JP2018035770A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプからのパージガスの流量のばらつきを適切に把握することができる技術を提供する。【解決手段】蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路に配置されており、パージ経路を閉塞する閉塞状態とパージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを、パージ経路を介して吸気経路に送出するポンプと、制御部と、を「備える。制御部は、制御弁が開通状態であり、ポンプによってパージガスが吸気経路に送出されている間の内燃機関の空燃比を用いて、ポンプから吸気経路に送出されているパージガスの流量の基準流量からのばらつきを示す流量学習値α（Ｓ２６）を特定する。【選択図】 図２

Description

本明細書は、車両に搭載される蒸発燃料処理装置に関する。

特許文献１に、蒸発燃料処理装置が開示されている。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で蒸発した燃料を貯留するキャニスタと、キャニスタと吸気経路とを連通するパージ経路に配置される制御弁と、パージ経路に配置されるポンプと、を備える。蒸発燃料処理装置は、ポンプを駆動して、キャニスタ内の蒸発燃料と空気との混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）を、パージ経路を介して吸気経路に送出する。

蒸発燃料処理装置は、空燃比がリッチである場合に、ポンプからの流量を抑制又は停止し、空燃比がリーンである場合に、ポンプからの流量を増大して、内燃機関に供給される燃料量を制御する。

特開２００２−２１３３０６号公報

ポンプによるパージガスの流量が変動すると、空燃比が変動する。このため、ポンプからのパージガスの流量を適切に把握することが求められる。ポンプからのパージガスの流量は、ポンプの個体差や経年変化等によってばらつくことがある。本明細書では、ポンプからのパージガスの流量のばらつきを適切に把握することができる技術を提供する。

本明細書で開示される技術は、車両に搭載される蒸発燃料処理装置に関する。蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、前記キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを、前記パージ経路を介して前記吸気経路に送出するポンプと、前記制御弁が前記開通状態であり、前記ポンプによって前記パージガスが前記吸気経路に送出されている間の前記内燃機関の空燃比を用いて、前記ポンプから前記吸気経路に送出されている前記パージガスの流量の基準流量からのばらつきを示す指標を特定する特定部と、を備える。

ポンプによってパージガスが吸気経路に送出されている状況では、ポンプによるパージガスの流量にばらつきが生じると、パージガスの流量が基準流量からずれる。この結果、内燃機関に供給される燃料量が想定された燃料量と相違する。このため、基準流量に基づいて内燃機関に供給される燃料量を制御すると、空燃比がすれる可能性がある。上記の構成では、ポンプによってパージガスが吸気経路に送出されている間の内燃機関の空燃比のずれを用いて、ポンプの流量のばらつきを示す指標を特定する。この構成によれば、流量のばらつきを把握するために、専用の検出装置（例えば圧力センサ）を設けずに、空燃比を検出する装置（例えば空燃比センサ）を用いて、ポンプの流量のばらつきを示す指標を特定することができる。これにより、ポンプからのパージガスの流量のばらつきを適切に把握することができる

前記制御弁の開度によって、前記ポンプによって送出される前記パージガスの流量が調整可能であってもよい。蒸発燃料処理装置は、前記指標と、前記吸気経路の圧力と、を用いて、前記制御弁が全開であり、前記ポンプによって前記パージガスが前記吸気経路に送出されている間の前記ポンプによって送出される前記パージガスの流量を推定する推定部を、さらに備えていてもよい。この構成によると、流量のばらつきを考慮して、ポンプからのパージガスの流量を推定することができる。このとき、制御弁が全開である場合のポンプからのパージガスの流量を推定することによって、制御弁の開度を特定することによって、ポンプから吸気経路に供給されるパージガスの流量を特定することができる。

蒸発燃料処理装置は、前記指標を用いて、前記ポンプが正常に動作していないことを判定する判定部を、さらに備えていてもよい。ポンプからのパージガスの流量が基準流量から大きく外れている場合、指標が通常の範囲から外れてしまう。このため、指標を用いて、ポンプが正常に動作していないと判定することができる。

前記特定部は、前記パージガス内の蒸発燃料の濃度が安定しており、前記吸気経路の圧力が基準値よりも低い状態から前記基準値よりも高い状態に移行されるタイミングで、前記指標を特定してもよい。パージガス内の蒸発燃料のパージ濃度が安定すると、安定したパージ濃度に合わせて、空燃比が予め決められた空燃比（例えば理想空燃比）となるように、内燃機関に供給される燃料量が調整される。吸気経路の圧力が低い状態から高い状態に移行すると、吸気経路の圧力とパージ経路の圧力との差に起因してパージ経路から吸気経路に送出されるパージガスの流量が減少する。このため、パージ経路から吸気経路に供給されるパージガスの総流量のうち、ポンプの駆動に起因してパージ経路から吸気経路に送出されるパージガスの流量の割合が大きくなる。これにより、主に、ポンプからのパージガスの流量のばらつきに起因して、内燃機関に供給される蒸発燃料量が変化し、空燃比がリッチ側又はリーン側に変動する。特定部は、ポンプからのパージガスの流量のばらつきが顕著になる状況において、空燃比が内燃機関に供給される燃料量の制御によって調整される前の空燃比のずれを利用して、指標を特定することができる。

前記特定部は、前記パージガス内の前記蒸発燃料の濃度が所定値よりも高い場合に、前記指標を特定してもよい。パージ濃度が低い場合、ポンプからのパージガスの流量が変動しても、空燃比の変動が小さい。パージ濃度が比較的に高い状況で指標を特定することによって、ポンプからのパージガスの流量の変動によって空燃比の変動が大きくなる状況下で、指標を特定することができる。

