WO2020054139A1 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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WO2020054139A1
WO2020054139A1 PCT/JP2019/021332 JP2019021332W WO2020054139A1 WO 2020054139 A1 WO2020054139 A1 WO 2020054139A1 JP 2019021332 W JP2019021332 W JP 2019021332W WO 2020054139 A1 WO2020054139 A1 WO 2020054139A1
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pump
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祐輝 藤田
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愛三工業株式会社
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    • F02D2200/503Battery correction, i.e. corrections as a function of the state of the battery, its output or its type

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 purge condition for performing a purge process and a condition immediately before the purge condition is satisfied are set.
  • the immediately preceding condition is satisfied, the operation of the purge pump is started at an idle speed lower than the rated speed.
  • the purge valve is opened and the purge pump is driven at the rated speed.
  • the rotation speed of the purge pump is gradually increased from the idle rotation speed to the rated rotation speed after the purge condition is satisfied. Therefore, when the purge condition is satisfied, the purge pump is not driven at the rated speed, and the purge amount (the amount of purge gas introduced into the intake passage) may be insufficient.
  • 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 secure a sufficient purge amount when a purge condition is satisfied.
  • An embodiment of the present disclosure made to solve the above-described problem includes a canister storing evaporative fuel, an intake passage connected to an internal combustion engine, a purge passage connected to the canister, and a purge pump provided in the purge passage. And a purge valve that opens and closes the purge passage. The purge gas is opened from the canister via the purge passage to the intake passage through the purge passage by driving the purge pump.
  • the purge condition that is the condition for performing the purge control, the first pre-purge condition that is satisfied before the purge condition is satisfied, the purge condition, and the first purge
  • the purge pump is driven at the rated speed to perform the rated rotation, and the purge condition is performed.
  • the purge valve is opened while performing the rated rotation.
  • the purge pump when the purge condition is satisfied, the purge pump can be driven at the rated speed, so that a sufficient purge amount can be secured.
  • the time difference between the time when the second pre-purge condition is satisfied and the time when the purge condition is satisfied is a time required for increasing the rotation speed of the purge pump from the idle rotation speed to the rated rotation speed. It is preferable that the above settings be made.
  • the purge pump when the purge condition is satisfied, the purge pump can be driven at the rated speed more reliably, so that a sufficient purge amount can be secured.
  • each of the first pre-purge condition, the second pre-purge condition, and the purge condition is set based on a state of charge of a battery mounted on the vehicle.
  • the first pre-purge condition and the second pre-purge condition can be set at appropriate timing. Therefore, when the purge condition is satisfied, the accuracy of the control for driving the purge pump at the rated speed is improved.
  • each of the first pre-purge condition, the second pre-purge condition, and the purge condition is set based on traveling data of the vehicle.
  • the time when the purge condition is satisfied can be predicted from the traveling data of the vehicle, so that the first pre-purge condition and the second pre-purge condition can be set at appropriate timing. Therefore, when the purge condition is satisfied, the accuracy of the control for driving the purge pump at the rated speed is improved.
  • the drive of the purge pump is stopped when the time for performing the idle rotation exceeds a first predetermined time.
  • the rotation speed of the purge pump is changed from the rated rotation speed to the idle rotation speed when the time for performing the rated rotation in a situation where the purge condition is not satisfied has passed a second predetermined time. It is preferable that the idle rotation is performed at a reduced speed, and thereafter, the drive of the purge pump is stopped when a time for performing the idle rotation has passed a third predetermined time.
  • a sufficient purge amount can be secured when the purge condition is satisfied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time chart of control performed in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a flowchart of control performed in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a flowchart of control performed in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a time chart when control based on the flowcharts illustrated in FIGS. 3 and 4 is performed.
  • the fuel vapor processing apparatus 1 is mounted on a vehicle such as an automobile (for example, an HV (hybrid vehicle) or a PHV (plug-in hybrid vehicle)).
  • a vehicle such as an automobile (for example, an HV (hybrid vehicle) or a PHV (plug-in hybrid vehicle)).
  • an intake passage IP for supplying air (intake air) to the engine EN is connected to the engine EN (internal combustion engine) mounted on the vehicle.
  • the intake passage IP is provided with a throttle valve THR (intake passage opening / closing valve) that opens and closes the intake passage IP to control the amount of air (intake air amount) flowing into the engine EN.
  • THR intake passage opening / closing valve
  • An air cleaner AC that removes foreign matter from air flowing into the intake passage IP is provided at a position upstream of the throttle valve THR (upstream in the direction of intake air flow) in the intake passage IP.
  • THR upstream in the direction of intake air flow
  • an airflow detecting the amount of air flowing into the engine EN (amount of intake air) is provided near the air cleaner AC in the intake passage IP, that is, at a position upstream of a connection portion with a purge passage 12 described later in the intake passage IP.
  • a meter AM 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 fuel vapor processing apparatus 1 includes a canister 11, a purge passage 12, a purge pump 13, a purge valve 14, an ECU (control unit) 15, and the like.
  • the canister 11 is connected to the fuel tank FT, and stores the evaporated fuel flowing from the fuel tank FT.
  • One end of the purge passage 12 is connected to the canister 11. As a result, the purge gas (gas containing evaporated fuel) in the canister 11 flows into the purge passage 12.
  • the other end of the purge passage 12 is connected to a position on the air cleaner AC side (ie, upstream side) of the throttle valve THR in the intake passage IP. As a result, the purge gas in the purge passage 12 is introduced into the intake passage IP.
  • the other end of the purge passage 12 may be connected to a position on the engine EN side (ie, downstream) of the throttle valve THR in the intake passage IP.
  • the purge pump 13 is provided in the purge passage 12.
