WO2016035654A1 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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internal pressure
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fuel tank
start position
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順也 木本
善和 宮部
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愛三工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/0032—Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/004—Control of the valve or purge actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/089—Layout of the fuel vapour installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters

Definitions

  • the valve on the path connecting the fuel tank and the canister is maintained in a closed state when the stroke amount, which is the axial movement distance of the valve movable portion with respect to the valve seat, is within a predetermined amount from the initial state.
  • the present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus using a flow rate control valve capable of holding a tank in a sealed state.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-256778 discloses an evaporated fuel processing apparatus using the flow rate control valve as a valve on a path connecting a fuel tank and a canister.
  • the flow rate control valve needs to operate the valve movable portion in a predetermined amount of valve opening direction after reaching the valve opening start position where the fuel tank and the canister communicate with each other after starting the valve opening operation from the initial state. Therefore, in order to quickly perform the valve opening control of the flow rate control valve, the valve opening start position is learned in advance, and the normal valve opening control is started from the valve opening start position. For such learning, it is necessary to detect the valve opening start position, and the detection is performed by detecting a decrease in the internal pressure of the fuel tank.
  • an object of the present invention is to use the flow control valve as a valve on a path connecting a canister and a fuel tank in an evaporative fuel processing apparatus, and after starting the valve opening operation of the flow control valve, The valve opening start position is detected and the valve opening start position is learned, and the valve opening start position is detected only when the pressure difference between the fuel tank internal pressure and the atmospheric pressure is large. By doing so, it is possible to suppress erroneous detection of the valve opening start position regardless of the environment in which the fuel tank is placed.
  • a valve for a valve seat is used as a valve on a path connecting the fuel tank and the canister by adsorbing the evaporated fuel in the fuel tank to the canister, sucking the adsorbed evaporated fuel into the engine, and connecting the fuel tank and the canister.
  • a flow rate control valve that is maintained in a closed state when a stroke amount, which is an axial movement distance of a movable part, is within a predetermined amount from an initial state, the fuel tank can be kept in a sealed state.
  • An internal pressure sensor that detects an internal space pressure as an internal pressure, and a flow rate based on a change width of a predetermined value or more of an internal pressure detected by the internal pressure sensor by changing a stroke amount of the flow control valve from an initial state to a valve opening direction.
  • the valve opening start position detecting means for detecting the valve opening start position of the control valve, and the valve opening start position detected by the valve opening start position detecting means are used to open the flow control valve.
  • Learning means for storing as a learning value when performing control, and when the internal pressure detected by the internal pressure sensor is within a predetermined pressure range with respect to atmospheric pressure, the valve opening start position by the valve opening start position detecting means And prohibiting means for prohibiting detection.
  • the evaporated fuel in the fuel tank is adsorbed by the canister, the adsorbed evaporated fuel is sucked into the engine, and the valve for the valve seat is used as a valve on the path connecting the fuel tank and the canister.
  • the fuel tank can be kept in a sealed state.
  • the stroke amount of the flow control valve changes from the initial state to the valve opening direction.
  • a valve opening start position detecting means for detecting a valve opening start position of the flow control valve based on a change width of a predetermined value or more of the internal pressure detected by the internal pressure sensor;
  • the detection of the opening start position of the flow control valve is performed only when the internal pressure of the fuel tank is outside the predetermined pressure range with respect to the atmospheric pressure. Therefore, erroneous detection of the valve opening start position due to the detection being performed in a state where the differential pressure between the internal pressure of the fuel tank and the atmospheric pressure is small can be suppressed.
  • the internal pressure sensor detects a gauge pressure using an atmospheric pressure as a reference pressure
  • the prohibiting means is a fuel based only on an output of the internal pressure sensor. It is detected whether the internal pressure of the tank is within a predetermined pressure range with respect to the atmospheric pressure.
  • the internal pressure sensor detects a gauge pressure using an atmospheric pressure as a reference pressure, and the valve opening start position detecting means only outputs the output of the internal pressure sensor. Based on this, it is detected whether or not the internal pressure of the fuel tank is outside a predetermined pressure range with respect to the atmospheric pressure.
  • the gauge pressure is detected as the internal pressure sensor, only the output of the internal pressure sensor is obtained by the prohibiting means in the first invention and the valve opening start position detecting means in the second invention. It is possible to detect whether the internal pressure of the fuel tank is within a predetermined pressure range or outside the atmospheric pressure. Therefore, it is not necessary to separately provide a sensor for measuring the internal pressure of the fuel tank and a sensor for measuring the atmospheric pressure, and the configuration can be simplified.
