WO2020021846A1 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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WO2020021846A1
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pressure
concentration
passage
canister
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周 中川
貴弘 世古
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愛三工業株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an evaporative fuel processing device that supplies evaporative fuel generated in a fuel tank to an internal combustion engine via an intake passage.
  • a measurement passage connected to the purge passage via the branch passage is provided, and a throttle is provided in the middle of the measurement passage. Purge control is performed based on the differential pressure between both ends of the throttle when air flows through the measurement passage and the differential pressure between both ends of the throttle when air-fuel mixture flows from the canister through the measurement passage. Above all, measurement of fuel vapor concentration is enabled.
  • the present disclosure has been made in order to solve the above-described problems, and has as its object to provide an evaporative fuel processing apparatus that can detect a purge concentration even during purge control with a simple apparatus configuration.
  • One embodiment of the present disclosure made in order to solve the above problems includes a canister, an intake passage connected to an internal combustion engine, a purge passage connected to the canister, and a purge passage for flowing a purge gas from the canister to the intake passage, A flow control valve provided in a purge passage for controlling a flow rate of the purge gas, wherein the first pressure is a pressure at a first position between the canister and the flow control valve in the purge passage.
  • a first pressure detection unit that detects a pressure
  • a concentration estimation unit that estimates a purge concentration that is a concentration of the purge gas flowing through the purge passage, wherein the concentration estimation unit detects the first pressure detection unit.
  • An increase value of the first pressure caused by the closing operation of the flow control valve is determined based on the value, and the purge concentration is determined based on the determined increase value of the first pressure. Estimating the features a.
  • the pressure is increased in the purge passage by the closing operation of the flow control valve, and the purge concentration is estimated based on the increased value of the pressure. Therefore, when estimating the purge concentration, the first pressure detection unit may be added to the purge passage as a necessary component in the fuel vapor processing apparatus. Therefore, according to the evaporated fuel processing apparatus of this aspect, the purge concentration can be detected even during the purge control with a simple apparatus configuration, and the cost can be suppressed.
  • a pressure wave is generated in the purge passage by a closing operation of the flow control valve during execution of a purge control for introducing the purge gas from the canister into the intake passage via the purge passage. It is preferred to raise one pressure.
  • the concentration estimating unit is configured such that a valve closing speed of the flow control valve and a pressure wave generated in the purge passage due to a closing operation of the flow control valve are generated from the flow control valve to the first pressure detecting unit. It is preferable to estimate the purge concentration after performing a correction in consideration of at least one of the amount of attenuation during propagation and the amount of attenuation.
  • the purge concentration can be estimated in accordance with the characteristics of the flow control valve actually provided in the evaporative fuel treatment device and the characteristics of the piping forming the purge passage. Therefore, when estimating the purge concentration, it is less likely to be affected by individual differences in the flow control valve and the piping. Therefore, the accuracy of estimating the purge concentration is improved.
  • the purge passage has a second pressure detecting unit that detects a second pressure that is a pressure at a second position closer to the canister than the first position, the concentration estimating unit, Based on the time from when the rise of the first pressure is detected by the first pressure detector to when the rise of the second pressure is detected by the second pressure detector during the closing operation of the flow control valve, A pressure wave propagation speed, which is a speed at which a pressure wave generated in the purge passage propagates by the closing operation of the flow control valve, is calculated, and based on the rise value of the first pressure and the calculated pressure wave propagation speed. It is preferable to estimate the purge concentration by using the above method.
  • the purge concentration is estimated using the pressure wave propagation velocity calculated based on the pressure values (actually measured values) actually detected by the first pressure detection unit and the second pressure detection unit.
  • the estimation accuracy is further improved.
  • the time from when the closing operation of the flow control valve starts to when the closing operation ends is determined by the time when the pressure wave generated in the purge passage due to the closing operation of the flow control valve propagates from the flow control valve to the canister. It is preferable that the time is shorter than the time required for the light to be reflected by the canister and reach the flow control valve.
  • the pressure wave reflected and returned by the canister before the flow control valve closes reaches the flow control valve, and the pressure wave in the purge passage. Can be prevented from decreasing. Therefore, the accuracy of estimating the purge concentration is more effectively improved.
  • a cross-sectional area of the purge passage from the canister to the flow control valve is constant.
  • the pressure wave generated in the purge passage due to the closing operation of the flow control valve can be suppressed as much as possible from being attenuated when propagating through the purge passage or reflected from a portion other than the canister. Therefore, the accuracy of estimating the purge concentration is more effectively improved.
  • a purge pump that controls the flow of the purge gas is provided at a position between the canister and the first pressure detection unit in the purge passage.
  • the purge concentration can be detected even during the purge control with a simple device configuration.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a control flowchart of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a map diagram defining a relationship between a density of a purge gas and a butane ratio. It is a figure showing the control flowchart of a 3rd example. It is a schematic structure figure of an evaporation fuel processor of a 2nd embodiment, and its circumference.
  • the evaporated fuel processing device 1 is mounted on a vehicle such as an automobile.
  • an intake passage IP for supplying air (intake air) to the engine EN is connected to an engine EN (internal combustion engine) mounted on the vehicle.
  • the intake passage IP is provided with an intake manifold (intake manifold) IM and a throttle (throttle valve) THR that opens and closes the intake passage IP and controls the amount of air (intake air amount) flowing into the engine EN.
  • An air cleaner AC that removes foreign matter from the air flowing into the intake passage IP is provided upstream of the throttle THR in the intake passage IP (upstream in the flow direction of the intake air).
  • An air flow meter AM for detecting the amount of air flowing into the engine EN (the amount of intake air) is provided near the air cleaner AC in the intake passage IP, that is, on the upstream side of a connection portion of the intake passage IP with a purge passage 12 described later. Is provided.
  • the evaporated fuel processing apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus that supplies the evaporated fuel in the fuel tank FT to the engine EN via the intake passage IP.
  • the evaporative fuel processing apparatus 1 includes a canister 11, a purge passage 12, a purge pump 13, a VSV 14 (purge valve, flow control valve), an atmospheric passage 15, and a pressure sensor 16 (first sensor).
  • a pressure detecting unit), an EFI-ECU 17 (control unit) hereinafter, referred to as “ECU 17”), and the like.
  • the canister 11 is connected to the fuel tank FT, and adsorbs the evaporated fuel flowing from the fuel tank FT.
  • the canister 11 communicates with the purge passage 12 and the atmosphere passage 15.
  • the purge passage 12 is connected to the intake passage IP and the canister 11.
  • the purge passage 12 communicates with the intake passage IP on the upstream side of the throttle THR.
  • the purge gas (gas containing evaporated fuel) flowing out of the canister 11 flows through the purge passage 12 and is introduced into the intake passage IP.
