書で開示される技術は、蒸発燃料処理装置に関する。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を燃料タンクと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路を通じて吸気経路に供給するために用いられる。蒸発燃料処理装置は、パージ経路に配置され、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、吸気経路とキャニスタの間のパージ経路に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替わる制御弁と、制御弁よりもキャニスタ側のパージ経路内の圧力を検出する圧力検出部と、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行している間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、制御弁と吸気経路との間のパージ経路に詰まりが発生していること判断部と、を備える。

この構成では、パージ経路に詰まりが発生していない場合、吸気経路から制御弁までのパージ経路（以下、「下流側パージ経路」と呼ぶ）は連通している。このため、下流側パージ経路内の圧力は、吸気経路の圧力と一致する。また、制御弁が遮断状態である場合、キャニスタから制御弁までのパージ経路（以下、「上流側パージ経路」と呼ぶ）は、吸気経路と連通しておらず、下流側パージ経路の圧力と異なる。例えば、上流側パージ経路がキャニスタを介して大気と連通している場合、上流側パージ経路の圧力は大気圧に一致する。あるいは、上流側パージ経路のパージガスがポンプ等によって昇圧されている場合、上流側パージ経路の圧力は、正圧になる。

蒸発燃料処理装置では、制御弁が遮断状態である場合の上流側パージ経路と下流側パージ経路との圧力差を利用して、制御弁を遮断状態から連通状態に切り替えた際に、パージガスを上流側パージ経路から下流側パージ経路を通じて吸気経路に供給する。

上述したように、上流側パージ経路と下流側パージ経路とに圧力差が存在するため、制御弁を遮断状態から連通状態に切り替えると、上流側パージ経路の圧力が大きく変化する。制御弁の遮断状態と連通状態との切り替えを繰り返し実行すると、上流側パージ経路の圧力変化が連続的に発生する。しかしながら、下流側パージ経路に詰まりが発生していると、下流側パージ経路の圧力が吸気経路の圧力と均一にならず、制御弁を遮断状態から連通状態に切り替えると、下流側パージ経路と上流側パージ経路とで圧力差が減少する。この結果、制御弁の遮断状態と連通状態との切り替えを繰り返し実行しても、上流側パージ経路の圧力変化は小さい。これにより、上流側パージ経路の圧力変化を用いて、パージ経路の詰まりが発生していることを判断することができる。

第１実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第１実施例の上流側パージ経路の詰まり判断処理のフローチャートを示す。 第１実施例の詰まりが発生している場合と発生していない場合の制御弁の上流側の圧力変化を示すグラフを示す。 第１実施例の下流側パージ経路の詰まり判断処理のフローチャートを示す。 第２実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第３実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第４実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第５実施例のパージ経路の詰まり判断処理のフローチャートを示す。

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）本明細書で開示される吸気経路には過給機が配置されていてもよい。このとき、蒸発燃料処理装置は、圧力検出部よりもキャニスタ側のパージ経路上に配置されるポンプを備えていてもよい。判断部は、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行しており、かつ、ポンプが動作している間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、制御弁と吸気経路との間のパージ経路に詰まりが発生していることを判断してもよい。この構成によれば、ポンプの動作によって、上流側パージ経路の圧力を高くすることができる。この結果、パージ処理において、パージガスをスムーズに吸気経路に供給することができる。また、上流側パージ経路の圧力を高くすることによって、パージ経路に詰まりが発生していない場合の下流側パージ経路の圧力との差を大きくすることができる。これにより、制御弁の連通状態と遮断状態との切り替え時のパージ経路に詰まりが発生した場合の上流側パージ経路の圧力変化と、パージ経路に詰まりが発生していない場合の上流側パージ経路の圧力変化と、の差を大きくことができる。これにより、パージ経路の詰まりを判断し易くすることができる。

（特徴２）本明細書で開示されるパージ経路は、過給機よりも上流側の吸気経路に接続されていてもよい。過給機が動作している状態では、過給機よりも下流の吸気経路には正圧が発生する。パージ経路を過給機よりも上流の吸気経路に接続することによって、過給機の動作中に略大気圧に維持される吸気経路に、パージガスをスムーズに吸気経路に供給することができる。

（特徴３）本明細書で開示されるパージ経路は、制御弁から吸気経路に向かう中間位置で分岐しており、一方のパージ経路は過給機よりも上流側の吸気経路に接続され、他方のパージ経路は、過給機よりも下流側の吸気経路に接続されていてもよい。判断部は、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行しており、ポンプが動作しており、かつ、過給機が動作している間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、一方のパージ経路に詰まりが発生していることを判断してもよい。この構成によれば、過給機が動作している状態では、過給機よりも上流の吸気経路（即ち略大気圧の吸気経路）にパージガスを供給し、過給機が動作していない状態では、過給機よりも下流の吸気経路（即ち負圧の吸気経路）にパージガスを供給することができる。また、過給機の動作中に、ポンプを動作することによって、制御弁の上流と下流とで圧力差を生じさせることができる。これにより、パージ経路の詰まりが発生していることを判断することができる。

