WO2018096815A1 - ポンプモジュール及び蒸発燃料処理装置 - Google Patents

ポンプモジュール及び蒸発燃料処理装置 Download PDF

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WO2018096815A1
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PCT/JP2017/036685
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大作 浅沼
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愛三工業株式会社
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    • F02D41/0032Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/004Control of the valve or purge actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position

Definitions

  • the present specification relates to an evaporative fuel processing apparatus mounted on a vehicle and a pump module of the evaporative fuel processing apparatus.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-188448 discloses an evaporative fuel processing apparatus that supplies evaporative fuel in a fuel tank to an intake passage of an internal combustion engine.
  • the evaporated fuel processing apparatus includes a canister that adsorbs evaporated fuel, a control valve disposed in a purge air pipe between the canister and an intake path, and an air pump that sends air to the purge air pipe.
  • the control valve and the pump are controlled by a fuel supply system control unit.
  • the fuel supply system control unit is configured to be able to communicate with the main body system control unit.
  • the fuel supply system control unit further controls a fuel pump that supplies the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine and a fuel level gauge in the fuel tank.
  • This specification provides a technique for performing at least one of determining whether or not the pump is operating normally and specifying the concentration of evaporated fuel in the gas by using the pump.
  • the technology disclosed in this specification relates to a pump module.
  • the pump module is mounted on an evaporative fuel processing apparatus that executes a purge process for supplying evaporative fuel in the fuel tank to the intake path of the internal combustion engine via the purge path.
  • the pump module includes a pump that sends the evaporated fuel in the purge path to the intake path, and a pump control unit that controls driving of the pump, and the pump control unit controls the internal combustion engine. Is connected to the communication section, and using the characteristics of the pump, the concentration detection process for detecting the concentration of the evaporated fuel in the gas in the pump and the normality for determining whether or not the pump is operating normally At least one of the determination processes is executed, and a processing result of the at least one process is transmitted to the main control unit.
  • a pump control unit arranged separately from the main control unit executes concentration detection processing and normality determination processing using the characteristics of the pump.
  • the pump control unit does not need to transmit the pump characteristics to the main control unit as compared with the configuration in which the main control unit executes the concentration detection process and the normality determination process. As a result, the processing load on the main control unit can be reduced.
  • the pump control unit may execute communication with the main control unit using a PWM signal based on pulse width modulation.
  • a PWM signal having a first duty ratio within a first range is received from the main control unit, the pump may be driven at a rotational speed corresponding to the first duty ratio.
  • a PWM signal having a second duty ratio that is not included in the first range is received from the main control unit, the pump may be driven at a predetermined number of revolutions to execute at least one of the processes. .
  • the pump control unit is compared with the case where the main control unit and the pump control unit execute communication according to the CAN (abbreviation of Controller Area Network) standard or the LIN (Local Interconnection Network) standard.
  • the circuit configuration to be provided can be simplified. Further, by changing the duty ratio of the PWM signal, the main control unit can cause the pump control unit to control the rotation speed of the pump.
  • the pump control unit may transmit a PWM signal having a duty ratio representing the processing result to the main control unit. According to this configuration, the pump control unit can supply the processing result to the main control unit using the PWM signal.
  • the technology disclosed in the present specification relates to an evaporated fuel processing apparatus including any one of the pump modules described above.
  • An evaporative fuel processing apparatus mounted on a vehicle wherein the evaporative fuel processing apparatus is disposed in the purge path that connects the pump module, a canister that stores evaporative fuel, and the canister and an intake path of an internal combustion engine.
  • a control valve that switches between a closed state that closes the path and an open state that opens the purge path; and a valve control unit that controls the control valve and is communicably connected to the pump control unit.
  • a pump control unit arranged separately from the main control unit executes concentration detection processing and normality determination processing using the characteristics of the pump.
  • the pump control unit does not need to transmit the pump characteristics to the main control unit as compared with the configuration in which the main control unit executes the concentration detection process and the normality determination process. As a result, the processing load on the main control unit can be reduced.
  • the valve control unit may execute the purge process by continuously switching the control valve between the closed state and the open state. While the purge process is being performed and the at least one process is not being performed, a period of one open state with respect to a total period of one closed state and one open state is the first.
  • the control valve is switched at a rate equal to or less than the upper limit value, the supply process is being executed, and while the at least one process is being executed, a total of one closed state and one open state
  • the control valve may be switched at a rate equal to or less than a second upper limit value that is less than the first upper limit value during the one open state period with respect to a period.
  • the pump control unit may execute the at least one process by using the characteristic of the pump while the control valve is in the closed state.
  • the characteristics of the pump can also be switched in accordance with the switching between the closed state and the open state of the control valve.
  • the period during which the control valve is maintained in the open state is limited while the at least one process is being performed.
  • the period during which the control valve is maintained in the closed state can be lengthened.
  • the pump characteristics when the control valve is in the closed state can be stabilized when the characteristics of the pump change as the control valve switches from the open state to the closed state.
  • a more accurate processing result can be obtained using stable pump characteristics.
  • the valve control unit prohibits the control valve from being switched to the open state while the supply process is not performed and is maintained in the closed state and the at least one process is being performed. May be. According to this configuration, it is possible to prevent the control valve from being switched from the closed state to the open state during the process and the characteristics of the pump from fluctuating.
  • FIG. 1 shows an outline of a fuel supply system for an automobile.
  • the rotation speed-duty ratio data map of 1st Example is shown.
  • concentration acquisition process which the control part of 1st Example performs is shown.
  • concentration detection process which the pump control part of 1st Example performs is shown.
  • FIG. 5 is a flowchart continued from FIG. 4.
  • concentration acquisition process is shown.
  • the flowchart of the determination acquisition process which the control part of 2nd Example performs is shown.
  • the flowchart of the normality determination process which the control part of 2nd Example performs is shown.
  • FIG. 9 is a flowchart continued from FIG. 8.
  • the evaporated fuel processing apparatus 10 will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the evaporated fuel processing apparatus 10 is mounted on a vehicle such as an automobile, and is disposed in a fuel supply system 2 that supplies fuel stored in a fuel tank FT to an engine EN.
  • Fuel supply system 2 supplies fuel pumped from a fuel pump (not shown) accommodated in fuel tank FT to injector IJ.
  • the injector IJ has an electromagnetic valve whose opening degree is adjusted by an ECU (abbreviation of Engine Control Unit) 100 described later.
  • the injector IJ supplies fuel to the engine EN.
  • An intake pipe IP and an exhaust pipe EP are connected to the engine EN.
  • the intake pipe IP is a pipe for supplying air to the engine EN by the negative pressure of the engine EN or the operation of the supercharger CH.
  • the intake pipe IP defines an intake path IW.
  • a throttle valve TV is disposed in the intake path IW.
  • the throttle valve TV controls the amount of air flowing into the engine EN by adjusting the opening of the intake path IW.
  • the throttle valve TV is controlled by the ECU 100.
  • a supercharger CH is disposed upstream of the throttle valve TV in the intake path IW.
  • the supercharger CH is a so-called turbocharger, and rotates the turbine by the gas exhausted from the engine EN to the exhaust pipe EP, thereby pressurizing the air in the intake passage IW and supplying it to the engine EN.
  • the supercharger CH is controlled by the ECU 100.
  • An air cleaner AC is disposed upstream of the supercharger CH in the intake path IW.
  • the air cleaner AC has a filter that removes foreign substances from the air flowing into the intake path IW.
  • the air passes through the air cleaner AC and is sucked into the engine EN.
  • the engine EN burns fuel and air inside, and exhausts the exhaust pipe EP after combustion.
  • the evaporated fuel processing apparatus 10 supplies the evaporated fuel in the fuel tank FT to the engine EN via the intake path IW.
  • the fuel vapor processing apparatus 10 includes a canister 14, a pump module 12, a purge pipe 32, a control valve 34, a control unit 102 in the ECU 100, check valves 80 and 83, and a pressure sensor 60.
  • the canister 14 adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank FT.
  • the canister 14 includes activated carbon 14d and a case 14e that accommodates the activated carbon 14d.
  • the case 14e has a tank port 14a, a purge port 14b, and an atmospheric port 14c.
  • the tank port 14a is connected to the upper end of the fuel tank FT.
  • the evaporated fuel in the fuel tank FT flows into the canister 14.
  • the activated carbon 14d adsorbs evaporated fuel from the gas flowing from the fuel tank FT into the case 14e. Thereby, it is possible to prevent the evaporated fuel from being released into the atmosphere.
  • the atmosphere port 14c communicates with the atmosphere via the air filter AF.
  • the air filter AF removes foreign matter from the air flowing into the canister 14 through the atmospheric port 14c.
  • the purge pipe 32 communicates with the purge port 14b.
  • a mixed gas of evaporated fuel and air in the canister 14 (hereinafter referred to as “purge gas”) flows into the purge pipe 32 from the canister 14 through the purge port 14b.
  • the purge pipe 32 defines purge paths 22, 24 and 26.
  • the purge gas in the purge pipe 32 flows through the purge paths 22, 24, and 26 and is supplied to the intake path IW.
  • the purge pipe 32 is branched into two at a branch position 32a between the canister 14 and the intake path IW.
  • One of the purge pipes 32 after branching is connected to the intake manifold IM on the engine EN side (that is, downstream) from the throttle valve TV and the supercharger CH, and the other of the purge pipes 32 after branching is connected to the throttle valve It is connected to the air cleaner AC side (that is, the upstream side) from the TV and the supercharger CH.
  • the purge path 22 is defined by the purge pipe 32 on the canister 14 side with respect to the branch position 32a
  • the purge path 24 is defined by the purge pipe 32 connected to the intake pipe IP downstream from the branch position 32a of the purge pipe 32.
  • the purge path 26 is defined by the purge pipe 32 connected to the upstream intake pipe IP from the branch position 32a of the purge pipe 32.
  • the pump module 12 is disposed at an intermediate position of the purge path 22.
  • the pump module 12 includes a pump 12b and a pump control unit 12a.
  • the pump 12b is a so-called vortex pump (also called a cascade pump or a Wesco pump) or a centrifugal pump.
  • the pump control unit 12a controls the pump 12b.
  • the pump control unit 12a has a control circuit on which a CPU and a memory such as a ROM and a RAM are mounted.
  • the pump control unit 12a is connected to the ECU 100 via the wiring 13 so as to communicate with each other.
  • the pump control unit 12a includes a pump communication circuit 12c that performs communication using the ECU 100 and a PWM signal based on pulse width modulation.
  • the discharge port of the pump 12b communicates with the purge pipe 32.
  • the pump 12 b delivers purge gas to the purge path 22.
  • the purge gas sent to the purge path 22 passes through the purge path 24 or the purge path 26 and is supplied to the intake path IW.
  • a check valve 83 is disposed in the purge path 24.
  • the check valve 83 allows the gas to flow through the purge path 24 toward the intake path IW, and prohibits the gas from flowing toward the canister 14.
  • a check valve 80 is disposed in the purge path 26. The check valve 80 allows the gas to flow through the purge path 26 toward the intake path IW, and prohibits the gas from flowing toward the canister 14.
  • a control valve 34 is disposed in the purge path 22 between the pump 12b and the branch position 32a.
