JP4678729B2

JP4678729B2 - 蒸発燃料処理装置

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Publication number: JP4678729B2
Application number: JP2005269867A
Authority: JP
Inventors: 政雄加納; 晋祐高倉; 典保天野; 伸介清宮; 勇作西村
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: US7418952B2; US20070062495A1; JP2007077950A

Description

本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに吸着し吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置に関する。

従来、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに一時的に吸着させ、必要に応じてキャニスタから脱離させた蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置が知られている。このような蒸発燃料処理装置の一種として、吸気通路にパージされる混合気中の蒸発燃料濃度をパージに先立ち算出しておくものが特許文献１、２に開示されている。特許文献１、２に開示されている蒸発燃料処理装置では、混合気を吸気通路にパージする通路において混合気の流量または密度を検出するとともに、大気開放された通路において空気の流量または密度を検出し、それら検出結果の比から蒸発燃料濃度を算出するようにしている。

ところで、特許文献１、２においては、吸気通路の負圧を各通路に作用させることで混合気または空気をそれら各通路に流しつつ、流量または密度の検出を行っている。この構成では、吸気通路の負圧に脈動が生じると流量または密度に変動が生じるので、流量または密度の検出結果に基づく蒸発燃料濃度の算出精度が悪化する。また、吸気通路の負圧が小さい場合には、各通路における混合気または空気の流量が減少するため、流量または密度の検出自体が困難になる。

そこで本発明者らは、絞りを有する検出通路をポンプ等の減圧手段で減圧し、絞りの大気側を閉塞した締切圧、絞りと大気とを連通させた空気圧、絞りとキャニスタとを連通させた混合気の混合気圧を絞りの両端における差圧として検出し、締切圧、空気圧および混合気圧に基づいて蒸発燃料濃度を算出する蒸発燃料処理装置について鋭意研究を行ってきた。かかる蒸発燃料処理装置では、検出通路がポンプによって減圧されるので、検出条件の変更がない限り検出対象の差圧が安定し、また検出通路において空気または混合気の流量が十分に確保される。

しかしながら、本発明者らが研究している蒸発燃料処理装置においては、図１９に示すように、締切圧Ｐ_t、空気圧ΔＰ_AIRおよび混合気圧ΔＰ_GASを連続して検出している。そして、これら３種の圧力検出が終了するまでパージ弁を閉弁し蒸発燃料のパージを実行していない。その結果、３種の圧力を検出中であるためにパージを実行できない時間が長くなる。あるいは、圧力を検出可能な時間が短いために３種の圧力を連続して検出できないときには、３種の圧力を検出するまでパージを実行できない。そのため、内燃機関側でパージ実行条件が成立している場合にも、パージを開始できないことがある。したがって、パージの実行回数が減少するか、パージを実行できてもパージの開始が遅れるためにパージ時間が短くなり、蒸発燃料のパージ量が減少するという問題がある。

特開平５−１８３２６号公報特開平６−１０１５３４号公報

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、パージ回数およびパージ量を増加する蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

請求項１および２に記載の発明によると、減圧手段が作動しており、検出通路中に設けられた絞りの大気との連通および絞りのキャニスタとの連通が遮断されているときに圧力検出手段が検出する締切圧と、絞りと大気とが連通し絞りとキャニスタとの連通が遮断されているときに圧力検出手段が検出する空気圧と、キャニスタから吸気通路への蒸発燃料のパージ停止中に絞りと大気との連通が遮断され絞りとキャニスタとが連通するときに圧力検出手段が検出する空気と蒸発燃料との混合気の混合気圧とを、独立して不連続に検出している。

その結果、締切圧、空気圧および混合気圧を連続して１回で検出する検出時間に比べ、各圧力を独立して不連続に検出するときの１回当たりの検出時間が短くなるので、圧力検出可能な時間が短い場合にも、その時間内で検出可能な圧力を検出できる。そして、蒸発燃料濃度の算出に必要な圧力の検出頻度が増加するので、内燃機関側でパージ実行条件が成立するときに、蒸発燃料濃度の算出を極力終了しておける。これにより、パージ開始の遅れを低減できるので、パージ回数およびパージ量を増加することができる。