（特徴４）本明細書で開示されるパージ経路は、制御弁から吸気経路に向かう中間位置で分岐しており、一方のパージ経路は過給機よりも上流側の吸気経路に接続され、他方のパージ経路は、過給機よりも下流側の吸気経路に接続されていてもよい。判断部は、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行しており、かつ、過給機が動作していない間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、他方のパージ経路に詰まりが発生していることを判断してもよい。この構成によれば、他方のパージ経路の詰まりが発生していることを判断することができる。

（第１実施例）
図面を参照して、蒸発燃料処理装置１０を説明する。図１に示すように、蒸発燃料処理装置１０は、自動車等の車両に搭載され、燃料タンクＦＴに貯留される燃料をエンジンＥＮに供給する燃料供給システム２に配置される。

燃料供給システム２は、燃料タンクＦＴ内に収容される燃料ポンプ（図示省略）から圧送された燃料をインジェクタＩＪに供給する。インジェクタＩＪは、後述するＥＣＵ(Engine Control Unitの略)１００によって開度が調整される電磁弁を有する。インジェクタＩＪは、燃料をエンジンＥＮに噴射する。ＥＣＵ１００は、インジェクタＩＪの開度を調整することによって、エンジンＥＮへの燃料供給量を調整する。

エンジンＥＮには、吸気管ＩＰと排気管ＥＰが接続されている。吸気管ＩＰは、エンジンＥＮの負圧あるいは過給機ＣＨの動作によって、エンジンＥＮに空気を供給するための配管である。吸気管ＩＰには、スロットルバルブＴＶが配置されている。スロットルバルブＴＶは、吸気管ＩＰの開度を調整することによって、エンジンＥＮに流入する空気量（即ち吸気量）を制御する。スロットルバルブＴＶは、ＥＣＵ１００によって制御される。吸気管ＩＰのスロットルバルブＴＶよりも上流側には、過給機ＣＨが配置されている。過給機ＣＨは、いわゆるターボチャージャーであり、エンジンＥＮから排気管ＥＰに排気された気体によってタービンを回転させ、それにより、吸気管ＩＰ内の空気を加圧してエンジンＥＮに供給する。過給機ＣＨは、ＥＣＵ１００によって、エンジンＥＮの回転数Ｎが予め決められた回転数（例えば２５００回転）を超えると作動するように制御される。

吸気管ＩＰの過給機ＣＨよりも上流側には、エアクリーナＡＣが配置されている。エアクリーナＡＣは、吸気管ＩＰに流入する空気から異物を除去するフィルタを有する。吸気管ＩＰでは、スロットルバルブＴＶが開弁すると、エアクリーナＡＣを通過してエンジンＥＮに向けて吸気される。エンジンＥＮは、燃料と空気とを内部で燃焼し、燃焼後に排気管ＥＰに排気する。

過給機ＣＨが停止している状況では、エンジンＥＮの駆動により、吸気管ＩＰ内に負圧が発生している。なお、自動車の停止時にエンジンＥＮのアイドリングを停止したり、ハイブリッド車のようにエンジンＥＮを停止してモータで走行する場合、言い換えると、環境対策のためにエンジンＥＮの駆動を制御する場合、エンジンＥＮの駆動による吸気管ＩＰ内の負圧が発生しないか、あるいは小さい状況が生じる。一方、過給機ＣＨが作動している状況では、過給機ＣＨよりも上流側では大気圧である一方、過給機ＣＨよりも下流側で正圧が発生している。

蒸発燃料処理装置１０は、燃料タンクＦＴ内の蒸発燃料を、吸気管ＩＰを介してエンジンＥＮに供給する。蒸発燃料処理装置１０は、キャニスタ１４と、ポンプ１２と、パージ管３２と、制御弁３４と、ＥＣＵ１００内の制御部１０２と、逆止弁８０，８３と、圧力センサ１６，１８と、を備える。キャニスタ１４は、燃料タンクＦＴ内で発生した蒸発燃料を貯留する。キャニスタ１４は、活性炭１４ｄと、活性炭１４ｄを収容するケース１４ｅと、を備える。ケース１４ｅは、タンクポート１４ａと、パージポート１４ｂと、大気ポート１４ｃとを有する。タンクポート１４ａは、燃料タンクＦＴの上端に接続されている。これにより、燃料タンクＦＴの蒸発燃料がキャニスタ１４に流入される。活性炭１４ｄは、燃料タンクＦＴからケース１４ｅに流入する気体から蒸発燃料を吸着する。これにより、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。

大気ポート１４ｃは、エアフィルタＡＦを介して大気に連通している。エアフィルタＡＦは、大気ポート１４ｃを介してキャニスタ１４内に流入する空気から異物を除去する。

パージポート１４ｂには、パージ管３２が連通している。キャニスタ１４内の蒸発燃料を含む気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）は、キャニスタ１４からパージポート１４ｂを介してパージ管３２内に流入する。パージ管３２は、パージ経路２２，２４，２６を画定している。パージ管３２内のパージガスは、パージ経路２２，２４，２６を流れて、吸気経路ＩＷに供給される。