  • the purge pump 13 is provided at a position in the purge passage 12 between the canister 11 and the pressure sensor 16 (VSV 14).
  • the purge pump 13 controls the flow of the purge gas flowing through the purge passage 12. That is, the purge pump 13 sends the purge gas in the canister 11 to the purge passage 12, and supplies the purge gas sent to the purge passage 12 to the intake passage IP.
  • the VSV 14 is provided in the purge passage 12 on the downstream side of the purge pump 13 (downstream in the flow direction of the purge gas), that is, at a position between the purge pump 13 (pressure sensor 16) and the intake passage IP.
  • the VSV 14 controls the flow rate of the purge gas flowing through the purge passage 12. That is, when the VSV 14 is closed (when the valve is closed), the purge gas in the purge passage 12 is stopped by the VSV 14 and does not flow toward the intake passage IP. On the other hand, when the VSV 14 is opened (in the valve open state), the purge gas flows toward the intake passage IP.
  • the atmosphere passage 15 has one end open to the atmosphere and the other end connected to the canister 11, and connects the canister 11 to the atmosphere. Then, the air taken in from the atmosphere flows through the atmosphere passage 15.
  • the pressure sensor 16 is provided at a position between the canister 11 and the VSV 14 in the purge passage 12, more specifically, at a first position 12a between the purge pump 13 and the VSV 14. Thus, the pressure sensor 16 is provided at a position near the VSV 14. Then, the pressure sensor 16 detects a pressure (first pressure) at a position between the purge pump 13 and the VSV 14.
  • the ECU 17 includes a CPU and a memory such as a ROM and a RAM.
  • the ECU 17 controls the engine EN, the throttle THR, and the like according to a program stored in the memory in advance. Further, the ECU 17 obtains the detected value from the air flow meter AM.
  • the ECU 17 controls the evaporated fuel processing device 1 according to a program stored in the memory in advance.
  • the ECU 17 controls the purge pump 13 and the VSV 14.
  • the ECU 17 performs, for example, duty control. That is, the ECU 17 adjusts the valve opening time of the VSV 14, for example, by adjusting the duty ratio of the signal output to the VSV 14. Further, the ECU 17 obtains a detected value of the pressure at the first position 12 a of the purge passage 12 from the pressure sensor 16.
  • the ECU 17 includes the concentration estimating unit 18 for estimating the purge concentration which is the concentration of the evaporated fuel (containing hydrocarbons such as butane) contained in the purge gas flowing through the purge passage 12.
  • concentration estimating unit 18 for estimating the purge concentration which is the concentration of the evaporated fuel (containing hydrocarbons such as butane) contained in the purge gas flowing through the purge passage 12. The method of estimating the purge concentration by the concentration estimating unit 18 will be described later.
  • the ECU 17 controls the purge pump 13 and the VSV 14 to execute the purge control.
  • “Purge control” is control for introducing a purge gas from the canister 11 to the intake passage IP via the purge passage 12.
  • the engine EN supplies air to the intake passage IP, fuel injected from the fuel tank FT via an injector (not shown), and the intake passage IP by the purge control. And a purge gas to be introduced into the apparatus. Then, the ECU 17 adjusts the air-fuel ratio (A / F) of the engine EN to an optimum air-fuel ratio (for example, an ideal air-fuel ratio) by adjusting the injection time of the injector and the duty ratio of the VSV 14.
  • a / F air-fuel ratio
  • the concentration estimating unit 18 of the ECU 17 estimates the purge concentration based on the pressure detected by the pressure sensor 16. More specifically, the concentration estimating unit 18 obtains a pressure rise (pressure difference) due to an inertial effect at the time of opening and closing the VSV 14 based on a detection value of the pressure sensor 16, and based on the obtained pressure rise, a later described.
  • the purge concentration is calculated from the following relational expression.
  • the concentration estimating unit 18 obtains, based on the detection value of the pressure sensor 16, a rise value of the pressure at the first position 12 a due to the pressure wave PW generated in the purge passage 12 by the closing operation of the VSV 14. Based on the increased pressure value, the purge concentration is estimated from a relational expression described later.
  • the closing operation of the VSV 14 is an operation in which the VSV 14 shifts from the valve open state to the valve closed state.
  • the “pressure wave PW” is a pressure pulsation generated by the inertia of the purge gas flowing through the purge passage 12 when the VSV 14 is closed and the flow of the purge gas in the purge passage 12 is suddenly shut off.
  • the ECU 17 (concentration estimating unit 18) performs control based on the flowchart shown in FIG.
  • the concentration estimating unit 18 determines whether the purge execution flag is “ON” (step S2). In the following processing, it is assumed that the purge pump 13 is constantly driven.
  • the concentration estimating unit 18 determines whether the valve is closed at the first position 12a upstream of the VSV 14 in the purge passage 12. Is recorded (step S3).
  • the pressure value P1 is a pressure value detected by the pressure sensor 16 under the condition that the VSV 14 is closed.
  • the concentration estimating unit 18 records the pressure value P1 in, for example, a memory in the concentration estimating unit 18.
  • the VSV 14 is driven by the ECU 17 to be driven by duty (driven by duty control) in order to perform purge control and introduce the purge gas into the intake passage IP (step S4).
  • the concentration estimating unit 18 records the maximum pressure value P2 when the valve is closed at the first position 12a on the upstream side of the VSV 14 in the purge passage 12 (Step S5). At this time, the concentration estimating unit 18 records the maximum pressure value P2 in, for example, a memory in the concentration estimating unit 18.
  • the maximum pressure value P2 is the maximum pressure value when the VSV 14 is in the valve closed state when the VSV 14 performs the duty drive to perform the opening / closing operation. That is, the maximum pressure value P2 is determined by the first position 12a detected by the pressure sensor 16 when the pressure wave PW generated in the purge passage 12 by the closing operation of the open VSV 14 propagates from the VSV 14 to the first position 12a. Is the maximum pressure value when the pressure at is increased.
  • the ECU 17 controls the valve closing speed of the VSV 14 (the moving speed of the valve at the time of the closing operation) to be as fast as possible when the VSV 14 is duty-driven. Specifically, the ECU 17 determines the speed at which the VSV 14 can shift from the valve-opening state to the valve-closing state in a time equal to or less than the time required for the pressure wave PW propagating at the speed of sound to travel back and forth between the VSV 14 and the canister 11. To control. That is, the ECU 17 sets the time from the start of the closing operation of the VSV 14 to the end thereof to be longer than the time until the pressure wave PW propagates from the VSV 14 to the canister 11 and is reflected by the canister 11 to reach the VSV 14. Control to make it shorter.
  • the concentration estimating unit 18 calculates the density ⁇ according to the following relational expression using the pressure rise value ⁇ P, the sound velocity a, and the flow velocity V. (Step S7).