ここで、締切圧および空気圧はキャニスタから吸気通路に蒸発燃料をパージする通路系とは異なる通路系を使用して検出されるので、締切圧および空気圧をパージ中に検出できる。そこで請求項１に記載の発明のように、締切圧および空気圧の少なくとも一方をパージ中に検出することにより、パージ停止中には混合気圧を検出し、パージ中には締切圧および空気圧の少なくとも一方を検出できる。したがって、パージの実行、パージの停止が交互に行なわれる場合に、検出可能なタイミングで適切な圧力を検出できる。これにより、内燃機関側でパージ実行条件が成立しているときに、蒸発燃料濃度の算出を極力終了しておけるので、パージ開始の遅れを低減できる。したがって、パージ回数およびパージ量を増加することができる。

請求項２に記載の発明によると、締切圧および空気圧の少なくとも一方を検出してから所定時間が経過すると、締切圧および空気圧のうち少なくとも一方の圧力が検出されてから所定時間が経過した圧力を検出する。したがって、蒸発燃料処理装置の周囲環境、例えば温度等が変化しても、締切圧および空気圧の少なくとも一方を更新して蒸発燃料濃度を算出できる。

請求項３および４に記載の発明によると、パージ中に締切圧および空気圧を連続して検出するので、パージ停止中には混合気圧を検出し、パージ中には締切圧および空気圧を検出できる。したがって、パージの実行、パージの停止が交互に行なわれる場合に、検出可能なタイミングで適切な圧力を検出できる。これにより、内燃機関側でパージ実行条件が成立するときに、蒸発燃料濃度の算出を極力終了しておけるので、パージ開始の遅れを低減できる。したがって、パージ回数およびパージ量を増加することができる。

請求項４に記載の発明によると、締切圧および空気圧を検出してから所定時間が経過すると、締切圧および空気圧を検出するので、蒸発燃料処理装置の周囲環境、例えば温度等により締切圧および空気圧が変化しても、締切圧および空気圧を更新して蒸発燃料濃度を算出できる。
請求項５に記載の発明によると、混合気圧を検出してから所定時間が経過すると、混合気圧を新たに検出するので、例えばキャニスタに吸着されている蒸発燃料量が時間経過により変化し混合気圧が変化しても、混合気圧を更新して蒸発燃料濃度を算出できる。

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の蒸発燃料処理装置を図１に示す。燃料タンク１０と第１キャニスタ１２とは通路１００により接続されており、燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料は、通路１００を通り第１キャニスタ１２内の活性炭等の吸着材に吸着される。第１キャニスタ１２に吸着された蒸発燃料は、パージ弁１４を開弁することにより、吸気通路１６の負圧により第１キャニスタ１２からパージ通路１０２を通りスロットル弁１８の下流側の吸気通路１６にパージされる。

図１に示す蒸発燃料処理装置１においては、吸気通路１６にパージする空気と蒸発燃料との混合気における蒸発燃料濃度を算出し、算出された蒸発燃料濃度に応じて図示しない燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御している。蒸発燃料処理装置１は、濃度算出手段としての制御装置（ＥＣＵ）２０の指示により、パージ弁１４、スロットル弁１８、ポンプ２２、電磁弁２４、３０、３２を作動させる。

電磁弁２４は三方電磁弁であり、通常図１に示す状態において第１キャニスタ１２に接続している通路１０４を大気側に開放している。この状態でパージ弁１４が開弁すると、第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料が、吸気通路１６の負圧によりパージ通路１０２を通ってスロットル弁１８の下流側にパージされる。蒸発燃料処理装置１のリークチェック時には、電磁弁２４は、減圧手段としてのポンプ２２に接続している通路１０６と通路１０４とを連通する。この状態でポンプ２２が作動することにより、蒸発燃料処理装置１のキャニスタ１２および各通路を減圧し、リークチェックを行う。