  • FIGS. 1 and 2 are conceptual diagrams corresponding to the first and second inventions of the present invention, and description thereof will be omitted because they are repeated.
  • FIG. 3 to 7 show an embodiment of the present invention.
  • an evaporated fuel processing device 20 is added to the engine system 10 of the vehicle.
  • the engine system 10 is a well-known one, and supplies an air-fuel mixture obtained by mixing fuel to air via an intake passage 12 to an engine body 11.
  • Air is supplied with its flow rate controlled by a throttle valve 14, and fuel is supplied with its flow rate controlled by a fuel injection valve (not shown).
  • Both the throttle valve 14 and the fuel injection valve are connected to a control circuit (ECU) 16.
  • the throttle valve 14 supplies the control circuit 16 with a signal related to the amount of opening of the throttle valve 14, and the fuel injection valve is controlled by the control circuit 16.
  • the valve opening time is controlled.
  • Fuel is supplied to the fuel injection valve, and the fuel is supplied from the fuel tank 15.
  • the evaporated fuel processing device 20 adsorbs fuel vapor generated during refueling or fuel vapor evaporated in the fuel tank 15 (hereinafter referred to as evaporated fuel) to the canister 21 via the vapor passage 22.
  • the evaporated fuel adsorbed by the canister 21 is supplied to the intake passage 12 on the downstream side of the throttle valve 14 via the purge passage 23.
  • the vapor passage 22 is provided with a step motor type blocking valve (corresponding to a flow control valve in the present invention, hereinafter simply referred to as a blocking valve) 24 so as to open and close the passage 22.
  • a purge valve 25 is provided so as to open and close the purge passage 23.
  • the block valve 24 is maintained in the closed state when the stroke amount, which is the axial movement distance of the valve movable portion with respect to the valve seat, is within a predetermined amount from the initial state, and the fuel tank 15 is sealed. Can be retained.
  • the stroke amount can be continuously changed.
  • the blocking valve 24 is opened, and the fuel tank 15 and the canister 21 are communicated.
  • the position of the valve body in which the stroke amount exceeds a predetermined amount corresponds to the valve opening start position in the present invention.
  • activated carbon 21a as an adsorbent is loaded, and the evaporated fuel from the vapor passage 22 is adsorbed by the activated carbon 21a, and the adsorbed evaporated fuel is discharged to the purge passage 23.
  • An atmospheric passage 28 is also connected to the canister 21, and when an intake negative pressure is applied to the canister 21 via the purge passage 23, atmospheric pressure is supplied through the atmospheric passage 28, and the evaporated fuel passes through the purge passage 23. Purge is performed.
  • the air passage 28 sucks air from the vicinity of the fuel filler port 17 provided in the fuel tank 15.
  • the control circuit 16 receives various signals necessary for controlling the valve opening time of the fuel injection valve.
  • the one shown in FIG. 3 is a pressure sensor (corresponding to the internal pressure sensor of the present invention, hereinafter referred to as an internal pressure sensor) 26 for detecting the internal pressure of the fuel tank 15.
  • the detection signal is input to the control circuit 16.
  • the control circuit 16 controls the closing valve 24 and the purge valve 25 in the case shown in FIG.
  • the internal pressure sensor 26 detects a gauge pressure based on the atmospheric pressure.
  • FIG. 4 shows the structure of the blocking valve 24.
  • the blocking valve 24 includes a generally cylindrical valve guide 60 disposed concentrically in a cylindrical valve chamber 32 of the valve casing 30, and a generally cylindrical valve disposed concentrically within the valve guide 60.
  • a body 70 is provided.
  • an inflow passage 34 communicating with the vapor passage 22 on the fuel tank 15 side is formed in the center of the lower end portion of the valve chamber 32 of the valve casing 30.
  • an outflow passage 36 communicating with the vapor passage 22 on the canister 21 side is formed on the side wall of the valve chamber 32 of the valve casing 30.
  • a motor body 52 of the step motor 50 is provided at the upper end portion of the valve casing 30 opposite to the lower end portion where the inflow passage 34 is formed, and the upper end portion of the valve chamber 32 is sealed.
