JP5776651B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。

従来、燃料タンク内を減圧または加圧するようポンプを作動させた状態で検出した圧力に基づき、燃料タンクからの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定する蒸発燃料処理装置が知られている。例えば特許文献１に記載された蒸発燃料処理装置では、ベーン式ポンプを用いて燃料タンク内を減圧または加圧している。

特開２０１２−２２０７号公報

特許文献１のポンプは、ハウジング、当該ハウジング内に回転可能に設けられるロータ、当該ロータに径方向に往復移動可能に収容されロータの回転に伴い径方向外側の端部がハウジングの内壁と摺動するベーン、および、ロータを回転駆動するモータを有している。ポンプ内に異物が侵入した場合、または、ハウジング内壁とベーンとが摺動することによりポンプ内に摩耗粉が堆積した場合等、回転部品（ロータ、ベーン）と固定部品（ハウジング）とのクリアランスが減少し、ポンプ性能が変化または低下するおそれがある。また、異物の侵入、および、摩耗粉の堆積が著しい場合、ロータの回転がロックするおそれがある。さらに、摩耗する部品の材料によっては、２次摩耗により摩耗が加速度的に促進されるアグレッシブ摩耗が発生するおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプ性能の低下を抑制可能な蒸発燃料処理装置を提供することにある。

本発明は、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を内燃機関に導入し処理する蒸発燃料処理装置であって、パージ通路とキャニスタとパージ弁と第１ポンプ通路と第２ポンプ通路とポンプと第１大気通路と第２大気通路と切替弁と圧力検出手段と制御部とを備えている。パージ通路は、燃料タンクと内燃機関に吸気を導く吸気通路とを接続するよう設けられる。キャニスタは、パージ通路に設けられ、パージ通路を流れる蒸発燃料の一部を吸着保持する。パージ弁は、パージ通路の吸気通路近傍に設けられ、パージ通路を開閉する。第１ポンプ通路は、一端がキャニスタに接続するよう設けられる。第２ポンプ通路は、一端が第１ポンプ通路の他端に接続可能に設けられる。ポンプは、電力の供給により作動する電動のポンプであって、第２ポンプ通路の他端に接続され、作動時、第２ポンプ通路、第１ポンプ通路、キャニスタおよびパージ通路を経由して燃料タンク内を減圧または加圧可能である。第１大気通路は、一端がポンプに接続され、他端が大気に開放されている。第２大気通路は、一端が第１大気通路に接続するよう設けられる。切替弁は、第１ポンプ通路の他端と第２ポンプ通路の一端と第２大気通路の他端との間に設けられ、第１ポンプ通路と第２ポンプ通路または第２大気通路との接続を切り替える。圧力検出手段は、第２ポンプ通路内の圧力を検出可能である。制御部は、パージ弁、ポンプおよび切替弁の作動を制御可能である。

本発明では、制御部は、蒸発燃料漏れ判定手段、パージ手段および異物除去手段を有している。蒸発燃料漏れ判定手段は、第１ポンプ通路と第２ポンプ通路とを接続するよう切替弁を制御し、燃料タンク内を減圧または加圧するようポンプを作動させた状態で圧力検出手段により検出した圧力に基づき、燃料タンクからの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定する。パージ手段は、パージ弁を開弁することにより、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を吸気通路を経由して内燃機関に導入する。異物除去手段は、蒸発燃料を内燃機関に導入するようパージ手段を機能させているとき、第１ポンプ通路と第２ポンプ通路とを接続するよう切替弁を制御することでポンプ内に大気を流通させることによりポンプ内の異物を除去可能である。

本発明では、異物除去手段を機能させることにより、ポンプ内の異物を除去することができる。これにより、ポンプ性能の低下を抑制することができる。また、作動時に摺動する部品を有するポンプの場合、ポンプ内での摩耗粉の堆積を抑制することができる。さらに、本発明では、ポンプ内の部品のアグレッシブ摩耗を抑制することができる。したがって、安定したポンプ性能を長期に亘り維持することができる。その結果、蒸発燃料漏れ判定手段による安定した判定性能を維持することができる。

本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置を示す模式図。 （Ａ）は本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置のポンプを示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置の基準圧力検出時の状態を示す模式図。 本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置の蒸発燃料漏れ判定時の状態を示す模式図。 本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置の蒸発燃料処理時の状態を示す模式図。 本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置の異物除去時の状態を示す模式図。 本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置の基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時の処理を示すフロー図。 本発明の第２実施形態による蒸発燃料処理装置の基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時の処理を示すフロー図。

以下、本発明の複数の実施形態による蒸発燃料処理装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置を図１に示す。

蒸発燃料処理装置１は、例えば車両に搭載された内燃機関（以下、「エンジン」という）１０の吸気系に適用される。エンジン１０には、吸気管１１が接続されている。吸気管１１の内側には吸気通路１２が形成されている。吸気管１１のエンジン１０とは反対側は大気に開放されている。これにより、エンジン１０の運転時、空気が吸気通路１２を経由してエンジン１０に吸入される。以下、エンジン１０に吸入される空気を「吸気」という。