  • the control valve 34 is an electromagnetic valve that is controlled by the control unit 102 in the ECU 100, and is a valve that is controlled by the control unit 102 to switch between the opened state and the closed state.
  • the control unit 102 performs switching control that continuously switches between the open state and the closed state of the control valve 34 according to the opening degree determined by the air-fuel ratio or the like.
  • the purge path 22 is opened, and the canister 14 and the intake path IW are communicated.
  • the closed state the purge path 22 is blocked and the canister 14 and the intake path IW are blocked on the purge path 22.
  • the opening degree represents the ratio of the period of the open state in the combination period of the one set of the open state and the closed state that are mutually continuous while being continuously switched between the open state and the closed state.
  • the control valve 34 adjusts the flow rate of the gas containing the evaporated fuel (that is, the purge gas) by adjusting the opening degree (that is, the period of the open state).
  • the purge path 22 located on the downstream side of the control valve 34 in the purge path 22 is referred to as a “purge path 22a”.
  • a pressure sensor 60 is disposed in the purge path 22 between the pump 12b and the control valve 34.
  • the pressure sensor 60 detects the pressure in the purge path 22.
  • the pressure sensor 60 is controlled by the pump control unit 12a.
  • the control unit 102 is a part of the ECU 100 and is disposed integrally with another part of the ECU 100 (for example, a part that controls the engine EN).
  • the ECU 100 includes a CPU and a memory such as a ROM and a RAM.
  • the ECU 100 controls the engine EN.
  • the ECU 100 performs PWM (abbreviation of Pulse Width Modulation) communication with the pump communication circuit 12c of the pump control unit 12a.
  • the control unit 102 means a part that controls the evaporated fuel processing apparatus 10 in the ECU 100.
  • the control unit 102 controls the fuel vapor processing apparatus 10 according to a program stored in advance in the memory.
  • control unit 102 outputs a PWM signal to the pump control unit 12a and controls the rotation speed of the pump 12b.
  • the control unit 102 outputs a signal to the control valve 34 and executes switching between opening and closing. That is, the control unit 102 adjusts the opening degree of the signal output to the control valve 34.
  • the part which controls the control valve 34 among the control parts 102 may be called “the valve control part 102a.”
  • the ECU 100 is connected to an air-fuel ratio sensor 50 disposed in the exhaust pipe EP.
  • the ECU 100 detects the air-fuel ratio in the exhaust pipe EP from the detection result of the air-fuel ratio sensor 50, and controls the fuel injection amount from the injector IJ.
  • the ECU 100 is connected to an air flow meter 52 disposed near the air cleaner AC.
  • the air flow meter 52 is a so-called hot wire type air flow meter, but may have other configurations.
  • the ECU 100 receives a signal indicating the detection result from the air flow meter 52, and detects the amount of gas sucked into the engine EN (that is, the amount of intake air).
  • the purge condition is a condition that is established when a purge process for supplying purge gas to the engine EN is to be executed, and is preset in the control unit 102 by the manufacturer according to the specific situation of the coolant temperature and purge concentration of the engine EN. It is a condition.
  • the controller 102 constantly monitors whether the purge condition is satisfied while the engine EN is being driven.
  • the purge gas passes from the canister 14 through the purge paths 22 and 24, and then passes through the intake path IW on the downstream side of the throttle valve TV, and from the canister 14 through the purge paths 22 and 26, and enters the upstream side of the supercharger CH. And at least one of the paths IW. Which route is supplied varies depending on the pressure in the intake passage IW on the downstream side of the throttle valve TV.
  • the intake passage IW on the downstream side of the throttle valve TV becomes negative pressure by driving the engine EN.
  • the intake path IW on the upstream side of the throttle valve TV is substantially equal to the atmospheric pressure.
  • the purge gas is mainly supplied from the canister 14 via the purge paths 22 and 24 to the intake path IW (that is, in the intake manifold IM) on the downstream side of the throttle valve TV.
  • a path of purge gas supplied from the control valve 34 to the engine EN through the purge paths 22a and 24 and the intake path IW is referred to as a first purge path FP.
  • the purge gas is mainly supplied from the canister 14 via the purge paths 22 and 26 to the intake path IW on the upstream side of the supercharger CH.
  • the intake path IW on the upstream side of the supercharger CH approximates atmospheric pressure, and a slight negative pressure is generated by the supercharger CH.
  • the path of the purge gas supplied from the control valve 34 to the engine EN through the purge paths 22a and 26 and the intake path IW is called a second purge path SP.
  • the second purge path SP is longer than the first purge path FP.
  • the control unit 102 controls to drive or stop the pump 12b in accordance with the state of the negative pressure in the intake passage IW (for example, the rotational speed of the engine EN).
  • each of the control unit 102 and the pump control unit 12a stores a rotation speed-duty ratio data map indicating the correspondence between the duty ratio of the PWM signal and the rotation speed of the pump 12b shown in FIG. .
  • the vertical axis in FIG. 2 represents the rotational speed (rpm) of the pump 12b, and the horizontal axis represents the duty ratio (%) of the PWM signal.
  • each of the rotation speed and the duty ratio is associated with a numerical value.
  • the control unit 102 determines the rotational speed of the pump 12b according to the state of the negative pressure in the intake path IW (for example, the rotational speed of the engine EN).
  • the number of rotations of the pump 12b is determined between 2000 and 15000 rpm, for example.
  • the control unit 102 specifies the duty ratio corresponding to the determined rotation speed from the rotation speed-duty ratio data map.
  • the duty ratio corresponding to 2000 to 15000 rpm is, for example, 15% to 40%. That is, the range of the duty ratio used in the normal purge process is determined in advance.
  • the range of the duty ratio is an example of “first range”.
  • the control unit 102 transmits a PWM signal having a specified duty ratio to the pump control unit 12a.
  • a communication method between the control unit 102 and the pump control unit 12a will be described. Communication between the control unit 102 and the pump control unit 12a is executed between the main communication circuit 104 and the pump communication circuit 12c.
  • the control unit 102 stores the specified duty ratio corresponding to the rotation speed of the pump 12b in the main communication circuit 104 on the ECU 100 side.
  • the main communication circuit 104 transmits a PWM signal having a stored duty ratio to the pump communication circuit 12c periodically (for example, every 16 ms).
  • the main communication circuit 104 receives the PWM signal from the pump communication circuit 12c periodically (for example, every 16 ms). In other words, the pump communication circuit 12c periodically receives the PWM signal from the main communication circuit 104 and transmits the PWM signal.
  • the pump control unit 12a When the pump control unit 12a receives the PWM signal from the control unit 102, the pump control unit 12a specifies the rotation speed with respect to the duty ratio of the PWM signal from the rotation speed-duty ratio data map. Next, electric power for rotating the pump 12b at the specified rotational speed is supplied to the pump 12b. As a result, the pump 12b is driven at the rotational speed determined by the control unit 102.
  • the engine EN While the purge process is being performed, the engine EN is supplied with fuel supplied from the fuel tank FT via the injector IJ and evaporated fuel by the purge process.
  • the control unit 102 adjusts the air-fuel ratio of the engine EN to an optimal air-fuel ratio (for example, ideal air-fuel ratio) by adjusting the opening of the injector IJ and the opening of the control valve 34.
  • control unit 102 appropriately grasps the amount of fuel supplied from the injector IJ to the engine EN and the amount of fuel supplied to the engine EN by the purge process.
  • the fuel supplied from the injector IJ to the engine EN is determined by the opening degree of the injector IJ.
  • the fuel supplied by the purge process varies depending on the purge concentration.
  • the control unit 102 specifies the purge concentration using the pump module 12.
  • FIG. 3 shows a flowchart of density acquisition processing executed by the control unit 102.
  • the control unit 102 When the vehicle is started (for example, an ignition switch is turned on), the control unit 102 periodically executes a concentration acquisition process (for example, every 16 ms).
  • the control unit 102 stores an acquisition flag and a purge process prohibition flag used in the concentration acquisition process. At the timing when the vehicle is started, the acquisition flag and the purge process prohibition flag are set to off.
  • the control unit 102 first determines whether or not the acquisition flag is off in S12. If the acquisition flag is on (NO in S12), the process proceeds to S40. On the other hand, when the acquisition flag is off (YES in S12), in S14, the control unit 102 determines whether the purge process is being executed. Specifically, the control unit 102 determines whether or not switching control of the control valve 34 is being performed. When the switching control is being executed, the control unit 102 determines that the purge process is being executed (YES in S14). When the switching control is not executed, the control unit 102 determines that the purge process is not being executed (NO in S14).
  • the process proceeds to S26, and if NO in S14, the process proceeds to S16.
  • S16 it is determined whether or not the period during which the purge process is not performed has passed the first period (for example, 500 ms).
  • the first period is a period for stabilizing the pressure in the purge path 22 and the like after switching from the state where the purge process is being performed to the state where it is not being performed.
  • the control unit 102 includes a purge timer that measures the execution period and the non-execution period of the purge process. The control unit 102 resets the purge timer and performs measurement each time the purge process is switched between execution and non-execution.
  • the control unit 102 uses the purge timer to determine whether or not the period during which the purge process is not executed has passed the first period. If the period during which the purge process is not executed has not passed the first period (NO in S16), the process proceeds to S40.
  • the control unit 102 sets the duty ratio of the PWM signal transmitted to the pump control unit 12a to 50%. decide.
  • the duty ratio used in the process of S18 may be outside the range of the duty ratio for controlling the rotation speed of the pump 12b during the purge process.
  • the duty ratio of S28 to be described later is also the same, and may be different from the duty ratio of S18.
  • the control unit 102 switches the purge prohibition flag from off to on.
  • the control unit 102 does not execute the purge process even if the purge condition is satisfied.
  • a third period for example, 300 ms
  • the third period is a period for stabilizing the pressure in the purge path 22 and the like after the rotation speed of the pump 12b is changed.
  • the control unit 102 includes a first supply timer that measures a period after the duty ratio determined in S18 is supplied to the main communication circuit 104 in S40. In S40, every time the duty ratio determined in S18 is supplied, the control unit 102 resets the first supply timer and performs measurement. In S22, the control unit 102 determines whether or not the third period has elapsed using the first supply timer. If the third period has not elapsed (NO in S22), the process proceeds to S40. On the other hand, when the third period has elapsed (YES in S22), in S24, the control unit 102 sets the acquisition flag to ON, and proceeds to S40.
  • the control unit 102 determines whether or not the period during which the purge process is being performed has passed a second period (for example, 1000 ms) using the purge timer.
  • the second period is a period for switching from the state in which the purge process is not performed to the state in which the purge process is being performed, and for stabilizing the pressure in the purge path 22 and the like.
  • the control unit 102 sets the duty ratio of the PWM signal transmitted to the pump control unit 12a to 55%. decide.
  • the duty ratio 55% is a duty ratio indicating that the purge concentration is specified during the purge process in the control unit 102 and the pump control unit 12a.
  • the control unit 102 limits the upper limit of the opening degree of the control valve 34.
  • the upper limit of the opening degree that is, the ratio of the period of the open state in the combination period of one set of the open state and the closed state
  • the upper limit of the opening degree is limited to 40%, which is 90% in the normal purge process. Thereby, it can restrict
  • S32 whether or not switching of opening / closing of the control valve 34 has been executed a predetermined number of times (for example, five times) after supplying the duty ratio determined in S28 to the main communication circuit 104 in S40 described later. to decide.