  • the purge pump 13 sends a purge gas to the purge passage 12 and supplies the purge gas sent to the purge passage 12 to the intake passage IP.
  • the purge valve 14 is provided in the purge passage 12 at a position downstream of the purge pump 13 (downstream in the flow direction of the purge gas), that is, at a position between the purge pump 13 and the intake passage IP.
  • the purge valve 14 is closed (when the valve is closed)
  • the purge gas in the purge passage 12 is stopped by the purge valve 14 and does not flow toward the intake passage IP.
  • the purge valve 14 is opened (when the valve is open)
  • the purge gas flows toward the intake passage IP.
  • the ECU 15 is mounted on the vehicle and has a CPU and a memory such as a ROM and a RAM.
  • the ECU 15 controls the engine EN, the throttle valve THR, and the like according to a program stored in the memory in advance.
  • the ECU 15 further controls the evaporated fuel processing device 1, for example, controls the purge pump 13 and the purge valve 14.
  • the ECU 15 executes the purge control by opening the purge valve 14 while driving the purge pump 13.
  • “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 (a gas containing evaporated fuel). Then, the ECU 15 adjusts the air-fuel ratio (A / F) of the engine EN to an optimal air-fuel ratio (for example, an ideal air-fuel ratio) by adjusting the injection time of the injector and the opening of the purge valve 14.
  • a / F air-fuel ratio
  • the ECU 15 can receive a signal from the battery BA mounted on the vehicle.
  • the battery BA is, for example, a secondary battery mounted on an HV or PHV.
  • the “purge condition” is a condition for performing the purge control.
  • the “rated rotation speed” is a rotation speed at which a rated output (maximum performance under designated conditions) is obtained.
  • the “purge amount” is the amount of the purge gas introduced into the intake passage IP.
  • the evaporative fuel processing apparatus 1 of the present embodiment performs advance control before performing the purge control in order to secure the sufficient purge amount by driving the purge pump 13 at the rated speed when the purge condition is satisfied. . Therefore, this prior control will be described.
  • the ECU 15 controls the purge pump 13 in advance before performing the purge control in accordance with the state of charge of the battery BA (SOC: State of charge, the ratio of the amount of electricity charged to the electric capacity). Pre-driving is performed.
  • SOC State of charge, the ratio of the amount of electricity charged to the electric capacity.
  • the SOC becomes a predetermined value ⁇ (for example, 15%) or less and the first pre-purge condition is satisfied, the ECU 15 starts the purge pump 13 in the stopped state.
  • the ECU 15 controls the purge pump 13 so that the rotation speed of the purge pump 13 reaches the idle rotation speed IS (for example, 10,000 rpm).
  • the idle speed IS is a speed lower than the rated speed RS (for example, 20,000 rpm).
  • the idle speed IS is defined in consideration of the time required to increase the rated speed RS to the rated speed RS and the power consumption of the purge pump 13.
  • the ECU 15 performs idle rotation for driving the purge pump 13 at the idle speed IS lower than the rated rotation speed RS.
  • the SOC is equal to or less than a predetermined value ⁇ (for example, 10%) smaller than the predetermined value ⁇ .
  • a predetermined value ⁇ for example, 10%
  • the ECU 15 performs the rated rotation for driving the purge pump 13 at the rated rotation speed RS.
  • the ECU 15 activates the engine EN, The purge valve 14 is opened to perform the purge control. At this time, the ECU 15 may perform opening / closing control (duty control) on the purge valve 14.
  • a predetermined value ⁇ for example, 5%
  • the rotation speed of the purge pump 13 since the rotation speed of the purge pump 13 has reached the rated rotation speed RS in advance at the time T4, the rotation speed of the purge pump 13 is the rated rotation speed RS at the time T5 when the purge condition is satisfied. Therefore, when the purge condition is satisfied, the purge pump 13 is driven at the rated rotational speed RS, and a sufficient purge amount can be secured.
  • the ECU 15 opens the purge valve 14 while performing the rated rotation.
  • the first pre-purge condition, the second pre-purge condition, and the purge condition are set based on the state of charge of the battery BA mounted on the vehicle.
  • the rotation speed of the purge pump 13 is set to the rated rotation speed RS in advance, and at time T5 when the purge condition is satisfied, the purge pump 13 is reliably driven at the rated rotation speed RS. Can be done.
  • the SOC may not immediately decrease (decrease) to the predetermined value ⁇ or the predetermined value ⁇ .
  • the rotation speed of the purge pump 13 may be reduced or the purge pump 13 may be stopped after a predetermined time has elapsed.
  • the ECU 15 changes the rotation speed of the purge pump 13 to the idle rotation speed IS when the time for performing the idle rotation has passed a predetermined time TA (first predetermined time). And the drive of the purge pump 13 may be stopped.
  • the “time during which the idle rotation is performed” is a time during which the idle rotation of the purge pump 13 is started after the idle rotation of the purge pump 13 is started at the time T2.
  • the ECU 15 sets the rotation speed of the purge pump 13 to a rated value when a time period for performing the rated rotation in a situation where the purge condition is not satisfied has passed a predetermined time period TB (a second predetermined time period).
  • the idle rotation may be performed by reducing the rotation speed RS to the idle rotation speed IS.
  • the “time during which the rated rotation is performed under the condition where the purge condition is not satisfied” is defined as a time period after the rated rotation of the purge pump 13 is started at the time T4 and the rated rotation is continued under the condition where the purge condition is not satisfied. It is. Further, after that, the ECU 15 may stop driving the purge pump 13 when the time for performing the idle rotation has passed a predetermined time TC (third predetermined time).
  • the ECU 15 may perform pre-driving in which the purge pump 13 is driven in advance before performing the purge control according to the traveling data of the vehicle.