吸気管１１の内側すなわち吸気通路１２には、スロットル弁１３が設けられている。スロットル弁１３は、吸気通路１２を開閉することにより、エンジン１０に吸入される吸気の量を調節可能である。本実施形態では、吸気管１１のスロットル弁１３とエンジン１０との間にインジェクタ１４が設けられている。インジェクタ１４は、燃料タンク２に貯留された燃料としてのガソリンを吸気通路１２に霧状に噴射可能である。インジェクタ１４から吸気通路１２に噴射された燃料は、吸気とともにエンジン１０に導入される。エンジン１０に導入された燃料は、エンジン１０の燃焼室で燃焼し、排気管１５の内側に形成された排気通路１６を経由して大気へ排出される。以下、エンジン１０から大気へ排出される燃焼ガスを含む空気を「排気」という。
燃料タンク２の内部には、貯留されたガソリンが蒸発することにより、ガソリンの蒸気すなわち蒸発燃料（エバポ）が発生する。

蒸発燃料処理装置１は、パージ通路２１、２２、キャニスタ２３、パージ弁２４、第１ポンプ通路３１、第２ポンプ通路３２、ポンプ４０、第１大気通路５１、第２大気通路５２、切替弁６０、圧力センサ７１および電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）８０等を備えている。
蒸発燃料処理装置１は、燃料タンク２内で発生する蒸発燃料をエンジン１０に導入し処理することを目的として車両に搭載されている。

パージ通路２１は、一端が燃料タンク２に接続するよう設けられている。一方、パージ通路２２は、一端が吸気通路１２に接続するよう設けられている。キャニスタ２３は、パージ通路２１の他端およびパージ通路２２の他端と接続するよう設けられている。これにより、パージ通路２１およびパージ通路２２は、キャニスタ２３を経由して、燃料タンク２と吸気通路１２とを接続している。

キャニスタ２３は、例えば活性炭等の吸着部材を有し、パージ通路２１およびパージ通路２２を流れる蒸発燃料の一部を吸着保持する。キャニスタ２３に吸着保持された蒸発燃料の一部は、キャニスタ２３から離脱し、パージ通路２２を経由して吸気通路１２に流入する。キャニスタ２３は、蒸発燃料が大気に放出されるのを抑制すること、および、後述のポンプ４０等への蒸発燃料の付着を抑制することを目的として設けられている。

パージ弁２４は、例えば電磁駆動式の制御弁であり、パージ通路２２の吸気通路１２近傍に設けられている。パージ弁２４は、パージ通路２２を開閉、すなわち開弁または閉弁することにより、パージ通路２２をキャニスタ２３側から吸気通路１２側へ流れる蒸発燃料の流れを許容または遮断する。パージ弁２４は、オフ状態のとき閉弁しており、オン状態のとき開弁するノーマリークローズ型の弁である。

第１ポンプ通路３１は、一端がキャニスタ２３に接続するよう設けられている。第２ポンプ通路３２は、一端が第１ポンプ通路３１の他端に接続可能に設けられている。
ポンプ４０は、流体出入口４８が第２ポンプ通路３２の他端に接続するよう設けられている。ポンプ４０は、例えば、流体出入口４８から流体を吸入し流体出入口４９から吐出、または、流体出入口４９から流体を吸入し流体出入口４８から吐出可能な電動ポンプである。これにより、ポンプ４０は、作動時、第２ポンプ通路３２、第１ポンプ通路３１、キャニスタ２３およびパージ通路２１を経由して燃料タンク２内を減圧または加圧可能である。

ここで、本実施形態のポンプ４０の構成について説明する。
図２に示すように、ポンプ４０は、ハウジング４１、ロータ４３、ベーン４４およびモータ４５等を有している。
ハウジング４１は、上ハウジング４１１および下ハウジング４１２からなる。上ハウジング４１１は、例えば樹脂により形成され、一方の面側に円筒状の凹部を有している。下ハウジング４１２は、例えば樹脂により板状に形成されている。上ハウジング４１１の一方の面と下ハウジング４１２とが密に当接することにより、円筒状の内部空間Ｓが形成されている。上述の流体出入口４８、４９は、上ハウジング４１１に形成され、それぞれ内部空間Ｓと外部とを接続している。
上ハウジング４１１および下ハウジング４１２は、ボルト４６により、後述するモータ４５のフランジ部４５１に締結固定されている。

ロータ４３は、例えば樹脂により円筒状に形成され、内部空間Ｓに収容されている。ロータ４３は、一方の端面から他方の端面にかけて径方向外側へ延びる溝４３１を有している。本実施形態では、溝４３１は、ロータ４３の周方向に等間隔で４つ形成されている。
ベーン４４は、例えば樹脂により矩形板状に形成され、ロータ４３の４つの溝４３１のそれぞれに収容されるようにして設けられている。ベーン４４は、溝４３１内において、ロータ４３の径方向に往復移動可能である。

モータ４５は、電力を供給されることにより駆動する電動モータである。モータ４５は、回転駆動するシャフト４５２を有している。シャフト４５２は、下ハウジング４１２に形成された穴部４１３に挿通され、先端部がロータ４３の中央に形成された穴部４３２に嵌め込まれている。これにより、モータ４５が作動すると、シャフト４５２が回転し、ロータ４３が回転する。その結果、ベーン４４は、ハウジング４１の内壁と摺動しながらロータ４３とともに回転しつつ、ロータ４３の溝４３１内でロータ４３の径方向に往復移動する。

ポンプ４０は、作動時、モータ４５によりロータ４３およびベーン４４を回転駆動し、流体出入口４８から流体を吸入し流体出入口４９から吐出、または、流体出入口４９から流体を吸入し流体出入口４８から吐出可能である。すなわち、ポンプ４０は、ベーン式ポンプである。
第１大気通路５１は、一端がポンプ４０の流体出入口４９に接続され、他端が大気に開放されている。第２大気通路５２は、一端が第１大気通路５１に接続するよう設けられている。