前記車両は、前記空燃比を用いて前記パージガス内の前記蒸発燃料の濃度を補正する濃度補正部を備えていてもよい。前記特定部は、前記指標を特定すべき際に、前記濃度補正部が前記濃度を補正することを禁止してもよい。この構成によると、パージ濃度が補正され、補正後のパージ濃度に基づいて、内燃機関に供給される燃料量が調整されることによって、空燃比のずれが変動することを抑制することができる。

自動車の燃料供給システムの概略を示す。 ポンプ判定処理のフローチャートを示す。 吸気経路の圧力に対する基準流量と指標に基づいて補正された補正流量とを示す。 吸気経路の圧力に対する基準流量との差を示すデータマップとを示す。 ポンプ判定処理における車両の各部のタイムチャートを示す。 濃度推定処理のフローチャートを示す。 変形例の吸気経路の圧力に対する基準流量と補正流量とを示す。

図１を参照し、蒸発燃料処理装置２０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、車両に搭載され、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給経路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するための蒸発燃料経路２２を備えている。

メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給経路１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ１００から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から供給経路１２に供給される。供給経路１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４に接続されている。供給経路１２に供給された燃料は、供給経路１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵ１００によって開度がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、供給経路１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気経路３４に供給される。

吸気経路３４は、エアクリーナ３０に接続されている。エアクリーナ３０は、吸気経路３４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。エンジン２とエアクリーナ３０との間には、吸気経路３４内に、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２が開くと、図１の矢印に示すように、エアクリーナ３０からエンジン２に向けて吸気が行われる。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２の開度を調整することによって、吸気経路３４の開口面積を変動させて、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３２は、インジェクタ４より上流側（エアクリーナ３０側）に設けられている。

メイン供給経路１０に並んで、蒸発燃料経路２２が配置されている。蒸発燃料経路２２は、燃料タンク１４で発生した蒸発燃料が、燃料タンク１４からキャニスタ１９を経て吸気経路３４に移動するときに通過する経路である。なお、後述するように、蒸発燃料は、キャニスタ１９で空気と混合する。キャニスタ１９で混合された蒸発燃料と空気との混合気体を、パージガスと呼ぶ。蒸発燃料経路２２には、蒸発燃料処理装置２０が設けられている。蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、制御弁２６と、ポンプ４８と、ＥＣＵ１００内の制御部１０２を備える。

燃料タンク１４とキャニスタ１９は、タンク経路１８によって接続されている。キャニスタ１９は、パージ経路２３を介して、ポンプ４８に接続されている。ポンプ４８は、パージ経路２４を介して、制御弁２６に接続されている。制御弁２６は、連通経路２８を介して、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２３，２４は、制御弁２６及び連通経路２８を介して、インジェクタ４とスロットルバルブ３２の間で、吸気経路３４に接続されている。連通経路２８が接続される吸気経路３４の位置には、インテークマニホールドＩＭが配置されている。

連通経路２８とパージ経路２４との間には、制御弁２６が配置されている。制御弁２６は、制御部１０２によって制御される電磁弁であり、開弁された開通状態と閉弁された閉塞状態の切替えが制御部１０２によって制御される弁である。制御部１０２は、制御弁２６の開通状態と閉塞状態とを、空燃比等によって決定されるデューティ比に従って連続的に切り替えるデューティ制御を実行する。開通状態では、パージ経路２４が開通して、キャニスタ１９と吸気経路３４とが連通される。閉塞状態では、パージ経路２４が閉塞して、キャニスタ１９と吸気経路３４とがパージ経路２４上で遮断される。デューティ比は、互いに連続する１組の開通状態と閉塞状態との組合せの期間のうち、開通状態の期間の割合を表す。制御弁２６は、デューティ比を調整（即ち開通状態と閉側状態の切替えタイミングを調整）することにより、蒸発燃料を含む気体（即ちパージガス）の流量を調整する。デューティ比が、制御弁２６の「開度」の一例である。

なお、制御弁２６は、開度（言い換えるとパージガスの流路面積）が調整可能なステッピングモータ式制御弁であってもよい。

パージ経路２４とパージ経路２３との間には、ポンプ４８が配置されている。ポンプ４８は、いわゆる渦流ポンプ（カスケードポンプ、ウエスコポンプとも呼ぶ）あるいは遠心式ポンプである。ポンプ４８は、制御部１０２によって制御される。ポンプ４８が駆動すると、キャニスタ１９からパージガスがパージ経路２３を介して、ポンプ４８に吸入される。ポンプ４８に吸入されたパージガスは、ポンプ４８内で昇圧されて、パージ経路２４に送出される。パージ経路２４に送出されたパージガスは、パージ経路２４、制御弁２６及び連通経路２８を通過して、吸気経路３４に供給される。

ポンプ４８には、パージ経路２３を介して、キャニスタ１９が接続されている。キャニスタ１９は、大気ポート１９ａと、パージポート１９ｂと、タンクポート１９ｃと、を備えている。大気ポート１９ａは、大気経路１７とエアフィルタ４２とを介して、大気に連通する。大気は、エアフィルタを通過した後、大気経路１７を介して大気ポート１９ａからキャニスタ１９内に流入する場合がある。このとき、エアフィルタ４２によって、大気中の異物がキャニスタ１９内に侵入することを防止する。

パージポート１９ｂは、パージ経路２３に接続されている。タンクポート１９ｃは、タンク経路１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。