  • the sound speed a is calculated from the equation of state of the gas.
  • the flow velocity V is the flow velocity of the purge gas flowing through the purge passage 12 and is calculated from the relational expression between the flow rate of the purge gas in the purge passage 12 and the cross-sectional area of the purge passage 12. Then, the flow rate of the purge gas is calculated from the rotation speed of the purge pump 13.
  • the concentration estimating unit 18 calculates the purge concentration from the density ⁇ (step S8). At this time, the concentration estimating unit 18 calculates a butane ratio (weight ratio) as an example of the purge concentration from the density ⁇ using, for example, a map shown in FIG.
  • the ECU 17 estimates the purge concentration (here, for example, a butane ratio).
  • the timing for driving the purge pump 13 is not particularly limited.
  • the ECU 17 may drive the purge pump 13 after the purge execution flag is turned “ON” and the purge condition is satisfied.
  • the cross-sectional area of the purge passage 12 from the canister 11 to the VSV 14 is formed to be constant.
  • a pipe that forms the purge passage 12 specifically, a pipe that forms at least a portion between the canister 11 and the VSV 14 in the purge passage 12, is made of a material having high hardness (eg, metal).
  • the surface roughness of the inner surface of the passage may be formed smoothly.
  • the concentration estimating unit 18 performs the correction in consideration of the valve closing speed of the VSV 14 and / or the amount of the pressure wave PW attenuating while propagating from the VSV 14 to the pressure sensor 16 (first position 12a). Then, the purge concentration is estimated.
  • the relational expression used in step S7 in FIG. [Equation 3] ⁇ C ⁇ ⁇ P / (a ⁇ V)
  • the correction coefficient C is the valve closing speed of the VSV 14 actually provided in the purge passage 12 and the amount of attenuation of the pipe that actually forms the purge passage 12 (the pressure wave PW due to the influence of the pipe). This is a coefficient for performing the correction in consideration of the amount of attenuation.
  • the correction coefficient C is, for example, a value experimentally obtained with respect to the characteristics of the VSV 14 and the pipes actually provided.
  • the ECU 17 (concentration estimating unit 18) performs control based on the flowchart shown in FIG.
  • the difference from the flowchart shown in FIG. 2 is that the concentration estimating unit 18 of the ECU 17 defines the relationship between the pressure rise value ⁇ P, the flow velocity V, and the purge concentration (for example, butane ratio).
  • the purge concentration is calculated from the obtained map.
  • the concentration estimating unit 18 obtains and obtains the pressure increase value at the first position 12a of the purge passage 12 caused by the closing operation of the VSV 14 based on the detection value of the pressure sensor 16.
  • the purge concentration is estimated based on the pressure increase value.
  • the pressure is increased in the purge passage 12 by the closing operation of the VSV 14, and the purge concentration is estimated based on the increased value of the pressure. Therefore, when estimating the purge concentration, a pressure sensor 16 may be added to the purge passage 12 as a necessary component in the evaporated fuel processing apparatus 1. Therefore, according to the evaporated fuel processing apparatus 1 of the present embodiment, the purge concentration can be detected even during the purge control with a simple apparatus configuration, and the cost can be reduced. Then, the air-fuel ratio of the engine EN can be easily adjusted to the optimum air-fuel ratio based on the detection result of the purge concentration, so that the controllability of the air-fuel ratio is improved.
  • the purge concentration can be immediately estimated from the pressure increase value of the purge passage 12 at the time of executing the purge control, the delay in the execution of the correction control in the purge control is less likely to occur. A / F roughness (excessive fluctuation of the air-fuel ratio) hardly occurs.
  • the "correction control for the purge control" is control for correcting the amount of purge gas introduced into the intake passage IP in accordance with the purge concentration.
  • the pressure wave PW is generated in the purge passage 12 by the closing operation of the VSV 14 during execution of the purge control, and the pressure at the first position 12a is increased.
  • the concentration estimating unit 18 considers at least one of the valve closing speed of the VSV 14 and the amount of pressure wave PW generated in the purge passage 12 due to the closing operation of the VSV 14 attenuating while propagating from the VSV 14 to the pressure sensor 16. After the correction, the purge concentration may be estimated.
  • the purge concentration in accordance with the characteristics of the VSV 14 actually provided in the fuel vapor treatment apparatus 1 and the characteristics of the pipe that actually forms the purge passage 12. Therefore, when estimating the purge concentration, the purge concentration is less likely to be affected by individual differences in the VSV 14 and piping. Therefore, the accuracy of estimating the purge concentration is improved.
  • the ECU 17 determines the time from the start of the closing operation of the VSV 14 to the end thereof until the pressure wave PW propagates from the VSV 14 to the canister 11 and is reflected by the canister 11 to reach the VSV 14. Make it shorter than time.
  • the cross-sectional area of the purge passage 12 from the canister 11 to the VSV 14 is constant. Therefore, it is possible to suppress as much as possible the pressure wave PW from attenuating when propagating in the purge passage 12 and from being reflected by other than the canister 11. Therefore, the accuracy of estimating the purge concentration is more effectively improved.
  • a purge pump 13 that controls the flow of the purge gas is provided at a position between the canister 11 and the pressure sensor 16 in the purge passage 12.
  • the increase in pressure due to the pressure wave PW can be stably increased by driving the purge pump 13. Therefore, since the purge concentration can be estimated by increasing the pressure increase at the first position 12a due to the pressure wave PW, the accuracy of the estimation of the purge concentration is improved.
  • the concentration estimating unit 18 when estimating the purge concentration by the concentration estimating unit 18, it is conceivable to increase the rotation speed of the purge pump 13 and increase the flow rate of the purge gas. In this manner, if the flow rate V of the purge gas is increased and the pressure rise value ⁇ P is increased, the purge concentration can be accurately estimated.
  • the distance between the VSV 14 and the pressure sensor 16 is such that the amount by which the pressure wave PW attenuates when the pressure wave PW propagates through the purge passage 12 from the VSV 14 and reaches the pressure sensor 16 is a predetermined amount (first predetermined amount).
  • the length is set to be less than.
  • the distance between the VSV 14 and the canister 11 in the purge passage 12 is determined by the amount by which the pressure wave PW attenuates until the pressure wave PW propagates through the purge passage 12 from the VSV 14, is reflected by the canister 11, and returns to the VSV 14. Is longer than a predetermined amount (a second predetermined amount).
  • a predetermined amount a second predetermined amount.
  • the evaporative fuel treatment device 1 operates at a pressure (second pressure) at a second position 12 b closer to the canister 11 than a first position 12 a where the pressure sensor 16 is provided in the purge passage 12.
  • the pressure sensor 19 second pressure detecting unit.