本実施形態では、第１大気通路５１の他端には、フィルタ３が設けられている。フィルタ３は、例えば不織布等により形成され、第１大気通路５１に流入する空気中の異物を捕集する。
切替弁６０は、第１ポンプ通路３１の他端と第２ポンプ通路３２の一端と第２大気通路５２の他端との間に設けられている。切替弁６０は、弁体６１、電磁駆動部６２および付勢部材６３等を有している。弁体６１は、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２および第２大気通路５２との間において往復移動可能に設けられ、その位置により、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２または第２大気通路５２との接続を切り替え可能である。電磁駆動部６２は、電力を供給されることにより磁力を生じ、弁体６１を吸引可能である。付勢部材６３は、弁体６１を、電磁駆動部６２により吸引される方向とは反対側へ付勢している。

切替弁６０は、オフ状態のとき、すなわち、電磁駆動部６２に電力が供給されていないとき、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続しつつ、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２との接続は遮断する。一方、切替弁６０は、オン状態のとき、すなわち、電磁駆動部６２に電力が供給されているとき、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続しつつ、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２との接続は遮断する。
圧力センサ７１は、本実施形態では、第２ポンプ通路３２に設けられ、第２ポンプ通路３２内の圧力を検出可能である。ここで、圧力センサ７１は、特許請求の範囲における「圧力検出手段」に対応している。

ＥＣＵ８０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ８０は、車両に搭載されたセンサ類からの信号等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い車両の各部および各種機器類の作動を制御する。ＥＣＵ８０は、図示しないバッテリからパージ弁２４、ポンプ４０および切替弁６０等に供給する電力を制御することで、パージ弁２４、ポンプ４０および切替弁６０等の作動を制御可能である。ここで、ＥＣＵ８０は、特許請求の範囲における「制御部」に対応している。圧力センサ７１は、検出した圧力に関する信号をＥＣＵ８０に伝達する。これにより、ＥＣＵ８０は、第２ポンプ通路３２内の圧力を検出することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０を駆動するとき、モータ４５の回転数が一定となるよう制御する。すなわち、ＥＣＵ８０は、モータ４５の回転数が常に一定となるよう、モータ４５に供給する電力を調整する。例えばモータ４５の負荷が高くなり回転数が低下してきた場合、モータ４５へ供給する電力を増大することでモータ４５の回転数を一定に保つようにする。

本実施形態では、蒸発燃料処理装置１は、オリフィス通路３３およびオリフィス３４をさらに備えている。
オリフィス通路３３は、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続するよう設けられている。オリフィス３４は、オリフィス通路３３に設けられている。ここで、オリフィス３４は、燃料タンク２における蒸気燃料漏れ（エバポリーク）が許容される開口の大きさに対応している。例えば、ＣＡＲＢおよびＥＰＡの基準では、燃料タンク２からのエバポリークの検出精度としてφ０．５ｍｍ相当の開口からのエバポリークの検出が要求されている。そのため、本実施形態では、オリフィス通路３３に例えばφ０．５ｍｍ以下に設定された開口からなるオリフィス３４を配置している。

また、本実施形態では、例えば不織布からなるフィルタ４、５、６が設けられている。フィルタ４は、第１大気通路５１のポンプ４０近傍に設けられ、第１大気通路５１を流通する流体に含まれる異物を捕集する。フィルタ５は、第２ポンプ通路３２の切替弁６０近傍に設けられ、第２ポンプ通路３２を流通する流体に含まれる異物を捕集する。フィルタ６は、オリフィス通路３３のオリフィス３４近傍に設けられ、オリフィス通路３３を流通する流体に含まれる異物を捕集する。フィルタ６は、オリフィス３４に対し第１ポンプ通路３１側に設けられている。

以下、一実施形態による蒸発燃料処理装置１の作動について説明する。
（通常時）
車両およびエンジン１０の運転の停止時等の通常時、図１に示すように、パージ弁２４、ポンプ４０および切替弁６０は、すべてがオフ状態である。このとき、パージ弁２４は閉弁し、ポンプ４０は作動しておらず、切替弁６０は第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続しつつ第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２との接続は遮断している。このとき、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料は、パージ通路２１を流通し、キャニスタ２３に吸着保持される。そのため、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料が、第１ポンプ通路３１、第２大気通路５２および第１大気通路５１を経由して大気に放出されるのを抑制することができる。なお、このとき、燃料タンク２内は、パージ通路２１、キャニスタ２３、第１ポンプ通路３１、第２大気通路５２および第１大気通路５１を経由して大気に接続しているため、給油特性は良好である。

（基準圧力検出時）
走行していた車両およびエンジン１０の運転が停止し、燃料タンク２およびエンジン１０の温度が所定値以下の安定した温度になると、ＥＣＵ８０はポンプ４０を作動させる（オン制御）。すなわち、ＥＣＵ８０は、図３に示すように、パージ弁２４を閉弁（オフ制御）し、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続するよう切替弁６０を制御（オフ制御）し、流体出入口４８から流体を吸入し流体出入口４９から吐出するようポンプ４０を作動させる（オン制御）。これにより、第２ポンプ通路３２内が減圧される。

ポンプ４０の作動により第２ポンプ通路３２内が減圧され大気圧より低く（負圧に）なると、大気が、フィルタ３を経由して第１大気通路５１に流入し、第２大気通路５２、切替弁６０、第１ポンプ通路３１、オリフィス通路３３、オリフィス３４、第２ポンプ通路３２を流れ、ポンプ４０に吸入され吐出される。これにより、第２大気通路５２、第１ポンプ通路３１、オリフィス通路３３、オリフィス３４、第２ポンプ通路３２、ポンプ４０および第１大気通路５１を環状に流れる空気の流れが形成される。