  • the rotational speed of the pump 12b may be changed.
  • the predetermined number is a number corresponding to a period for stabilizing the pressure in the purge path 22 and the like after the rotation speed of the pump 12b is changed.
  • control unit 102 counts the number of switching of the control valve 34 after the duty ratio determined in S18 is supplied to the main communication circuit 104. If the predetermined number of times has not been executed (NO in S32), the control unit 102 proceeds to S40.
  • control unit 102 sets the acquisition flag to ON and proceeds to S40.
  • the main communication circuit 104 stores the duty ratio in the main communication circuit 104 when the duty ratio is supplied. Then, the main communication circuit 104 transmits a PWM signal having a duty ratio stored in the main communication circuit 104 to the pump communication circuit 12c. The main communication circuit 104 receives the PWM signal transmitted from the pump communication circuit 12c. When the PWM signal is received, the main communication circuit 104 supplies the control unit 102 with the duty ratio of the received PWM signal.
  • the control unit 102 acquires the duty ratio from the main communication circuit 104.
  • the control unit 102 specifies the purge concentration from the acquired duty ratio.
  • the control unit 102 stores a duty ratio-concentration data map 108 indicating the correspondence between the duty ratio of the PWM signal and the purge concentration.
  • the duty ratio-density data map 108 is stored in the control unit 102 in advance.
  • the control unit 102 specifies the purge concentration corresponding to the duty ratio acquired in S42 from the duty ratio-concentration data map 108.
  • the control unit 102 determines whether or not the execution and non-execution of the purge process are switched from the timing when the previous concentration acquisition process is executed.
  • the control unit 102 sets the acquisition flag to OFF and the purge prohibition flag to OFF, and opens the control valve 34 set in S30. The upper limit is cleared and the density acquisition process is terminated.
  • S50 is skipped and the concentration acquisition process is terminated.
  • the concentration detection process executed by the pump control unit 12a will be described with reference to FIGS.
  • the pump control unit 12a executes concentration detection processing periodically (for example, every 2 ms).
  • the frequency of the density detection process is higher than the frequency of the density acquisition process executed by the control unit 102.
  • the pump control unit 12a acquires the duty ratio of the already transmitted PWM signal from the control unit 102 via the main communication circuit 104 from the pump communication circuit 12c.
  • the pump communication circuit 12c receives a PWM signal from the main communication circuit 104.
  • the timing at which the pump communication circuit 12c receives the PWM signal from the main communication circuit 104 corresponds to the timing at which the main communication circuit 104 transmits the PWM signal, and therefore comes regularly (for example, every 16 ms).
  • the pump communication circuit 12c stores the duty ratio of the received PWM signal.
  • the pump communication circuit 12c transmits a PWM signal having a duty ratio stored in the pump communication circuit 12c to the main communication circuit 104.
  • the pump control unit 12a drives the pump 12b at a predetermined rotational speed (for example, 10000 rpm).
  • the pump control unit 12a stores the current value of the pump 12b in the pump control unit 12a.
  • the current value of the pump 12b increases as the density of the purge gas increases even if the pump 12b is driven at a predetermined rotational speed. Since the density of the evaporated fuel is higher than the density of the atmosphere, the higher the purge concentration, the higher the purge gas density and the higher the current value. Since the current value varies slightly, the pump control unit 12a acquires and stores the average or maximum value of the current values.
  • the pump control unit 12a determines the duty ratio to be transmitted to the control unit 102 using the current value stored in S68. Specifically, the pump control unit 12a stores a current value-duty ratio data map 110 in advance.
  • the current value-duty ratio data map 110 is specified and stored in advance by experiments.
  • the current value-duty ratio data map 110 shows the correspondence between the current value and the duty ratio of the PWM signal.
  • the current value is correlated with the purge concentration. Therefore, in the current value-duty ratio data map 110, the duty ratio corresponding to the current value corresponds to the purge concentration.
  • the correspondence relationship between the duty ratio and the purge concentration is shown in the duty ratio-concentration data map 108. For this reason, the control unit 102 can specify the purge concentration using the duty ratio acquired from the pump control unit 12a.
  • the pump control unit 12a determines the duty ratio corresponding to the current value stored in S68 from the current value-duty ratio data map 110, and proceeds to S74.
  • the pump control unit 12a deletes the current value already stored in the pump control unit 12a in S72, and proceeds to S74.
  • the pump control unit 12a supplies a duty ratio to be transmitted to the control unit 102 to the pump communication circuit 12c.
  • the pump control is performed in the concentration detection processing before the previous time.
  • the duty ratio stored in the unit 12a is supplied. Accordingly, the pump control unit 12a transmits the PWM signal having the duty ratio stored in S74 to the main communication circuit 104.
  • S76 it is determined whether or not the duty ratio acquired in S62 is 55% (that is, whether or not the purge concentration should be detected during the purge process). If the duty ratio is not 55% (NO in S76), in S77, the pump control unit 12a has a rotation speed corresponding to the duty ratio acquired in S62 in the rotation speed-duty ratio data map (see FIG. 2). The pump 12b is driven and the process proceeds to S102.
  • the pump control unit 12a drives the pump 12b at a predetermined rotational speed in the same manner as S66.
  • the pump control unit 12a acquires the current value of the pump 12b and stores it in the pump control unit 12a, as in S68.
  • the current value already stored in the pump control unit 12a before the current S80 hereinafter referred to as “previous current value”
  • the current value stored at the current S80 hereinafter referred to as “current current”.
  • the two current values are stored.
  • the pump control unit 12a determines whether or not the current value has dropped abruptly. Specifically, it is determined whether or not the previous current value is equal to or greater than a predetermined current value compared with the current current value.
  • the predetermined current value is set slightly smaller than the current difference that appears at the sudden drop timing shown in FIG.
  • the control valve 34 when the control valve 34 is closed, the purge path 22a is boosted and the load on the pump 12b is increased. Thereby, in order to maintain the rotation speed of the pump 12b, the current value becomes high (see timing t2 to t3 in FIG. 6). In order to appropriately detect the purge concentration, it is desirable to obtain the current value when the current value of the pump 12b is stable at the maximum value.
  • the timing (see FIG. 6) at which the current value suddenly drops is specified.
  • the pump control unit 12a sets the detection flag to ON, and proceeds to S98.
  • the pump control unit 12a determines whether or not the current current value is less than the previous current value. If the current current value is less than the previous current value (YES in S92), the current current value is matched with the previous current value in S94, and the process proceeds to S96. On the other hand, if the current value is equal to or greater than the previous current value (NO in S92), S94 is skipped and the process proceeds to S96. In S96, the detection flag is set to off.
  • the pump control unit 12a determines whether or not the detection flag is switched from off to on. Specifically, when the process of S98 is performed immediately after the process of S86 is performed, the pump control unit 12a determines that the detection flag has been switched from OFF to ON (YES in S98). If YES in S98, in S100, the pump control unit 12a determines the duty ratio corresponding to the previous current value stored in the pump control unit 12a using the current value-duty ratio data map 110, as in S70. Next, in S102, the pump control unit 12a supplies the duty ratio to the pump communication circuit 12c as in S74. Next, in S104, the pump control unit 12a matches the current value with the previous current value, and ends the concentration detection process.
  • the pump control unit 12a skips S100 and proceeds to S102.
  • the previously determined duty ratio is supplied to the pump communication circuit 12c.
  • the pump controller 12a erases the current value when the concentration detection process is completed. Thus, the previous current value is stored in the pump control unit 12a.
  • the control unit 102 executes switching control of the control valve 34.
  • the upper limit of the opening is higher than the upper limit of the opening set in S30 of FIG.
  • the control unit 102 determines whether or not to drive the pump 12b based on the pressure of the intake manifold IM during the purge process.
  • a duty ratio (35% in FIG. 6) corresponding to a desired rotation speed is supplied to the main communication circuit 104.
  • the pump control unit 12a acquires the duty ratio, and drives the pump 12b at a rotational speed (13000 rpm in FIG. 6) corresponding to the duty ratio (S77).
  • the current value of the pump 12b gradually increases.
  • the control valve 34 is switched from the closed state to the open state before the current value of the pump 12b is stabilized when the control valve 34 is in the closed state.
  • a PWM signal with a duty ratio of 55% indicating that the purge concentration is detected during the purge process is 102 is transmitted to the pump control unit 12a (S28). And the control part 102 sets the upper limit (40% in FIG. 6) of the opening degree of the control valve 34 (S30). Thereby, before the timing t2, if the opening degree of the control valve 34 is 40% or more, the opening degree of the control valve 34 is set to 40%, and if the opening degree of the control valve 34 is less than 40%, The opening degree of the control valve 34 is maintained.
  • the current value of the pump 12b gradually increases and becomes stable after the control valve 34 is switched from the open state to the closed state.
  • the purge concentration can be specified using the current value of the pump 12b.
  • the upper limit of the opening degree of the control valve 34 is released (S50), and the rotational speed of the pump 12b can be changed from the predetermined rotational speed.
  • the purge process is finished, and at timing t5 when the first period has elapsed (YES in S16), a PWM signal with a duty ratio of 50% indicating that the purge concentration is detected while the purge process is not executed is It is transmitted from the controller 102 to the pump controller 12a (S18). Thereby, at timing t5, the pump 12b is driven at a predetermined rotational speed (S66).
  • the pump control unit 12a acquires a pump current value (that is, a current value after the current value is stabilized after the pump 12b is driven), and transmits a PWM signal having a duty ratio corresponding to the pump current value to the control unit 102.
  • the control unit 102 can acquire the purge concentration.
  • the control unit 102 requests the pump control unit 12a to detect the purge concentration using a PWM signal having a different duty ratio while the purge process is being executed and when the purge process is not being executed. Then, the detection result of the purge concentration is transmitted from the pump control unit 12 a to the control unit 102.
  • the control unit 102 and the pump control unit 12a do not have to execute communication according to the CAN standard or the LIN standard. Thereby, the circuit structure of the pump control part 12a and the pump communication circuit 12c can be simplified.
  • the pump controller 12a detects the purge concentration, the controller 102 does not need to detect the purge concentration. According to this configuration, the pump control unit 12a does not need to transmit the acquired current value to the control unit 102. As a result, during the purge process, the purge concentration can be appropriately detected using a stable current value in a short period while the control valve 34 is in the closed state.
  • control unit 102 executes determination acquisition processing instead of the concentration acquisition processing of the control unit 102 and the concentration detection processing of the pump control unit 12a, and the pump control unit 12a performs normality determination processing. Execute.
  • the controller 102 uses the pump module 12 to determine whether or not the pump 12b is operating normally.
  • FIG. 7 shows a flowchart of the determination acquisition process executed by the control unit 102.
  • the control unit 102 executes normal acquisition processing periodically (for example, every 16 ms).
  • the control unit 102 stores an acquisition flag and a purge process prohibition flag used in the normal acquisition process.
  • the acquisition flag and the purge process prohibition flag are set to off.