電磁弁３０は、絞り３４と大気との連通を断続する二方電磁弁である。電磁弁３２は、絞り３４と大気または絞り３４と第１キャニスタ１２側の通路１１０との連通を切り換える三方電磁弁である。電磁弁３０、３２は特許請求の範囲に記載した切換手段を構成している。
第２キャニスタ３６は、絞り３４とポンプ２２との間の検出通路１１２に設置されている。第２キャニスタ３６は、第１キャニスタ１２と同様に活性炭等の吸着材を収容している。したがって、ポンプ２２が作動して検出通路１１２を減圧することにより、第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料が検出通路１１２に吸引され、絞り３４を通過した空気と蒸発燃料との混合気が第２キャニスタ３６を通過するときに、第２キャニスタ３６は蒸発燃料を吸着し、混合気から蒸発燃料を除去する。したがって、空気と蒸発燃料との混合気が絞り３４を通過しても、差圧センサ４０が検出するのは、絞り３４を通過した空気の圧力である。このように、ポンプ２２と絞り３４との間に第２キャニスタ３６を設置し、絞り３４を通過した混合気から蒸発燃料を除去すると、第２キャニスタ３６を設置しない場合に比べ、差圧センサ４０が検出する圧力は大きくなる。その結果、空気だけが絞り３４を通過するときに差圧センサ４０が検出する空気圧ΔＰ_AIRと、空気と蒸発燃料との混合気とが絞り３４を通過するときに差圧センサ４０が検出する混合気圧ΔＰ_GASとの差分値が大きくなる。これにより、差圧センサ４０の圧力分解能に対して十分に大きな検出ゲインＧを確保できるので、空気圧ΔＰ_AIRに対する混合気圧ΔＰ_GASの相対検出精度、ひいては蒸発燃料濃度の算出精度が向上する。

差圧センサ４０は、ポンプ２２と第２キャニスタ３６との間の検出通路１１２に接続しており、ポンプ２２と第２キャニスタ３６、つまりポンプ２２と絞り３４との間の検出通路１１２と大気圧との差圧を検出する。したがって、ポンプ２２の作動時に差圧センサ４０が検出する差圧は、電磁弁３０が開弁している状態において、絞り３４の両端間の差圧に実質的に等しくなる。また、電磁弁３０が閉弁している状態では、ポンプ２２の吸入側において検出通路１１２が閉塞されるため、ポンプ２２の作動時における差圧センサ４０の検出圧は、ポンプ２２の締切圧に実質的に等しくなる。

（蒸発燃料処理装置１の作動）
以下に説明する各ルーチンは、濃度検出手段としてのＥＣＵ２０内に記憶されているプログラムにより実行される。
図８に示す処理ルーチンは、イグニションキーをオンしてから実行される蒸発燃料濃度を算出するためのメインルーチンである。ＥＣＵ２０は、図８に示すルーチンと並行して図１３に示すルーチンを実行している。

図８に示すように、ＥＣＵ２０は、ステップ３００において、蒸発燃料濃度の検出条件が成立しているかを判定する。例えば、エンジン回転数が数百回転以上になるか、水温が所定温度以上になると、検出条件が成立したと判断する。燃料タンク１０の周囲温度が低温であると燃料タンク１０内で蒸発燃料が殆ど発生しない。したがって、蒸発燃料濃度の検出条件とは、燃料タンク１０の周囲温度が上昇し、蒸発燃料が燃料タンク内に発生する条件と言い換えてもよい。

蒸発燃料濃度の検出条件が成立していない場合、ＥＣＵ２０は、イグニションキーがオフされたかを判定し（ステップ３０２）、イグニションキーがオフされればこのルーチンは終了する。イグニションキーがオン状態であれば、ステップ３００に戻る。
蒸発燃料濃度の検出条件が成立すると、ＥＣＵ２０は、ステップ３０４において圧力検出ルーチン１を実行する。イグニションキーをオンし、内燃機関が始動した直後においては、締切圧、空気圧および混合気圧は検出されておらず、蒸発燃料濃度は算出されていないので、１回目のパージは実行されていない。圧力検出ルーチン１は、１回目のパージを実行する前に１回だけ実行されるルーチンであり、図１９に示すタームチャートと同様に、締切圧、空気圧および混合気圧を連続して１回で検出し、締切圧、空気圧および混合気圧から蒸発燃料濃度を算出する。

圧力検出ルーチン１で蒸発燃料濃度を算出すると、ＥＣＵ２０は、ステップ３０６において、パージ実行条件が成立しているかを判定する。パージ実行条件が成立していない場合は、圧力検出ルーチン１を実行してから所定時間が経過しているかを判定する（ステップ３０８）。圧力検出ルーチン１を実行してから所定時間が経過している場合は、第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料量が変化し、蒸発燃料濃度が変化している恐れがある。また、蒸発燃料処理装置１の温度等の周囲環境が変化し、締切圧および空気圧が変化している恐れがある。そこで、圧力検出ルーチン１を実行してから所定時間が経過している場合、ＥＣＵ２０は、ステップ３００に処理を戻し、ステップ３０４において再度圧力検出ルーチン１を実行する。ＥＣＵ２０は、圧力検出ルーチン１で再度、締切圧、空気圧および混合気圧を検出することにより、更新した締切圧、空気圧および混合気圧により蒸発燃料濃度を算出できる。