このときの第２ポンプ通路３２内の圧力は、燃料タンク２に燃料蒸気漏れ（エバポリーク）が許容される程度の開口が形成されている場合にポンプ４０で減圧したときの燃料タンク２の内圧と同程度である。ＥＣＵ８０は、このとき圧力センサ７１で検出した第２ポンプ通路３２内の圧力を、負圧である基準圧力ＰｓとしてＲＡＭ等に記憶しておく。

（蒸発燃料漏れ判定時）
上述の基準圧力検出の後、ＥＣＵ８０は、図４に示すように、ポンプ４０は作動させたまま、切替弁６０をオン状態にする。すなわち、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続するよう切替弁６０を制御（オン制御）した状態でポンプ４０を作動させる。これにより、燃料タンク２内の空気は、パージ通路２１、キャニスタ２３、第１ポンプ通路３１、切替弁６０、第２ポンプ通路３２、ポンプ４０、第１大気通路５１およびフィルタ３を経由し、大気側へ排出される。よって、このとき、燃料タンク２内は減圧される。

ＥＣＵ８０は、このとき圧力センサ７１で検出した第２ポンプ通路３２内の圧力が、基準圧力Ｐｓ以下の場合、「燃料タンク２からの蒸発燃料の漏れは、許容範囲内である、すなわち、燃料タンク２から蒸発燃料の漏れは発生していない」と判定する。一方、このとき圧力センサ７１で検出した第２ポンプ通路３２内の圧力が基準圧力Ｐｓより高い場合、「燃料タンク２からの蒸発燃料の漏れは、許容範囲外である、すなわち、燃料タンク２から蒸発燃料の漏れが発生している」と判定する。ここで、ＥＣＵ８０は、特許請求の範囲における「蒸発燃料漏れ判定手段」として機能する。なお、本実施形態では、蒸発燃料の漏れが許容範囲外であった場合、ＥＣＵ８０は、例えば車室内の警告灯を点灯させる等して「燃料タンク２に蒸発燃料漏れが発生している」ことを運転者に通知する。

このように、ＥＣＵ８０は、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続するよう切替弁６０を制御（オフ制御）しポンプ４０を作動させた（オン制御）状態で圧力センサ７１により検出した基準圧力Ｐｓと、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続するよう切替弁６０を制御（オン制御）し燃料タンク２内を減圧するようポンプ４０を作動させた（オン制御）状態で圧力センサ７１により検出した圧力とに基づき、燃料タンク２からの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定（リークチェック）可能である。つまり、ＥＣＵ８０は、切替弁６０、ポンプ４０、オリフィス３４および圧力センサ７１と共に「蒸発燃料漏れ検出装置７」を構成している。

（蒸発燃料処理時）
エンジン１０の運転中、吸気管１１の吸気通路１２に負圧が発生しているとき、ＥＣＵ８０は、図５に示すように、パージ弁２４をオン状態にして開弁する。これにより、キャニスタ２３に吸着されている蒸発燃料を、吸気管１１の吸気通路１２に流入させ、吸気通路１２を経由してエンジン１０に導入する。このようにして、燃料タンク２内で発生する蒸発燃料を、エンジン１０で燃焼させて処理（パージ）することができる。ここで、ＥＣＵ８０は、特許請求の範囲における「パージ手段」として機能する。なお、ＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転状態等に基づき目標パージ量を算出し、当該目標パージ量に基づきパージ弁２４の開弁タイミングおよび開弁時間を決定する。

また、このとき、すなわち、パージ弁２４を開弁（オン制御）して蒸発燃料をパージするとき、ＥＣＵ８０は、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続するよう切替弁６０を制御（オフ制御）する。これにより、蒸発燃料をパージするとき、大気が第１大気通路５１、第２大気通路５２および第１ポンプ通路３１を経由してキャニスタ２３に流入する。その結果、キャニスタ２３に吸着されている蒸発燃料を円滑にパージすることができる。

このように、ＥＣＵ８０は、パージ弁２４を開弁（オン制御）することにより、キャニスタ２３に吸着されている蒸発燃料を、吸気通路１２を経由してエンジン１０に導入可能である。また、このとき、ＥＣＵ８０は、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続するよう切替弁６０を制御（オフ制御）することにより、キャニスタ２３に吸着されている蒸発燃料を円滑にパージすることができる。

（異物除去時）
ＥＣＵ８０は、蒸発燃料をエンジン１０に導入するようパージ手段を機能させているとき、すなわち、パージ弁２４を開弁（オン制御）しているとき、図６に示すように、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続するよう切替弁６０を制御（オン制御）する。これにより、フィルタ３を経由して第１大気通路５１に流入した大気は、流体出入口４９からポンプ４０内（内部空間Ｓ）に流入し、流体出入口４８から第２ポンプ通路３２に流出し、切替弁６０、第１ポンプ通路３１、キャニスタ２３、パージ通路２２およびパージ弁２４を経由して吸気通路１２に導かれる。このように、ＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転時、パージ弁２４および切替弁６０を共にオン制御しポンプ４０内に大気を流通させることにより、ポンプ４０内の異物を除去可能である。ここで、ＥＣＵ８０は、特許請求の範囲における「異物除去手段」として機能する。ポンプ４０内の異物としては、フィルタ３、４で捕集しきれなかった大気中の異物や、ポンプ４０の作動によりベーン４４がハウジング４１の内壁またはロータ４３の溝４３１と摺動することによって生じる摩耗粉等が考えられる。