キャニスタ１９内には、活性炭（図示省略）が収容されている。活性炭は、燃料タンク１４からタンク経路１８、タンクポート１９ｃを通じてキャニスタ１９の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート１９ａ及び大気経路１７を通過して大気に放出される。キャニスタ１９は、燃料タンク１４内の蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。活性炭で吸着された蒸発燃料は、パージポート１９ｂよりパージ経路２３に供給される。

制御部１０２は、ポンプ４８及び制御弁２６に接続されている。制御部１０２は、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。制御部１０２は、ポンプ４８、制御弁２６を制御する。

次いで、蒸発燃料処理装置２０の動作について説明する。エンジン２が駆動中であってパージ条件が成立すると、制御部１０２は、制御弁２６をデューティ制御することによって、パージガスをエンジン２に供給するパージ処理を実行する。パージ処理が実行されると、図１の矢印に示す方向にパージガスが供給される。パージ条件とは、パージガスをエンジン２に供給するパージ処理を実行すべき場合に成立する条件であり、エンジン２の冷却水温やパージガスの蒸発燃料濃度（以下「パージ濃度」と呼ぶ）によって、予め製造者によって制御部１０２に設定される条件である。制御部１０２は、エンジン２の駆動中に、パージ条件が成立するか否かを常時監視している。制御部１０２は、パージガスの濃度及び吸気経路３４に配置されるエアフロメータ３９に基づいて、制御弁２６のデューティ比を制御する。なお、エアフロメータ３９は、吸気経路３４を通過してエンジン２に供給される空気量を測定する。これにより、キャニスタ１９に吸着されていたパージガスが、エンジン２に導入される。

制御部１０２は、パージ処理を実行する場合、ポンプ４８を駆動して、パージガスを吸気経路３４に供給する。この結果、吸気経路３４の負圧が小さい場合でも、パージガスを供給することができる。なお、制御部１０２は、パージ処理中に、パージガスの供給状況に応じて、ポンプ４８の駆動と停止を切り替えてもよい。

なお、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２を制御する。また、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４による噴射燃料量も制御する。具体的には、インジェクタ４の開弁時間を制御することによって、噴射燃料量を制御する。エンジン２が駆動されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４からエンジン２に噴射される単位時間当たりの燃料噴射時間（即ちインジェクタ４の開弁時間）を算出する。燃料噴射時間は、空燃比を目標空燃比（例えば理想空燃比）に維持するために、実験によって予め特定された基準噴射時間を補正する。なお、空燃比センサ３６は、エンジン２の排気経路３８内に配置されている。また、ＥＣＵ１００は、パージガスの流量とパージ濃度に基づいて、噴射燃料量を補正する。

ＥＣＵ１００は、空燃比センサ３６によって検出される空燃比を用いて、パージ濃度を推定する濃度推定処理を実行する。濃度推定処理は、パージ処理が実行されている間、繰り返し実行される。図６に示すように、濃度推定処理では、まず、Ｓ５２において、ＥＣＵ１００は、検出済みの空燃比が予め決められた基準空燃比（例えば理論空燃比（＝１４．７））からどれだけずれているかを示すズレ係数を算出する。具体的には、制御部１０２は、検出済みの空燃比から基準空燃比を減算し、基準空燃比で除算して１００を乗算することによって、ズレ係数を算出する。

エンジン２に供給される気体中の燃料の比率が高いほど、空燃比は小さくなる。空燃比が基準空燃比よりもリッチである場合、燃料の比率が高く、検出済みの空燃比は基準空燃比よりも小さい。このため、ズレ係数は負の値になる。一方、空燃比が基準空燃比よりもリーンである場合、燃料の比率が低く、検出済みの空燃比は基準空燃比よりも大きい。このため、ズレ係数は正の値になる。

次いで、Ｓ５４では、ＥＣＵ１００は、ズレ係数が所定範囲内であるか否かを判断する。所定範囲は、パージ濃度が前回の濃度推定処理から変動していないことを示す範囲、即ち、空燃比センサ３６の検出誤差と見なせる範囲であり、例えば±５％である。ズレ係数が所定範囲内である場合（Ｓ５４でＹＥＳ）、Ｓ５６において、ＥＣＵ１００は、濃度変化量ΔＤ＝０と決定して、Ｓ６０に進む。一方、ズレ係数が所定範囲外である場合（Ｓ５４でＮＯ）、Ｓ５８において、ＥＣＵ１００は、濃度変化量ΔＤ＝−ズレ係数／パージガス率を計算して、Ｓ６０に進む。パージガス率は、エンジン２に吸入される吸入気体の総量うちのパージガスの割合を表す。吸入気体は、エアクリーナ３０及び吸気経路３４を介して吸入される空気と、パージ処理において蒸発燃料処理装置２０から供給されるパージガスと、を含む。吸気経路３４を介して吸入される空気量は、エアクリーナ３０近傍に配置されているエアフロメータ３９によって検出される。パージガスの流量は、後述する手法によって特定される。ＥＣＵ１００は、パージガス率＝パージガスの流量／（空気量＋パージガスの流量）×１００によって、パージガス率を算出する。

Ｓ６０では、ＥＣＵ１００は、前回のＳ６０で推定済みのパージ濃度にＳ５６又はＳ５８で特定済みの濃度変化量ΔＤを加算することによって、パージ濃度を推定する。なお、前回のＳ６０で推定済みのパージ濃度が無い場合、前回のＳ６０で推定済みのパージ濃度を０として判断する。なお、Ｓ６０で負の値が算出された場合、パージ濃度を０％と推定する。なお、推定済みのパージ濃度は、イグニションスイッチがオンの間、ＥＣＵ１００に格納され、濃度推定処理によって更新される。イグニションスイッチがオンからオフに切り替えられると、ＥＣＵ１００は、推定済みのパージ濃度を消去する。