  • the valve guide 60 and the valve body 70 constitute a valve movable portion in the present invention, and a circular valve seat 40 is formed concentrically at the opening edge of the lower end portion of the valve casing 30 in which the inflow passage 34 is formed. Has been. Then, when the valve guide 60 and the valve body 70 are brought into contact with the valve seat 40, the closing valve 24 is closed, and when the valve guide 60 and the valve body 70 are separated from the valve seat 40, the closing valve 24 is opened. It is in a valve state.
  • the valve guide 60 is formed in a cylindrical cylindrical shape by a cylindrical tube wall portion 62 and an upper wall portion 64 that closes the upper end opening of the tube wall portion 62.
  • a cylindrical tube shaft portion 66 is formed concentrically at the center portion of the upper wall portion 64, and a female screw portion 66 w is formed on the inner peripheral surface of the tube shaft portion 66.
  • a male screw portion 54 n formed on the outer peripheral surface of the output shaft 54 of the step motor 50 is screwed into the female screw portion 66 w of the tube shaft portion 66 of the valve guide 60.
  • the valve guide 60 is disposed so as to be movable in the axial direction (vertical direction) with respect to the valve casing 30 in a state in which the valve guide 30 is prevented from rotating in the direction around the axis by a rotation preventing means (not shown). Therefore, the valve guide 60 is configured to be movable up and down in the vertical direction (axial direction) based on forward and reverse rotation of the output shaft 54 of the step motor 50. Further, around the valve guide 60, an auxiliary spring 68 that biases the valve guide 60 upward is interposed.
  • the valve body 70 is formed in a bottomed cylindrical shape from a cylindrical tube wall portion 72 and a lower wall portion 74 that closes a lower end opening of the tube wall portion 72.
  • a seal member 76 made of, for example, a disk-like rubber-like elastic material is attached to the lower surface of the lower wall portion 74.
  • the seal member 76 of the valve body 70 is disposed so as to be able to contact the upper surface of the valve seat 40 of the valve casing 30.
  • a plurality of connecting convex portions 72t are formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the upper end of the cylindrical wall portion 72 of the valve body 70.
  • a connecting recess 62m having a longitudinal groove shape is formed along the moving direction of the valve guide 60 corresponding to each connecting protrusion 72t of the valve body 70. Yes. Therefore, each connection convex part 72t of the valve body 70 is fitted in a state in which it can be relatively moved in the vertical direction within each connection concave part 62m of the valve guide 60.
  • valve guide 60 and the valve body 70 are integrally and upwardly (in the valve opening direction) with the bottom wall portion 62b of the connection recess 62m of the valve guide 60 in contact with the connection protrusion 72t of the valve body 70 from below. ) Can be moved.
  • a valve spring 77 that constantly biases the valve body 70 downward, that is, in the valve closing direction, between the upper wall portion 64 of the valve guide 60 and the lower wall portion 74 of the valve body 70. are concentrically arranged.
  • the closing valve 24 is operated by rotating the step motor 50 by a predetermined number of steps in the valve opening direction or the valve closing direction based on an output signal from the control circuit (ECU) 16. That is, when the step motor 50 rotates by a predetermined number of steps, the male screw portion 54n of the output shaft 54 of the step motor 50 and the female screw portion 66w of the cylindrical shaft portion 66 of the valve guide 60 are screwed together.
  • the valve guide 60 moves in a vertical direction by a predetermined stroke amount.
  • the blocking valve 24 is set so that the number of steps from the initial state is about 200 Step and the stroke amount is about 5 mm in the fully opened position.
  • the valve guide 60 In the initialized state (initial state) of the blocking valve 24, as shown in FIG. 4, the valve guide 60 is held at the lower limit position, and the lower end surface of the cylindrical wall portion 62 of the valve guide 60 is the valve seat 40 of the valve casing 30. It is in contact with the upper surface of. Further, in this state, the connecting convex portion 72t of the valve body 70 is located above the bottom wall portion 62b of the valve guide 60, and the seal member 76 of the valve body 70 is caused by the spring force of the valve spring 77. It is pressed against the upper surface of the valve seat 40 of the valve casing 30. That is, the blocking valve 24 is held in a fully closed state.
  • the number of steps of the step motor 50 at this time is 0 Step, and the movement amount of the valve guide 60 in the axial direction (upward), that is, the stroke amount in the valve opening direction is 0 mm.
  • the step motor 50 of the block valve 24 rotates, for example, 4 steps from the initialized state in the valve opening direction.