次に、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時のＥＣＵ８０による処理について図７に基づき説明する。
図７は、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時のＥＣＵ８０による処理Ｓ１００を示すフロー図である。
Ｓ１００は、走行していた車両およびエンジン１０の運転が停止し、燃料タンク２およびエンジン１０の温度が所定値以下の安定した温度になると、開始される。

Ｓ１０１では、ＥＣＵ８０は、測定時間ｔおよびフラグｆをリセットする。すなわち、ｔ＝０、ｆ＝０とする。ＥＣＵ８０は、Ｓ１００を抜けるまで、所定時間毎にｔをカウントアップする。Ｓ１０１の後、処理はＳ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０を駆動（オン制御）する。すなわち、モータ４５に電力を供給する。これにより、図３に示すように、第２大気通路５２、第１ポンプ通路３１、オリフィス通路３３、オリフィス３４、第２ポンプ通路３２、ポンプ４０および第１大気通路５１を環状に流れる空気の流れが形成される。なお、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０の累計作動時間をＲＡＭ等に記憶しておく。Ｓ１０２の後、処理はＳ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０に流れる電流の電流値、すなわち、モータ４５に流れる電流の電流値を検出する。ここで、ＥＣＵ８０は、特許請求の範囲における「電流検出手段」として機能する。Ｓ１０３の後、処理はＳ１０４に移行する。
Ｓ１０４では、ＥＣＵ８０は、Ｓ１０３で検出した電流値が適正範囲内か否かを判定する。検出した電流値が適正範囲内であった場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、検出した電流値が適正範囲外であった場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理はＳ１０５へ移行する。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ８０は、フラグｆ＝１とし、ＲＡＭ等に記憶する。Ｓ１０５の後、処理はＳ１０６へ移行する。
Ｓ１０６では、ＥＣＵ８０は、圧力センサ７１により第２ポンプ通路３２内の圧力の圧力値を検出する。Ｓ１０６の後、処理はＳ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ８０は、Ｓ１０６で検出した圧力値が所定範囲内か否かを判定する。検出した圧力値が所定範囲内であった場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、圧力センサ７１で検出した第２ポンプ通路３２内の圧力を基準圧力ＰｓとしてＲＡＭ等に記憶し、処理はＳ１０８へ移行する。一方、検出した圧力値が所定範囲外であった場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理はＳ１００を抜ける。

Ｓ１０８では、ＥＣＵ８０は、切替弁６０をオン制御する。これにより、図４に示すように、燃料タンク２内の空気が、パージ通路２１、キャニスタ２３、第１ポンプ通路３１、切替弁６０、第２ポンプ通路３２、ポンプ４０、第１大気通路５１およびフィルタ３を経由し、大気側へ排出される。よって、このとき、燃料タンク２内は減圧される。Ｓ１０８の後、処理はＳ１０９へ移行する。

Ｓ１０９では、ＥＣＵ８０は、「蒸発燃料漏れ判定手段」として機能し、このとき圧力センサ７１で検出した第２ポンプ通路３２内の圧力が、Ｓ１０７で記憶した基準圧力Ｐｓ以下の場合、「燃料タンク２からの蒸発燃料の漏れは、許容範囲内である、すなわち、燃料タンク２から蒸発燃料の漏れは発生していない」と判定する。一方、このとき圧力センサ７１で検出した第２ポンプ通路３２内の圧力が基準圧力Ｐｓより高い場合、「燃料タンク２からの蒸発燃料の漏れは、許容範囲外である、すなわち、燃料タンク２から蒸発燃料の漏れが発生している」と判定する。Ｓ１０９の後、処理はＳ１００を抜ける。
以上が、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時のＥＣＵ８０による処理Ｓ１００である。

本実施形態では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０の累計作動時間が所定値以上となった場合、その後、最初のパージのとき、異物除去手段として機能し、切替弁６０をオン制御することにより、ポンプ４０内の異物を除去する。これにより、ポンプ４０内に摩耗粉等の異物が過剰に堆積するのを未然に防ぐことができる。
また、本実施形態では、上述のように、ＥＣＵ８０は、回転数が一定となるようモータ４５に供給する電力を調整しながらポンプ４０を制御する。ＥＣＵ８０は、例えばモータ４５へ供給する電力が増大することによりＳ１０５でフラグｆ＝１となった場合、「ポンプ４０内に異物が堆積し、モータ４５の負荷が上がっている」と推定し、その後、最初のエンジン１０の運転時、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる。これにより、モータ４５の負荷を増大させる原因がポンプ４０内の異物の堆積であった場合、異物を除去することでモータ４５の負荷を低減することができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、パージ弁２４を開弁しているとき、所定期間内において断続的に異物除去手段を機能させる。すなわち、ＥＣＵ８０は、パージ弁２４を開弁しているとき、所定期間内において断続的に切替弁６０をオン制御する。これにより、ポンプ４０内を大気が断続的に流通する。その結果、ポンプ４０内の異物の除去効果を高めることができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、異物除去手段を機能させているとき、すなわち、パージ弁２４を開弁しつつ切替弁６０をオン制御しているとき、ポンプ４０を作動させる。これにより、ポンプ４０内でロータ４３およびベーン４４が回転し、ポンプ４０内に堆積した異物をポンプ４０の壁面から離脱させることができる。その結果、ポンプ４０内の異物の除去効果をさらに高めることができる。