なお、変形例では、ＥＣＵ１００は、予め実験によって特定され、ＥＣＵ１００に格納されているパージ濃度とパージガスの流量の積算量との関係を示す濃度―流量データマップを用いて、パージ濃度を特定してもよい。また、ＥＣＵ１００は、空燃比のずれに応じて、濃度―流量データマップを補正してもよい。

パージガスの流量は、制御部１０２によって特定される。具体的には、図３に示すように、制御部１０２には、パージ処理の際に、制御弁２６が全開状態（即ちデューティ比＝１．０）であって、ポンプ４８が所定の回転数Ｘ１（例えば１２０００ｒｐｍ）で駆動している場合に、ポンプ４８から送出されるパージガスの流量と吸気経路３４（即ちインテークマニホールドＩＭ）の圧力との関係を示す基準流量特性データ１１０（以下、単に「データ１１０」と呼ぶ）が格納されている。データ１１０は、予め実験によって特定され、制御部１０２に格納されている。

制御部１０２は、インテークマニホールドＩＭの圧力、ポンプ４８の回転数Ｘ２及びデューティ比Ｙを用いて、データ１１０からパージガスの流量を算出する。具体的には、制御弁２６のデータ１１０から、インテークマニホールドＩＭの圧力に対応する流量Ｚを特定する。次いで、特定済みの流量Ｚに、ポンプ４８の回転数の比Ｘ２／Ｘ１及び制御弁２６のデューティ比Ｙを乗算することによって、パージガスの流量を算出する。

データ１１０は、製造された多数のポンプの中から１個以上のポンプを抽出し、抽出したポンプを用いて行った実験によって特定される。多数のポンプには、製造誤差等によって個体差によるばらつきが存在する。また、ポンプ４８の経年変化によるばらつきも発生し得る。この結果、ポンプ４８のパージガスの流量とインテークマニホールドＩＭの圧力との関係が、データ１１０で示されるパージガスの流量とインテークマニホールドＩＭの圧力との関係からずれる可能性がある。

制御部１０２は、ポンプ４８の固有のパージガスの流量とインテークマニホールドＩＭの圧力との関係を特定するとともに、ポンプ４８が正常に動作していないことを判定するポンプ判定処理を実行する。ポンプ判定処理は、車両が始動される（例えばイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられる）と開始され、定期的（例えば６５ｍｓ毎）に実行される。なお、車両が始動されると、後述する学習完了フラグ、学習開始フラグ、開始条件フラグ、実行条件フラグ及び濃度推定処理禁止フラグをオフにセットする。また、開始条件タイマのカウントを開始する。なお、変形例では、ポンプ判定処理は、不定期に実行されてもよい。

図２に示すように、ポンプ判定処理では、まず、Ｓ１２において、制御部１０２は、学習完了フラグがオフであるか否かを判断する。学習完了フラグは、ポンプ判定処理において、流量学習値αが特定されるとオフからオンに切り替えられる（Ｓ２８参照）フラグである。学習完了フラグがオンである場合（Ｓ１２でＮＯ）、ポンプ判定処理を終了する。学習完了フラグは、一旦オンにセットされると、車両が始動されてオフにセットされるまで、オンで維持される。このため、車両が始動された後、一度、流量学習値αが特定され、学習完了フラグがオンにセットされると、車両が停止され（例えばイグニションスイッチがオンからオフに切り替えられ）、再度始動されるまで、流量学習値αは新たに特定されない。

学習完了フラグがオフである場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ１４において、制御部１０２は、学習開始条件が成立しているか否かを判断する。制御部１０２は、以下の条件（I）〜（IV）の４つの条件の全てが第１期間（例えば２秒間）継続して達成されている場合に、学習開始条件が成立したと判断する。４つの条件は、（I）インテークマニホールドＩＭ（即ち、吸気経路３４において蒸発燃料処理装置２０が接続されている位置）の圧力が基準値（例えば８０ｋＰａ）未満である、（II）パージ処理が実行されている、（III）パージ濃度が所定値以上（例えば１０％）である、及び（IV）パージ濃度が安定している、を含む。

条件（I）について、制御部１０２は、インテークマニホールドＩＭに設置されている圧力センサ３５を用いて、インテークマニホールドＩＭの圧力を取得する。条件（II）について、制御部１０２は、ＥＣＵ１００が制御弁２６のデューティ制御を実行している場合に、パージ処理を実行していると判断し、デューティ制御を実行していない場合に、パージ処理を実行していないと判断する。条件（III）について、制御部１０２は、図２に示す濃度推定処理によって推定済みのパージ濃度を用いて判断する。条件（IV）について、制御部１０２は、濃度推定処理によって推定済みのパージ濃度が変化していない場合（即ち図６のＳ５６でΔＤ＝０である場合）に、パージ濃度が安定していると判断する。

制御部１０２は、条件（I）〜（IV）の４つの条件の全てが達成されると、開始条件フラグをオフからオンに切り替えて、開始条件タイマをリセットして、カウントを再開する。制御部１０２は、条件（I）〜（IV）の４つの条件のいずれかの条件が達成しなくなると、開始条件フラグをオンからオフに切り替え、開始条件タイマをリセットして、カウントを再開する。

学習開始条件が成立している状況（即ち、条件（I）〜（IV）の４つの条件の全てが第１期間に亘って継続して達成されている状況）では、パージガスの流量が比較的に多い状況において、エンジン２に供給される燃料量（即ちインジェクタ４からの噴射燃料とパージ処理における蒸発燃料の合計量）が安定している状況である。