  • the control unit 102 first determines whether or not the acquisition flag is off in S212. If the acquisition flag is on (NO in S212), the process proceeds to S240. On the other hand, when the acquisition flag is OFF (YES in S212), in S214, the control unit 102 determines whether or not the purge process is being executed, similar to S14 in FIG. If it is determined that the purge process is being executed (YES in S214), the process proceeds to S226. If it is determined that the purge process is being executed (NO in S214), the process proceeds to S216.
  • the fifth period is a period for switching from the state in which the purge process is being performed to the state in which the purge process is not being performed, and for stabilizing the pressure in the purge path 22 and the like.
  • the control unit 102 has the same purge timer as in the first embodiment.
  • the control unit 102 sets the duty ratio of the PWM signal transmitted to the pump control unit 12a to 10%. decide.
  • the PWM signal having a duty ratio of 10% is a signal indicating that the control unit 102 and the pump control unit 12a determine whether or not the pump 12b is normally driven while the purge process is not executed.
  • the duty ratio used here may be outside the range of the duty ratio transmitted to the pump control unit 12a in order for the control unit 102 to control the rotation speed of the pump 12b during the purge process.
  • the duty ratio of S228 described later is also the same, and may be different from the duty ratio of S218.
  • the control unit 102 sets the purge prohibition flag to ON, and proceeds to S240. Thereby, when the purge prohibition flag is on, the control unit 102 does not execute the purge process even if the purge condition is satisfied.
  • the control unit 102 uses the purge timer to determine whether or not the period during which the purge process is being performed has passed a sixth period (for example, 2000 ms). Similar to the second period, the sixth period is a period for switching from the state in which the purge process is not performed to the state in which the purge process is performed, and for stabilizing the pressure in the purge path 22 and the like. When the period during which the purge process is being executed has not passed the sixth period (NO in S226), the process proceeds to S240.
  • a sixth period for example, 2000 ms
  • the controller 102 determines whether the pressure of the intake manifold IM is equal to or higher than a predetermined pressure (for example, 100 kPa). Judge whether or not.
  • a predetermined pressure for example, 100 kPa.
  • the control unit 102 determines the duty ratio of the PWM signal transmitted to the pump control unit 12a to be 5%.
  • the control unit 102 (specifically, the valve control unit 102a) sets the upper limit of the opening degree of the control valve 34 as in S30.
  • the main communication circuit 104 Since the communication between the main communication circuit 104 and the pump communication circuit 12c is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the main communication circuit 104 receives the PWM signal transmitted from the pump communication circuit 12c, the main communication circuit 104 supplies the control unit 102 with the duty ratio of the received PWM signal.
  • the control unit 102 acquires the duty ratio from the main communication circuit 104.
  • the control unit 102 determines whether the duty ratio acquired in S242 represents a normal determination result of the pump 12b.
  • the control unit 102 and the pump control unit 12a both have a duty ratio (for example, 70%) when the normal determination result of the pump 12b is normal and a duty ratio (for example, 80%) when the pump 12b is not normal. Stored in advance. These duty ratios may be outside the range of the duty ratio transmitted to the pump control unit 12a in order for the control unit 102 to control the rotation speed of the pump 12b during the purge process.
  • the normal determination result may be expressed using the pulse width of the PWM signal instead of the duty ratio.
  • the control unit 102 determines that the duty ratio acquired in S242 is the pump 12b. (S244: YES), the process proceeds to S246.
  • the control unit 102 determines that the duty ratio acquired in S242 is It is determined that the normal determination result of the pump 12b is not represented (NO in S244), and the determination acquisition process is terminated.
  • the control unit 102 sets the acquisition flag to ON.
  • the control unit 102 determines whether or not the duty ratio acquired in S242 matches the duty ratio when the normal determination result of the pump 12b is not normal. If they match (YES in S248), in S250, the control unit 102 outputs information indicating that the pump 12b is not normally driven to the display device of the vehicle, and ends the determination acquisition process.
  • the display device of the vehicle acquires information indicating that the pump 12b is not normally driven, the vehicle display device displays the information. As a result, the driver can know that the pump 12b is not normally driven.
  • the pump control unit 12a performs normality determination processing periodically (for example, every 2 ms).
  • the frequency of the normal determination process is higher than the frequency of the determination acquisition process executed by the control unit 102.
  • the pump control unit 12a acquires the duty ratio of the transmitted PWM signal from the control unit 102 via the main communication circuit 104 from the pump communication circuit 12c.
  • the pump control unit 12a drives the pump 12b at a predetermined rotational speed (for example, 10,000 rpm).
  • the pump control unit 12a stores the current value of the pump 12b in the pump control unit 12a.
  • the pump control unit 12a determines whether or not the current value acquisition timer is started. If it is determined that the current value acquisition timer has not been started (YES in S269), in S270, the pump control unit 12a starts the current value acquisition timer and proceeds to S272. On the other hand, when it is determined that the current value acquisition timer has already been started (NO in S269), S270 is skipped and the process proceeds to S272.
  • the pump control unit 12a determines whether or not the current value acquisition timer has passed the seventh period.
  • the seventh period is a period corresponding to the purge process execution period. If the current value acquisition timer has not passed the seventh period (NO in S272), the process proceeds to S282. On the other hand, when the current value acquisition timer has passed the seventh period (YES in S272), in S274, the pump control unit 12a determines the maximum value and the minimum value among the current values stored in the pump control unit 12a. It is determined whether or not the difference is greater than or equal to a threshold value.
  • the threshold value is a value for determining whether or not the current value changes depending on whether the control valve 34 is in an open state or a closed state.
  • the pump control unit 12a When the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or greater than the threshold value (YES in S274), in S276, the pump control unit 12a gives the pump communication circuit 12c a duty ratio indicating that the pump 12b is operating normally. Then, the process proceeds to S282. On the other hand, when the difference between the maximum value and the minimum value is less than the threshold value (NO in S274), in S278, the pump control unit 12a sets the duty ratio indicating that the pump 12b is not normally driven to the pump communication circuit. Then, the process proceeds to S282.
  • the pump control unit 12a determines whether or not the duty ratio acquired in S262 is 10% (that is, whether or not normal determination should be performed while the purge process is not executed).
  • the pump control unit 12a resets the current value acquisition timer.
  • the pump control unit 12a supplies the pump communication circuit 12c with a duty ratio indicating that the normal determination of the pump 12b is not executed, and the normal determination process ends.
  • the pump control unit 12a stores the current value of the pump 12b.
  • the current value of the pump 12b is 0A.
  • the pump control unit 12a drives the pump 12b at a predetermined number of revolutions as in S266. If the pump 12b has already been driven at a predetermined rotational speed, the pump 12b is kept driven.
  • the pump control unit 12a executes the processes of S289 to S291 similar to S269 to S274.
  • the control unit 102 and the pump control unit 12a use the PWM signals having different duty ratios to request the pump control unit 12a to determine whether the pump 12b is normally driven from the control unit 102, and the pump control unit 12a. Transmits the determination result to the control unit 102.
  • the control unit 102 and the pump control unit 12a do not have to execute communication according to the CAN standard or the LIN standard. Thereby, the circuit structure of the pump control part 12a and the pump communication circuit 12c can be simplified.
  • the control unit 102 when the pump control unit 12a executes the normal determination of the pump 12b, the control unit 102 does not need to transmit the acquired current value to the control unit 102. As a result, during the purge process, it is possible to appropriately perform normality determination using a stable current value for a short period while the control valve 34 is in the closed state.
  • control unit 102 executes concentration acquisition processing
  • the pump control unit 12a executes concentration detection processing.
  • control part 102 performs the determination acquisition process
  • the pump control part 12a performs a normal determination process.
  • control unit 102 may execute determination acquisition processing and concentration acquisition processing in parallel
  • the pump control unit 12a may execute normality determination processing and concentration detection processing.
  • the concentration acquisition process and the concentration detection process, or the determination acquisition process and the normality determination process are executed using the current value of the pump 12b.
  • the concentration acquisition process and the concentration detection process, or the determination acquisition process and the normal determination Processing may be executed.
  • the purge path 22 is branched into the purge paths 24 and 26.
  • the purge path 22 may not be branched and may be connected to the purge path 24 or the purge path 26. If the purge path 22 is connected to the purge path 26, the process of S227 need not be executed.
  • the part that controls the control valve and the other part may be configured separately.
  • the control part of another part may be arrange
  • the purge concentration may be detected by, for example, a purge concentration detector arranged on the purge path 24.
  • the ECU 100 and the pump control unit 12a may execute communication according to the CAN standard or the LIN standard instead of the communication using the PWM signal.
  • the concentration acquisition process and the concentration detection process are executed regardless of whether the purge process is executed or the purge process is not executed.
  • the concentration acquisition process and the concentration detection process may be executed in one of the case where the purge process is executed and the case where the purge process is not executed.
  • the determination acquisition process and the normality determination process may be executed in one of the case where the purge process is executed and the case where the purge process is not executed.