以上説明したように、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、異物除去手段として機能することにより、ポンプ４０内の異物を除去することができる。これにより、ポンプ性能の低下を抑制することができる。
また、本実施形態では、ポンプ４０は、ハウジング４１、当該ハウジング４１内に回転可能に設けられるロータ４３、当該ロータ４３に径方向に往復移動可能に収容されロータ４３の回転に伴い径方向外側の端部がハウジング４１の内壁と摺動するベーン４４、および、ロータ４３を回転駆動する電動のモータ４５を有し、作動時、モータ４５によりロータ４３およびベーン４４を回転駆動する。すなわち、本実施形態のポンプ４０は、作動時に摺動する部品を有するベーン式ポンプである。そのため、ポンプ４０内に摩耗粉が堆積するおそれがあるが、異物除去手段を機能させることにより、ポンプ４０内での摩耗粉の堆積を抑制することができる。さらに、本実施形態では、ポンプ４０内の部品（ベーン４４、ロータ４３、ハウジング４１）のアグレッシブ摩耗を抑制することができる。したがって、安定したポンプ性能を長期に亘り維持することができる。その結果、蒸発燃料漏れ判定手段による安定した判定性能を維持することができる。

また、本実施形態では、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続するオリフィス通路３３と、オリフィス通路３３に設けられるオリフィス３４と、をさらに備えている。ＥＣＵ８０は、蒸発燃料漏れ判定手段として機能し、第１ポンプ通路３１と第２大気通路５２とを接続するよう切替弁６０を制御（オフ制御）しポンプ４０を作動させた状態で圧力センサ７１により検出した基準圧力Ｐｓと、第１ポンプ通路３１と第２ポンプ通路３２とを接続するよう切替弁６０を制御（オン制御）し燃料タンク２内を減圧するようポンプ４０を作動させた状態で圧力センサ７１により検出した圧力とに基づき、燃料タンク２からの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定する。したがって、基準圧力が固定値である場合と比べ、蒸発燃料の漏れ判定を精度良く行うことができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、蒸発燃料をエンジン１０に導入するようパージ手段を機能させているとき、所定期間内において断続的に異物除去手段を機能させる。すなわち、ＥＣＵ８０は、パージ弁２４を開弁しているとき、所定期間内において断続的に切替弁６０をオン制御する。これにより、ポンプ４０内を大気が断続的に流通する。その結果、ポンプ４０内の異物の除去効果を高めることができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、異物除去手段を機能させているとき、ポンプ４０を作動させる。すなわち、ＥＣＵ８０は、パージ弁２４を開弁しつつ切替弁６０をオン制御しているとき、ポンプ４０（モータ４５）を作動させる。これにより、ポンプ４０内でロータ４３およびベーン４４が回転し、ポンプ４０内に堆積した異物をポンプ４０の壁面から離脱させることができる。その結果、ポンプ４０内の異物の除去効果をさらに高めることができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０の累計作動時間が所定値以上となった場合、その後、最初のパージのとき、異物除去手段として機能し、切替弁６０をオン制御することにより、ポンプ４０内の異物を除去する。つまり、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０（モータ４５）の累計作動時間に基づき、異物除去手段を機能させるタイミングを決定する。これにより、ポンプ４０内に摩耗粉等の異物が過剰に堆積するのを未然に防ぐことができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、回転数が一定となるようモータ４５に供給する電力を調整しながらポンプ４０を制御する。また、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０（モータ４５）に流れる電流の電流値を検出可能である。ＥＣＵ８０は、例えばモータ４５へ供給する電力が増大することにより前記電流値が増大したことを検知した場合、「ポンプ４０内に異物が堆積し、モータ４５の負荷が上がっている」と推定し、その後、最初のエンジン１０の運転時、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる。すなわち、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０に流れる電流値に基づき、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる。これにより、モータ４５の負荷を増大させる原因がポンプ４０内の異物の堆積であった場合、異物を除去することでモータ４５の負荷を低減することができる。

（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を図８に基づき説明する。第２実施形態は、ＥＣＵ８０によるポンプ４０のモータ４５の制御の仕方、ならびに、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時のＥＣＵ８０による処理等が第１実施形態と異なる。

第２実施形態では、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０を駆動するとき、モータ４５へ供給する電力が一定となるよう制御する。よって、例えばポンプ４０内に異物が堆積し、モータ４５の負荷が上がると、モータ４５の回転数が低下する。この場合、ポンプ４０のポンプ性能が低下する。

第２実施形態における、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時のＥＣＵ８０による処理を図８に示す。第２実施形態での処理Ｓ２００は、第１実施形態の処理Ｓ１００と異なり、Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５を含まず、代わりにＳ１１０を含んでいる。
Ｓ１０７において、Ｓ１０６で検出した圧力値（基準圧力Ｐｓ）が所定範囲外であった場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理はＳ１１０へ移行する。
Ｓ１１０では、ＥＣＵ８０は、フラグｆ＝１とし、ＲＡＭ等に記憶する。Ｓ１１０の後、処理はＳ２００を抜ける。