パージ管３２は、キャニスタ１４と吸気経路ＩＷとの中間の分岐位置３２ａにおいて、２つに分岐している。分岐後のパージ管３２の一方は、スロットルバルブＴＶ及び過給機ＣＨよりもエンジンＥＮ側（即ち下流側）のインテークマニホールドＩＭに接続されており、分岐後のパージ管３２の他方は、スロットルバルブＴＶ及び過給機ＣＨよりもエアクリーナＡＣ側（即ち上流側）に接続されている。分岐位置３２ａよりもキャニスタ１４側のパージ管３２でパージ経路２２が画定されており、パージ管３２の分岐位置３２ａから下流側に接続されているパージ管３２でパージ経路２４が画定されており、パージ管３２の分岐位置３２ａから上流側に接続されているパージ管３２でパージ経路２６が画定されている。

パージ経路２２の中間位置には、ポンプ１２が配置されている。ポンプ１２は、いわゆる渦流ポンプ（カスケードポンプ、ウエスコポンプとも呼ぶ）あるいは遠心式ポンプである。ポンプ１２は、制御部１０２によって制御される。ポンプ１２の吸入口は、パージ経路２２を介してキャニスタ１４に連通している。

ポンプ１２の吐出口は、パージ管３２に連通している。ポンプ１２は、パージ経路２２にパージガスを送出する。パージ経路２２に送出されたパージガスは、パージ経路２４又はパージ経路２６を通過して、吸気経路ＩＷに供給される。

パージ経路２４の吸気経路ＩＷの端には、逆止弁８３が配置されている。逆止弁８３は、気体がパージ経路２４から吸気経路ＩＷに向かって流れることを許容し、吸気経路ＩＷからパージ経路２４に向かって流れることを禁止する。パージ経路２６の吸気経路ＩＷ側の端には、逆止弁８０が配置されている。逆止弁８０は、気体がパージ経路２６から吸気経路ＩＷに向かって流れることを許容し、吸気経路ＩＷからパージ経路２６に向かって流れることを禁止する。

ポンプ１２と分岐位置３２ａとの間のパージ経路２２には、制御弁３４が配置されている。制御弁３４が閉弁状態である場合には、パージ経路２２のパージガスは、制御弁３４によって停止され、吸気経路ＩＷに向かって流れない。一方、制御弁３４が開弁されると、パージガスは吸気経路ＩＷに向かって流入する。制御弁３４は、電子制御弁であり、制御部１０２によって制御される。以下では、制御弁３４よりも上流側のパージ経路２２を「パージ経路２２ｂ」と呼び、制御弁３４よりも下流側のパージ経路２２を「パージ経路２２ａ」と呼ぶ。

制御弁３４とポンプ１２との間のパージ経路２２ｂには、圧力センサ１６が配置されている。圧力センサ１６は、パージ経路２２ｂの圧力を検出する。また、インテークマニホールドＩＭには、圧力センサ１８が配置されている。圧力センサ１８は、インテークマニホールドＩＭの圧力を検出する。

制御部１０２は、ＥＣＵ１００の一部であり、ＥＣＵ１００の他の部分（例えばエンジンＥＮを制御する部分）と一体的に配置されている。なお、制御部１０２は、ＥＣＵ１００の他の部分と別に配置されていてもよい。制御部１０２は、ＣＰＵとＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ１０４とを含む。制御部１０２は、メモリ１０４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１０を制御する。具体的には、制御部１０２は、ポンプ１２に信号を出力し、ポンプ１２を制御する。また、制御部１０２は、制御弁３４に信号を出力しデューティ制御を実行する。即ち、制御部１０２は、制御弁３４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、制御弁３４の開弁時間を調整する。

メモリ１０４には、データマップ１１０，１２０が予め格納されている。データマップ１１０では、パージ処理において制御弁３４を通過することが想定されるパージガスの流量（以下では「想定パージ流量」と呼ぶ）と、上流側判定値と、が関係付けられている。上流側判定値は、後述する上流詰まり判断処理において、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生しているか否かを判断する際に用いられる。データマップ１２０では、想定パージ流量と、下流側判定値と、が関係付けられている。下流側判定値は、後述する下流詰まり判断処理において、パージ経路２２ａ，２４に詰まりが発生しているか否かを判断する際に用いられる。データマップ１１０，１２０は、予め実験によって特定され、メモリ１０４に格納されている。

ＥＣＵ１００は、排気管ＥＰ内に配置される空燃比センサ５０に接続されている。ＥＣＵ１００は、空燃比センサ５０の検出結果から排気管ＥＰ内の空燃比を検出し、インジェクタＩＪからの燃料噴射量を制御する。

また、ＥＣＵ１００は、エアクリーナＡＣ付近に配置されるエアフロメータ５２に接続されている。エアフロメータ５２は、いわゆるホットワイヤ式のエアフロメータであるが、他の構成であってもよい。ＥＣＵ１００は、エアフロメータ５２から検出結果を示す信号を受信して、エンジンＥＮに吸入される気体量（即ち吸気量）を検出する。