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Abstract

燃料タンク内の蒸発燃料をパージ経路を介して内燃機関の吸気経路に供給するパージ処理を実行する蒸発燃料処理装置に搭載されるポンプモジュールであって、パージ経路内の蒸発燃料を吸気経路に送出するポンプと、ポンプの駆動を制御するポンプ制御部と、を備え、ポンプ制御部は、内燃機関を制御するメイン制御部に通信可能に接続されており、ポンプの特性を用いて、ポンプ内の気体の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出処理及びポンプが正常に駆動しているか否かを判定する正常判定処理の少なくとも一方の処理を実行し、処理結果をメイン制御部に送信してもよい。

Description

ポンプモジュール及び蒸発燃料処理装置
 本明細書は、車両に搭載される蒸発燃料処理装置及び蒸発燃料処理装置のポンプモジュールに関する。
 特開2005-188448号公報に、燃料タンク内の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が開示されている。蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタと吸気経路との間のパージエア配管に配置される制御弁と、パージエア配管に空気を送出するエアポンプと、を備える。制御弁及びポンプは、燃料供給系コントロールユニットによって制御される。燃料供給系コントロールユニットは、本体系コントロールユニットに通信可能に構成されている。燃料供給系コントロールユニットは、さらに、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する燃料ポンプや、燃料タンク内の燃料レベルゲージを制御する。
 上記の蒸発燃料処理装置では、エアポンプが正常に駆動しているか否かを判定したり、蒸発燃料の濃度を特定することは考慮されていない。
 本明細書は、ポンプを利用して、ポンプが正常に駆動しているか否かを判定すること及び気体中の蒸発燃料の濃度を特定することの少なくとも一方を実行する技術を提供する。
 本明細書で開示される技術は、ポンプモジュールに関する。ポンプモジュールは、燃料タンク内の蒸発燃料をパージ経路を介して内燃機関の吸気経路に供給するパージ処理を実行する蒸発燃料処理装置に搭載される。ポンプモジュールは、前記パージ経路内の蒸発燃料を前記吸気経路に送出するポンプと、前記ポンプの駆動を制御するポンプ制御部と、を備え、前記ポンプ制御部は、前記内燃機関を制御するメイン制御部に通信可能に接続されており、前記ポンプの特性を用いて、前記ポンプ内の気体の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出処理及び前記ポンプが正常に駆動しているか否かを判定する正常判定処理の少なくとも一方の処理を実行し、前記少なくとも一方の処理の処理結果を前記メイン制御部に送信する。
 この構成では、メイン制御部と別に配置されているポンプ制御部が、ポンプの特性を用いて、濃度検出処理や正常判定処理を実行する。この構成では、メイン制御部が濃度検出処理や正常判定処理を実行する構成と比較して、ポンプ制御部は、メイン制御部にポンプの特性を送信せずに済む。この結果、メイン制御部の処理負荷を軽減することができる。
 前記ポンプ制御部は、パルス幅変調に基づくPWM信号を用いて、前記メイン制御部と通信を実行してもよい。第1範囲内の第1デューティ比のPWM信号が前記メイン制御部から受信されると、前記第1デューティ比に対応する回転数で前記ポンプを駆動してもよい。前記第1範囲に含まれない第2デューティ比のPWM信号が前記メイン制御部から受信されると、予め決められた回転数で前記ポンプを駆動し、前記少なくとも一方の処理を実行してもよい。この構成によれば、メイン制御部とポンプ制御部とが、CAN(Controller Area Networkの略)規格やLIN(Local Interconnect Network)規格に従った通信を実行する場合と比較して、ポンプ制御部が備えるべき回路構成を簡素化することができる。また、PWM信号のデューティ比を変更することによって、メイン制御部は、ポンプ制御部に、ポンプの回転数を制御させることができる。
 前記ポンプ制御部は、前記処理結果を表すデューティ比のPWM信号を前記メイン制御部に送信してもよい。この構成によれば、ポンプ制御部は、PWM信号を用いて、メイン制御部に、処理結果を供給することができる。
 本明細書で開示される技術は、上記のいずれかのポンプモジュールを備える蒸発燃料処理装置に関する。車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、上記のポンプモジュールと、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連結する前記パージ経路に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、前記制御弁を制御し、前記ポンプ制御部に通信可能に接続されている弁制御部と、を備える。
 この構成では、メイン制御部と別に配置されているポンプ制御部が、ポンプの特性を用いて、濃度検出処理や正常判定処理を実行する。この構成では、メイン制御部が濃度検出処理や正常判定処理を実行する構成と比較して、ポンプ制御部は、メイン制御部にポンプの特性を送信せずに済む。この結果、メイン制御部の処理負荷を軽減することができる。
 前記弁制御部は、前記制御弁を前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替えることによって、前記パージ処理を実行してもよい。前記パージ処理が実行されており、前記少なくとも一方の処理が実行されていない間、1回の前記閉塞状態と1回の前記開通状態との合計期間に対する1回の前記開通状態の期間が第1上限値以下の割合で、前記制御弁を切り替え、前記供給処理が実行されており、前記少なくとも一方の処理が実行されている間、1回の前記閉塞状態と1回の前記開通状態との合計期間に対する前記1回の前記開通状態の期間が前記第1上限値よりも小さい第2上限値以下の割合で、前記制御弁を切り替えてもよい。前記ポンプ制御部は、前記制御弁が前記閉塞状態である間の前記ポンプの前記特性を用いて、前記少なくとも一方の処理を実行してもよい。制御弁が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間、ポンプの特性も、制御弁の閉塞状態と開通状態との切り替えに合わせて切り替わり得る。上記の構成では、前記少なくとも一方の処理が実行されている間では、制御弁が開通状態で維持される期間が制限される。言い換えると、制御弁が閉塞状態で維持される期間を長くすることができる。この結果、制御弁が開通状態から閉塞状態に切り替わるのに伴って、ポンプの特性が変動する際に、制御弁が閉塞状態である場合のポンプの特性を安定させることができる。これにより、安定したポンプの特性を用いて、より正確な処理結果を取得することができる。
 前記弁制御部は、前記供給処理が実行されておらず、前記閉塞状態に維持されており、前記少なくとも一方の処理が実行されている間、前記制御弁を前記開通状態に切り替えることを禁止してもよい。この構成によれば、処理途中に、制御弁が閉塞状態から開通状態に切り替わって、ポンプの特性が変動することを防止することができる。
自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第1実施例の回転数-デューティ比データマップを示す。 第1実施例の制御部が実行する濃度取得処理のフローチャートを示す。 第1実施例のポンプ制御部が実行する濃度検出処理のフローチャートを示す。 図4の続きのフローチャートを示す。 濃度取得処理及び濃度取得処理における制御部とポンプ制御部によって制御される各部のタイミングチャートを示す。 第2実施例の制御部が実行する判定取得処理のフローチャートを示す。 第2実施例の制御部が実行する正常判定処理のフローチャートを示す。 図8の続きのフローチャートを示す。
(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に供給する。
 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は、吸気経路IWを画定する。吸気経路IW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、吸気経路IW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。吸気経路IW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、吸気経路IWの空気を加圧してエンジンENに供給する。過給機CHは、ECU100によって制御される。
 吸気経路IW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、吸気経路IWに流入する空気から異物を除去するフィルタを有する。吸気経路IW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が動作していない状況では、エンジンENの駆動により、吸気経路IW内に負圧が発生している。なお、エンジンENの駆動による吸気経路IW内の負圧が小さい状況が生じる。また、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、吸気経路IW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、ポンプモジュール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60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吸着する。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内の蒸発燃料と空気との混合気体(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から下流側の吸気管IP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から上流側の吸気管IP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、ポンプモジュール12が配置されている。ポンプモジュール12は、ポンプ12bと、ポンプ制御部12aと、を備える。ポンプ12b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。ポンプ制御部12aは、ポンプ12bを制御する。ポンプ制御部12aは、CPUと、ROM,RAM等のメモリと、が搭載された制御回路を有する。
 ポンプ制御部12aは、ECU100と配線13を介して、通信可能に接続されている。ポンプ制御部12aは、ECU100とパルス幅変調に基づくPWM信号を用いて、通信を実行するポンプ通信回路12cを有する。
 ポンプ12bの吐出口は、パージ管32に連通している。ポンプ12b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には、逆止弁83が配置されている。逆止弁83は、パージ経路24を気体が吸気経路IW側に向かって流れることを許容し、キャニスタ14側に向かって流れることを禁止する。パージ経路26には、逆止弁80が配置されている。逆止弁80は、パージ経路26を気体が吸気経路IW側に向かって流れることを許容し、キャニスタ14側に向かって流れることを禁止する。
 ポンプ12b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は、ECU100内の制御部102によって制御される電磁弁であり、開弁された開通状態と閉弁された閉塞状態の切り替えが制御部102によって制御される弁である。制御部102は、制御弁34の開通状態と閉塞状態とを、空燃比等によって決定される開度に従って連続的に切り替える切替制御を実行する。開通状態では、パージ経路22が開通して、キャニスタ14と吸気経路IWとが連通される。閉塞状態では、パージ経路22が閉塞して、キャニスタ14と吸気経路IWとがパージ経路22上で遮断される。開度は、開通状態と閉塞状態と連続的に切り替えられている間に、互いに連続する1組の開通状態と閉塞状態との組合せの期間のうち、開通状態の期間の割合を表す。制御弁34は、開度(即ち開通状態の期間)を調整することにより、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、パージ経路22のうち、制御弁34よりも下流側に位置するパージ経路22を、「パージ経路22a」と呼ぶ。
 ポンプ12bと制御弁34との間のパージ経路22には、圧力センサ60が配置されている。圧力センサ60は、パージ経路22の圧力を検出する。圧力センサ60は、ポンプ制御部12aによって制御される。
 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。ECU100は、CPUとROM,RAM等のメモリを含む。ECU100は、エンジンENを制御する。ECU100は、ポンプ制御部12aのポンプ通信回路12cとPWM(Pulse Width Modulation(パルス幅変調)の略)通信を実行する。制御部102は、ECU100において、特に、蒸発燃料処理装置10を制御する部分を意味する。制御部102は、メモリ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、ポンプ制御部12aにPWM信号を出力し、ポンプ12bの回転数を制御する。また、制御部102は、制御弁34に信号を出力し開弁と閉弁との切替を実行する。即ち、制御部102は、制御弁34に出力する信号の開度を調整する。なお、制御部102のうち、特に制御弁34を制御する部分を、「弁制御部102a」と呼ぶことがある。