  • the traveling data of the vehicle for example, data of a past idle time (intermittent stop time) stored in a memory area in the ECU 15 can be considered. Therefore, it is assumed that the pre-driving is performed after a predetermined time (for example, an average time of the intermittent stop time obtained by learning the traveling data) has elapsed.
  • the ECU 15 when the first pre-purge condition is satisfied, the ECU 15 performs the idle rotation for driving the purge pump 13 at the idle speed IS. Then, when the second pre-purge condition is satisfied, the ECU 15 performs rated rotation for driving the purge pump 13 at the rated rotation speed RS. When the purge condition is satisfied, the ECU 15 opens the purge valve 14 while performing the rated rotation for driving the purge pump 13 at the rated rotation speed RS.
  • the time difference from when the second pre-purge condition is satisfied to when the purge condition is satisfied is set to be equal to or longer than the time required for increasing the rotation speed of the purge pump 13 from the idle rotation speed IS to the rated rotation speed RS. .
  • the first pre-purge condition, the second pre-purge condition, and the purge condition are set based on the SOC.
  • the SOC As described above, by observing the SOC, it is possible to predict when the purge condition is satisfied, so that the first pre-purge condition and the second pre-purge condition can be set at appropriate timing. Therefore, when the purge condition is satisfied, the accuracy of the control for driving the purge pump 13 at the rated rotational speed RS is improved.
  • the first pre-purge condition, the second pre-purge condition, and the purge condition may be set based on the traveling data of the vehicle.
  • the time at which the purge condition is satisfied can be predicted from the past traveling data of the vehicle, so that the first pre-purge condition and the second pre-purge condition can be set to appropriate timing. Therefore, when the purge condition is satisfied, the accuracy of the control for driving the purge pump 13 at the rated rotational speed RS is improved.
  • the first pre-purge condition, the second pre-purge condition, and the purge condition may be set based on the SOC and the traveling data of the vehicle.
  • the ECU 15 may stop driving the purge pump 13 when the idle rotation time exceeds the predetermined time TA.
  • the ECU 15 reduces the rotation speed of the purge pump 13 from the rated rotation speed RS to the idle rotation speed IS when the time for performing the rated rotation in a situation where the purge condition is not satisfied has passed a predetermined time TB, and Rotation may be performed. Further, the ECU 15 may stop the drive of the purge pump 13 when the time for performing the idle rotation has elapsed the predetermined time TC.
  • FIG. 3 will be described. As shown in FIG. 3, when the vehicle (HV, PHV, etc.) is in the intermittent stop state (step S1: YES), the ECU 15 sets the time t to “0” and starts counting the time t (step S2). .
  • the ECU 15 determines whether or not the SOC is equal to or less than a predetermined value ⁇ (for example, 15 [%]) (step S3).
  • step S3 When the ECU 15 determines in step S3 that the SOC is equal to or smaller than the predetermined value ⁇ (step S3: YES), the ECU 15 changes the rotation speed (pump rotation speed) of the purge pump 13 from “0” to “idle rotation speed IS”. (For example, 10,000 rpm) ", and the time t 'is set to" 0 "(step S4).
  • step S3 determines in step S3 that the SOC is larger than the predetermined value ⁇ (step S3: NO)
  • the ECU 15 performs control based on a flowchart shown in FIG.
  • step S5 the ECU 15 determines whether or not the SOC is equal to or less than a predetermined value ⁇ (for example, 10 [%]) (step S5).
  • for example, 10 [%]
  • step S5 When the ECU 15 determines in step S5 that the SOC is equal to or smaller than the predetermined value ⁇ (step S5: YES), the ECU 15 changes the rotation speed of the purge pump 13 from “idle rotation speed IS” to “rated rotation speed RS (for example, , 20,000 rpm) "(step S6).
  • rated rotation speed RS for example, , 20,000 rpm
  • the ECU 15 determines whether or not the condition of t1 to tn ⁇ 0 is satisfied, that is, stores the past idle time (intermittent stop time) in all the memory areas (provided in the ECU 15) (the past idle time). It is determined whether data (of time) has been written (step S7).
  • n is an arbitrary integer of 2 or more.
  • step S7 When the ECU 15 determines that the condition of t1 to tn ⁇ 0 is satisfied in step S7 (step S7: YES), the ECU 15 substitutes the value of the memory area tk + 1 for the memory area tk, and sets the time t ( (Intermittent stop time, stop time, time counted from step S2), and initializes time t to “0” (step S8).
  • k is an integer of 2 or more and (n-1) or less.
  • step S9 the ECU 15 waits until a predetermined time T ⁇ (for example, 20 [s]) elapses (step S9). After the predetermined time T ⁇ has elapsed, when the ECU 15 determines that the SOC has become equal to or less than the predetermined value ⁇ (step S10: NO), the ECU 15 returns to the process of step S5, while the SOC is larger than the predetermined value ⁇ . If it is determined that the state remains (step S10: YES), the rotational speed of the purge pump 13 is controlled from "idle rotational speed IS" to "0" (step S11). In this way, in steps S9 to S11, when the state in which the SOC is larger than the predetermined value ⁇ has elapsed for the predetermined time T ⁇ , the drive of the purge pump 13 ends.
  • a predetermined time T ⁇ for example, 20 [s]
  • step S7 NO
  • the ECU 15 substitutes the time t into the memory area tk and initializes the time t to “0”.
  • Step S12 the data of the past idle time is stored in the memory areas t1 to tk-1 (the memory areas t1 to tk-1t0), and the past idle time is stored in the memory areas tk to tk.
  • step S3 NO
  • the ECU 15 performs control based on the flowchart shown in FIG.