  • the ECU 17 obtains a detected value of the pressure at the second position 12 b of the purge passage 12 from the pressure sensor 19.
  • the concentration estimating unit 18 transmits the pressure wave PW based on the time from when the pressure sensor 16 detects an increase in pressure to when the pressure sensor 19 detects an increase in pressure during the closing operation of the VSV 14. Calculate the pressure wave propagation velocity, which is the velocity.
  • the concentration estimating unit 18 estimates the purge concentration based on the pressure rise value at the position of the pressure sensor 16 caused by the closing operation of the VSV 14 and the calculated pressure wave propagation velocity.
  • the pressure values actually detected by the pressure sensors 16 and 19 are used.
  • the density ⁇ can be calculated using the pressure wave propagation velocity calculated based on the following equation. Since the purge concentration can be estimated based on the density ⁇ calculated based on the actually measured value, the accuracy of the estimation of the purge concentration is further improved.
  • the concentration estimating unit 18 may be provided separately from the ECU 17 instead of being provided as a part of the ECU 17.
  • the purge passage 12 may communicate with an intake passage IP downstream of the throttle valve THR.
  • a control unit (not shown) provided separately or integrally with the ECU 17 may control the evaporated fuel processing device 1.
  • the purge pump 13 is not an essential component.

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Abstract

キャニスタと、内燃機関に接続する吸気通路と前記キャニスタとに接続され前記キャニスタから前記吸気通路へパージガスを流すためのパージ通路と、前記パージ通路に設けられ前記パージガスの流量を制御する流量制御弁と、を有する蒸発燃料処理装置において、前記パージ通路における前記キャニスタと前記流量制御弁との間の第一位置での圧力である第一圧力を検出する第一圧力検出部と、前記パージ通路を流れる前記パージガスの濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部と、を有し、前記濃度推定部は、前記第一圧力検出部の検出値に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により生じる前記第一圧力の上昇値を求め、求めた前記第一圧力の上昇値に基づいて、前記パージ濃度を推定する。

Description

蒸発燃料処理装置
　本開示は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、吸気通路を介して内燃機関に供給する蒸発燃料処理装置に関するものである。
　特許文献１に開示された装置においては、分岐通路を介してパージ通路に接続する計測通路が設けられ、さらに、この計測通路の途中に絞りが設けられている。そして、計測通路に空気を流したときの絞りの両端の差圧と、計測通路にキャニスタからの混合気を流したときの絞りの両端の差圧と、に基づいて演算することにより、パージ制御中でも燃料蒸気濃度の計測を実施可能としている。
特開２００６－１６１７９５号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された装置においては、燃料蒸気濃度（パージ濃度）を計測するために、パージ通路とは別に、分岐通路を介してパージ通路に接続する計測通路が設けられている。そのため、装置構成の複雑化、及び、それに伴うコストの高騰が懸念される。
　そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出できる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、キャニスタと、内燃機関に接続する吸気通路と前記キャニスタとに接続され前記キャニスタから前記吸気通路へパージガスを流すためのパージ通路と、前記パージ通路に設けられ前記パージガスの流量を制御する流量制御弁と、を有する蒸発燃料処理装置において、前記パージ通路における前記キャニスタと前記流量制御弁との間の第一位置での圧力である第一圧力を検出する第一圧力検出部と、前記パージ通路を流れる前記パージガスの濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部と、を有し、前記濃度推定部は、前記第一圧力検出部の検出値に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により生じる前記第一圧力の上昇値を求め、求めた前記第一圧力の上昇値に基づいて、前記パージ濃度を推定すること、を特徴とする。
　この態様によれば、流量制御弁の閉動作によりパージ通路において圧力を上昇させて、その圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。そのため、パージ濃度を推定するに際して、蒸発燃料処理装置にて必要な構成要素として、第一圧力検出部をパージ通路に追加すればよい。したがって、本態様の蒸発燃料処理装置によれば、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出でき、コストの抑制を図ることができる。
　上記の態様においては、前記パージガスを前記キャニスタから前記パージ通路を介して前記吸気通路に導入するパージ制御の実行時に前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に圧力波を発生させて、前記第一圧力を上昇させること、が好ましい。
　この態様によれば、パージ通路に圧力波を発生させるので、パージ通路の第一位置における圧力の上昇が顕著に現れる。そのため、パージ濃度の推定精度が向上する。
　上記の態様においては、前記濃度推定部は、前記流量制御弁の閉弁速度と、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記第一圧力検出部まで伝播する間に減衰する量と、の少なくとも一方を考慮した補正を行ったうえで、前記パージ濃度を推定すること、が好ましい。
　この態様によれば、蒸発燃料処理装置に実際に設けられた流量制御弁の特性やパージ通路を形成する配管の特性に応じて、パージ濃度を推定できる。そのため、パージ濃度を推定するに際して、流量制御弁や配管の個体差による影響を受け難くなる。したがって、パージ濃度の推定精度が向上する。