学習開始条件が成立している場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、Ｓ１６において、制御部１０２は、学習開始フラグをオフからオンに切り替えて、ポンプ判定処理を終了する。なお、既に、学習開始フラグがオンである場合には、Ｓ１６では、学習開始フラグがオンに維持されて、ポンプ判定処理を終了する。

一方、学習開始条件が成立していない場合（Ｓ１４でＮＯ）、Ｓ１８において、制御部１０２は、学習開始条件の４つの条件のうちのいずれかの条件（I）〜（IV）が達成されていない状態で、第２期間（例えば３秒間）が経過したか否かを判断する。具体的には、制御部１０２は、開始条件フラグがオフであって、かつ、開始条件タイマのカウント値が第２期間以上であるか否かを判断する。なお、Ｓ１８では、Ｓ１４において、学習開始条件が成立しておらず、開始条件フラグがオフであるため、開始条件タイマのカウント値が第２期間以上であるか否かを判断する。開始条件タイマのカウント値が第２期間以上である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、Ｓ１９において、制御部１０２は、学習開始フラグをオンからオフに切り替えて、Ｓ２０に進む。なお、制御部１０２は、学習開始フラグが既にオフである場合、Ｓ１９では、学習開始フラグがオフで維持される。

一方、開始条件タイマのカウント値が第２期間未満である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、Ｓ１９をスキップして、Ｓ２０に進む。Ｓ２０では、制御部１０２は、実行条件が成立しているか否かを判断する。制御部１０２は、以下の条件（i）〜（iv）の４つの条件の全てが第３期間（例えば１秒間）継続して達成されている場合に、実行条件が成立したと判断する。４つの条件は、（i）学習開始フラグがオンである、（ii）インテークマニホールドＩＭの圧力が基準値（例えば８０ｋＰａ）以上である、（iii）パージ処理が実行されている、（iv）学習完了フラグがオフである、を含む。

条件（i）について、制御部１０２は、制御部１０２内の学習開始フラグがオンであるか否かを判断する。条件（ii）について、制御部１０２は、条件（I）と同様に、圧力センサ３５を用いて、インテークマニホールドＩＭの圧力を取得する。条件（iii）について、制御部１０２は、条件（II）と同様に、ＥＣＵ１００が制御弁２６のデューティ制御を実行している場合に、パージ処理を実行していると判断する。条件（iv）について、制御部１０２は、制御部１０２内の学習完了フラグがオフであるか否かを判断する。

制御部１０２は、条件（i）〜（iv）の４つの条件の全てが達成されると、実行条件フラグをオフからオンに切り替え、実行条件タイマのカウントを開始する。制御部１０２は、条件（i）〜（iv）の４つの条件のいずれかの条件が達成しなくなると、実行条件フラグをオンからオフに切り替え、タイマをリセットして、カウントを停止する。

実行条件が成立している場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、Ｓ２２において、制御部１０２は、濃度推定処理禁止フラグをオフからオンに切り替える。濃度推定処理禁止フラグがオンである場合、ＥＣＵ１００は、濃度推定処理を実行しない。次いで、Ｓ２４では、制御部１０２は、流量学習値α（「指標」の一例）を特定する。具体的には、制御部１０２は、濃度推定処理のＳ５２と同様に、ズレ係数を算出する。次いで、制御部１０２は、流量学習値α＝１−ズレ係数／１００によって、流量学習値αを特定する。例えば、ズレ係数が−２０（即ち空燃比がリッチ）である場合、流量学習値α＝１．２となる。

次いで、Ｓ２６では、制御部１０２は、全開時流量特性を算出する。具体的には、制御部１０２は、図３に示すデータ１１０に加えて、図４に示すインテークマニホールドＩＭの圧力に対する基準流量との差を示す圧力―流量差データマップを予め格納している。圧力―流量差データマップは、実験によって特定され、予め格納されている。実験では、まず、流量学習値α＝１．０であるポンプを用いて、制御弁２６が全開状態（即ちデューティ比＝１．０）であって、ポンプが所定の回転数Ｘ１（例えば１２０００ｒｐｍ）で駆動している場合に、インテークマニホールドＩＭの圧力の変化に対するポンプからのパージガスの流量である基準流量を特定する。これにより、データ１１０が特定される。

次いで、流量学習値αが１．０と異なる複数のポンプを用いて、制御弁２６が全開状態であって、ポンプが所定の回転数Ｘ１で駆動している場合に、インテークマニホールドＩＭの圧力の変化に対するポンプからのパージガスの流量である流量を特定する。次いで、同一のインテークマニホールドＩＭの圧力に対応する特定済の流量と基準流量との差を算出することによって作成される。図４では、流量学習値αが、０．８、０．９、１．１、１．２の場合の流量差を表すデータ１０３，１０４，１０６，１０８が示されている。しかしながら、データ数は、流量学習値αの取り得る範囲に応じて、適宜設定され得る。なお、実際には、データ１０３，１０４，１０６，１０８は、それぞれ、インテークマニホールドＩＭの圧力と流量差との数値の組み合わせで表されている。