  • the ECU 15 sets the time t1 to tn ⁇ 0 and the time represented by ⁇ (t1 +... + Tn) / n ⁇ (the average time of the past idle time) as a predetermined time. It is determined whether or not the condition that T ⁇ (for example, 15 [s]) is exceeded is satisfied (step S13). That is, in step S13, the ECU 15 writes data to all of the memory areas storing the past idle time, and the average time of the past idle time stored in the memory area exceeds the predetermined time T ⁇ . It is determined whether or not.
  • T ⁇ for example, 15 [s]
  • step S13 If the condition of step S13 is satisfied (step S13: YES), the ECU 15 passes the time t represented by [ ⁇ (t1 +... + Tn) / n ⁇ ⁇ predetermined time T ⁇ ]. It is determined whether or not there is (step S14). That is, the ECU 15 determines whether or not the time t has approached the average time of the past idle time ((t1 + ... + tn) / n).
  • the predetermined time T ⁇ is a time that has a margin with respect to a time (a predetermined time T ⁇ described later) required to increase the rotation speed of the purge pump 13 from “0” to “rated rotation speed RS”. I do.
  • step S14 If the time t has passed the time represented by [ ⁇ (t1 +... + Tn) / n ⁇ ⁇ predetermined time T ⁇ ] (step S14: YES), the ECU 15 rotates the purge pump 13. The number is controlled from “0” to “rated rotation speed RS”, and the time t ′ is set to a predetermined time T ⁇ (for example, 10 [s]) from “0” (step S15). In this way, the ECU 15 determines that the time t has passed the time represented by [ ⁇ (t1 +... + Tn) / n ⁇ ⁇ the predetermined time T ⁇ ], that is, the time t is the average time of the past idle time ( When approaching (t1 +...
  • the rotation drive of the purge pump 13 is started.
  • the ECU 15 takes a predetermined time T ⁇ (a time shorter than the predetermined time T ⁇ ) as a time t ′ from the start of the drive of the purge pump 13 and changes the rotation speed of the purge pump 13 from “0” to “Rated rotation speed RS”. Raise it all at once.
  • the ECU 15 performs the same control in steps S16, S17, and S20 as in steps S7, S8, and S12.
  • step S13: NO the ECU 15 performs the same control as in step S15.
  • step S14 If the time t does not exceed the time represented by [ ⁇ (t1 +... + Tn) / n ⁇ ⁇ predetermined time T ⁇ ] in step S14 (step S14: NO), After waiting for the time t expressed by [ ⁇ (t1 +... + tn) / n ⁇ -predetermined time T ⁇ ] to elapse (step S19), the control in step S15 is performed.
  • control represented by a time chart as shown in FIG. 5 is performed. That is, when the SOC is sufficient, the ECU 15 starts driving the purge pump 13 based on the time t (the time counted from step S2 in FIG. 3) while considering the average time of the past idle time. Judge the time. Then, the ECU 15 determines the drive start time of the purge pump 13 in this way, and when the time t reaches the predetermined time T ⁇ after the average time of the past idle time as shown by the thick line L in FIG. (Time T11), the rotation speed of the purge pump 13 is increased from “0” to “Rated rotation speed RS” at a stretch (time T11 to T13, predetermined time T ⁇ ).

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Abstract