　上記の態様においては、前記パージ通路における前記第一位置よりも前記キャニスタ側にある第二位置の圧力である第二圧力を検出する第二圧力検出部を有し、前記濃度推定部は、前記流量制御弁の閉動作時にて前記第一圧力検出部により前記第一圧力の上昇が検出されてから前記第二圧力検出部により前記第二圧力の上昇が検出されるまでの時間に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が伝播する速度である圧力波伝播速度を演算し、前記第一圧力の上昇値と、演算された前記圧力波伝播速度と、に基づいて前記パージ濃度を推定すること、が好ましい。
　この態様によれば、第一圧力検出部と第二圧力検出部で実際に検出した圧力値（実測値）に基づいて演算した圧力波伝播速度を用いてパージ濃度を推定するので、パージ濃度の推定精度がさらに向上する。
　上記の態様においては、前記流量制御弁の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記キャニスタへ伝播して前記キャニスタで反射して前記流量制御弁に到達するまでの時間よりも短くすること、が好ましい。
　この態様によれば、流量制御弁の閉弁速度を速くすることにより、流量制御弁が閉じ切る前にキャニスタで反射して戻ってきた圧力波が流量制御弁に到達してパージ通路での圧力の上昇が低下することを抑制できる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。
　上記の態様においては、前記パージ通路における前記キャニスタから前記流量制御弁までの通路断面積が一定であること、が好ましい。
　この態様によれば、流量制御弁の閉動作によりパージ通路に生じる圧力波が、パージ通路を伝播する際に減衰したり、キャニスタ以外で反射することを可能な限り抑えることができる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。
　上記の態様においては、前記パージ通路における前記キャニスタと前記第一圧力検出部との間の位置に、前記パージガスの流れを制御するパージポンプが設けられていること、が好ましい。
　この態様によれば、パージ通路における圧力の上昇を、パージポンプの駆動により安定して大きくすることができる。そのため、パージ通路における圧力の上昇を大きくしてパージ濃度を推定できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。
　本開示の蒸発燃料処理装置によれば、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出できる。
第１実施形態の蒸発燃料処理装置およびその周辺の概略構成図である。 第１実施例の制御フローチャートを示す図である。 パージガスの密度とブタン比率との関係を規定したマップ図である。 第３実施例の制御フローチャートを示す図である。 第２実施形態の蒸発燃料処理装置およびその周辺の概略構成図である。
　以下、本開示の蒸発燃料処理装置の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
　第１実施形態の蒸発燃料処理装置１について説明する。
＜蒸発燃料処理装置の概要について＞
　まず、本実施形態の蒸発燃料処理装置１の概要について説明する。蒸発燃料処理装置１は、自動車等の車両に搭載される。
　図１に示すように、車両に搭載されるエンジンＥＮ（内燃機関）には、エンジンＥＮに空気（吸入空気）を供給するための吸気通路ＩＰが接続されている。吸気通路ＩＰには、インマニ（インテークマニホールド）ＩＭと、吸気通路ＩＰを開閉してエンジンＥＮに流入する空気量（吸入空気量）を制御するスロットル（スロットルバルブ）ＴＨＲと、が設けられている。吸気通路ＩＰにおけるスロットルＴＨＲの上流側（吸入空気の流れ方向の上流側）には、吸気通路ＩＰに流入する空気から異物を除去するエアクリーナＡＣが設けられている。これにより、吸気通路ＩＰでは、空気がエアクリーナＡＣを通過してエンジンＥＮに向けて吸入される。また、吸気通路ＩＰにおけるエアクリーナＡＣ付近、すなわち、吸気通路ＩＰにおける後述するパージ通路１２との接続部の上流側には、エンジンＥＮに流入する空気量（吸入空気量）を検出するエアフロメータＡＭが設けられている。
　本実施形態の蒸発燃料処理装置１は、燃料タンクＦＴ内の蒸発燃料を、吸気通路ＩＰを介してエンジンＥＮに供給する装置である。図１に示すように、蒸発燃料処理装置１は、キャニスタ１１と、パージ通路１２と、パージポンプ１３と、ＶＳＶ１４（パージ弁、流量制御弁）と、大気通路１５と、圧力センサ１６（第一圧力検出部）と、ＥＦＩ－ＥＣＵ１７（制御部）（以下、「ＥＣＵ１７」という。）などを有する。
　キャニスタ１１は、燃料タンクＦＴに接続されており、燃料タンクＦＴから流入される蒸発燃料を吸着する。また、キャニスタ１１は、パージ通路１２と大気通路１５とに連通している。
　パージ通路１２は吸気通路ＩＰとキャニスタ１１に接続されている。本実施形態では、パージ通路１２は、スロットルＴＨＲの上流側の吸気通路ＩＰと連通している。これにより、キャニスタ１１から流出するパージガス（蒸発燃料を含む気体）は、パージ通路１２を流れて、吸気通路ＩＰに導入される。
　パージポンプ１３は、パージ通路１２におけるキャニスタ１１と圧力センサ１６（ＶＳＶ１４）との間の位置に設けられている。このパージポンプ１３は、パージ通路１２を流れるパージガスの流れを制御する。すなわち、パージポンプ１３は、キャニスタ１１内のパージガスをパージ通路１２に送出し、パージ通路１２に送出されたパージガスを吸気通路ＩＰに供給する。
　ＶＳＶ１４は、パージ通路１２において、パージポンプ１３の下流側（パージガスの流れ方向の下流側）、すなわち、パージポンプ１３（圧力センサ１６）と吸気通路ＩＰとの間の位置に設けられている。ＶＳＶ１４は、パージ通路１２を流れるパージガスの流量を制御する。すなわち、ＶＳＶ１４の閉弁時（閉弁状態のとき）には、パージ通路１２のパージガスは、ＶＳＶ１４によって停止され、吸気通路ＩＰに向かって流れない。一方、ＶＳＶ１４の開弁時（開弁状態のとき）には、パージガスは吸気通路ＩＰに向かって流入する。
　大気通路１５は、その一端が大気に開放され、その他端がキャニスタ１１に接続されており、キャニスタ１１を大気に連通させている。そして、大気通路１５には、大気から取り込まれた空気が流れる。
　圧力センサ１６は、パージ通路１２におけるキャニスタ１１とＶＳＶ１４との間の位置、詳しくは、パージポンプ１３とＶＳＶ１４との間の第一位置１２ａに設けられている。このようにして、圧力センサ１６は、ＶＳＶ１４の近傍の位置に設けられている。そして、圧力センサ１６は、パージポンプ１３とＶＳＶ１４との間の位置での圧力（第一圧力）を検出する。
　ＥＣＵ１７は、ＣＰＵとＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。ＥＣＵ１７は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、エンジンＥＮやスロットルＴＨＲなどを制御する。また、ＥＣＵ１７は、エアフロメータＡＭからその検出値を取得する。
　また、ＥＣＵ１７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１を制御する。例えば、ＥＣＵ１７は、パージポンプ１３やＶＳＶ１４を制御する。なお、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４を制御する際には、例えばデューティ制御を行う。すなわち、ＥＣＵ１７は、例えばＶＳＶ１４に出力する信号のデューティ比を調整することによって、ＶＳＶ１４の開弁時間を調整する。また、ＥＣＵ１７は、圧力センサ１６からパージ通路１２の第一位置１２ａにおける圧力の検出値を取得する。
　本実施形態では、ＥＣＵ１７は、パージ通路１２を流れるパージガスに含まれる（ブタンなどの炭化水素を成分とする）蒸発燃料の濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部１８を備える。なお、濃度推定部１８によるパージ濃度の推定方法については後述する。
　このような構成の蒸発燃料処理装置１において、エンジンＥＮの運転中にパージ条件が成立すると、ＥＣＵ１７は、パージポンプ１３とＶＳＶ１４を制御してパージ制御を実行する。「パージ制御」とは、パージガスをキャニスタ１１からパージ通路１２を介して吸気通路ＩＰに導入する制御である。
　そして、パージ制御が実行されている間、エンジンＥＮには、吸気通路ＩＰに吸入される空気と、燃料タンクＦＴからインジェクタ（不図示）を介して噴射される燃料と、パージ制御により吸気通路ＩＰに導入されるパージガスと、が供給される。そして、ＥＣＵ１７は、インジェクタの噴射時間とＶＳＶ１４のデューティ比を調整することによって、エンジンＥＮの空燃比（Ａ／Ｆ）を最適な空燃比（例えば理想空燃比）に調整する。
＜パージ濃度の推定方法について＞