ステップ３０６においてパージ実行条件が成立しておらず、圧力検出ルーチン１を実行してから所定時間が経過していない場合、ＥＣＵ２０はステップ３０６に処理を戻す。ステップ３０６においてパージ実行条件が成立すると、ＥＣＵ２０はステップ３１０においてパージルーチンを実行する。パージルーチンは、算出された蒸発燃料濃度に基づいて、第１キャニスタ１２から吸気通路１６に蒸発燃料をパージするルーチンである。

パージルーチンが終了すると、ＥＣＵ２０は、ステップ３１２において蒸発燃料濃度の検出条件が成立しているかを判定する。蒸発燃料濃度の検出条件が成立していない場合、ＥＣＵ２０はイグニションキーがオフされたかを判定し（ステップ３１４）、イグニションキーがオフされれば図８に示すルーチンを終了する。イグニションキーがオン状態であれば、ステップ３１２に処理を戻す。

ステップ３１２において蒸発燃料濃度の検出条件が成立すると、ＥＣＵ２０は、ステップ３１６において圧力検出ルーチン２を実行する。圧力検出ルーチン２は、混合気圧を検出し、蒸発燃料濃度を算出するルーチンである。圧力検出ルーチン２で蒸発燃料濃度を算出すると、ＥＣＵ２０は、ステップ３１８において、パージ実行条件が成立しているかを判定する。パージ実行条件が成立している場合、ＥＣＵ２０は処理をステップ３１０に戻しパージを実行する。パージ実行条件が成立していない場合、ＥＣＵ２０は、圧力検出ルーチン２を実行してから所定時間が経過しているかを判定する（ステップ３２０）。

圧力検出ルーチン２を実行してから所定時間が経過している場合、第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料量が変化し、蒸発燃料濃度が変化している恐れがあるので、ＥＣＵ２０は、ステップ３１２に処理を戻す。ＥＣＵ２０は、圧力検出ルーチン２を再度実行することにより、更新した混合気圧により蒸発燃料濃度を算出できる。圧力検出ルーチン２を実行してから所定時間が経過していない場合、ＥＣＵ２０はステップ３１８に処理を戻す。

（圧力検出ルーチン１）
図２〜図４、図９を用いて圧力検出ルーチン１の処理を説明する。圧力検出ルーチン１は、パージ停止中に実行されるルーチンである。
図９に示すルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、まずポンプ２２を駆動し（ステップ４００）、電磁弁３０を閉弁する（ステップ４０２）。これにより、図２に示すように、絞り３４の大気側が閉塞されるので、差圧センサ４０の検出圧力は締切圧Ｐ_tである（ステップ４０４）。

次に、図３に示すように、ＥＣＵ２０は電磁弁３０を開弁し（ステップ４０６）、電磁弁３２を絞り３４と大気とを連通する切換状態にする。この状態では、空気だけが絞り３４を通過するので、差圧センサ４０の検出圧力は空気圧ΔＰ_AIRである（ステップ４１０）。
次に、図４に示すように、ＥＣＵ２０は、電磁弁３２を絞り３４と第１キャニスタ１２とを連通する切換状態にする（ステップ４１２）。この状態では、第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料と空気との混合気が絞り３４を通過するので、差圧センサ４０の検出圧力は混合気圧ΔＰ_GASである（ステップ４１４）。

このようにして検出した締切圧Ｐ_t、空気圧ΔＰ_AIRおよび混合気圧ΔＰ_GASから、ＥＣＵ２０は蒸発燃料濃度Ｃを算出する（ステップ４１６）。そして、ＥＣＵ２０は、ポンプ２２の駆動を停止し（ステップ４１８）、電磁弁３２を絞り３４と大気とを連通する切換状態にする（ステップ４２０）。ＥＣＵ２０は、算出した蒸発燃料濃度ＣをＲＡＭ等のメモリに記憶させ（ステップ４２２）、電磁弁３０を閉弁する（ステップ４２４）。

（パージルーチン）
図１０に示すパージルーチンでは、ＥＣＵ２０は、まずエンジン運転状態を検出する（ステップ４３０）。ＥＣＵ２０は、エンジン運転状態として、エンジン回転数、吸気量、吸気圧等を検出する。吸気量から吸気圧を算出してもよい。
次に、ステップ４３２において、ＥＣＵ２０は吸気通路１６に蒸発燃料をパージする許容量Ｆｍを算出する。エンジン運転状態により、吸気通路１６にパージできる許容量Ｆｍは決定される。ステップ４３４において、ＥＣＵ２０は基準流量Ｑ１００を算出する。基準流量Ｑ１００は、パージ通路１０２を流れる流体が空気１００％、パージ弁１４の開度が１００％のときに、現在の吸気通路１６の吸気圧でパージ通路１０２を流れる空気量を表している。