 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の弁制御部102aは、制御弁34を切替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と、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と、の少なくとも一方に供給される。どちらの経路で供給されるかは、スロットルバルブTVの下流側の吸気経路IWの圧力に応じて変化する。
 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、スロットルバルブTVの下流側の吸気経路IWが負圧となる。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、スロットルバルブTVの下流側の吸気経路IW(即ちインテークマニホールドIM内)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経路を、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の下流側の空気が加圧される。このため、過給機CHよりも下流側では、吸気経路IW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の上流側の吸気経路IWに供給される。なお、過給機CHの上流側の吸気経路IWは、大気圧に近似し、過給機CHによって若干の負圧が発生している。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経路を、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、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12bを駆動又は停止の制御を実行する。具体的には、制御部102及びポンプ制御部12aのそれぞれは、図2に示すPWM信号のデューティ比とポンプ12bの回転数との対応関係を示す回転数-デューティ比データマップを格納している。図2の縦軸はポンプ12bの回転数(rpm)を表し、横軸はPWM信号のデューティ比(%)を表す。なお、制御部102及びポンプ制御部12aに格納されている回転数-デューティ比データマップは、回転数とデューティ比とのそれぞれが数値で対応付けられている。
 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12bの回転数を決定する。ポンプ12bの回転数は、例えば、2000~15000rpmの間で決定される。制御部102は、決定済みの回転数に対応するデューティ比を、回転数-デューティ比データマップから特定する。2000~15000rpmに対応するデューティ比は、例えば15%~40%である。即ち、通常のパージ処理において、利用されるデューティ比の範囲は、予め決められている。このデューティ比の範囲が「第1範囲」の一例である。制御部102は、特定済のデューティ比のPWM信号をポンプ制御部12aに送信する。
 制御部102とポンプ制御部12aとの通信方法を説明する。制御部102とポンプ制御部12aとの通信は、メイン通信回路104とポンプ通信回路12cとの間で実行される。例えば、制御部102は、ポンプ12bの回転数に対応する特定済のデューティ比をECU100側のメイン通信回路104に格納させる。メイン通信回路104は、定期的(例えば16ms毎)に、格納済みのデューティ比のPWM信号を、ポンプ通信回路12cに送信する。また、メイン通信回路104は、定期的(例えば16ms毎)に、ポンプ通信回路12cからPWM信号を受信する。言い換えると、ポンプ通信回路12cは、定期的に、メイン通信回路104からPWM信号を受信し、PWM信号を送信する。
 ポンプ制御部12aは、制御部102からPWM信号を受信すると、PWM信号のデューティ比に対する回転数を、回転数-デューティ比データマップから特定する。次いで、特定済の回転数でポンプ12bを回転させるための電力をポンプ12bに供給する。これにより、ポンプ12bが、制御部102で決定された回転数で駆動される。
 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の開度と制御弁34の開度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。
 このため、制御部102が、インジェクタIJからエンジンENに供給される燃料量と、パージ処理によってエンジンENに供給される燃料量と、を適切に把握することが望まれる。インジェクタIJからエンジンENに供給される燃料は、インジェクタIJの開度によって決まる。一方、パージ処理によって供給される燃料は、パージ濃度によって変化する。
 制御部102は、ポンプモジュール12を用いて、パージ濃度を特定する。図3は、制御部102が実行する濃度取得処理のフローチャートを示す。制御部102は、車両が始動される(例えばイグニションスイッチがオンにされる)と、濃度取得処理を定期的(例えば16ms毎)に実行する。なお、制御部102は、濃度取得処理で用いる取得フラグ及びパージ処理禁止フラグを格納している。車両が始動されるタイミングでは、取得フラグ及びパージ処理禁止フラグは、オフに設定されている。
 濃度取得処理では、制御部102は、まず、S12において、取得フラグがオフであるか否かを判断する。取得フラグがオンである場合(S12でNO)、S40に進む。一方、取得フラグがオフである場合(S12でYES)、S14において、制御部102は、パージ処理が実行中であるか否かを判断する。具体的には、制御部102が、制御弁34の切替制御を実行しているか否かを判断する。切替制御を実行している場合、制御部102は、パージ処理が実行中であると判断する(S14でYES)。切替制御を実行していない場合、制御部102は、パージ処理が実行中でないと判断する(S14でNO)。
 S14でYESの場合にS26に進み、S14でNOの場合にS16に進む。S16では、パージ処理が実行されていない期間が第1期間(例えば500ms)を経過しているか否かを判断する。第1期間は、パージ処理が実行されている状態から実行されていない状態に切り替わってから、パージ経路22等の圧力が安定するための期間である。制御部102は、パージ処理の実行期間及び実行していない期間を計測するパージタイマを有する。制御部102は、パージ処理の実行と不実行とが切り替わる毎に、パージタイマをリセットし、計測を実行する。制御部102は、パージタイマを用いて、パージ処理が実行されていない期間が第1期間を経過しているか否かを判断する。パージ処理が実行されていない期間が第1期間を経過していない場合(S16でNO)、S40に進む。
 一方、パージ処理が実行されていない期間が第1期間を経過している場合(S16でYES)、S18において、制御部102は、ポンプ制御部12aに送信するPWM信号のデューティ比を50%に決定する。図2に示されるように、デューティ比=50%は、パージ処理中にポンプ12bの回転数を制御するためのデューティ比の範囲(即ち15%~40%)の範囲外のデューティ比である。デューティ比=50%は、制御部102及びポンプ制御部12aにおいて、パージ処理が不実行中にパージ濃度を特定することを示す信号である。なお、S18の処理で利用されるデューティ比は、パージ処理中にポンプ12bの回転数を制御するためのデューティ比の範囲の範囲外であればよい。後述するS28のデューティ比も同様であり、さらに、S18のデューティ比と異なっていればよい。
 次いで、S20では、制御部102は、パージ禁止フラグをオフからオンに切り替える。制御部102は、パージ禁止フラグがオンである場合、パージ条件が成立しても、パージ処理を実行しない。次いで、S22では、後述するS40において、S18で決定済みのデューティ比を、メイン通信回路104に供給してから、第3期間(例えば300ms)が経過したか否かを判断する。後述するが、S18で決定済みのデューティ比のPWM信号がポンプ制御部12aに受信されると、ポンプ12bの回転数が変更され得る。第3期間は、ポンプ12bの回転数が変更された後、パージ経路22等の圧力が安定するための期間である。
 制御部102は、S18で決定済みのデューティ比がS40においてメイン通信回路104に供給されてからの期間を計測する第1供給タイマを有する。制御部102は、S40において、S18で決定済みのデューティ比が供給される毎に、第1供給タイマをリセットし、計測を実行する。S22では、制御部102は、第1供給タイマを用いて、第3期間を経過しているか否かを判断する。第3期間を経過していない場合(S22でNO)、S40に進む。一方、第3期間を経過している場合(S22でYES)、S24において、制御部102は、取得フラグをオンに設定して、S40に進む。
 S26では、制御部102は、パージタイマを用いて、パージ処理が実行されている期間が第2期間(例えば1000ms)を経過しているか否かを判断する。第2期間は、パージ処理が実行されていない状態から実行されている状態に切り替わり、パージ経路22等の圧力が安定するための期間である。パージ処理が実行されている期間が第2期間を経過していない場合(S26でNO)、S40に進む。
 一方、パージ処理が実行されている期間が第2期間を経過している場合(S26でYES)、S28において、制御部102は、ポンプ制御部12aに送信するPWM信号のデューティ比を55%に決定する。デューティ比=55%は、制御部102及びポンプ制御部12aにおいて、パージ処理が実行中にパージ濃度を特定することを示すデューティ比である。
 次いで、S30では、制御部102(詳しくは弁制御部102a)は、制御弁34の開度の上限を制限する。例えば、開度(即ち1組の開通状態と閉塞状態との組合せの期間のうち、開通状態の期間の割合)の上限を、通常のパージ処理では90%であるところ、40%に制限する。これにより、パージ処理において、制御弁34の開通状態の期間が長くならないように制限することができる。次いで、S32では、後述するS40において、S28で決定済みのデューティ比を、メイン通信回路104に供給してから、制御弁34の開閉の切り替えが所定回数(例えば5回)実行されたか否かを判断する。後述するが、S28で決定済みのデューティ比のPWM信号がポンプ制御部12aに受信されると、ポンプ12bの回転数が変更され得る。所定回数は、ポンプ12bの回転数が変更された後、パージ経路22等の圧力が安定するための期間に対応する回数である。
 制御部102は、S32において、S18で決定済みのデューティ比がメイン通信回路104に供給されてからの制御弁34の切り替え回数をカウントする。制御部102は、所定回数が実行されていない場合(S32でNO)、S40に進む。
 一方、所定回数が実行されている場合(S32でYES)、S34において、制御部102は、取得フラグをオンに設定して、S40に進む。
 S40では、制御部102は、ポンプ12bの回転数に関するデューティ比をメイン通信回路104に供給する。例えば、S18又はS28において、デューティ比が決定された直後のS40では、制御部102は、S18又はS28で決定済みのデューティ比をメイン通信回路104に供給する。一方、直前にS18及びS28が実行されなかった場合、制御部102は、パージ処理実行中に決定されたポンプ12bの回転数に対応するデューティ比をメイン通信回路104に供給する。なお、パージ処理が実行されていない場合、ポンプ12bは駆動されていない。この場合、制御部102は、回転数=0に対応するデューティ比を、メイン通信回路104に供給する。
 メイン通信回路104は、デューティ比が供給されると、メイン通信回路104に格納する。そして、メイン通信回路104は、ポンプ通信回路12cに、メイン通信回路104に格納されているデューティ比のPWM信号を送信する。また、メイン通信回路104は、ポンプ通信回路12cから送信されるPWM信号を受信する。PWM信号が受信されると、メイン通信回路104は、受信済みのPWM信号のデューティ比を、制御部102に供給する。
 これにより、S42では、制御部102は、メイン通信回路104からディーティ比を取得する。次いで、S44は、制御部102は、取得済みのデューティ比からパージ濃度を特定する。具体的には、制御部102は、PWM信号のデューティ比とパージ濃度との対応関係を示すデューティ比-濃度データマップ108を格納している。デューティ比―濃度データマップ108は、予め制御部102に格納されている。制御部102は、デューティ比―濃度データマップ108から、S42で取得済みのデューティ比に対応するパージ濃度を特定する。
 次いで、S46では、制御部102は、パージ処理の実行と不実行とが前回の濃度取得処理が実行されているタイミングから切り替わったか否かを判断する。パージ処理の実行と不実行とが切り替わった場合(S46でYES)、S50において、制御部102は、取得フラグをオフ及びパージ禁止フラグをオフにセットし、S30で設定済みの制御弁34の開度上限をクリアして、濃度取得処理を終了する。一方、パージ処理の実行と不実行とが切り替わっていない場合(S46でNO)、S50をスキップして、濃度取得処理を終了する。
 次いで、図4及び図5を参照して、ポンプ制御部12aが実行する濃度検出処理を説明する。ポンプ制御部12aは、車両が始動されると、定期的(例えば2ms毎)に濃度検出処理を実行する。なお、濃度検出処理の頻度は、制御部102が実行する濃度取得処理の頻度よりも高い。
 S62では、ポンプ制御部12aは、ポンプ通信回路12cから、制御部102からメイン通信回路104を介して送信済みのPWM信号のデューティ比を取得する。
 なお、ポンプ通信回路12cは、メイン通信回路104からPWM信号を受信する。ポンプ通信回路12cがメイン通信回路104からPWM信号を受信するタイミングは、メイン通信回路104がPWM信号を送信するタイミングに対応するため、定期的(例えば16ms毎)に訪れる。ポンプ通信回路12cは、メイン通信回路104からPWM信号を受信すると、受信済みのPWM信号のデューティ比を格納する。ポンプ通信回路12cは、PWM信号が受信されると、ポンプ通信回路12cに格納されているデューティ比のPWM信号をメイン通信回路104に送信する。