蒸発燃料処理装置において、パージ制御を行う条件であるパージ条件と、前記パージ条件が成立する前に成立する第1パージ前条件と、前記パージ条件と前記第1パージ前条件の間に成立する第2パージ前条件と、を設定したときに、前記第1パージ前条件が成立すると、パージポンプを定格回転数よりも低いアイドル回転数で駆動させるアイドル回転を行い、前記第2パージ前条件が成立すると、前記パージポンプを定格回転数で駆動させる定格回転を行い、前記パージ条件が成立すると、前記定格回転を行いながら、パージバルブを開弁する。

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。
 特許文献1に開示された蒸発燃料処理装置では、パージ処理を実施するパージ条件と、パージ条件が成立する前に成立する直前条件を設定している。そして、直前条件が成立すると定格回転数よりも低いアイドル回転数でパージポンプの運転を開始させ、パージ条件が成立するとパージバルブを開くとともにパージポンプを定格回転数で駆動しようとしている。
特開2017-67008号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された蒸発燃料処理装置では、パージ条件が成立してからパージポンプの回転数をアイドル回転数から定格回転数まで徐々に上昇させている。そのため、パージ条件の成立時には、パージポンプが定格回転数で駆動しておらず、パージ量(吸気通路へ導入されるパージガスの量)が不十分となるおそれがある。
 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、パージ条件の成立時に十分なパージ量を確保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、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、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するパージ通路と、前記パージ通路に設けられるパージポンプと、前記パージ通路を開閉するパージバルブと、を有し、前記パージポンプを駆動させながら前記パージバルブを開弁することにより、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前記蒸発燃料を含むパージガスを導入するパージ制御を行う蒸発燃料処理装置において、前記パージ制御を行う条件であるパージ条件と、前記パージ条件が成立する前に成立する第1パージ前条件と、前記パージ条件と前記第1パージ前条件の間に成立する第2パージ前条件と、を設定したときに、前記第1パージ前条件が成立すると、前記パージポンプを定格回転数よりも低いアイドル回転数で駆動させるアイドル回転を行い、前記第2パージ前条件が成立すると、前記パージポンプを定格回転数で駆動させる定格回転を行い、前記パージ条件が成立すると、前記定格回転を行いながら、前記パージバルブを開弁すること、を特徴とする。
 この態様によれば、パージ条件の成立時に、パージポンプを定格回転数で駆動させることができるので、十分なパージ量を確保できる。
 上記の態様においては、前記第2パージ前条件の成立時から前記パージ条件の成立時までの時間差が、前記パージポンプの回転数を前記アイドル回転数から前記定格回転数まで上昇させるために要する時間以上に設定されていること、が好ましい。
 この態様によれば、より確実に、パージ条件が成立した時点において、パージポンプを定格回転数で駆動させることができるので、十分なパージ量を確保できる。
 上記の態様においては、前記第1パージ前条件と前記第2パージ前条件と前記パージ条件の各条件は、車両に搭載される電池の充電状態に基づいて設定されること、が好ましい。
 この態様によれば、電池の充電状態を観察することで、パージ条件の成立時を予測できるので、第1パージ前条件と第2パージ前条件を的確なタイミングに設定することができる。そのため、パージ条件の成立時に、パージポンプを定格回転数で駆動させる制御の精度が向上する。
 上記の態様においては、前記第1パージ前条件と前記第2パージ前条件と前記パージ条件の各条件は、車両の走行データに基づいて設定されること、が好ましい。
 この態様によれば、車両の走行データから、パージ条件の成立時を予測できるので、第1パージ前条件と第2パージ前条件を的確なタイミングに設定することができる。そのため、パージ条件の成立時に、パージポンプを定格回転数で駆動させる制御の精度が向上する。
 上記の態様においては、前記アイドル回転を行う時間が第1の所定時間を経過した時点で、前記パージポンプの駆動を停止させること、が好ましい。
 この態様によれば、第1パージ前条件が成立してから第2パージ前条件が成立するまでの時間が長い場合に、無駄にパージポンプを回転させ続ける必要がなくなる。
 上記の態様においては、前記パージ条件が成立しない状況下で前記定格回転を行う時間が第2の所定時間を経過した時点で、前記パージポンプの回転数を前記定格回転数から前記アイドル回転数まで低下させて、前記アイドル回転を行い、その後、前記アイドル回転を行う時間が第3の所定時間を経過した時点で、前記パージポンプの駆動を停止させること、が好ましい。
 この態様によれば、第2パージ前条件が成立してからパージ条件が成立するまでの時間が長い場合に、無駄にパージポンプを回転させ続ける必要がなくなる。
 本開示の蒸発燃料処理装置によれば、パージ条件の成立時に十分なパージ量を確保できる。
本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。 本実施形態で行う制御のタイムチャートの一例を示す図である。 本実施形態で行う制御のフローチャートの一例を示す図である。 本実施形態で行う制御のフローチャートの一例を示す図である。 図3,4に示すフローチャートに基づく制御を行ったときのタイムチャートの一例を示す図である。
 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。
<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(例えば、HV(ハイブリッド車)やPHV(プラグインハイブリッド車))等の車両に搭載される。
 ここで、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、当該吸気通路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バルブTHR(吸気通路開閉弁)が設けられている。
 吸気通路IPにおけるスロットルバルブTHRよりも上流側(吸入空気の流れ方向の上流側)の位置には、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、スロットルバルブTHRが開弁すると、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との接続部よりも上流側の位置には、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、パージバルブ14と、ECU(制御部)15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貯留する。
 パージ通路12の一端は、キャニスタ11に接続されている。これにより、キャニスタ11内のパージガス(蒸発燃料を含む気体)は、パージ通路12に流入する。パージ通路12の他端は、吸気通路IPにおけるスロットルバルブTHRよりもエアクリーナAC側(即ち上流側)の位置に接続されている。これにより、パージ通路12内のパージガスは、吸気通路IPに導入される。なお、パージ通路12の他端は、吸気通路IPにおけるスロットルバルブTHRよりもエンジンEN側(即ち下流側)の位置に接続されていてもよい。