  • the valve guide 60 moves upward by about 0.1 mm by the screwing action of the male threaded portion 54n of the output shaft 54 of the step motor 50 and the female threaded portion 66w of the cylindrical shaft portion 66 of the valve guide 60, and the valve casing 30
  • the valve seat 40 is kept floating. Thereby, an unreasonable force is suppressed from being applied between the valve guide 60 of the blocking valve 24 and the valve seat 40 of the valve casing 30 due to an environmental change such as the temperature.
  • the seal member 76 of the valve body 70 is pressed against the upper surface of the valve seat 40 of the valve casing 30 by the spring force of the valve spring 77.
  • valve guide 60 moves upward by the screwing action of the male screw portion 54n and the female screw portion 66w, and as shown in FIG.
  • the bottom wall portion 62b of 60 abuts on the connecting convex portion 72t of the valve body 70 from below.
  • the valve guide 60 moves further upward, the valve body 70 moves upward together with the valve guide 60 as shown in FIG. 6, and the seal member 76 of the valve body 70 moves from the valve seat 40 of the valve casing 30. Get away. As a result, the blocking valve 24 is opened.
  • valve opening start position of the sealing valve 24 differs depending on the sealing valve 24 due to the positional tolerance of the connecting convex portion 72t formed in the valve body 70, the positional tolerance of the bottom wall portion 62b of the valve guide 60, etc. It is necessary to accurately learn the valve opening start position. This learning is performed in the learning control, and the valve opening is started based on the timing when the internal pressure of the fuel tank 15 decreases by a predetermined value or more while rotating the step motor 50 of the block valve 24 in the valve opening direction (increasing the number of steps). The number of position steps is detected and stored.
  • step S1 the internal pressure of the fuel tank (hereinafter also simply referred to as tank pressure) is measured by the internal pressure sensor 26 and taken in.
  • tank pressure the internal pressure of the fuel tank
  • step S2 it is determined whether or not the tank pressure is within a predetermined pressure range.
  • the predetermined pressure range is a range from minus A kilopascals to B kilopascals when the atmospheric pressure is zero kilopascals.
  • step S2 In a state where the tank pressure is within the predetermined pressure range, step S2 is affirmed and does not proceed to the previous processing. However, if the tank pressure is outside the predetermined pressure range and step S2 is negatively determined, learning is performed in step S3. Control is executed. Here, the closing valve 24 is opened at a constant speed from the initial state, and the opening start position of the closing valve 24 is detected based on whether or not the change in the internal pressure detected by the internal pressure sensor 26 is equal to or greater than a predetermined value. In step S4, the detected valve opening start position is stored as a learned value.
  • FIG. 8 shows this state.
  • the learning execution flag is set, and the learning control is executed assuming that the tank pressure is in the learning prohibited area while the tank pressure is within the predetermined pressure range. It is a period for determining whether or not.
  • the learning execution determination period is a period in which step S2 in FIG.
  • the display of IG-ON indicates that the ignition switch, which is the power switch of the vehicle, is turned on by the rising of the rectangular wave.
  • execution of the process in FIG. 7 is started when the ignition switch is turned on.
  • detection and learning of the valve opening start position of the blocking valve 24 are performed only in a state where the tank pressure is outside the predetermined pressure range with respect to the atmospheric pressure. Therefore, erroneous detection of the valve opening start position due to the above detection being performed in a state where the differential pressure between the tank pressure and the atmospheric pressure is small can be suppressed.
  • the sensor that detects the gauge pressure is adopted as the internal pressure sensor 26, it is possible to detect whether the internal pressure of the fuel tank 15 is within or outside the predetermined pressure range with respect to the atmospheric pressure by using only the output of the internal pressure sensor 26. Therefore, it is not necessary to separately provide a sensor for measuring the internal pressure of the fuel tank 15 and a sensor for measuring the atmospheric pressure, and the configuration can be simplified.
  • the internal pressure sensor 26 a sensor that measures absolute pressure is used, a differential pressure from the atmospheric pressure detected by a separately provided atmospheric pressure sensor is detected, and the internal pressure of the fuel tank 15 is within a predetermined pressure range with respect to the atmospheric pressure. Whether it is inside or outside may be detected.
  • step S3 in the above embodiment corresponds to the valve opening start position detecting means of the first invention in the present invention.
  • Steps S1 to S3 correspond to the valve opening start position detecting means of the second aspect of the present invention.
  • the process of step S4 corresponds to the learning means of the first invention and the second invention in the present invention. Further, the processing of step S1 and step S2 corresponds to the prohibiting means of the first invention in the present invention.