本実施形態では、上述のように、ＥＣＵ８０は、ポンプ４０を駆動するとき、モータ４５へ供給する電力が一定となるよう制御する。ＥＣＵ８０は、例えばポンプ４０のポンプ性能が低下することによりＳ１１０でフラグｆ＝１となった場合、「ポンプ４０内に異物が堆積し、モータ４５の負荷が上がっている」と推定し、その後、最初のエンジン１０の運転時、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる。すなわち、ＥＣＵ８０は、基準圧力Ｐｓの変動に基づき、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる。これにより、モータ４５の負荷を増大させる原因がポンプ４０内の異物の堆積であった場合、異物を除去することでモータ４５の負荷を低減することができる。その結果、ポンプ４０のポンプ性能を回復することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、ポンプの累計作動時間に基づき、異物除去手段を機能させるタイミングを決定する例を示した。また、第１実施形態では、ポンプに流れる電流値に基づき、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる例を示した。さらに、第２実施形態では、基準圧力の変動に基づき、強制的にパージ手段および異物除去手段を機能させる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ポンプに流れる電流値が変動、すなわち、例えばポンプに流れる電流値が前回検出時より所定量上昇したことに基づき、異物除去手段を機能させるタイミングを決定することとしてもよい。また、本発明の他の実施形態では、基準圧力が変動、すなわち、例えば基準圧力（負圧）が前回検出時より所定量小さくなったことに基づき、異物除去手段を機能させるタイミングを決定することとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、制御部は、ポンプに流れる電流、基準圧力、および、ポンプの累計作動時間にかかわらず、異物除去手段を任意のタイミングで任意の時間、機能させることとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、異物除去手段を機能させているとき、ポンプを作動させないこととしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、蒸発燃料を内燃機関に導入するようパージ手段を機能させているとき、所定期間内において断続的に異物除去手段を機能させるのではなく、前記所定期間内において継続的に異物除去手段を機能させることとしてもよい。すなわち、前記所定期間内において切替弁を継続してオン制御しておくといった具合である。

また、本発明の他の実施形態では、オリフィス通路およびオリフィスを備えていなくてもよい。この場合、例えば基準圧力として固定値を記憶しておくことにより、蒸発燃料の漏れ判定を行うことが可能である。
また、本発明の他の実施形態では、ポンプは、ベーン式ポンプに限らず、その他のポンプであってもよい。

また、上述の実施形態では、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時、ポンプを、燃料タンク内を減圧するよう作動させる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、基準圧力検出時および蒸発燃料漏れ判定時、ポンプを、燃料タンク内を加圧するよう作動させることとしてもよい。この場合でも、基準圧力（正圧）を検出でき、蒸発燃料の漏れを判定することができる。

また、上述の実施形態では、切替弁が、オフ状態のとき第１ポンプ通路と第２大気通路とを接続し、オン状態のとき第１ポンプ通路と第２ポンプ通路とを接続する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、切替弁は、オフ状態のとき第１ポンプ通路と第２ポンプ通路とを接続し、オン状態のとき第１ポンプ通路と第２大気通路とを接続することとしてもよい。
このように、本発明は上述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形態に適用可能である。

１ ・・・・蒸発燃料処理装置
１２ ・・・吸気通路
２１、２２ ・・・パージ通路
２３ ・・・キャニスタ
２４ ・・・パージ弁
３１ ・・・第１ポンプ通路
３２ ・・・第２ポンプ通路
４０ ・・・ポンプ
５１ ・・・第１大気通路
５２ ・・・第２大気通路
６０ ・・・切替弁
７１ ・・・圧力センサ（圧力検出手段）
８０ ・・・ＥＣＵ（電子制御ユニット、制御部、蒸発燃料漏れ判定手段、パージ手段、異物除去手段）

Claims (11)