 パージポンプ13は、パージ通路12に設けられている。パージポンプ13は、パージ通路12にパージガスを送出し、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。
 パージバルブ14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)の位置に、すなわち、パージポンプ13と吸気通路IPとの間の位置に設けられている。パージバルブ14の閉弁時(弁が閉まった状態のとき)には、パージ通路12のパージガスは、パージバルブ14によって停止され、吸気通路IPに向かって流れない。一方、パージバルブ14の開弁時(弁が開いた状態のとき)には、パージガスは吸気通路IPに向かって流入する。
 ECU15は、車両に搭載されており、CPUとROM,RAM等のメモリを備えている。このECU15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やスロットルバルブTHRなどを制御する。本実施形態では、ECU15は、さらに蒸発燃料処理装置1を制御し、例えばパージポンプ13やパージバルブ14を制御する。
 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、ECU15は、パージポンプ13を駆動させながらパージバルブ14を開弁させることにより、パージ制御を実行する。「パージ制御」とは、キャニスタ11からパージ通路12を介して吸気通路IPにパージガスを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に供給されるパージガス(蒸発燃料を含むガス)と、が供給される。そして、ECU15は、インジェクタの噴射時間とパージバルブ14の開度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。
 また、本実施形態では、図1に示すように、ECU15は、車両に搭載された電池BAから信号を受け取ることができる。ここで、電池BAは、例えば、HVやPHVに搭載された二次電池である。
<パージ制御を行う前に行われる事前の制御について>
 HVやPHV等において、間欠停止時(モータ(不図示)のみが駆動され、エンジンENが強制的に停止される時)はパージ制御を行う必要がないため、燃費向上の観点からパージポンプ13を停止させておくことが考えられる。しかしながら、パージポンプ13は、一旦停止させると、その後に起動させるときにその応答性が悪くなるおそれがある。そのため、その後、間欠停止が終了したことによりエンジンENが駆動してパージ条件が成立した時に、パージポンプ13を即座に定格回転数で駆動できず、十分なパージ量を確保できないおそれがある。ここで、「パージ条件」とは、パージ制御を行う条件である。また、「定格回転数」とは、定格出力(指定された条件下での最大限の性能)を出すときの回転数である。さらに、「パージ量」とは、吸気通路IPへ導入されるパージガスの量である。
 そこで、本実施形態の蒸発燃料処理装置1は、パージ条件の成立時にパージポンプ13を定格回転数で駆動させて十分なパージ量を確保するために、パージ制御を行う前に事前の制御を行う。そこで、この事前の制御について説明する。
 本実施形態においては、ECU15は、電池BAの充電状態(SOC:State of charge、電気容量に対して充電している電気量の比率)に応じて、パージ制御を行う前にパージポンプ13を予め駆動させるプレ駆動を行う。
 具体的には、図2に示すように、電池BAの充電状態(以下、単に「SOC」という)が低下して、パージ条件が成立する前の時間T1において、SOCが所定値α(例えば、15%)以下となって第1パージ前条件が成立すると、ECU15は、停止状態のパージポンプ13を起動させる。
 そして、ECU15は、時間T2において、パージポンプ13の回転数がアイドル回転数IS(例えば、10,000rpm)に達するように、パージポンプ13を制御する。なお、アイドル回転数ISは、定格回転数RS(例えば、20,000rpm)よりも低い回転数である。また、アイドル回転数ISは、定格回転数RSまで上昇させるために必要となる時間と、パージポンプ13の電力消費量とを考慮して規定される。
 このようにして、ECU15は、パージ条件が成立する前にて第1パージ前条件が成立すると、パージポンプ13を定格回転数RSよりも低いアイドル回転数ISで駆動させるアイドル回転を行う。
 次に、SOCが低下して、パージ条件が成立する前であって第1パージ前条件が成立した後の時間T3において、SOCが所定値αよりも小さい所定値β(例えば、10%)以下となって第2パージ前条件が成立すると、ECU15は、パージポンプ13の回転数をアイドル回転数ISから上昇させる。そして、ECU15は、時間T4において、パージポンプ13の回転数が定格回転数RSに達するように、パージポンプ13を制御する。
 このようにして、ECU15は、パージ条件と第1パージ前条件の間にて第2パージ前条件が成立すると、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させる定格回転を行う。
 次に、SOCが低下して、時間T5において、SOCが所定値βよりも小さい所定値γ(例えば、5%)以下となってパージ条件が成立すると、ECU15は、エンジンENを起動させるとともに、パージ制御を行うためにパージバルブ14を開弁する。なお、このとき、ECU15は、パージバルブ14について、開閉制御(デューティ制御)を行ってもよい。
 本実施例では、予め時間T4においてパージポンプ13の回転数が定格回転数RSに達しているので、パージ条件が成立した時間T5においてパージポンプ13の回転数は定格回転数RSとなっている。そのため、パージ条件の成立時に、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させて、十分なパージ量を確保できる。
 このようにして、ECU15は、パージ条件が成立すると、定格回転を行いながら、パージバルブ14を開弁する。
 以上のように本実施形態では、第1パージ前条件と第2パージ前条件とパージ条件の各条件は、車両に搭載される電池BAの充電状態に基づいて設定される。
 また、本実施形態では、SOCを観察することにより、いつパージ条件が成立するかを予測することができる。そのため、パージ条件が成立する前の時間T4において予めパージポンプ13の回転数を定格回転数RSにしておき、パージ条件が成立した時点の時間T5において確実にパージポンプ13を定格回転数RSで駆動させることができる。
 なお、SOCが所定値α以下となった後、SOCが所定値βや所定値γまですぐに下がらない(小さくならない)場合もあり得る。この場合、所定時間の経過後に、パージポンプ13の回転数を下げる、または、パージポンプ13を停止させるとしてもよい。
 具体的には、図2の点線に示すように、ECU15は、アイドル回転を行う時間が所定時間TA(第1の所定時間)を経過した時点で、パージポンプ13の回転数をアイドル回転数ISから低下させてパージポンプ13の駆動を停止させてもよい。なお、「アイドル回転を行う時間」とは、時間T2においてパージポンプ13についてアイドル回転を開始してから当該アイドル回転が継続される時間である。