　次に、このように構成される蒸発燃料処理装置１において、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）が行うパージ濃度の推定方法について説明する。
　本実施形態において、ＥＣＵ１７の濃度推定部１８は、圧力センサ１６により検出される圧力に基づいて、パージ濃度を推定する。具体的には、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の開閉弁時の慣性効果による圧力上昇代（圧力差）を圧力センサ１６の検出値をもとに求め、求めた圧力上昇代に基づいて、後述する関係式より、パージ濃度を算出する。
　さらに具体的には、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷによる第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求め、求めた圧力の上昇値に基づいて、後述する関係式より、パージ濃度を推定する。ここで、「ＶＳＶ１４の閉動作」は、ＶＳＶ１４が開弁状態から閉弁状態へ移行する動作である。そして、「圧力波ＰＷ」は、ＶＳＶ１４の閉動作を行ってパージ通路１２におけるパージガスの流れを急に締め切ったときに、パージ通路１２を流れるパージガスの慣性により発生する圧力の脈動である。
（第１実施例）
　本実施例では、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）は、図２に示すフローチャートに基づく制御を行う。
　図２に示すように、ＥＣＵ１７によりパージポンプ１３を駆動させた状態で（ステップＳ１）、濃度推定部１８は、パージ実行フラグが「ＯＮ」であるか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、以下の処理において、パージポンプ１３は常時駆動しているとする。
　そして、濃度推定部１８は、パージ実行フラグが「ＯＮ」であってパージ条件が成立していれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４の上流側の第一位置１２ａにおける閉弁時の圧力値Ｐ１を記録する（ステップＳ３）。この圧力値Ｐ１は、ＶＳＶ１４を閉弁状態とする条件下で圧力センサ１６により検出される圧力の値である。また、濃度推定部１８は、圧力値Ｐ１を例えば濃度推定部１８内のメモリに記録する。
　次に、パージ制御を行ってパージガスを吸気通路ＩＰへ導入するため、ＥＣＵ１７によりＶＳＶ１４をＤｕｔｙ駆動（デューティ制御により駆動）させる（ステップＳ４）。そして、濃度推定部１８は、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４の上流側の第一位置１２ａにおける閉弁時の最大圧力値Ｐ２を記録する（ステップＳ５）。このとき、濃度推定部１８は、最大圧力値Ｐ２を例えば濃度推定部１８内のメモリに記録する。
　ここで、最大圧力値Ｐ２は、ＶＳＶ１４がＤｕｔｙ駆動して開閉動作を行う際に、ＶＳＶ１４が閉弁状態となったときの最大の圧力値である。すなわち、最大圧力値Ｐ２は、開状態であるＶＳＶ１４を閉動作することによりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷがＶＳＶ１４から第一位置１２ａに伝播して、圧力センサ１６により検出される第一位置１２ａでの圧力が上昇したときの最大の圧力値である。
　また、本実施形態では、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４をＤｕｔｙ駆動させる際に、ＶＳＶ１４の閉弁速度（閉動作時の弁の移動速度）を出来るだけ速い速度に制御する。具体的には、ＥＣＵ１７は、パージ通路１２を音速で伝播する圧力波ＰＷがＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間を往復するのに要する時間以下の時間でＶＳＶ１４が開弁状態から閉弁状態へ移行できる速度に制御する。すなわち、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からキャニスタ１１へ伝播して、さらにキャニスタ１１で反射してＶＳＶ１４に到達するまでの時間よりも短くするように制御する。
　そして、濃度推定部１８は、前記のように最大圧力値Ｐ２を記録した（ステップＳ５）後、以下の数式を用いて、圧力上昇値ΔＰ（第一圧力の上昇値）を算出する（ステップＳ６）。このようにして、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷによる第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求める。
　［数１］
　ΔＰ＝Ｐ２－Ｐ１
　次に、濃度推定部１８は、前記のように算出した圧力上昇値ΔＰに基づいて、圧力上昇値ΔＰと音速ａと流速Ｖを用いた以下の数式で示す関係式に従って、密度ρを算出する（ステップＳ７）。なお、音速ａは、気体の状態方程式から算出される。また、流速Ｖは、パージ通路１２を流れるパージガスの流速であり、パージ通路１２におけるパージガスの流量と、パージ通路１２の通路断面積との関係式から算出される。そして、パージガスの流量は、パージポンプ１３の回転数から算出される。また、密度ρは、パージ通路１２を流れるパージガスの密度である。
　［数２］
　ρ＝ΔＰ／（ａ×Ｖ）
　次に、濃度推定部１８は、密度ρからパージ濃度を算出する（ステップＳ８）。このとき、濃度推定部１８は、例えば、図３に示すマップ図を用いて、密度ρからパージ濃度の一例であるブタン比率（重量比）を算出する。
　以上のようにして、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）は、パージ濃度（ここでは、一例としてブタン比率）を推定する。
　なお、パージポンプ１３を駆動させるタイミングは、特に限定されない。例えば、ＥＣＵ１７は、パージ実行フラグが「ＯＮ」となってパージ条件が成立した後に、パージポンプ１３を駆動させてもよい。
　また、本実施形態においては、パージ通路１２におけるキャニスタ１１からＶＳＶ１４までの通路断面積は、一定に形成されている。しかしながら、これに限らず、例えば、パージ通路１２を形成する配管、具体的にはパージ通路１２における少なくともキャニスタ１１からＶＳＶ１４までの間の部分を形成する配管は、硬度の高い材質（例えば、金属）により形成されており、かつ、通路の内面の表面粗さが滑らかに形成されていてもよい。これによっても、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に発生する圧力波ＰＷが、パージ通路１２を伝播する際に減衰することや、キャニスタ１１以外で反射することを可能な限り抑えることができる。
　以下の第２実施例以降については、第１実施例と異なる点を説明する。
（第２実施例）
　本実施例では、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉弁速度、および／または、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４から圧力センサ１６（第一位置１２ａ）まで伝播する間に減衰する量を考慮した補正を行ったうえで、パージ濃度を推定する。具体的には、本実施例では、図２のステップＳ７で使用する関係式を、補正係数Ｃを用いた以下の数式とする。
　［数３］
　ρ＝Ｃ×ΔＰ／（ａ×Ｖ）
　ここで、補正係数Ｃは、密度ρの演算において、パージ通路１２に実際に設けられたＶＳＶ１４の閉弁速度や、パージ通路１２を実際に形成する配管の減衰分（配管の影響による圧力波ＰＷの減衰量）を考慮した補正を行うための係数である。この補正係数Ｃは、例えば、実際に設けられたＶＳＶ１４や配管の特性について実験的に求めた値である。
（第３実施例）
　本実施例では、ＥＣＵ１７（濃度推定部１８）は、図４に示すフローチャートに基づく制御を行う。本実施例では、図４に示すように、図２に示すフローチャートと異なる点として、ＥＣＵ１７の濃度推定部１８は、圧力上昇値ΔＰと流速Ｖとパージ濃度（例えば、ブタン比率）の関係を規定したマップからパージ濃度を算出する。（ステップＳ１７）。なお、濃度推定部１８は、ステップＳ１７において、マップからパージ濃度を算出する代わりに、以下の数式に従いパージ濃度（ブタン比率）を算出してもよい。
　［数４］
　ブタン比率＝０．９１３８×Ｖ－１×ΔＰ－３４５．３３
＜本実施形態の効果について＞
　以上のように本実施形態では、濃度推定部１８は、圧力センサ１６の検出値に基づいて、ＶＳＶ１４の閉動作により生じるパージ通路１２の第一位置１２ａでの圧力の上昇値を求め、求めた圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。