次いで、パージガスをキャニスタ１４から吸気経路ＩＷに供給するパージ処理について説明する。エンジンＥＮが駆動中であってパージ条件が成立すると、制御部１０２は、制御弁３４をデューティ制御することによってパージ処理を実行する。パージ条件とは、パージガスをエンジンＥＮに供給するパージ処理を実行すべき場合に成立する条件であり、エンジンＥＮの冷却水温やパージ濃度の特定状況によって、予め製造者によって制御部１０２に設定される条件である。制御部１０２は、エンジンＥＮの駆動中に、パージ条件が成立するか否かを常時監視している。

パージ処理では、パージガスが、キャニスタ１４からパージ経路２２，２４を経て、スロットルバルブＴＶの下流側の吸気経路ＩＷに供給されるか、あるいは、キャニスタ１４からパージ経路２２，２６を経て、過給機ＣＨの上流側の吸気経路ＩＷに供給される。どちらの経路で供給されるかは、インテークマニホールドＩＭの圧力によって変化する。インテークマニホールドＩＭの圧力は、過給機ＣＨが動作しているか否かによって変化する。

過給機ＣＨが動作していない場合、エンジンＥＮに駆動によって、インテークマニホールドＩＭは負圧となる。一方、スロットルバルブＴＶの上流側の吸気経路ＩＷは、大気圧に略等しい。この結果、パージガスは、主に、キャニスタ１４からパージ経路２２，２４を経て、インテークマニホールドＩＭ内の吸気経路ＩＷに供給される。制御弁３４からパージ経路２２ａ，２４、吸気経路ＩＷを経てエンジンＥＮに供給されるパージガスの流路を、第１パージ経路ＦＰと呼ぶ。

一方、過給機ＣＨが動作している間は、過給機ＣＨによって過給機ＣＨの下流側が加圧される。このため、インテークマニホールドＩＭの圧力は、過給機ＣＨの上流側よりも高くなる。この結果、パージガスは、主に、キャニスタ１４からパージ経路２２，２６を経て、過給機ＣＨの下流側の吸気経路ＩＷに供給される。なお、過給機ＣＨの下流側の吸気経路ＩＷは、大気圧に近似している。制御弁３４からパージ経路２２ａ，２６、吸気経路ＩＷを経てエンジンＥＮに供給されるパージガスの流路を、第２パージ経路ＳＰと呼ぶ。第２パージ経路ＳＰは、第１パージ経路ＦＰよりも長い。

制御部１０２は、過給機ＣＨが動作している間にパージ処理を実行する場合、ポンプ１２を利用してパージガスを圧送することによって、主に過給機ＣＨの上流側の吸気経路ＩＷにパージガスが供給される。一方、過給機ＣＨが動作していない間にパージ処理を実行する場合、パージガスは、主にスロットルバルブＴＶよりも下流側の負圧の吸気経路ＩＷに供給される。制御部１０２は、スロットルバルブＴＶの開度が大きい等で、吸気経路ＩＷの負圧によってパージガスが十分に吸気経路ＩＷに供給されない場合に、ポンプ１２を駆動して、パージガスを吸気経路ＩＷに供給する。制御部１０２は、吸気経路ＩＷの負圧の状況（例えばエンジンＥＮの回転数）に応じて、ポンプ１２を駆動又は停止の制御を実行する。

パージ処理が実行されている間、エンジンＥＮには、燃料タンクＦＴからインジェクタＩＪを介して供給される燃料と、パージ処理による蒸発燃料と、が供給される。制御部１０２は、インジェクタＩＪの噴射時間と制御弁３４のデューティ比を調整することによって、エンジンＥＮの空燃比を最適な空燃比（例えば理想空燃比）に調整する。

上述したように、インテークマニホールドＩＭの圧力が高い場合、過給機ＣＨの上流側の第２パージ経路ＳＰにパージガスが供給される。第２パージ経路ＳＰが略大気圧であるため、制御部１０２は、ポンプ１２を駆動して、パージガスを昇圧する。この結果、制御弁３４が閉弁されパージ経路２２が遮断状態である場合、制御弁３４の上流側が正圧である一方、制御弁３４の下流側は大気圧となる。なお、インテークマニホールドＩＭと分岐位置３２ａとの間に逆止弁８３が配置されているため、インテークマニホールドＩＭが正圧であっても、制御弁３４の下流側の圧力と均一にならない。

第２パージ経路ＳＰにパージガスが供給されている状態では、制御弁３４の上下流で圧力差が生じている。このため、制御部１０２が、制御弁３４をデューティ制御し、パージ経路２２の連通状態と遮断状態との切り替えが繰り返し実行されている場合、制御弁３４の上流側の圧力が正圧と大気圧との間で繰り返し変化する（図３の「詰まり無し」を参照）。

しかしながら、制御弁３４から吸気経路ＩＷまでの間のパージ経路２２ａ，２６に詰まりが生じると、制御弁３４の下流側の圧力は、大気圧に維持されず、制御弁３４の上流側の圧力に近似する。この結果、制御弁３４がデューティ制御されていても、制御弁３４の上流側の圧力の変化は小さい（図３の「詰まり有り」参照）。制御部１０２は、制御弁３４の上流側の圧力の変化に基づいて、制御弁３４から吸気経路ＩＷまでの間のパージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生しているか否かを判断する上流詰まり判断処理を実行する。制御部１０２は、パージ処理が実行されている間、定期的に上流詰まり判断処理を実行する。