 また、図2に示すように、ECU15は、パージ条件が成立しない状況下で定格回転を行う時間が所定時間TB(第2の所定時間)を経過した時点で、パージポンプ13の回転数を定格回転数RSからアイドル回転数ISまで低下させて、アイドル回転を行ってもよい。なお、「パージ条件が成立しない状況下で定格回転を行う時間」とは、時間T4においてパージポンプ13について定格回転を開始してから、パージ条件が成立しない状況下で定格回転が継続される時間である。さらに、ECU15は、その後、アイドル回転を行う時間が所定時間TC(第3の所定時間)を経過した時点で、パージポンプ13の駆動を停止させてもよい。
 その他、ECU15は、車両の走行データに応じて、パージ制御を行う前にパージポンプ13を予め駆動させるプレ駆動を行ってもよい。なお、車両の走行データとしては、例えば、ECU15内のメモリ領域に記憶された過去のアイドル時間(間欠停止時間)のデータが考えられる。そこで、間欠停止時間が所定時間(例えば、走行データを学習して求めた間欠停止時間の平均時間)経過したら、プレ駆動を行うとする。
<本実施形態の作用効果について>
 以上のように本実施形態の蒸発燃料処理装置1において、ECU15は、第1パージ前条件が成立すると、パージポンプ13をアイドル回転数ISで駆動させるアイドル回転を行う。そして、ECU15は、第2パージ前条件が成立すると、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させる定格回転を行う。そして、ECU15は、パージ条件が成立すると、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させる定格回転を行いながら、パージバルブ14を開弁する。
 これにより、パージ条件の成立時に、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させることができるので、十分なパージ量を確保できる。
 また、第2パージ前条件の成立時からパージ条件の成立時までの時間差が、パージポンプ13の回転数をアイドル回転数ISから定格回転数RSまで上昇させるために要する時間以上に設定されている。
 これにより、より確実に、パージ条件が成立した時点において、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させることができるので、十分なパージ量を確保できる。
 また、第1パージ前条件と第2パージ前条件とパージ条件の各条件は、SOCに基づいて設定される。
 このように、SOCを観察することで、パージ条件の成立時を予測できるので、第1パージ前条件と第2パージ前条件を的確なタイミングに設定することができる。そのため、パージ条件の成立時に、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させる制御の精度が向上する。
 また、第1パージ前条件と第2パージ前条件とパージ条件の各条件は、車両の走行データに基づいて設定されるとしてもよい。
 このようにして、過去の車両の走行データから、パージ条件の成立時を予測できるので、第1パージ前条件と第2パージ前条件を的確なタイミングに設定することができる。そのため、パージ条件の成立時に、パージポンプ13を定格回転数RSで駆動させる制御の精度が向上する。なお、第1パージ前条件と第2パージ前条件とパージ条件の各条件は、SOCと車両の走行データとに基づいて設定されるとしてもよい。
 また、ECU15は、アイドル回転を行う時間が所定時間TAを経過した時点で、パージポンプ13の駆動を停止させてもよい。
 これにより、第1パージ前条件が成立してから第2パージ前条件が成立するまでの時間が長い場合に、無駄にパージポンプを回転させ続ける必要がなくなる。
 また、ECU15は、パージ条件が成立しない状況下で定格回転を行う時間が所定時間TBを経過した時点で、パージポンプ13の回転数を定格回転数RSからアイドル回転数ISまで低下させて、アイドル回転を行ってもよい。さらに、ECU15は、アイドル回転を行う時間が所定時間TCを経過した時点で、パージポンプ13の駆動を停止させてもよい。
 これにより、第2パージ前条件が成立してからパージ条件が成立するまでの時間が長い場合に、無駄にパージポンプを回転させ続ける必要がなくなる。
<本実施形態で行う制御のフローチャートの一例について>
 また、本実施形態で行う制御のフローチャートの一例として、図3と図4に示すフローチャートに基づいて、パージ制御を行う前に事前の制御を行ってもよい。図3と図4に示すフローチャートにおいては、ECU15は、状況に応じて、電池BAの充電状態(SOC)と車両の走行データ(ECU15内のメモリ領域に記憶された過去のアイドル時間(間欠停止時間)のデータ)とに基づいて制御を行う。
 まず、図3について説明する。図3に示すように、ECU15は、車両(HVやPHV等)が間欠停止状態であれば(ステップS1:YES)、時間tを「0」として、時間tのカウントを開始する(ステップS2)。
 次に、ECU15は、SOCが所定値α(例えば、15[%])以下であるか否かを判断する(ステップS3)。
 そして、ECU15は、ステップS3においてSOCが所定値α以下であると判断した場合(ステップS3:YES)には、パージポンプ13の回転数(ポンプ回転数)を「0」から「アイドル回転数IS(例えば、10,000rpm)」に制御し、かつ、時間t´を「0」にする(ステップS4)。
 一方、ECU15は、ステップS3においてSOCが所定値αよりも大きいと判断した場合(ステップS3:NO)には、後述する図4に示すフローチャートに基づく制御を行う。
 そして、ECU15は、前記のようにステップS4の処理を行うと、SOCが所定値β(例えば、10[%])以下であるか否かを判断する(ステップS5)。
 そして、ECU15は、ステップS5においてSOCが所定値β以下であると判断した場合(ステップS5:YES)には、パージポンプ13の回転数を「アイドル回転数IS」から「定格回転数RS(例えば、20,000rpm)」に制御する(ステップS6)。
 次に、ECU15は、t1~tn≠0の条件を満たすか否か、すなわち、過去のアイドル時間(間欠停止時間)を記憶する(ECU15内に設けられた)メモリ領域の全てに(過去のアイドル時間の)データが書き込まれているか否か、を判断する(ステップS7)。なお、nは、2以上の任意の整数である。
 そして、ECU15は、ステップS7においてt1~tn≠0の条件を満たすと判断した場合(ステップS7:YES)には、メモリ領域tkにメモリ領域tk+1の値を代入し、メモリ領域tnに時間t(間欠停止時間、停車時間、ステップS2からカウントされた時間)を代入し、時間tを「0」として初期化する(ステップS8)。なお、kは、2以上であって(n-1)以下の整数である。
 また、ECU15は、ステップS5においてSOCが所定値βよりも大きいと判断した場合(ステップS5:NO)には、所定時間Tα(例えば、20[s])が経過するまで待つ(ステップS9)。そして、所定時間Tαが経過した後、ECU15は、SOCが所定値β以下になったと判断した場合(ステップS10:NO)にはステップS5の処理へ戻る一方で、SOCが所定値βよりも大きいままであると判断した場合(ステップS10:YES)にはパージポンプ13の回転数を「アイドル回転数IS」から「0」に制御する(ステップS11)。このようにして、ステップS9~S11においては、SOCが所定値βよりも大きい状態が所定時間Tα経過した場合には、パージポンプ13の駆動を終了する。