この基準流量Ｑ１００と蒸発燃料濃度Ｃとから、ＥＣＵ２０は予想流量Ｑｃを算出する（ステップ４３６）。予想流量Ｑｃは、パージ弁１４の開度を１００％として、パージ通路１０２を流れる蒸発燃料濃度Ｃの混合気の流量を表している。ステップ４３８において、ＥＣＵ２０は、予想流量Ｑｃと蒸発燃料濃度Ｃとから、パージ弁１４の開度を１００％として、パージ通路１０２を流れる蒸発燃料流量Ｆｃを算出する。

次に、図１１に示すステップ４４０において、ＥＣＵ２０はＦｃ≦Ｆｍを判定する。Ｆｃ≦Ｆｍであれば、蒸発燃料流量Ｆｃは許容量Ｆｍを超えていないので、ＥＣＵ２０はパージ弁１４の開度を１００％に設定する（ステップ４４２）。蒸発燃料流量Ｆｃが許容量Ｆｍを超えている場合にパージ弁１４の開度を１００％にすると、過度の蒸発燃料が吸気通路１６にパージされるので、ＥＣＵ２０は、ステップ４４４においてパージ弁１４の開度を調節する。具体的には、パージ弁１４の開度をＸ％とすると、Ｘ＝（Ｆｍ／Ｆｃ）×１００に設定される。

このようにして設定した開度に応じて、ＥＣＵ２０はパージ弁１４を開弁する（ステップ４４６）。パージ弁１４の開度により、第１キャニスタ１２からパージされる蒸発燃料量は決定される。燃料噴射弁の噴射量は、パージが開始される前に設定された噴射量の初期値から、パージされる蒸発燃料量を元に補正される。ところで、第１キャニスタ１２から蒸発燃料がパージされることにより第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料量が減少すると、第１キャニスタ１２から吸気通路１６にパージされる蒸発燃料量が減少し、空燃比が低下する。燃料噴射弁の噴射量は、空燃比をフィードバックして補正されるので、第１キャニスタ１２から吸気通路１６にパージされる蒸発燃料量が減少し空燃比が低下すると、空燃比を上昇させるために燃料噴射弁の噴射量は増加するように設定される。その結果、設定された噴射量と噴射量の初期値との差である噴射量補正量は減少する。

そこで、ステップ４４８において、ＥＣＵ２０は噴射量補正量が減少したかを判定する。噴射量補正量が減少していない場合、つまり空燃比が低下しておらずパージされる蒸発燃料量が減少していない場合、ＥＣＵ２０はパージ停止条件が成立しているかを判定し（ステップ４５０）、パージ停止条件が成立していない場合はステップ４４８に処理を戻しパージを継続する。パージ停止条件が成立している場合、ＥＣＵ２０はパージ弁１４を閉弁し（ステップ４５２）、パージルーチンを終了する。

ステップ４４８において噴射量補正量が減少している場合、つまり空燃比が低下しておりパージされる蒸発燃料量が減少している場合、ＥＣＵ２０は、第１キャニスタ１２からパージされる蒸発燃料量を増やすために、パージ弁１４の開度を大きくする（ステップ４５４）。パージ弁１４の開度は最大で１００％に設定される（ステップ４５６、４５８）。パージ弁１４の開度を設定した後、ＥＣＵ２０は、ステップ４５０の判定を行う。

（圧力検出ルーチン２）
図１２に示す圧力検出ルーチン２において、ＥＣＵ２０はポンプ２２を駆動し（ステップ４６０）、電磁弁３０を開弁し（ステップ４６２）、電磁弁３２を絞り３４と第１キャニスタ１２とを連通する切換状態にする（ステップ４６４）。この状態では、図４に示すように第１キャニスタ１２に吸着されている蒸発燃料と空気との混合気が絞り３４を通過するので、差圧センサ４０の検出圧力は混合気圧ΔＰ_GASである（ステップ４６６）。