図２に示すように、上流詰まり判断処理では、まず、Ｓ１２において、制御部１０２は、過給機ＣＨの上流側にパージガスを供給しているか否かを判断する。具体的には、制御部１０２は、過給機ＣＨが動作している（即ちエンジンＥＮの回転数が所定値以上である）か否かを判断する。あるいは、インテークマニホールドＩＭの圧力が正圧であるか否かを判断してもよい。制御部１０２は、過給機ＣＨが動作していない場合に、過給機ＣＨの下流側にパージガスを供給している（Ｓ１２でＮＯ）と判断して、上流詰まり判断処理を終了する。

一方、制御部１０２は、過給機ＣＨが動作している場合に、過給機ＣＨの上流側にパージガスを供給している（Ｓ１２でＹＥＳ）と判断して、Ｓ１４に進む。Ｓ１４では、制御部１０２は、制御弁３４のデューティ比が所定範囲内（例えば２０％から８０％）であるか否かを判断する。デューティ比は、制御弁３４を連通状態と遮断状態とで繰り返し切り替えるデューティ制御が実行されている間で、１回の連通状態と１回の遮断状態を１周期としたときの１周期の期間に対する連通状態の期間の割合である。

上流詰まり判断処理では、制御弁３４をデューティ制御している間に、制御弁３４の上流側と下流側との圧力差によって生じる制御弁３４の上流側の圧力変化に基づいて詰まりが発生しているか否かを判断する（Ｓ２０参照）。そのため、デューティ比が大きすぎても小さすぎても（即ち連状態の期間が長すぎても短すぎても）、制御弁３４の上流側の圧力変化が小さくなり、詰まりが発生しているか否かを適切に判断し難くなる。

そこで、制御弁３４のデューティ比が所定範囲から外れている場合（Ｓ１４でＮＯ）、詰まりが発生しているか否かを判断せずに、上流詰まり判断処理を終了する。一方、制御弁３４のデューティ比が所定範囲内である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、Ｓ１６において、制御部１０２は、制御弁３４がデューティ制御されている間の制御弁３４の上流側の圧力差ΔＰを取得する。具体的には、図３に示すように、制御部１０２は、圧力センサ１６によって複数回検出された圧力の高圧側の圧力（即ち、制御弁３４によってパージ経路２２が遮断状態である場合の圧力）の平均と低圧側の圧力（即ち、制御弁３４によってパージ経路２２が連通状態である場合の圧力）の平均との差を算出する。

次いで、Ｓ１８では、制御部１０２は、制御弁３４から単位時間（例えば一分）当たりに制御弁３４を通過すると想定される想定パージ流量に基づいて、上流側判定値を特定する。具体的には、制御部１０２は、まず、想定パージ流量を特定する。制御部１０２は、制御弁３４のデューティ比と、制御弁３４によってパージ経路２２が遮断状態である場合のパージ経路２２ｂの圧力と、を用いて、実験によって予め特定されメモリ１０４に格納されているデータマップ（図示省略）より想定パージ流量を特定する。なお、想定パージ流量は、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生していない場合に、制御弁３４を通過して吸気経路ＩＷに供給されるパージガスの流量であり、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生している場合には、制御弁３４を通過するパージガスの流量は想定パージ流量よりも少ない。

次に、特定されたパージ流量と、データマップ１１０とを利用して、上流側判定値を特定する。例えば、パージ流量が０リットル／分より大きく５リットル／分以下である場合、判定値５ｋＰａであり、パージ流量が５リットル／分より大きく１０リットル／分以下である場合、判定値４ｋＰａである。次いで、Ｓ２０では、制御部１０２は、Ｓ１６で特定された圧力差ΔＰがＳ１８で特定された上流側判定値よりも大きいか否かを判断する。圧力差ΔＰが判定値よりも小さい場合（Ｓ２０でＮＯ）、制御部１０２は、パージ経路２２ａ，２６のどこかに詰まりが発生していると判断して、Ｓ２２において、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生していることを示す信号を、車両の表示装置に送信して、上流側詰まり処理を終了する。この場合、表示装置は、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生していることを示す情報を表示する。これにより、運転者は、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生していることを知ることができる。

一方、圧力差ΔＰが判定値よりも大きい場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、Ｓ２２をスキップして、上流側詰まり処理を終了する。図３には、詰まりが発生している場合（即ち「詰まり有り」）と、詰まりが発生していない場合（即ち「詰まり無し」）のパージ経路２２ｂの圧力変化を示す。詰まりが発生していない場合には、圧力が大きく変動する一方、詰まりが発生している場合、圧力変化が小さい。このため、圧力差ΔＰが上流側判定値よりも大きい場合、パージ経路２２ａ，２６に詰まりが発生していないと判断することができる。