 また、ECU15は、ステップS7においてt1~tn≠0の条件を満たさないと判断した場合(ステップS7:NO)には、メモリ領域tkに時間tを代入し、時間tを「0」として初期化する(ステップS12)。そして、これにより、メモリ領域t1~メモリ領域tk-1に過去のアイドル時間のデータが記憶され(メモリ領域t1~メモリ領域tk-1≠0)、メモリ領域tk~メモリ領域tnに未だ過去のアイドル時間のデータが記憶されていないこと(メモリ領域tk~メモリ領域tn=0)になる。
 次に、図4について説明する。前記のように、ECU15は、図3のステップS3においてSOCが所定値αよりも大きいと判断した場合(ステップS3:NO)には、図4に示すフローチャートに基づく制御を行う。
 図4に示すように、まず、ECU15は、t1~tn≠0であり、かつ、{(t1+・・・+tn)/n}で表される時間(過去のアイドル時間の平均時間)が所定時間Tβ(例えば、15[s])を超えているという条件を満たすか否かを判断する(ステップS13)。すなわち、ECU15は、ステップS13においては、過去のアイドル時間を記憶するメモリ領域の全てにデータが書き込まれており、かつ、メモリ領域に記憶された過去のアイドル時間の平均時間が所定時間Tβを超えているか否かを判断する。
 そして、ECU15は、ステップS13の条件を満たす場合(ステップS13:YES)には、時間tが[{(t1+・・・+tn)/n}-所定時間Tβ]で表される時間を経過しているか否かを判断する(ステップS14)。すなわち、ECU15は、時間tが過去のアイドル時間の平均時間((t1+・・・+tn)/n)に近づいたか否かを判断する。
 なお、所定時間Tβは、パージポンプ13の回転数を「0」から「定格回転数RS」まで上昇させるために必要な時間(後述する所定時間Tγ)に対して、余裕を持たせた時間とする。
 そして、ECU15は、時間tが[{(t1+・・・+tn)/n}-所定時間Tβ]で表される時間を経過している場合(ステップS14:YES)には、パージポンプ13の回転数を「0」から「定格回転数RS」に制御し、かつ、時間t´を「0」から所定時間Tγ(例えば、10[s])とする(ステップS15)。このようにして、ECU15は、時間tが[{(t1+・・・+tn)/n}-所定時間Tβ]で表される時間を経過したら、すなわち、時間tが過去のアイドル時間の平均時間((t1+・・・+tn)/n)に近づいたら、パージポンプ13の回転駆動を開始する。そして、ECU15は、パージポンプ13の駆動開始からの時間t´として所定時間Tγ(所定時間Tβよりも短い時間)をかけて、パージポンプ13の回転数を「0」から「定格回転数RS」まで一気に上昇させる。
 なお、ECU15は、ステップS16,S17,S20において、前記のステップS7,S8,S12と同様の制御を行う。また、ECU15は、ステップS13の条件を満たさない場合(ステップS13:NO)には、前記のステップS15と同様の制御を行う。
 また、ECU15は、ステップS14において、時間tが[{(t1+・・・+tn)/n}-所定時間Tβ]で表される時間を経過していない場合(ステップS14:NO)には、時間tが[{(t1+・・・+tn)/n}-所定時間Tβ]で表される時間を経過するのを待って(ステップS19)、ステップS15の制御を行う。
 そして、上記のフローチャートに基づく制御が実行されることにより、例えば、図5に示すようなタイムチャートで表される制御が実行される。すなわち、ECU15は、SOCが十分にある場合には、過去のアイドル時間の平均時間を考慮しつつ、時間t(図3のステップS2からカウントされる時間)をもとにパージポンプ13の駆動開始時間を判断する。そして、ECU15は、このようにしてパージポンプ13の駆動開始時間を判断して、図5にて太線Lで示すように、時間tが過去のアイドル時間の平均時間まであと所定時間Tβになったら(時間T11)、パージポンプ13の回転数を「0」から「定格回転数RS」まで一気に上昇させる(時間T11~T13、所定時間Tγ)。
 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。
1  蒸発燃料処理装置
11 キャニスタ
12 パージ通路
13 パージポンプ
14 パージバルブ
15 ECU
FT 燃料タンク
EN エンジン
IP 吸気通路
THR スロットルバルブ
AC エアクリーナ
AM エアフロメータ
BA 電池
IS アイドル回転数
RS 定格回転数
α 所定値
β 所定値
γ 所定値

Claims (6)

  1.  蒸発燃料を貯留するキャニスタと、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するパージ通路と、前記パージ通路に設けられるパージポンプと、前記パージ通路を開閉するパージバルブと、を有し、前記パージポンプを駆動させながら前記パージバルブを開弁することにより、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前記蒸発燃料を含むパージガスを導入するパージ制御を行う蒸発燃料処理装置において、
     前記パージ制御を行う条件であるパージ条件と、
     前記パージ条件が成立する前に成立する第1パージ前条件と、
     前記パージ条件と前記第1パージ前条件の間に成立する第2パージ前条件と、
     を設定したときに、
     前記第1パージ前条件が成立すると、前記パージポンプを定格回転数よりも低いアイドル回転数で駆動させるアイドル回転を行い、
     前記第2パージ前条件が成立すると、前記パージポンプを定格回転数で駆動させる定格回転を行い、
     前記パージ条件が成立すると、前記定格回転を行いながら、前記パージバルブを開弁すること、
     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、
     前記第2パージ前条件の成立時から前記パージ条件の成立時までの時間差が、前記パージポンプの回転数を前記アイドル回転数から前記定格回転数まで上昇させるために要する時間以上に設定されていること、
     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、
     前記第1パージ前条件と前記第2パージ前条件と前記パージ条件の各条件は、車両に搭載される電池の充電状態に基づいて設定されること、
     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、
     前記第1パージ前条件と前記第2パージ前条件と前記パージ条件の各条件は、車両の走行データに基づいて設定されること、
     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、
     前記アイドル回転を行う時間が第1の所定時間を経過した時点で、前記パージポンプの駆動を停止させること、
     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、
     前記パージ条件が成立しない状況下で前記定格回転を行う時間が第2の所定時間を経過した時点で、前記パージポンプの回転数を前記定格回転数から前記アイドル回転数まで低下させて、前記アイドル回転を行い、
     その後、前記アイドル回転を行う時間が第3の所定時間を経過した時点で、前記パージポンプの駆動を停止させること、
     を特徴とする蒸発燃料処理装置。
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