ＥＣＵ２０は、ステップ４６６で検出された混合気圧ΔＰ_GAS、ならびに既に検出され記憶されている締切圧Ｐ_tおよび空気圧ΔＰ_AIRから蒸発燃料濃度Ｃを算出する（ステップ４６８）。そしてＥＣＵ２０は、ポンプ２２の駆動を停止し（ステップ４７０）、電磁弁３２を絞り３４と大気とを連通する切換状態にする（ステップ４７２）。ＥＣＵ２０は算出した蒸発燃料濃度ＣをＲＡＭ等のメモリに記憶し（ステップ４７４）、電磁弁３０を閉弁する（ステップ４７６）。

（１回目のパージが終了した後の蒸発燃料濃度の算出）
図１３に示すルーチンは、図８に示すルーチンと並行して実行される。まずステップ３５０において、ＥＣＵ２０はパージを１回実行したかを判定する。１回目のパージが終了していない場合は待機する。
１回目のパージが終了している場合、ＥＣＵ２０はパージ中かを判定する（ステップ３５２）。パージ中であれば、ＥＣＵ２０は圧力検出ルーチン３を実行する（ステップ３５４）。圧力検出ルーチン３は、締切圧および空気圧を検出するルーチンである。圧力検出ルーチン３が実行されると、ＥＣＵ２０は、ステップ３５６においてパージが終了したかを判定し、パージが終了すればステップ３５２に処理を戻す。パージが終了していない場合、ＥＣＵ２０は、ステップ３５８において、前回の圧力検出ルーチン３の実行から所定時間が経過しているかを判定し、所定時間が経過していなければステップ３５６に処理を戻す。

ステップ３５８において前回の圧力検出ルーチン３の実行から所定時間が経過していれば、ＥＣＵ２０はステップ３５２に処理を戻し、圧力検出ルーチン３を実行して締切圧および空気圧を再度検出する。これにより、パージ中において蒸発燃料処理装置１の周囲環境の変化、例えば温度変化等により締切圧および空気圧が変化しても、図８に示すルーチンの圧力検出ルーチン２（ステップ３１６）において、更新した締切圧および空気圧を用いて蒸発燃料濃度Ｃを算出できる。

ステップ３５２においてパージ中でなければ、ＥＣＵ２０は、パージ停止から所定時間が経過しているかを判定する（ステップ３６０）。パージ停止から所定時間が経過していなければ、ＥＣＵ２０は処理をステップ３５２に戻す。パージ停止から所定時間が経過していれば、ステップ３６２において、ＥＣＵ２０は、前回の圧力検出ルーチン３の実行から所定時間が経過しているかを判定し、所定時間が経過していなければステップ３５２に処理を戻す。前回の圧力検出ルーチン３の実行から所定時間が経過していれば、ＥＣＵ２０は、ステップ３６４において圧力検出ルーチン３を実行して締切圧および空気圧を再度検出する。これにより、パージ停止中において蒸発燃料処理装置１の周囲環境、例えば温度等により締切圧および空気圧が変化しても、図８に示すルーチンの圧力検出ルーチン２（ステップ３１６）において、更新した締切圧および空気圧を用いて蒸発燃料濃度Ｃを算出できる。ＥＣＵ２０は、ステップ３６４において圧力検出ルーチン３を実行すると、ステップ３５２に処理を移行する。

（圧力検出ルーチン３）
図１４に示すルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、まずポンプ２２を駆動し（ステップ４８０）、電磁弁３０を閉弁する（ステップ４８２）。これにより、図２または図５に示すように、絞り３４の大気側が閉塞されるので、差圧センサ４０の検出圧力は締切圧Ｐ_tである（ステップ４８４）。図５においては、パージ中に締切圧を検出している。

次に、図３または図６に示すように、ＥＣＵ２０は電磁弁３０を開弁し（ステップ４８６）、電磁弁３２を絞り３４と大気とを連通する切換状態にする（ステップ４８８）。この状態では、空気だけが絞り３４を通過するので、差圧センサ４０の検出圧力は空気圧ΔＰ_AIRである（ステップ４９０）。図６においては、パージ中に空気圧を検出している。
ＥＣＵ２０はポンプ２２の駆動を停止し（ステップ４９２）、検出した締切圧Ｐ_tおよび空気圧ΔＰ_AIRをＲＡＭ等のメモリに記憶し（ステップ４９４）、電磁弁３０を閉弁する（ステップ４９６）。