制御部１０２は、Ｓ２４で特定済みの流量学習値αに対応するデータ（例えばデータ１０３）を、圧力―流量差データマップから特定する。次いで、制御部１０２は、圧力―流量差データマップから特定済みのデータを用いて、基準流量を表すデータ１１０を補正することによって、全開時流量特性を算出する。例えば、流量学習値α＝１．２であり、圧力―流量差データマップからデータ１０３が特定される場合、制御部１０２は、同一のインテークマニホールドＩＭの圧力におけるデータ１１０の基準流量にデータ１０３の流量差（正の値）を加算することによって、データ１１０を補正する。この結果、図３に示す全開時流量特性データ１１２が算出される。一方、例えば、流量学習値α＝０．８であり、圧力―流量差データマップからデータ１０８が特定される場合、制御部１０２は、同一のインテークマニホールドＩＭの圧力におけるデータ１１０の基準流量にデータ１０８の流量差（負の値）を加算することによって、データ１１０を補正する。この結果、図３に示す全開時流量特性データ１１４が算出される。

全開時流量特性は、制御弁２６が全開状態（即ちデューティ比＝１．０）であって、ポンプが所定の回転数Ｘ１で駆動している場合のポンプ４８から送出されるパージガスの流量である。全開時流量特性が特定されると、制御部１０２は、インテークマニホールドＩＭの圧力、ポンプ４８の回転数Ｘ２及び制御弁２６のデューティ比Ｙを用いて、全開時流量特性からパージガスの流量を算出する。具体的には、全開時流量特性から、インテークマニホールドＩＭの圧力に対応する流量Ｚを特定する。次いで、特定済みの流量Ｚに、ポンプ４８の回転数の比Ｘ２／Ｘ１及び制御弁２６のデューティ比Ｙを乗算することによって、パージガスの流量を算出する。

次いで、Ｓ２８では、制御部１０２は、学習完了フラグをオフからオンに切り替える。次いで、Ｓ３０において、流量学習値αが正常下限値以上であり、かつ、正常上限値未満であるか否かを判断する。流量学習値αが正常下限値以上であり、かつ、正常上限値未満の範囲から外れている場合、ポンプ４８から送出されるパージガスの流量が、正常の範囲から外れており、ポンプ４８が正常に動作していない可能性が高い。流量学習値αが正常下限値未満であるか、正常上限値以上である場合（Ｓ３０でＮＯ）、Ｓ３２において、制御部１０２は、ポンプ４８が正常に動作していないことを判定して、判定結果を示す信号を、車両の表示装置に送信して、ポンプ判定処理を終了する。表示処理は、制御部１０２から信号を受信すると、ポンプ４８が正常に動作していないことを示す情報を表示する。これにより、運転者は、ポンプ４８が正常に動作していないことを知ることができる。

一方、流量学習値αが正常下限値以上であり、かつ、正常上限値未満である場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、Ｓ３２をスキップして、ポンプ判定処理を終了する。

図５は、ポンプ判定処理におけるインテークマニホールドの圧力と、パージ処理の実行の有無、ズレ係数、パージ濃度、学習開始フラグ、学習終了フラグ、流量学習値α及び全開時流量特性のそれぞれの時間経過による変化を示す。

時間ｔ０において、車両が始動されると、ポンプ判定処理が定期的に実行される。ポンプ判定処理とは別に、濃度推定処理も定期的に実行される。時間ｔ０から時間ｔ１までの期間は、学習開始条件が不成立（即ち条件（IV）においてパージ濃度が安定していない）であり、ポンプ判定処理では、繰り返し、Ｓ１２でＹＥＳ、Ｓ１４でＮＯ、Ｓ１８でＹＥＳ又はＮＯ及びＳ２０でＮＯと判断される。この期間では、ポンプ４８の全開時流量は、前回にイグニションスイッチがオンからオフに切り替えられた時点で、制御部１０２に格納されている流量学習値α（即ち、最後に実行されたポンプ判定処理で特定された流量学習値α）を用いて決定される。また、この期間では、学習完了フラグ、学習開始フラグ、開始条件フラグ、実行条件フラグ及び濃度推定処理禁止フラグはオフであり、開始条件タイマはカウントされており、実行条件タイマは停止されている。

車両が始動されてからしばらくの期間は、パージ濃度が安定しない。この期間では、パージ濃度によって空燃比が大きく変動することから、空燃比の変動を用いて、ポンプ４８からのパージガスの流量の基準流量からのばらつきを特定し難い。時間ｔ１では、条件（I）〜（IV）が達成され、開始条件フラグがオフからオンに切り替えられ、開始条件タイマのカウントがリセットされて再開される。時間ｔ２では、開始条件フラグがオンに維持された状態で、開始条件タイマのカウントが第１期間を経過し、学習開始条件が成立する（Ｓ１４でＹＥＳ）。これにより、学習開始フラグがオフからオンに切り替えられる（Ｓ１６）。

時間ｔ２から時間ｔ３までの間は、学習開始条件が成立した状態であり、ポンプ判定処理では、Ｓ１２でＹＥＳ、Ｓ１４でＹＥＳ、Ｓ１６の処理が繰り返し実行される。

時間ｔ３では、インテークマニホールドＩＭの圧力が基準値を超えている（Ｓ１４でＮＯ）。時間ｔ３では、条件（I）インテークマニホールドＩＭの圧力が基準値未満であることが未達成である期間が、第２期間未満である（Ｓ１８でＮＯ）ため、実行条件が成立したが否かが判断される（Ｓ２０）。時間ｔ３では、条件（i）〜（iv）が達成され、実行条件フラグをオフからオンに切り替えられ、実行条件タイマのカウントが開始される。時間ｔ３以降は、ポンプ判定処理では、繰り返し、Ｓ１２でＹＥＳ、Ｓ１４でＮＯ、Ｓ１８でＹＥＳ又はＮＯ及びＳ２０でＮＯと判断される。