　このようにして、本実施形態では、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２において圧力を上昇させて、その圧力の上昇値に基づいて、パージ濃度を推定する。そのため、パージ濃度を推定するに際して、蒸発燃料処理装置１にて必要な構成要素として、圧力センサ１６をパージ通路１２に追加すればよい。したがって、本実施形態の蒸発燃料処理装置１によれば、簡素な装置構成でパージ制御中でもパージ濃度を検出でき、コストの抑制を図ることができる。そして、パージ濃度の検出結果をもとにエンジンＥＮの空燃比を最適な空燃比に調整し易くなるので、空燃比の制御性が向上する。
　また、本実施形態では、パージ制御の実行時におけるパージ通路１２の圧力の上昇値から即座にパージ濃度を推定できることから、パージ制御についての補正制御において、その補正制御の実行に遅れが生じ難く、Ａ／Ｆ荒れ（空燃比の過度な変動）が生じ難くなる。なお、「パージ制御についての補正制御」とは、パージ濃度に応じてパージガスの吸気通路ＩＰへの導入量の補正を行う制御である。
　そして、本実施形態では、パージ濃度を推定するに際して、パージ制御の実行時にＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に圧力波ＰＷを発生させて、第一位置１２ａにおける圧力を上昇させる。
　このように、パージ通路１２に圧力波ＰＷを発生させるので、第一位置１２ａにおける圧力の上昇が顕著に現れる。そのため、パージ濃度の推定精度が向上する。
　また、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉弁速度と、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷがＶＳＶ１４から圧力センサ１６まで伝播する間に減衰する量と、の少なくとも一方を考慮した補正を行ったうえで、パージ濃度を推定してもよい。
　これにより、蒸発燃料処理装置１に実際に設けられたＶＳＶ１４の特性やパージ通路１２を実際に形成する配管の特性に応じて、パージ濃度を推定できる。そのため、パージ濃度を推定するに際して、ＶＳＶ１４や配管の個体差による影響を受け難くなる。したがって、パージ濃度の推定精度が向上する。
　また、本実施形態では、ＥＣＵ１７は、ＶＳＶ１４の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からキャニスタ１１へ伝播してキャニスタ１１で反射してＶＳＶ１４に到達するまでの時間よりも短くする。
　このようにして、ＶＳＶ１４の閉弁速度を速くすることにより、ＶＳＶ１４が閉じ切る前にキャニスタ１１で反射して戻ってきた圧力波ＰＷがＶＳＶ１４に到達してパージ通路１２の第一位置１２ａでの圧力の上昇が低下することを抑制できる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。
　また、本実施形態では、パージ通路１２におけるキャニスタ１１からＶＳＶ１４までの通路断面積が一定である。これにより、圧力波ＰＷが、パージ通路１２を伝播する際に減衰したり、キャニスタ１１以外で反射することを可能な限り抑えることができる。そのため、より効果的にパージ濃度の推定精度が向上する。
　また、本実施形態では、パージ通路１２におけるキャニスタ１１と圧力センサ１６との間の位置に、パージガスの流れを制御するパージポンプ１３が設けられている。これにより、圧力波ＰＷによる圧力の上昇を、パージポンプ１３の駆動により安定して大きくすることができる。そのため、圧力波ＰＷによる第一位置１２ａでの圧力の上昇を大きくしてパージ濃度を推定できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。
　そこで、例えば、濃度推定部１８によりパージ濃度を推定する際には、パージポンプ１３の回転数を上げて、パージガスの流量を多くすることが考えられる。このようにして、パージガスの流速Ｖを上げて、圧力上昇値ΔＰを大きくすれば、精度良くパージ濃度を推定できる。
　また、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷは、キャニスタ１１へ向かって伝播するに連れてパージ通路１２内の抵抗などにより減衰する。そのため、ＶＳＶ１４と圧力センサ１６との距離が長いと、圧力波ＰＷは圧力センサ１６に伝播したときには大きく減衰するおそれがあり、圧力センサ１６により圧力の上昇を十分に検出できないおそれがある。
　そこで、本実施形態では、ＶＳＶ１４と圧力センサ１６との距離は、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からパージ通路１２を伝播して圧力センサ１６に達したときに減衰する量が所定量（第１所定量）未満となる長さとしている。このようにして、圧力センサ１６はＶＳＶ１４の近傍の位置に設けられているので、圧力波ＰＷが圧力センサ１６に伝播したときに、その減衰量が小さい。そのため、圧力波ＰＷによる圧力の上昇を圧力センサ１６により十分に検出できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。
　また、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間の距離が短いと、ＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じる圧力波ＰＷが、パージ通路１２を伝播してキャニスタ１１に反射してＶＳＶ１４まで戻ってくるまでに減衰する量が小さい。そのため、新たにＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じた圧力波ＰＷと、キャニスタ１１で反射した圧力波ＰＷとが干渉し易くなる。
　そこで、本実施形態では、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間の距離は、圧力波ＰＷがＶＳＶ１４からパージ通路１２を伝播してキャニスタ１１に反射してＶＳＶ１４まで戻ってくるまでに減衰する量が所定量（第２所定量）以上になるような長さとしている。このようにして、パージ通路１２におけるＶＳＶ１４とキャニスタ１１の間の距離を出来るだけで長くすることにより、新たにＶＳＶ１４の閉動作によりパージ通路１２に生じた圧力波ＰＷと、キャニスタ１１で反射した圧力波ＰＷとが干渉し難くなる。そのため、圧力波ＰＷによる圧力の上昇を圧力センサ１６により正確に検出できるので、パージ濃度の推定精度が向上する。
　また、このようにしてキャニスタ１１に反射してＶＳＶ１４まで戻ってくる圧力波ＰＷの減衰量を大きくすることにより、ＶＳＶ１４の閉動作が開始してから終了するまでの時間を圧力波ＰＷがキャニスタ１１で反射してＶＳＶ１４に到達するまでの時間より短くしなくても、第一位置１２ａでの圧力の上昇が低下することを抑制できる。
［第２実施形態］
　次に、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を説明する。
　本実施形態では、蒸発燃料処理装置１は、図５に示すように、パージ通路１２における圧力センサ１６が設けられる第一位置１２ａよりもキャニスタ１１側にある第二位置１２ｂの圧力（第二圧力）を検出する圧力センサ１９（第二圧力検出部）を有している。また、ＥＣＵ１７は、圧力センサ１９からパージ通路１２の第二位置１２ｂにおける圧力の検出値を取得する。そして、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉動作時にて圧力センサ１６により圧力の上昇が検出されてから圧力センサ１９により圧力の上昇が検出されるまでの時間に基づいて、圧力波ＰＷが伝播する速度である圧力波伝播速度を演算する。そして、濃度推定部１８は、ＶＳＶ１４の閉動作によりに生じる圧力センサ１６の位置での圧力の上昇値と、演算された圧力波伝播速度と、に基づいてパージ濃度を推定する。
　このようにして、本実施形態では、前記の数式（［数２］，［数３］）において、音速ａの代わりに、圧力センサ１６と圧力センサ１９で実際に検出した圧力値（実測値）に基づいて演算した圧力波伝播速度を用いて、密度ρを算出することができる。そして、このように実測値に基づいて算出された密度ρによりパージ濃度を推定できるので、パージ濃度の推定精度がさらに向上する。
　なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