  • the flow control valve is the step motor type block valve 24, but a ball valve having a structure in which the valve opening amount is continuously changed by the rotation of the ball-shaped valve body may be used.
  • this invention was applied to the engine system for vehicles, this invention is not limited to vehicles. In the case of an engine system for a vehicle, a hybrid vehicle using both an engine and a motor may be used.

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Abstract

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にある間は閉弁状態に維持され、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、燃料タンク内の圧力を検出する内圧センサと、流量制御弁のストローク量を初期状態から開弁方向に変化させ、検出される内圧の所定値以上の変化幅に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を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、流量制御弁の開弁制御を行う際の学習値として記憶する学習手段と、検出される内圧が、大気圧に対して所定圧範囲内にあるとき、開弁開始位置検出手段による開弁開始位置の検出を禁止する禁止手段とを備える。燃料タンク内圧と大気圧との差圧が大きい状況下でのみ流量制御弁の開弁開始位置の検出を行うことにより、その開弁開始位置の誤検出を抑制する。

Description

蒸発燃料処理装置
　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、燃料タンクの内圧と大気圧との差圧が小さいと、流量制御弁が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ても、燃料タンクの内圧が殆ど変化せず、この状況下で内圧低下に基づいて開弁開始位置を検出すると誤検出することがある。
　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、流量制御弁の開弁動作を開始後、燃料タンクとキャニスタとが連通され始める開弁開始位置を検出して、開弁開始位置の学習を行うものにおいて、燃料タンク内圧と大気圧との差圧が大きい状況下でのみ開弁開始位置の検出を行わなうことにより、燃料タンクの置かれた環境に係わらず、開弁開始位置の誤検出を抑制することにある。
　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、前記流量制御弁のストローク量を初期状態から開弁方向に変化させ、前記内圧センサによって検出される内圧の所定値以上の変化幅に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、前記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、流量制御弁の開弁制御を行う際の学習値として記憶する学習手段と、前記内圧センサによって検出される内圧が、大気圧に対して所定圧範囲内にあるとき、前記開弁開始位置検出手段による開弁開始位置の検出を禁止する禁止手段とを備える。
　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が大気圧に対して所定圧範囲外のとき、前記流量制御弁のストローク量を初期状態から開弁方向に変化させ、前記内圧センサによって検出される内圧の所定値以上の変化幅に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、前記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、流量制御弁の開弁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及び第２発明によれば、流量制御弁の開弁開始位置の検出が燃料タンクの内圧が大気圧に対して所定圧範囲外の状態でのみ行われる。そのため、燃料タンクの内圧と大気圧との差圧が小さい状態で上記検出が行われることによる開弁開始位置の誤検出を抑制することができる。
　本発明における第３発明は、上記第１発明において、前記内圧センサは、大気圧を基準圧としたゲージ圧力を検出するものであり、前記禁止手段は、前記内圧センサの出力のみに基づいて燃料タンクの内圧が大気圧に対して所定圧範囲内にあるか否かを検出する。
　本発明における第４発明は、上記第２発明において、前記内圧センサは、大気圧を基準圧としたゲージ圧力を検出するものであり、前記開弁開始位置検出手段は、前記内圧センサの出力のみに基づいて燃料タンクの内圧が大気圧に対して所定圧範囲外にあるか否かを検出する。
　第３及び第４発明によれば、内圧センサとしてゲージ圧力を検出するものを採用したため、第１発明における禁止手段、並びに第２発明における開弁開始位置検出手段にて、内圧センサの出力のみを用いて、燃料タンクの内圧が大気圧に対して所定圧範囲内か外かを検出できる。従って、センサとして、燃料タンクの内圧を計るものと大気圧を計るものとを別個に設ける必要はなくなり、構成を簡素化することができる。
本発明における第１発明に対応する概念図である。 本発明における第２発明に対応する概念図である。 本発明の一実施形態のシステム構成図である。 上記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４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４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。 上記実施形態における学習制御時の燃料タンク内圧変化と学習制御実行との関係を説明するタイムチャートである。
　図１、２は、本発明の第１発明及び第２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３～７は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、図３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３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３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３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。ここで、内圧センサ２６は大気圧を基準としたゲージ圧を検出するものである。