 次いで、S64では、S62で取得済みのデューティ比が50%であるか否かを判断する。デューティ比が50%である場合(S64でYES)、S66において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bを所定の回転数(例えば10000rpm)で駆動させる。次いで、S68において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bの電流値をポンプ制御部12aに格納する。
 ポンプ12bの電流値は、ポンプ12bが所定の回転数で駆動していても、パージガスの密度が高いほど、電流値が高くなる。蒸発燃料の密度は、大気の密度よりも高いため、パージ濃度が高いほど、パージガスの密度が高くなり、電流値が高くなる。なお、電流値は、若干変動するため、ポンプ制御部12aは、電流値の平均又は最大値を取得して、格納する。
 次いで、S70では、ポンプ制御部12aは、S68で格納済みの電流値を用いて、制御部102に送信すべきデューティ比を決定する。具体的には、ポンプ制御部12aは、予め電流値-デューティ比データマップ110を格納している。電流値-デューティ比データマップ110は、予め実験によって特定され、格納されている。電流値-デューティ比データマップ110は、電流値とPWM信号のデューティ比との対応関係を示す。電流値は、パージ濃度に相関している。このため、電流値-デューティ比データマップ110において、電流値に対応しているデューティ比は、パージ濃度に対応する。このデューティ比とパージ濃度の対応関係は、デューティ比-濃度データマップ108に示されている。このため、制御部102は、ポンプ制御部12aから取得したデューティ比を用いて、パージ濃度を特定することができる。
 S70では、ポンプ制御部12aは、電流値-デューティ比データマップ110から、S68で格納済みの電流値に対応するデューティ比を決定して、S74に進む。
 一方、S64において、ポンプ制御部12aは、デューティ比が50%でない場合(S64でNO)、S72において、既にポンプ制御部12aに格納されている電流値を消去して、S74に進む。S74では、ポンプ制御部12aは、ポンプ通信回路12cに、制御部102に送信すべきデューティ比を供給する。これにより、S68、S70の処理を実行した直後のS74では、直前のS68で格納済みのデューティ比が供給され、S72の処理を実行した直後のS74では、前回以前の濃度検出処理において、ポンプ制御部12aに格納されていたデューティ比が供給される。これにより、ポンプ制御部12aは、S74で格納済みのデューティ比のPWM信号を、メイン通信回路104に送信する。
 次いで、S76では、S62に取得済みのデューティ比が55%であるか否か(即ち、パージ処理中にパージ濃度を検出すべきであるか否か)を判断する。デューティ比が55%でない場合(S76でNO)、S77において、ポンプ制御部12aは、回転数-デューティ比データマップ(図2参照)において、S62で取得済みのデューティ比に対応する回転数で、ポンプ12bを駆動させて、S102に進む。
 一方、S76において、S62に取得済みのデューティ比が55%である場合(S76でYES)、S78において、ポンプ制御部12aは、S66と同様に、ポンプ12bを所定の回転数で駆動させる。次いで、S80では、ポンプ制御部12aは、S68と同様に、ポンプ12bの電流値を取得して、ポンプ制御部12aに格納する。この時点では、今回のS80の前に既にポンプ制御部12aに格納されている電流値(以下では「前電流値」と呼ぶ)と、今回のS80で格納された電流値(以下では「現電流値」と呼ぶ)と、の2個の電流値が格納される。
 続くS82では、ポンプ制御部12aは、電流値が急激に降下したか否かを判断する。具体的には、前電流値が現電流値と比較して所定電流値以上であるか否かを判断する。所定電流値は、図6に示す急降下タイミングで表れる電流差よりも若干小さく設定される。パージ処理中では、制御弁34が閉塞状態において、パージ経路22aが昇圧され、ポンプ12bに対する負荷が高くなる。これにより、ポンプ12bの回転数を維持するために、電流値が高くなる(図6のタイミングt2からt3まで参照)。パージ濃度を適切に検出するためには、ポンプ12bの電流値が最大値で安定しているときの電流値を取得することが望ましい。S82では、電流値が急激に降下したタイミング(図6参照)が特定される。
 電流値が急激に降下したと判断される(S82でYES)と、S86で、ポンプ制御部12aは、検出フラグをオンに設定して、S98に進む。
 一方、電流値が急激に降下していないと判断される場合(S82でNO)、S92において、ポンプ制御部12aは、現電流値が前電流値未満であるか否かを判断する。現電流値が前電流値未満である場合(S92でYES)、S94において、現電流値を前電流値に一致させて、S96に進む。一方、現電流値が前電流値以上である場合(S92でNO)、S94をスキップして、S96に進む。S96では、検出フラグをオフにセットする。
 次いで、S98では、ポンプ制御部12aは、検出フラグがオフからオンに切り替えられたか否かを判断する。具体的には、S86の処理が実行された直後にS98の処理が実行される場合に、ポンプ制御部12aは、検出フラグがオフからオンに切り替えられた(S98でYES)と判断する。S98でYESの場合、S100において、ポンプ制御部12aは、S70と同様に、ポンプ制御部12aに格納済みの前電流値に対応するデューティ比を電流値―デューティ比データマップ110で決定する。次いで、S102では、ポンプ制御部12aは、S74と同様に、デューティ比をポンプ通信回路12cに供給する。次いで、S104において、ポンプ制御部12aは、現電流値を前電流値に一致させて、濃度検出処理を終了する。一方、検出フラグがオフからオンに切り替えられていないと判断される場合(S98でNO)、ポンプ制御部12aは、S100をスキップして、S102に進む。S100がスキップされた後のS102では、前回に決定済みのデューティ比をポンプ通信回路12cに供給する。なお、ポンプ制御部12aは、濃度検出処理が終了されると、現電流値を消去する。これにより、ポンプ制御部12aには、前電流値が格納されている。
 図6に示すように、タイミングt1において、パージ条件が成立すると、制御部102は、制御弁34の切替制御を実行する。このとき、開度の上限は、図3のS30で設定される開度上限よりも高い。制御部102は、パージ処理中、インテークマニホールドIMの圧力等に基づいて、ポンプ12bを駆動させるか否かを決定する。ポンプ12bを駆動させる場合、所望の回転数に対応するデューティ比(図6では35%)をメイン通信回路104に供給する。これにより、ポンプ制御部12aは、デューティ比を取得し、ポンプ12bをデューティ比に対応する回転数(図6では13000rpm)で駆動させる(S77)。このとき、ポンプ12bの電流値は、徐々に上昇する。制御弁34の開度が比較的に高い状態では、制御弁34が閉塞状態においてポンプ12bの電流値が安定する前に、制御弁34が閉塞状態から開通状態に切り替えられる。
 パージ処理を開始したタイミングt1から第2期間が経過して、タイミングt2になると(S26でYES)、パージ処理中にパージ濃度を検出することを示すデューティ比が55%のPWM信号が、制御部102からポンプ制御部12aに送信される(S28)。そして、制御部102は、制御弁34の開度の上限(図6では40%)を設定する(S30)。これにより、タイミングt2より前では、制御弁34の開度が40%以上であれば、制御弁34の開度が40%に設定され、制御弁34の開度が40%未満であれば、制御弁34の開度が維持される。
 この結果、ポンプ12bの電流値は、制御弁34が開通状態から閉塞状態に切り替えられた後、徐々に上昇し、安定する。これにより、ポンプ12bの電流値を用いて、パージ濃度を特定することができる。パージ処理中のパージ濃度の検出が終了するタイミングt3では、制御弁34の開度の上限の制限が解除され(S50)、ポンプ12bの回転数も所定回転数から変更可能となる。
 タイミングt4では、パージ処理が終了され、第1の期間が経過したタイミングt5において(S16でYES)、パージ処理不実行中にパージ濃度を検出することを示すデューティ比が50%のPWM信号が、制御部102からポンプ制御部12aに送信される(S18)。これにより、タイミングt5では、ポンプ12bが所定回転数で駆動される(S66)。ポンプ制御部12aがポンプ電流値(即ちポンプ12bの駆動後において電流値が安定した後の電流値)を取得して、ポンプ電流値に対応するデューティ比のPWM信号を制御部102に送信することによって、制御部102は、パージ濃度を取得することができる。
 制御部102及びポンプ制御部12aでは、パージ処理実行中とパージ処理が実行されていない間で、デューティ比の異なるPWM信号を用いて、制御部102からポンプ制御部12aにパージ濃度の検出を要求し、ポンプ制御部12aから制御部102にパージ濃度の検出結果を送信する。この構成によれば、制御部102及びポンプ制御部12aにおいて、CAN規格やLIN規格に従った通信を実行せずに済む。これにより、ポンプ制御部12a及びポンプ通信回路12cの回路構成を簡素化することができる。
 また、ポンプ制御部12aがパージ濃度を検出することによって、制御部102がパージ濃度を検出せずに済む。この構成によれば、ポンプ制御部12aは、取得済みの電流値を、制御部102に送信せずに済む。この結果、パージ処理中において、制御弁34が閉塞状態である間の短い期間に安定した電流値を用いて、適切にパージ濃度を検出することができる。
(第2実施例)
 本実施例の蒸発燃料処理装置10では、制御部102の濃度取得処理及びポンプ制御部12aの濃度検出処理に替えて、制御部102が判定取得処理を実行し、ポンプ制御部12aが正常判定処理を実行する。
 制御部102は、ポンプモジュール12を用いて、ポンプ12bが正常に駆動しているか否かを判定する。図7は、制御部102が実行する判定取得処理のフローチャートを示す。制御部102は、車両が始動される(例えばイグニションスイッチがオンにされる)と、正常取得処理を定期的(例えば16ms毎)に実行する。なお、制御部102は、正常取得処理で用いる取得フラグ及びパージ処理禁止フラグを格納している。車両が始動されるタイミングでは、取得フラグ及びパージ処理禁止フラグは、オフに設定されている。
 正常取得処理では、制御部102は、まず、S212において、取得フラグがオフであるか否かを判断する。取得フラグがオンである場合(S212でNO)、S240に進む。一方、取得フラグがオフである場合(S212でYES)、S214において、制御部102は、図3のS14と同様に、パージ処理が実行中であるか否かを判断する。パージ処理が実行中であると判断される場合(S214でYES)の場合にS226に進み、パージ処理が実行中であると判断される場合(S214でNO)にS216に進む。
 S216では、パージ処理が実行されていない期間が第5期間(例えば2500ms)を経過しているか否かを判断する。第5期間は、第1期間と同様に、パージ処理が実行されている状態から実行されていない状態に切り替わり、パージ経路22等の圧力が安定するための期間である。制御部102は、第1実施例と同様のパージタイマを有する。パージ処理が実行されていない期間が第5期間を経過していない場合(S216でNO)、S240に進む。
 一方、パージ処理が実行されていない期間が第5期間を経過している場合(S216でYES)、S218において、制御部102は、ポンプ制御部12aに送信するPWM信号のデューティ比を10%に決定する。デューティ比が10%のPWM信号は、制御部102及びポンプ制御部12aにおいて、パージ処理が不実行中にポンプ12bが正常に駆動しているか否かを判定することを示す信号である。ここで利用されるデューティ比は、パージ処理中に、制御部102がポンプ12bの回転数を制御するために、ポンプ制御部12aに送信するデューティ比の範囲外であればよい。後述するS228のデューティ比も同様であり、S218のデューティ比と異なっていればよい。
 次いで、S220では、制御部102は、パージ禁止フラグをオンに設定して、S240に進む。これにより、制御部102は、パージ禁止フラグがオンである場合、パージ条件が成立しても、パージ処理を実行しない。
 一方、S226では、制御部102は、パージタイマを用いて、パージ処理が実行されている期間が第6期間(例えば2000ms)を経過しているか否かを判断する。第6期間は、第2期間と同様に、パージ処理が実行されていない状態から実行されている状態に切り替わり、パージ経路22等の圧力が安定するための期間である。パージ処理が実行されている期間が第6期間を経過していない場合(S226でNO)、S240に進む。
 一方、パージ処理が実行されている期間が第6期間を経過している場合(S226でYES)、S227において、制御部102は、インテークマニホールドIMの圧力が所定圧力(例えば100kPa)以上であるか否かを判断する。所定圧力以上である場合(S227でYES)、S228において、制御部102は、ポンプ制御部12aに送信するPWM信号のデューティ比を5%に決定する。次いで、S230では、制御部102(詳しくは弁制御部102a)は、S30と同様に、制御弁34の開度の上限を設定する。
 一方、S227において所定圧力未満である場合(S227でNO)、S228及びS230をスキップしてS240に進む。
 S240では、制御部102は、ポンプ12bの回転数に関するデューティ比をメイン通信回路104に供給する。例えば、S218又はS228において、デューティ比が決定された直後のS240では、制御部102は、S218又はS228で決定済みのデューティ比をメイン通信回路104に供給する。一方、直前にS218及びS228が実行されなかった場合、制御部102は、パージ処理実行中に決定されたポンプ12bの回転数に対応するデューティ比をメイン通信回路104に供給する。なお、パージ処理が実行されていない場合、ポンプ12bは駆動されていない。この場合、制御部102は、回転数=0に対応するデューティ比を、メイン通信回路104に供給する。