時間ｔ４では、実行条件フラグがオンに維持された状態で、実行条件タイマのカウントが第３期間を経過し、実行条件が成立する（Ｓ２０でＹＥＳ）。これにより、流量学習値αが特定され（Ｓ２４）、学習完了フラグがオフからオンに切り替えられる（Ｓ２８）。なお、実行条件が成立してから、流量学習値αが特定され、学習完了フラグがオフからオンに切り替えられるまでには、若干の時間が経過しているが、図５では、全て時間ｔ４と示されている。時間ｔ４以降では、全開時流量が、Ｓ２６で算出された全開時流量特性を用いて算出される。このため、基準流量を用いた全開時流量特性Ｖ１が、全開時流量特性Ｖ２に補正される。

なお、時間ｔ４が、インテークマニホールドＩＭ（即ち吸気経路３４）の圧力が基準値よりも低い状態から高い状態に移行されるタイミングの一例である。この構成では、パージ濃度が安定すると、安定したパージ濃度に合わせて、空燃比が予め決められた基準空燃比となるように、エンジン２に供給される燃料量が調整される。インテークマニホールドＩＭの圧力が低い状態から高い状態に移行すると、インテークマニホールドＩＭの圧力とパージ経路２４の圧力との差に起因してパージ経路２４から送出されるパージガスの流量が減少する。このため、パージ経路２４からインテークマニホールドＩＭに供給されるパージガスの総流量のうち、ポンプ４８の駆動に起因してパージ経路２４からインテークマニホールドＩＭに送出されるパージガスの流量の割合が大きくなる。このため、ポンプ４８からのパージガスの流量のばらつきに主に起因して、エンジン２に供給される蒸発燃料量が変化し、空燃比がリッチ側又はリーン側に変動する。蒸発燃料処理装置２０は、インテークマニホールドＩＭ（即ち吸気経路３４）の圧力が基準値よりも低い状態から高い状態に移行されるタイミングで流量学習値αを特定することによって、空燃比がエンジン２に供給される燃料量の制御によって調整される前の空燃比のずれを利用して特定することができる。また、インテークマニホールドＩＭの圧力が高い方が、ポンプ４８からパージガスの流量のばらつきが顕著になる。このことから、インテークマニホールドＩＭの圧力が高い状態で流量学習値αを特定することによって、ばらつきが顕著に表れている状況下で、流量学習値αを特定することができる。

ポンプ４８によってパージガスが吸気経路に送出されている状況では、ポンプ４８によるパージガスの流量にばらつきが生じると、パージガスの流量が基準流量からずれる。この結果、エンジン２に供給される燃料量が想定された燃料量と相違する。このため、基準流量に基づいてエンジン２に供給される燃料量を制御する（即ちインジェクタ４からの燃料量）と、空燃比がすれる可能性がある。蒸発燃料処理装置２０では、ポンプ４８によってパージガスが吸気経路３４に送出されている間のエンジン２の空燃比のずれを用いて、ポンプ４８の流量のばらつきを示す流量学習値αを特定する。この構成によれば、流量のばらつきを把握するために、専用の検出装置（例えば圧力センサ）を設けずに、空燃比センサを用いて、ポンプ４８の流量のばらつきを特定することができる。これにより、ポンプ４８からのパージガスの流量のばらつきを適切に把握することができる。

また、流量学習値αを用いて、全開時流量特性を特定することによって、ポンプ４８からのパージガスの流量を推定することができる。

さらに、蒸発燃料処理装置２０は、流量学習値αを用いて、ポンプ４８が正常に動作していないと判定することができる。

蒸発燃料処理装置２０では、パージ濃度が比較的に高い状況で流量学習値αを特定する。これにより、ポンプ４８からのパージガスの流量の変動によって空燃比の変動が大きくなる状況下で、流量学習値αを特定することができる。

蒸発燃料処理装置２０では、流量学習値αを特定する際に、濃度推定処理を禁止する。この構成によると、パージ濃度が補正され、補正後のパージ濃度に基づいて、エンジン２に供給される燃料量が調整されることによって、空燃比のずれが変動することを抑制することができる。なお、実行条件が成立する（Ｓ２０でＹＥＳ）タイミングが「指標を特定すべき際」の一例である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（１）上記の実施例では、全開時流量特性を算出する際に、図４に示す圧力―流量差データマップを用いて、基準流量からの圧力差を表すデータを特定する（Ｓ２６参照）。しかしながら、制御部１０２は、圧力―流量差データマップを格納しておらず、制御部１０２は、基準流量からの圧力差を表すデータを特定しなくてもよい。例えば、図７に示すように、制御部１０２は、吸気経路の圧力に対する制御弁２６の全開時のパージガスの流量を示す圧力―流量データマップを予め格納していてもよい。そして、ポンプ判定処理のＳ２６では、流量特性データ２１０，２１２，２１４，２１６，２１８の中から、Ｓ２４で特定済みの流量学習値αに対応する流量特性データを特定してもよい。

（２）上記の実施例のポンプ判定処理において、制御部１０２は、Ｓ２６〜Ｓ３２の処理を実行しなくてもよい。例えば、ポンプ判定処理において、制御部１０２は、流量学習値αを特定し（Ｓ２４）、ポンプ判定処理を終了してもよい。この場合、制御部１０２以外のデバイス（例えばＥＣＵ１００）が、流量を推定してもよい。あるいは、制御部１０２は、Ｓ３０〜Ｓ３２の処理を実行しなくてもよい。制御部１０２は、流量学習値αを特定し（Ｓ２８）、ポンプ判定処理を終了してもよい。また、あるいは、制御部１０２は、流量学習値αを特定し（Ｓ２４）、Ｓ２６を実行せずに、Ｓ２８〜Ｓ３２を実行して、ポンプ判定処理を終了してもよい。