　図４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、ステップモータ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４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３０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３０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３０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３０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３０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５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６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３０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７のフローチャートに基づいて図８のタイムチャートを参照しながら説明する。
　このルーチンの処理が実行されると、ステップＳ１では、その時点の燃料タンク内圧（以下、単にタンク圧ともいう）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Ｓ２では、タンク圧が所定圧範囲内にあるか否か判定される。所定圧範囲は、例えば、図８に示すように、大気圧をゼロキロパスカルとしたとき、マイナスＡキロパスカル～Ｂキロパスカルの範囲である。
　タンク圧が所定圧範囲内にある状態ではステップＳ２は肯定判断されて先の処理には進まないが、タンク圧が所定圧範囲外となってステップＳ２が否定判断されると、ステップＳ３において学習制御が実行される。ここでは、封鎖弁２４を初期状態から一定速度で開弁させ、内圧センサ２６によって検出される内圧の変化が所定値以上か否かに基づいて封鎖弁２４の開弁開始位置を検出する。そして、ステップＳ４では、検出された開弁開始位置を学習値として記憶する。
　このように学習制御が実行されると、学習実行フラグがセット（ＯＮ）される。図８にはこの様子が示されており、タンク圧が所定圧範囲外となると学習実行フラグがセットされ、タンク圧が所定圧範囲内の間は学習禁止領域にあるとして、学習制御を実行するか否かを判定する期間とされている。学習実行判定の期間は、図７のステップＳ２が肯定判断されている期間である。図８において、ＩＧ－ＯＮの表示は、車両の電源スイッチであるイグニッションスイッチがオンされたことを矩形波の立ち上がりによって示している。ここでは、イグニッションスイッチがオンされたときに図７の処理が実行開始されることを示している。
　以上の実施形態によれば、封鎖弁２４の開弁開始位置の検出及び学習がタンク圧が大気圧に対して所定圧範囲外の状態でのみ行われる。そのため、タンク圧と大気圧との差圧が小さい状態で上記検出が行われることによる開弁開始位置の誤検出を抑制することができる。
　また、内圧センサ２６としてゲージ圧力を検出するものを採用したため、内圧センサ２６の出力のみを用いて、燃料タンク１５の内圧が大気圧に対して所定圧範囲内か外かを検出できる。従って、センサとして、燃料タンク１５の内圧を計るものと大気圧を計るものとを別個に設ける必要はなくなり、構成を簡素化することができる。なお、内圧センサ２６として、絶対圧を測定するセンサを用い、別途設ける大気圧センサによって検出される大気圧との差圧を検出して、燃料タンク１５の内圧が大気圧に対して所定圧範囲内か外かを検出してもよい。
　上記実施形態におけるステップＳ３の処理は本発明における第１発明の開弁開始位置検出手段に相当する。ステップＳ１～ステップＳ３の処理は本発明における第２発明の開弁開始位置検出手段に相当する。また、ステップＳ４の処理は、本発明における第１発明及び第２発明の学習手段に相当する。更に、ステップＳ１及びステップＳ２の処理は本発明における第１発明の禁止手段に相当する。
　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 (4)

  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、
    　前記流量制御弁のストローク量を初期状態から開弁方向に変化させ、前記内圧センサによって検出される内圧の所定値以上の変化幅に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、
    　前記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、流量制御弁の開弁制御を行う際の学習値として記憶する学習手段と、
    　前記内圧センサによって検出される内圧が、大気圧に対して所定圧範囲内にあるとき、前記開弁開始位置検出手段による開弁開始位置の検出を禁止する禁止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が大気圧に対して所定圧範囲外のとき、前記流量制御弁のストローク量を初期状態から開弁方向に変化させ、前記内圧センサによって検出される内圧の所定値以上の変化幅に基づいて流量制御弁の開弁開始位置を検出する開弁開始位置検出手段と、
    　前記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、流量制御弁の開弁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. 　請求項１において、
    　前記内圧センサは、大気圧を基準圧としたゲージ圧力を検出するものであり、
    　前記禁止手段は、前記内圧センサの出力のみに基づいて燃料タンクの内圧が大気圧に対して所定圧範囲内にあるか否かを検出する蒸発燃料処理装置。
  4. 　請求項２において、
    　前記内圧センサは、大気圧を基準圧としたゲージ圧力を検出するものであり、
    　前記開弁開始位置検出手段は、前記内圧センサの出力のみに基づいて燃料タンクの内圧が大気圧に対して所定圧範囲外にあるか否かを検出する蒸発燃料処理装置。
                                                                                    
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