制御部１０２は、上流詰まり判断処理に続いて、図４に示す下流詰まり判断処理を実行する。下流詰まり判断処理では、Ｓ３２において、制御部１０２は、過給機ＣＨの下流側にパージガスを供給しているか否かを判断する。具体的には、制御部１０２は、過給機ＣＨが動作していない（エンジンＥＮの回転数が所定値以下である）か否かを判断する。あるいは、インテークマニホールドＩＭの圧力が負圧であるか否かを判断してもよい。制御部１０２は、過給機ＣＨが動作している場合に、過給機ＣＨの上流側にパージガスを供給している（Ｓ３２でＮＯ）と判断して、下流詰まり判断処理を終了する。

一方、制御部１０２は、過給機ＣＨが動作していない場合に、過給機ＣＨの下流側にパージガスを供給している（Ｓ３２でＹＥＳ）と判断して、Ｓ３４に進む。Ｓ３４では、制御部１０２は、圧力センサ１６，１８を用いて、吸気経路ＩＷ（即ちインテークマニホールドＩＭ）の圧力とパージ経路２２ｂの圧力との差が所定値（例えば５ｋＰａ）より大きいか否かを判断する。過給機ＣＨが動作していない場合の吸気経路ＩＷの圧力は、エンジンＥＮの駆動状況によって変化する。エンジンＥＮの駆動状況によっては、吸気経路ＩＷの負圧が小さい場合がある。この場合、制御弁３４の上流側と下流側で圧力差が小さいため、圧力差に基づいて詰まりが発生しているか否かを判断し難い。そのため、吸気経路ＩＷの圧力とパージ経路２２ｂの圧力との差が所定値以下である場合（Ｓ３４でＮＯ）、下流詰まり判断処理を終了する。一方、吸気経路ＩＷの圧力とパージ経路２２ｂの圧力との差が所定値よりも大きい場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、Ｓ３６に進む。

Ｓ３６では、図２のＳ１４と同様に、制御弁３４のデューティ比が所定範囲内（例えば２０％から８０％）であるか否かを判断する。制御弁３４のデューティ比が所定範囲から外れている場合（Ｓ３６でＮＯ）、詰まりが発生しているか否かを判断せずに、下流詰まり判断処理を終了する。一方、制御弁３４のデューティ比が所定範囲内である場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、Ｓ３８において、Ｓ１６と同様に、制御弁３４がデューティ制御されている間の制御弁３４の上流側のパージ経路２２ｂの圧力差ΔＰを取得する。

次いで、Ｓ４０では、制御部１０２は、制御弁３４から単位時間（例えば一分）当たりに制御弁３４を通過する想定パージ流量に基づいて、下流側判定値を特定する。具体的には、制御部１０２は、まず、制御弁３４からの想定パージ流量を特定する。制御部１０２は、制御弁３４のデューティ比と、インテークマニホールドＩＭの圧力と、を用いて、実験によって予め特定されメモリ１０４に格納されているデータマップ（図示省略）よりも想定パージ流量を特定する。次に、想定パージ流量と、データマップ１２０とを利用して、下流側判定値を特定する。

次いで、Ｓ４２では、制御部１０２は、Ｓ３８で特定された圧力差ΔＰがＳ４０で特定された下流側判定値よりも大きいか否かを判断する。圧力差ΔＰが判定値よりも小さい場合（Ｓ４２でＮＯ）、制御部１０２は、パージ経路２２ａ，２４のどこかに詰まりが発生していると判断して、Ｓ４４において、パージ経路２２ａ，２４に詰まりが発生していることを示す信号を、車両の表示装置に送信して、下流側詰まり処理を終了する。この場合、表示装置は、パージ経路２２ａ，２４に詰まりが発生していることを示す情報を表示する。これにより、運転者は、パージ経路２２ａ，２４に詰まりが発生していることを知ることができる。

一方、圧力差ΔＰが判定値よりも大きい場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、Ｓ４４をスキップして、上流側詰まり処理を終了する。圧力差ΔＰが判定値よりも大きい場合、パージ経路２２ａ，２４に詰まりが発生していないと判断することができる。

なお、変形例では、上流側詰まり処理と下流側詰まり処理のいずれか一方の処理を実行しなくてもよい。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、図５に示すように、第２パージ経路ＳＰが設けられておらず、第１パージ経路ＦＰのみから、パージガスが吸気経路ＩＷに供給される。即ち、パージ管３２は分岐しておらず、パージ経路２６は配置されていない。この構成では、この構成では、過給機ＣＨが動作していない間、インテークマニホールドＩＭの圧力に応じて、ポンプ１２の駆動と停止を切り替えてパージ処理を実行し、過給機ＣＨが動作している間、ポンプ１２を駆動してパージ処理を実行する。なお、変形例では、過給機ＣＨが動作している間は、パージ処理を実行しなくてもよい。本実施例では、制御部１０２は、図４に示す下流詰まり判断処理と同様の処理を実行する一方、上流詰まり判断処理と同様の処理を実行しない。メモリ１０４には、データマップ１２０が格納されている一方、データマップ１１０は格納されていない。即ち、パージ管３２は分岐しておらず、パージ経路２４は配置されていない。