1. 燃料タンク（２）内で発生する蒸発燃料を内燃機関（１０）に導入し処理する蒸発燃料処理装置（１）であって、
   前記燃料タンクと前記内燃機関に吸気を導く吸気通路（１２）とを接続するパージ通路（２１、２２）と、
   前記パージ通路に設けられ、前記パージ通路を流れる蒸発燃料の一部を吸着保持するキャニスタ（２３）と、
   前記パージ通路の前記吸気通路近傍に設けられ、前記パージ通路を開閉するパージ弁（２４）と、
   一端が前記キャニスタに接続するよう設けられる第１ポンプ通路（３１）と、
   一端が前記第１ポンプ通路の他端に接続可能に設けられる第２ポンプ通路（３２）と、
   前記第２ポンプ通路の他端に接続され、作動時、前記第２ポンプ通路、前記第１ポンプ通路、前記キャニスタおよび前記パージ通路を経由して前記燃料タンク内を減圧または加圧可能な電動のポンプ（４０）と、
   一端が前記ポンプに接続され、他端が大気に開放されている第１大気通路（５１）と、
   一端が前記第１大気通路に接続するよう設けられる第２大気通路（５２）と、
   前記第１ポンプ通路の他端と前記第２ポンプ通路の一端と前記第２大気通路の他端との間に設けられ、前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路または前記第２大気通路との接続を切り替える切替弁（６０）と、
   前記第２ポンプ通路内の圧力を検出可能な圧力検出手段（７１）と、
   前記パージ弁、前記ポンプおよび前記切替弁の作動を制御可能な制御部（８０）と、
   前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するオリフィス通路（３３）と、
   前記オリフィス通路に設けられるオリフィス（３４）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１ポンプ通路と前記第２大気通路とを接続するよう前記切替弁を制御し前記燃料タンク内を減圧または加圧するよう前記ポンプを作動させた状態で前記圧力検出手段により検出した基準圧力と、前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するよう前記切替弁を制御し前記燃料タンク内を減圧または加圧するよう前記ポンプを作動させた状態で前記圧力検出手段により検出した圧力とに基づき、前記燃料タンクからの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定する蒸発燃料漏れ判定手段（８０）、
   前記パージ弁を開弁することにより、前記キャニスタに吸着されている蒸発燃料を前記吸気通路を経由して前記内燃機関に導入するパージ手段（８０）、および、
   蒸発燃料を前記内燃機関に導入するよう前記パージ手段を機能させているとき、前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するよう前記切替弁を制御することで前記ポンプ内に大気を流通させることにより前記ポンプ内の異物を除去可能な異物除去手段（８０）を有し、
   前記制御部は、前記基準圧力の変動に基づき前記異物除去手段を機能させるタイミングを決定し、前記基準圧力の変動に基づき強制的に前記パージ手段および前記異物除去手段を機能させることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記ポンプに流れる電流の電流値を検出可能な電流検出手段（８０）をさらに備え、
   前記制御部は、前記電流検出手段により検出した電流値に基づき、前記異物除去手段を機能させるタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記制御部は、前記電流検出手段により検出した電流値に基づき、強制的に前記パージ手段および前記異物除去手段を機能させることを特徴とする請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 燃料タンク（２）内で発生する蒸発燃料を内燃機関（１０）に導入し処理する蒸発燃料処理装置（１）であって、
   前記燃料タンクと前記内燃機関に吸気を導く吸気通路（１２）とを接続するパージ通路（２１、２２）と、
   前記パージ通路に設けられ、前記パージ通路を流れる蒸発燃料の一部を吸着保持するキャニスタ（２３）と、
   前記パージ通路の前記吸気通路近傍に設けられ、前記パージ通路を開閉するパージ弁（２４）と、
   一端が前記キャニスタに接続するよう設けられる第１ポンプ通路（３１）と、
   一端が前記第１ポンプ通路の他端に接続可能に設けられる第２ポンプ通路（３２）と、
   前記第２ポンプ通路の他端に接続され、作動時、前記第２ポンプ通路、前記第１ポンプ通路、前記キャニスタおよび前記パージ通路を経由して前記燃料タンク内を減圧または加圧可能な電動のポンプ（４０）と、
   一端が前記ポンプに接続され、他端が大気に開放されている第１大気通路（５１）と、
   一端が前記第１大気通路に接続するよう設けられる第２大気通路（５２）と、
   前記第１ポンプ通路の他端と前記第２ポンプ通路の一端と前記第２大気通路の他端との間に設けられ、前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路または前記第２大気通路との接続を切り替える切替弁（６０）と、
   前記第２ポンプ通路内の圧力を検出可能な圧力検出手段（７１）と、
   前記パージ弁、前記ポンプおよび前記切替弁の作動を制御可能な制御部（８０）と、
   前記ポンプに流れる電流の電流値を検出可能な電流検出手段（８０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するよう前記切替弁を制御し、前記燃料タンク内を減圧または加圧するよう前記ポンプを作動させた状態で前記圧力検出手段により検出した圧力に基づき、前記燃料タンクからの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定する蒸発燃料漏れ判定手段（８０）、
   前記パージ弁を開弁することにより、前記キャニスタに吸着されている蒸発燃料を前記吸気通路を経由して前記内燃機関に導入するパージ手段（８０）、および、
   蒸発燃料を前記内燃機関に導入するよう前記パージ手段を機能させているとき、前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するよう前記切替弁を制御することで前記ポンプ内に大気を流通させることにより前記ポンプ内の異物を除去可能な異物除去手段（８０）を有し、
   前記制御部は、前記電流検出手段により検出した電流値に基づき前記異物除去手段を機能させるタイミングを決定し、前記電流検出手段により検出した電流値に基づき強制的に前記パージ手段および前記異物除去手段を機能させることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
5. 前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するオリフィス通路（３３）と、
   前記オリフィス通路に設けられるオリフィス（３４）と、をさらに備え、
   前記蒸発燃料漏れ判定手段は、前記第１ポンプ通路と前記第２大気通路とを接続するよう前記切替弁を制御し前記ポンプを作動させた状態で前記圧力検出手段により検出した基準圧力と、前記第１ポンプ通路と前記第２ポンプ通路とを接続するよう前記切替弁を制御し前記燃料タンク内を減圧または加圧するよう前記ポンプを作動させた状態で前記圧力検出手段により検出した圧力とに基づき、前記燃料タンクからの蒸発燃料の漏れが許容範囲内か否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 前記制御部は、前記基準圧力の変動に基づき、前記異物除去手段を機能させるタイミングを決定することを特徴とする請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
7. 前記制御部は、前記基準圧力の変動に基づき、強制的に前記パージ手段および前記異物除去手段を機能させることを特徴とする請求項５または６に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 前記ポンプは、ハウジング（４１）、当該ハウジング内に回転可能に設けられるロータ（４３）、当該ロータに径方向に往復移動可能に収容され前記ロータの回転に伴い径方向外側の端部が前記ハウジングの内壁と摺動するベーン（４４）、および、前記ロータを回転駆動する電動のモータ（４５）を有し、作動時、前記モータにより前記ロータおよび前記ベーンを回転駆動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
9. 前記制御部は、前記ポンプの累計作動時間に基づき、前記異物除去手段を機能させるタイミングを決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
10. 前記制御部は、蒸発燃料を前記内燃機関に導入するよう前記パージ手段を機能させているとき、所定期間内において断続的に前記異物除去手段を機能させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
11. 前記制御部は、前記異物除去手段を機能させているとき、前記ポンプを作動させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

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