　例えば、濃度推定部１８は、ＥＣＵ１７の一部として設けられているのではなく、ＥＣＵ１７とは別に設けられていてもよい。また、パージ通路１２は、スロットルバルブＴＨＲの下流側の吸気通路ＩＰと連通していてもよい。また、ＥＣＵ１７の代わりに、ＥＣＵ１７とは別にあるいは一体的に設けられた制御部（不図示）が蒸発燃料処理装置１を制御するとしてもよい。また、蒸発燃料処理装置１において、パージポンプ１３は必須の構成ではない。
１　　蒸発燃料処理装置
１１　キャニスタ
１２　パージ通路
１２ａ　第一位置
１２ｂ　第二位置
１３　パージポンプ
１４　ＶＳＶ
１５　大気通路
１６　圧力センサ
１７　ＥＣＵ（ＥＦＩ－ＥＣＵ）
１８　濃度推定部
１９　圧力センサ
ＥＮ　エンジン
ＩＰ　吸気通路
ＩＭ　インマニ（インテークマニホールド）
ＴＨＲ　スロットル（スロットルバルブ）
ＡＣ　エアクリーナ
ＡＭ　エアフロメータ
ＦＴ　燃料タンク
ＰＷ　圧力波
Ｐ１　圧力値
Ｐ２　最大圧力値
ΔＰ　圧力上昇値

Claims (7)

  1. 　キャニスタと、内燃機関に接続する吸気通路と前記キャニスタとに接続され前記キャニスタから前記吸気通路へパージガスを流すためのパージ通路と、前記パージ通路に設けられ前記パージガスの流量を制御する流量制御弁と、を有する蒸発燃料処理装置において、
    　前記パージ通路における前記キャニスタと前記流量制御弁との間の第一位置での圧力である第一圧力を検出する第一圧力検出部と、
    　前記パージ通路を流れる前記パージガスの濃度であるパージ濃度を推定する濃度推定部と、を有し、
    　前記濃度推定部は、
    　　前記第一圧力検出部の検出値に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により生じる前記第一圧力の上昇値を求め、
    　　求めた前記第一圧力の上昇値に基づいて、前記パージ濃度を推定すること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
  2. 　請求項１の蒸発燃料処理装置において、
    　前記パージガスを前記キャニスタから前記パージ通路を介して前記吸気通路に導入するパージ制御の実行時に前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に圧力波を発生させて、前記第一圧力を上昇させること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
  3. 　請求項１または２の蒸発燃料処理装置において、
    　前記濃度推定部は、前記流量制御弁の閉弁速度と、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記第一圧力検出部まで伝播する間に減衰する量と、の少なくとも一方を考慮した補正を行ったうえで、前記パージ濃度を推定すること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
    　前記パージ通路における前記第一位置よりも前記キャニスタ側にある第二位置の圧力である第二圧力を検出する第二圧力検出部を有し、
    　前記濃度推定部は、
    　　前記流量制御弁の閉動作時にて前記第一圧力検出部により前記第一圧力の上昇が検出されてから前記第二圧力検出部により前記第二圧力の上昇が検出されるまでの時間に基づいて、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が伝播する速度である圧力波伝播速度を演算し、
    　　前記第一圧力の上昇値と、演算された前記圧力波伝播速度と、に基づいて前記パージ濃度を推定すること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
    　前記流量制御弁の閉動作が開始してから終了するまでの時間を、前記流量制御弁の閉動作により前記パージ通路に生じる圧力波が前記流量制御弁から前記キャニスタへ伝播して前記キャニスタで反射して前記流量制御弁に到達するまでの時間よりも短くすること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
    　前記パージ通路における前記キャニスタから前記流量制御弁までの通路断面積が一定であること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１つの蒸発燃料処理装置において、
    　前記パージ通路における前記キャニスタと前記第一圧力検出部との間の位置に、前記パージガスの流れを制御するパージポンプが設けられていること、
    　を特徴とする蒸発燃料処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113803191A (zh) * 2020-06-16 2021-12-17 爱三工业株式会社 蒸发燃料处理装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022170997A (ja) * 2021-04-30 2022-11-11 愛三工業株式会社 濃度検出装置
KR20230172180A (ko) * 2022-06-15 2023-12-22 현대자동차주식회사 차량의 연료 증발 가스의 퍼지율 증가 방법 및 그 증가 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161795A (ja) * 2004-03-25 2006-06-22 Nippon Soken Inc 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP2008291916A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Denso Corp バルブ装置
JP2017106334A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 マツダ株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2017214836A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2018017184A (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 マツダ株式会社 蒸発燃料処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004190639A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Hitachi Unisia Automotive Ltd エバポパージ装置付き燃料タンクの気密診断装置
DE102010048313A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Tankentlüftungssystems
CN105804892B (zh) * 2016-03-14 2018-06-01 江苏大学 一种应用于油电混合动力汽车的车载油气控制装置的控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161795A (ja) * 2004-03-25 2006-06-22 Nippon Soken Inc 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP2008291916A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Denso Corp バルブ装置
JP2017106334A (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 マツダ株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2017214836A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2018017184A (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 マツダ株式会社 蒸発燃料処理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113803191A (zh) * 2020-06-16 2021-12-17 爱三工业株式会社 蒸发燃料处理装置
CN113803191B (zh) * 2020-06-16 2024-04-02 爱三工业株式会社 蒸发燃料处理装置

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