（第３実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、図６に示すように、第１パージ経路ＦＰが設けられておらず、第２パージ経路ＳＰのみから、パージガスが吸気経路ＩＷに供給される。即ち、パージ管３２は分岐しておらず、パージ経路２４は配置されていない。さらに、蒸発燃料処理装置１０は、圧力センサ１８を備えていない。この構成では、ポンプ１２を駆動して、大気圧に維持されている吸気経路ＩＷにパージ処理を実行する。本実施例では、制御部１０２は、図２に示す上流詰まり判断処理と同様の処理を実行する一方、下流詰まり判断処理と同様の処理を実行しない。メモリ１０４には、データマップ１１０が格納されている一方、データマップ１２０は格納されていない。

（第４実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、図７に示すように、第２パージ経路ＳＰが設けられておらず、第１パージ経路ＦＰのみから、パージガスが吸気経路ＩＷに供給される。即ち、パージ管３２は分岐しておらず、パージ経路２６は配置されていない。また、吸気管ＩＰには、過給機ＣＨが配置されていない。この構成では、インテークマニホールドＩＭの圧力に応じて、ポンプ１２の駆動と停止を切り替えてパージ処理を実行する。本実施例では、制御部１０２は、図４に示す下流詰まり判断処理と同様の処理を実行する一方、上流詰まり判断処理と同様の処理を実行しない。メモリ１０４には、データマップ１２０が格納されている一方、データマップ１１０は格納されていない。

パージ経路２２にポンプ１２を配置することによって、パージ経路２２ｂの圧力を高くすることができる。これにより、ポンプ１２を配置しない場合と比較して、圧力差ΔＰを大きくすることができる。これにより、詰まりの発生を判断し易くすることができる。なお、変形例では、ポンプ１２が配置されていなくてもよい。

（第５実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、第１実施例の上流詰まり判断処理（図２参照）に替えて、図８に示す上流詰まり判断処理を実行する。図８の上流詰まり判断処理では、制御弁３４のデューティ比を、所定のデューティ比（例えば５０％）に維持して、詰まりの発生を判断する。

まず、Ｓ５２において、制御部１０２は、図２のＳ１２と同様に、パージガスが上流側、即ち第２パージ経路ＳＰから供給されているか否かを判断する。パージガスが上流側から供給されていない場合（Ｓ５２でＮＯ）、上流詰まり判断処理を終了する。一方、パージガスが上流側から供給されている場合（Ｓ５２でＹＥＳ）、Ｓ５４において、制御部１０２は、パージ濃度が所定値（例えば１０％）以下であるか否かを判断する。パージ濃度が所定値より高い場合（Ｓ５４でＮＯ）、上流詰まり判断処理を終了する。一方、パージ濃度が所定値以下である場合（Ｓ５４でＹＥＳ）、Ｓ５６において、制御部１０２は、制御弁３４のデューティ比を所定のデューティ比に維持する。

パージ濃度が高い場合、デューティ比が変更されると、パージ処理によってエンジンＥＮに供給される蒸発燃料量が大きく変動する。このため、パージ濃度が高い場合には、デューティ比を変更すると、空燃比が大きくずれる可能性があるため、Ｓ５６の処理を実行せずに、上流詰まり判断処理を終了する。

続くＳ５８からＳ６４では、図２のＳ１６からＳ２２の処理を実行する。

この構成によれば、パージ経路２２ａの圧力差が発生しやすいデューティ比に制御弁３４を制御して、詰まりを判断することができる。

なお、図８の上流詰まり判断処理は、Ｓ５２の処理を変更することによって、下流詰まり判断処理にも用いることができる。例えば、Ｓ５２の処理において、図４のＳ３２、Ｓ３４の処理を実行することによって、下流詰まり判断処理を実行してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、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。

例えば、上記の各実施例では、圧力センサ１６によって、パージ経路２２ａの圧力を特定することによって圧力差ΔＰを特定している。しかしながら、ポンプ１２の駆動中に、ポンプ１２に流れる電流値を用いて、圧力差ΔＰを特定してもよい。パージ経路２２ａの圧力が高くなるほど、ポンプ１２に対する負荷は高くなる。このため、ポンプ１２を一定の回転数で回転させようとすると、ポンプ１２に流れる電流値はパージ経路２２ａの圧力に応じて変化する。制御部１０２は、制御弁３４がデューティ制御されている間のポンプ１２に流れる電流値の差に応じて、詰まりが発生していることを判断してもよい。この場合、想定パージ流量と電流値の差に関する判定値とが関連付けられたデータマップが予め特定され、メモリ１０４に格納されていてもよい。本変形例では、ポンプ１２が「圧力検出部」の一例である。あるいは、ポンプ１２の駆動中に、ポンプ１２の回転数変化を用いて、圧力差ΔＰを特定してもよい。パージ経路２２ａの圧力変化に応じて、電流値を一定にしようとすると、ポンプ１２の回転数が変動する。制御部１０２は、制御弁３４がデューティ制御されている間のポンプ１２の回転数の差に応じて、詰まりが発生していることを判断してもよい。この場合、想定パージ流量とポンプ回転数の差に関する判定値とが関連付けられたデータマップが予め特定され、メモリ１０４に格納されていてもよい。