以上説明した第１実施形態では、１回目のパージ実行後の検出条件に応じて、パージ中に締切圧および空気圧を検出し、パージ停止中に混合気圧を検出する。したがって、パージの実行およびパージの停止が交互に繰り返される場合に、検出可能なタイミングで適切な圧力を検出できる。これにより、内燃機関側でパージ実行条件が成立するときに、蒸発燃料濃度の算出を極力終了しておけるので、パージ開始の遅れを低減できる。したがって、パージ回数およびパージ量を増加することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による蒸発燃料処理装置のタイムチャートを図１５に、その変形形態１を図１６に、変形形態２を図１７に示す。
第２実施形態および第２実施形態の変形形態１、２では、締切圧、空気圧および混合気圧をそれぞれ独立して不連続に検出している。
図１５に示す第２実施形態では、パージ中に締切圧Ｐ_tおよび空気圧ΔＰ_AIRを不連続に検出し、パージ停止中に、締切圧Ｐ_tおよび空気圧ΔＰ_AIRとは不連続に混合気圧ΔＰ_GASを検出している。
図１６に示す変形形態１では、パージ中に締切圧Ｐ_tを検出し、パージ停止中に、空気圧ΔＰ_AIRおよび混合気圧ΔＰ_GASを互いに、そして締切圧Ｐ_tとは不連続に検出している。

図１７に示す変形形態２では、パージ停止中に、締切圧Ｐ_t、空気圧ΔＰ_AIRおよび混合気圧ΔＰ_GASをそれぞれ独立して不連続に検出している。
このように、締切圧、空気圧および混合気圧をそれぞれ独立して不連続に検出しているので、異なる圧力を連続して検出するときに比べ、１回当たりの検出時間が短くなるので、圧力検出をできる時間が短い場合に、その時間内で検出可能な圧力を検出できる。

このように、蒸発燃料濃度の算出に必要な圧力の検出頻度を増やすことにより、内燃機関側でパージ実行条件が成立するときに、蒸発燃料濃度の算出を極力終了しておけるので、パージ開始の遅れを低減できる。したがって、パージ回数およびパージ量を増加することができる。
また、第２実施形態および変形形態１では、パージ中に締切圧および空気圧の少なくともいずれか一方を検出し、パージ停止中に混合気圧を検出する。したがって、パージの実行およびパージの停止が交互に繰り返される場合に、検出可能なタイミングで適切な圧力を検出できる。

（第３実施形態）
第１実施形態の電磁弁３０、３２で構成される切換手段を、図１８に示す第３実施形態のように、１個の電磁弁５０で構成してもよい。

（他の実施形態）
以上説明した上記複数の実施形態では、締切圧、空気圧、混合気圧の順番に圧力を検出しているが、検出可能なタイミングであれば、これら３種の圧力を検出する順番は順不同である。
また、上記複数の実施形態では、ポンプ２２と絞り３４との間の検出通路１１２に第２キャニスタ３６を設置し、空気圧ΔＰ_AIRと混合気圧ΔＰ_GASとの差分値の検出ゲインＧを大きくしたが、第２キャニスタ３６を設置しない構成でもよい。
また、第２実施形態、変形形態１、２において、締切圧、空気圧、混合気圧のいずれかの圧力を検出してから所定時間が経過すると、検出条件に応じて、締切圧、空気圧および混合気圧のうち少なくとも検出されてから所定時間が経過した圧力を再度検出してもよい。

また、蒸発燃料濃度の算出だけでなく、蒸発燃料装置のリークチェックにもポンプ２２を使用しているが、他のポンプを用いて蒸発燃料装置のリークチェックを行ってもよい。
このように、本発明は、上記複数の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

第１実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図。パージ停止中の締切圧検出時の通路状態を示す構成図。パージ停止中の空気圧検出時の通路状態を示す構成図。混合気圧検出時の通路状態を示す構成図。パージ中の締切圧検出時の通路状態を示す構成図。パージ中の空気圧検出時の通路状態を示す構成図。締切圧、空気圧および混合気圧を検出するタイムチャート。蒸発燃料濃度を算出するメインルーチン。圧力検出ルーチン１。パージルーチン。パージルーチン。圧力検出ルーチン２。締切圧および空気圧の検出ルーチン。圧力検出ルーチン３。第２実施形態による締切圧、空気圧および混合気圧を検出するタイムチャート。第２実施形態の変形形態１によるタイムチャート。第２実施形態の変形形態２によるタイムチャート。第３実施形態による絞りと大気、ならびに絞りと第１キャニスタとの切換手段を示す構成図。従来の締切圧、空気圧および混合気圧を検出するタイムチャート。