 メイン通信回路104とポンプ通信回路12cとの通信は、第1実施例と同様であるため、説明を省略する。なお、メイン通信回路104は、ポンプ通信回路12cから送信されるPWM信号を受信すると、受信済みのPWM信号のデューティ比を、制御部102に供給する。
 これにより、S242では、制御部102は、メイン通信回路104からディーティ比を取得する。次いで、S244は、制御部102は、S242で取得済みのデューティ比が、ポンプ12bの正常判定結果を表すか否かを判断する。なお、制御部102とポンプ制御部12aとは、ともに、ポンプ12bの正常判定結果が正常である場合のデューティ比(例えば70%)と、正常でない場合のデューティ比(例えば80%)と、を予め格納している。なお、これらのデューティ比は、パージ処理中に、制御部102がポンプ12bの回転数を制御するために、ポンプ制御部12aに送信するデューティ比の範囲外であればよい。なお、変形例では、デューティ比に替えて、PWM信号のパルス幅を用いて、正常判定結果を表してもよい。
 S242で取得済みのデューティ比が、予め制御部102に格納されている正常判定結果を表すデューティ比のどちらかに一致する場合に、制御部102は、S242で取得済みのデューティ比が、ポンプ12bの正常判定結果を表すと判断して(S244でYES)、S246に進む。一方、S242で取得済みのデューティ比が、予め制御部102に格納されている正常判定結果を表すデューティ比のどちらにも一致しない場合に、制御部102は、S242で取得済みのデューティ比が、ポンプ12bの正常判定結果を表さないと判断して(S244でNO)、判定取得処理を終了する。
 S246では、制御部102は、取得フラグをオンにセットする。次いで、S248では、制御部102は、S242で取得済みのデューティ比が、ポンプ12bの正常判定結果が正常でない場合のデューティ比に一致するか否かを判断する。一致する場合(S248でYES)、S250において、制御部102は、車両の表示装置に、ポンプ12bが正常に駆動していないことを示す情報を出力して、判定取得処理を終了する。車両の表示装置は、ポンプ12bが正常に駆動していないことを示す情報を取得すると、当該情報を表示する。これにより、運転者は、ポンプ12bが正常に駆動していないことを知ることができる。
 次いで、図8及び図9を参照して、ポンプ制御部12aが実行する正常判定処理を説明する。ポンプ制御部12aは、車両が始動されると、定期的(例えば2ms毎)に正常判定処理を実行する。なお、正常判定処理の頻度は、制御部102が実行する判定取得処理の頻度よりも高い。
 S262では、ポンプ制御部12aは、ポンプ通信回路12cから、制御部102からメイン通信回路104を介して送信済みのPWM信号のデューティ比を取得する。
 次いで、S264では、S262で取得済みのデューティ比が5%であるか否かを判断する。デューティ比が5%である場合(S264でYES)、S266において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bを所定の回転数(例えば10000rpm)で駆動させる。次いで、S268において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bの電流値をポンプ制御部12aに格納する。
 次いで、S269では、ポンプ制御部12aは、電流値取得タイマを始動しているか否かを判断する。電流値取得タイマが始動されていないと判断される場合(S269でYES)、S270で、ポンプ制御部12aは、電流値取得タイマを始動して、S272に進む。一方、電流値取得タイマが既に始動されていると判断される場合(S269でNO)、S270をスキップして、S272に進む。
 S272では、ポンプ制御部12aは、電流値取得タイマが第7期間を経過しているか否かを判断する。第7期間は、パージ処理の実行期間に対応する期間である。電流値取得タイマが第7期間を経過していない場合(S272でNO)、S282に進む。一方、電流値取得タイマが第7期間を経過している場合(S272でYES)、S274で、ポンプ制御部12aは、ポンプ制御部12aに格納済みの電流値のうち、最大値と最小値との差が閾値以上であるか否かを判断する。閾値は、制御弁34が開通状態である場合と閉塞状態である場合とによって、電流値が変化しているか否かを判断するための値である。
 最大値と最小値との差が閾値以上である場合(S274でYES)、S276において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bが正常に駆動していることを示すデューティ比を、ポンプ通信回路12cに供給して、S282に進む。一方、最大値と最小値との差が閾値未満である場合(S274でNO)、S278において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bが正常に駆動していないことを示すデューティ比を、ポンプ通信回路12cに供給して、S282に進む。
 一方、S264において、デューティ比が5%でないと判断される場合(S264でNO)、S280において、ポンプ制御部12aは、電流取得タイマをリセットして、S282に進む。
 次いで、S282では、S262に取得済みのデューティ比が10%であるか否か(即ち、パージ処理不実行中に正常判定を実行すべきであるか否か)を判断する。デューティ比が10%でない場合(S282でNO)、S284において、ポンプ制御部12aは、電流値取得タイマをリセットする。次いで、S285において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bの正常判定を実行していないことを示すデューティ比を、ポンプ通信回路12cに供給して、正常判定処理を終了する。
 一方、デューティ比が10%である場合(S282でYES)、S286において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bの電流値を格納する。なお、ポンプ12bが駆動されていない場合には、ポンプ12bの電流値は0Aである。次いで、S288において、ポンプ制御部12aは、S266と同様に、ポンプ12bを所定の回転数で駆動させる。既に、ポンプ12bが所定の回転数で駆動している場合には、ポンプ12bの駆動を維持する。次いで、ポンプ制御部12aは、S269~S274と同様の、S289~S291の処理を実行する。
 S292において、最大値と最小値との差が閾値以上である場合(S292でYES)、S294において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bが正常に駆動していることを示すデューティ比を、ポンプ通信回路12cに供給して、正常判定処理を終了する。一方、最大値と最小値との差が閾値未満である場合(S292でNO)、S296において、ポンプ制御部12aは、ポンプ12bが正常に駆動していないことを示すデューティ比を、ポンプ通信回路12cに供給して、正常判定処理を終了する。
 制御部102及びポンプ制御部12aでは、デューティ比の異なるPWM信号を用いて、制御部102からポンプ制御部12aにポンプ12bが正常に駆動しているか否かの判定を要求し、ポンプ制御部12aから制御部102に判定結果を送信する。この構成によれば、制御部102及びポンプ制御部12aにおいて、CAN規格やLIN規格に従った通信を実行せずに済む。これにより、ポンプ制御部12a及びポンプ通信回路12cの回路構成を簡素化することができる。
 また、ポンプ制御部12aがポンプ12bの正常判定を実行することによって、制御部102は、取得済みの電流値を制御部102に送信せずに済む。この結果、パージ処理中において、制御弁34が閉塞状態である間の短い期間に安定した電流値を用いて、適切に正常判定を実行することができる。
 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、請求の範囲を限定するものではない。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)上記の第1実施例では、制御部102は濃度取得処理を実行し、ポンプ制御部12aは濃度検出処理を実行する。また、上記の第2実施例では、制御部102は判定取得処理を実行し、ポンプ制御部12aは正常判定処理を実行する。しかしながら、制御部102は、判定取得処理と濃度取得処理とを並列に実行し、ポンプ制御部12aは正常判定処理と濃度検出処理とを実行してもよい。
(2)上記の各実施例では、ポンプ12bの電流値を用いて、濃度取得処理及び濃度検出処理、又は判定取得処理及び正常判定処理を実行する。しかしながら、ポンプ12bと制御弁34との間のパージ経路22の圧力又は、ポンプ12bの上下流のパージ経路22の圧力差を用いて、濃度取得処理及び濃度検出処理、又は判定取得処理及び正常判定処理を実行してもよい。
(3)上記の各実施例では、パージ経路22がパージ経路24,26に分岐している。しかしながら、パージ経路22は、分岐しておらず、パージ経路24又はパージ経路26に連結されていてもよい。なお、パージ経路22がパージ経路26に連結されている場合、S227の処理を実行しなくてもよい。
(4)制御部のうち、制御弁を制御する部分と、その他の部分とが別体で構成されていてもよい。この場合、その他の部分の制御部は、ECU100と一体で配置されていてもよい。
(5)第2実施例では、パージ濃度は、例えば、パージ経路24上に配置されるパージ濃度検出装置によって検出されていてもよい。
(6)ECU100とポンプ制御部12aとは、PWM信号を用いた通信に替えて、CAN規格やLIN規格に従った通信を実行してもよい。
(7)上記の第1実施例では、パージ処理を実行している場合であっても、パージ処理を実行していない場合であっても、濃度取得処理及び濃度検出処理が実行される。しかしながら、パージ処理を実行している場合とパージ処理を実行していない場合の一方において、濃度取得処理及び濃度検出処理が実行されてもよい。上記の第2実施例でも同様に、パージ処理を実行している場合とパージ処理を実行していない場合の一方において、判定取得処理及び正常判定処理が実行されてもよい。
 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。

Claims (6)

  1.  燃料タンク内の蒸発燃料をパージ経路を介して内燃機関の吸気経路に供給するパージ処理を実行する蒸発燃料処理装置に搭載されるポンプモジュールであって、
     前記パージ経路内の蒸発燃料を前記吸気経路に送出するポンプと、
     前記ポンプの駆動を制御するポンプ制御部と、を備え、
     前記ポンプ制御部は、
      前記内燃機関を制御するメイン制御部に通信可能に接続されており、
      前記ポンプの特性を用いて、前記ポンプ内の気体の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出処理及び前記ポンプが正常に駆動しているか否かを判定する正常判定処理の少なくとも一方の処理を実行し、
      前記少なくとも一方の処理の処理結果を前記メイン制御部に送信する、ポンプモジュール。
  2.  請求項1に記載のポンプモジュールであって、
     前記ポンプ制御部は、
      パルス幅変調に基づくPWM信号を用いて、前記メイン制御部と通信を実行し、
      第1範囲内の第1デューティ比のPWM信号が前記メイン制御部から受信されると、前記第1デューティ比に対応する回転数で前記ポンプを駆動し、
      前記第1範囲に含まれない第2デューティ比のPWM信号が前記メイン制御部から受信されると、予め決められた回転数で前記ポンプを駆動し、前記少なくとも一方の処理を実行する、ポンプモジュール。
  3.  請求項2に記載のポンプモジュールであって、
     前記ポンプ制御部は、前記処理結果を表すデューティ比のPWM信号を前記メイン制御部に送信する、ポンプモジュール。
  4.  車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、
     請求項1から3のいずれか一項に記載のポンプモジュールと、
     蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
     前記キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連結する前記パージ経路に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、
     前記制御弁を制御し、前記ポンプ制御部に通信可能に接続されている弁制御部と、を備える、蒸発燃料処理装置。
  5.  請求項4に記載の蒸発燃料処理装置であって、
     前記弁制御部は、
      前記制御弁を前記閉塞状態と前記開通状態とに連続的に切り替えることによって、前記パージ処理を実行し、
      前記パージ処理が実行されており、前記少なくとも一方の処理が実行されていない間、1回の前記閉塞状態と1回の前記開通状態との合計期間に対する1回の前記開通状態の期間が第1上限値以下の割合で、前記制御弁を切り替え、
      前記パージ処理が実行されており、前記少なくとも一方の処理が実行されている間、1回の前記閉塞状態と1回の前記開通状態との合計期間に対する前記1回の前記開通状態の期間が前記第1上限値よりも小さい第2上限値以下の割合で、前記制御弁を切り替え、
     前記ポンプ制御部は、前記制御弁が前記閉塞状態である間の前記ポンプの前記特性を用いて、前記少なくとも一方の処理を実行する、蒸発燃料処理装置。
  6. 請求項4又は5に記載の蒸発燃料処理装置であって、
     前記弁制御部は、前記パージ処理が実行されておらず、前記閉塞状態に維持されており、前記少なくとも一方の処理が実行されている間、前記制御弁を前記開通状態に切り替えることを禁止する、蒸発燃料処理装置。
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