また、例えば、図４の下流詰まり判断処理において、Ｓ３４では、吸気経路ＩＷの圧力とパージ経路２２ｂの圧力との差が所定値より大きいか否かを判断する。これに替えて、Ｓ３４では、吸気経路ＩＷ（即ちインテークマニホールドＩＭ）の圧力が所定値（例えば
５ｋＰａ）以下であるか否かを判断してもよい。そして、インテークマニホールドＩＭの圧力が所定値以下である場合に、Ｓ３４でＹＥＳと判断し、インテークマニホールドＩＭの圧力が所定値より大きい場合に、Ｓ３４でＮＯと判断してもよい。この構成によれば、インテークマニホールドＩＭの負圧が大気圧に近く（即ち所定値よりも大きく）、詰まりが発生していない場合でも圧力差ΔＰは大きくならない状況において、詰まりが発生していることを判断することを回避することができる。

さらに、例えば、蒸発燃料処理装置１０は、制御弁３４の他に、パージガスをエンジンＥＮに供給すべき場合において、パージガスの供給量を調整する調整弁を備えていてもよい。この場合、制御弁３４は、上流詰まり判断処理及び下流詰まり判断処理の際に連通状態と遮断状態に切り替わる一方、それ以外には連通状態に維持されていてもよい。調整弁は、弁の開度を連続的に又は非連続に調整可能な弁であってもよい。この場合、弁の開度を調整することによって、パージガスの供給量を調整してもよい。この場合、制御部１０２は、上流詰まり判断処理及び下流詰まり判断処理の際に、調整弁を全開状態に維持していてもよい。

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するものであり、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 ：燃料供給システム
１０ ：蒸発燃料処理装置
１２ ：ポンプ
１４ ：キャニスタ
１６ ：圧力センサ
１８ ：圧力センサ
２２ ：パージ経路
２２ａ ：パージ経路
２２ｂ ：パージ経路
２４ ：パージ経路
２６ ：パージ経路
３４ ：制御弁
１００ ：ＥＣＵ
１０２ ：制御部
１０４ ：メモリ
１１０ ：データマップ
１２０ ：データマップ
ＣＨ ：過給機
ＥＮ ：エンジン
ＦＰ ：第１パージ経路
ＩＭ ：インテークマニホールド
ＩＰ ：吸気管
ＩＷ ：吸気経路
ＳＰ ：第２パージ経路

Claims (6)

1. 燃料タンク内で発生する蒸発燃料を燃料タンクと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路を通じて吸気経路に供給するために用いられる蒸発燃料処理装置であって、
   パージ経路に配置され、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   吸気経路とキャニスタの間のパージ経路に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替わる制御弁と、
   制御弁よりもキャニスタ側のパージ経路内の圧力を検出する圧力検出部と、
   制御弁の連通状態と遮断状態との切り替えを、デューティ比を用いてデューティ制御する制御部と、
   デューティ制御によって制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行している間であって、デューティ比が所定範囲内である場合に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、制御弁と吸気経路との間のパージ経路に詰まりが発生していることを判断する判断部と、を備える蒸発燃料処理装置。
2. 燃料タンク内で発生する蒸発燃料を燃料タンクと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路を通じて吸気経路に供給するために用いられる蒸発燃料処理装置であって、
   パージ経路に配置され、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   吸気経路とキャニスタの間のパージ経路に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替わる制御弁と、
   制御弁よりもキャニスタ側のパージ経路内の圧力を検出する圧力検出部と、
   制御弁の連通状態と遮断状態との切り替えを、デューティ比を用いてデューティ制御する制御部と、
   デューティ制御で用いられるデューティ比が所定値に維持されている状態でデューティ制御によって制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行している間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、制御弁と吸気経路との間のパージ経路に詰まりが発生していることを判断する判断部と、を備える蒸発燃料処理装置。
3. 吸気経路には過給機が配置されており、
   蒸発燃料処理装置は、さらに、圧力検出部よりもキャニスタ側のパージ経路上に配置されるポンプを備え、
   判断部は、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行しており、かつ、ポンプが動作している間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、制御弁と吸気経路との間のパージ経路に詰まりが発生していることを判断する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. パージ経路は、過給機よりも上流側の吸気経路に接続される、請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. パージ経路は、制御弁から吸気経路に向かう中間位置で分岐しており、一方のパージ経路は過給機よりも上流側の吸気経路に接続され、他方のパージ経路は、過給機よりも下流側の吸気経路に接続され、
   判断部は、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行しており、ポンプが動作しており、かつ、過給機が動作している間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、一方のパージ経路に詰まりが発生していることを判断する、請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 判断部は、制御弁が連通状態と遮断状態との切り替えを繰り返し実行しており、かつ、過給機が動作していない間に、圧力検出部によって検出される連通状態における圧力と遮断状態における圧力の差を用いて、他方のパージ経路に詰まりが発生していることを判断する、請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。

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