符号の説明

１：蒸発燃料処理装置、１０：燃料タンク、１２：第１キャニスタ、２０：ＥＣＵ（濃度検出手段）、２２：ポンプ（減圧手段）、３０：電磁弁（切換手段）、３２：電磁弁（切換手段）、３４：絞り、１１２：検出通路

Claims

燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、吸着した蒸発燃料が内燃機関の吸気通路にパージされるキャニスタと、
通路中に絞りを有する検出通路と、
前記絞りを挟んで前記検出通路の一方側に設置され、前記絞りと大気との連通、前記絞りと前記キャニスタとの連通、および前記絞りと大気および前記キャニスタとの連通の遮断を切り換える切換手段と、
前記絞りを挟んで前記切換手段と反対側の前記検出通路に接続し、前記検出通路を減圧する減圧手段と、
前記絞りの両端間の差圧を検出する圧力検出手段と、
前記減圧手段が作動しており、前記絞りの大気および前記キャニスタとの連通が遮断されているときに前記圧力検出手段が検出する締切圧と、前記絞りと大気とが連通し前記絞りと前記キャニスタとの連通が遮断されているときに前記圧力検出手段が検出する空気圧と、前記キャニスタから前記吸気通路への蒸発燃料のパージ停止中に前記絞りと大気との連通が遮断され前記絞りと前記キャニスタとが連通しているときに前記圧力検出手段が検出する空気と蒸発燃料との混合気の混合気圧と、に基づき前記混合気中の蒸発燃料濃度を算出する濃度算出手段であって、前記減圧手段および前記切換手段の作動を制御することにより、前記圧力検出手段に前記締切圧、前記空気圧および前記混合気圧をそれぞれ独立して不連続に検出させる濃度算出手段と、を備え、
前記切換手段および前記減圧手段の作動を制御することにより、前記濃度算出手段は、前記キャニスタから前記吸気通路への蒸発燃料のパージ中に前記締切圧および前記空気圧の少なくとも一方を前記圧力検出手段に検出させる蒸発燃料処理装置。
前記締切圧および前記空気圧の少なくとも一方を前記圧力検出手段が検出してから所定時間が経過すると、前記濃度算出手段は、前記切換手段および前記減圧手段の作動を制御し、前記締切圧および前記空気圧のうち少なくとも一方の圧力が検出されてから所定時間が経過した圧力を前記圧力検出手段に検出させる請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、吸着した蒸発燃料が内燃機関の吸気通路にパージされるキャニスタと、
通路中に絞りを有する検出通路と、
前記絞りを挟んで前記検出通路の一方側に設置され、前記絞りと大気との連通、前記絞りと前記キャニスタとの連通、および前記絞りと大気および前記キャニスタとの連通の遮断を切り換える切換手段と、
前記絞りを挟んで前記切換手段と反対側の前記検出通路に接続し、前記検出通路を減圧する減圧手段と、
前記絞りの両端間の差圧を検出する圧力検出手段と、
前記減圧手段が作動しており、前記絞りの大気および前記キャニスタとの連通が遮断されているときに前記圧力検出手段が検出する締切圧と、前記絞りと大気とが連通し前記絞りと前記キャニスタとの連通が遮断されているときに前記圧力検出手段が検出する空気圧と、前記キャニスタから前記吸気通路への蒸発燃料のパージ停止中に前記絞りと大気との連通が遮断され前記絞りと前記キャニスタとが連通しているときに前記圧力検出手段が検出する空気と蒸発燃料との混合気の混合気圧と、に基づき前記混合気中の蒸発燃料濃度を算出する濃度算出手段であって、前記濃度算出手段が前記減圧手段および前記切換手段の作動を制御することにより、前記キャニスタから前記吸気通路への蒸発燃料のパージ中に、前記圧力検出手段に前記締切圧および前記空気圧を連続して検出させる濃度算出手段と、
を備える蒸発燃料処理装置。
前記締切圧および前記空気圧を前記圧力検出手段が検出してから所定時間が経過すると、前記濃度算出手段は、前記切換手段および前記減圧手段の作動を制御し、前記締切圧および前記空気圧を前記圧力検出手段に検出させる請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
前記混合気圧を前記圧力検出手段が検出してから所定時間が経過すると、前記濃度算出手段は、前記切換手段および前記減圧手段の作動を制御し、前記混合気圧を前記圧力検出手段に検出させる請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。