（３）上記の実施例のポンプ判定処理において、制御部１０２は、Ｓ２２の処理、即ち、パージ濃度推定処理の禁止を実行しなくてもよい。

（４）ポンプ判定処理の処理順序は、図２に示す順序に限られない。例えば、Ｓ２６の後に、Ｓ３０，Ｓ３２の処理を実行し、次いで、Ｓ２８を実行してもよい。また、あるいは、Ｓ２２の処理を、Ｓ２０の実行条件フラグがオンであって、実行条件タイマのカウントが、第３期間を超える前に、Ｓ２２の処理を実行してもよい。この場合、時間ｔ３〜ｔ４の間のタイミングが、「指標を特定すべき際」の一例である。

（５）上記の実施例のポンプ判定処理では、学習開始条件として、条件（I）〜（IV）の４つの条件が全て達成されていることを含んでいる。しかしながら、学習開始条件として、条件（I）〜（IV）の少なくとも１つの条件は、達成されていなくてもよい。例えば、条件（I）〜（III）の３つの条件が継続して第１期間に亘って達成されている場合に、学習開始条件が成立している（Ｓ１４でＹＥＳ）と判断してもよい。

（６）上記の実施例のポンプ判定処理では、実行条件として、条件（i）〜（iv）の４つの条件が全て達成されていることを含んでいる。しかしながら、実行条件として、条件（i）〜（iv）の少なくとも１つの条件は、達成されていなくてもよい。例えば、条件（i）、（iii）、（iv）の３つの条件が継続して第３期間に亘って達成されている場合に、実行条件が成立している（Ｓ１４でＹＥＳ）と判断してもよい。

（７）インテークマニホールドＩＭ（即ち吸気経路３４）の圧力が基準値よりも低い状態から高い状態に移行されるタイミングは、インテークマニホールドＩＭの圧力が基準値を超えた直後の時間ｔ３であってもよいし、インテークマニホールドＩＭの圧力が基準値を超えた後、所定の期間を経過した時間ｔ３〜ｔ４の間のタイミングであってもよい。

（８）パージ濃度は、例えば、パージ経路２４上に配置されるパージ濃度検出装置によって検出されていてもよい。

（９）制御部１０２は、ＥＣＵ１００とは別体で配置されていてもよい。

（１０）上記の実施例では、流量学習値αを用いて、パージガスの流量が推定され、それにより、エンジン２への燃料量（即ちインジェクタ４の噴射燃料量）が制御される。しかしながら、ＥＣＵ１００は、流量学習値α及び流量学習値αから推定されるパージガスの流量の少なくとも一方を用いて、制御弁２６のデューティ比及びポンプ４８の回転数の少なくとも一方を修正して、パージガスの流量を調整（例えばパージガスの流量が基準流量となるように調整）してもよい。

（１１）上記の実施例では、ポンプ判定処理において、流量学習値αが特定される（図２のＳ２４）と、学習完了フラグがオンにセットされる。これにより、イグニションスイッチがオンの間に、一旦、流量学習値αが特定されると、イグニションスイッチがオンからオフに切り替えられて、学習完了フラグがオンからオフに切り替えられ、次に、イグニションスイッチがオフからオンに切り替えられるまで、流量学習値αが特定されない。しかしながら、制御部１０２は、イグニションスイッチがオフからオンに切り替えられ、次に、オンからオフに切り替えられるまでの間に、複数回、流量学習値αを特定し、特定される毎に、制御部１０２に格納されている流量学習値αを更新してもよい。例えば、学習完了フラグが所定期間に亘ってオンされている場合、制御部１０２は、学習完了フラグをオンからオフに切り替えてよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：エンジン
６ ：燃料供給システム
１０ ：メイン供給経路
１４ ：燃料タンク
１６ ：燃料ポンプユニット
１９ ：キャニスタ
２０ ：蒸発燃料処理装置
２３ ：パージ経路
２４ ：パージ経路
２６ ：制御弁
２８ ：連通経路
３０ ：エアクリーナ
３２ ：スロットルバルブ
３４ ：吸気経路
４８ ：ポンプ
１００ ：ＥＣＵ
１０２ ：制御部

Claims (6)

1. 車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、
   蒸発燃料を貯留するキャニスタと、
   前記キャニスタと内燃機関の吸気経路とを連通するパージ経路に配置されており、前記パージ経路を閉塞する閉塞状態と前記パージ経路を開通する開通状態と、に切り替わる制御弁と、
   前記キャニスタ内の蒸発燃料を含むパージガスを、前記パージ経路を介して前記吸気経路に送出するポンプと、
   前記制御弁が前記開通状態であり、前記ポンプによって前記パージガスが前記吸気経路に送出されている間の前記内燃機関の空燃比を用いて、前記ポンプから前記吸気経路に送出されている前記パージガスの流量の基準流量からのばらつきを示す指標を特定する特定部と、を備える蒸発燃料処理装置。
2. 前記制御弁の開度によって、前記ポンプによって送出される前記パージガスの流量が調整可能であって、
   前記指標と、前記吸気経路の圧力と、を用いて、前記制御弁が全開であり、前記ポンプによって前記パージガスが前記吸気経路に送出されている間の前記ポンプによって送出される前記パージガスの流量を推定する推定部を、さらに備える請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記指標を用いて、前記ポンプが正常に動作していないことを判定する判定部を、さらに備える、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記特定部は、前記パージガス内の蒸発燃料の濃度が安定しており、前記吸気経路の圧力が基準値よりも低い状態から前記基準値よりも高い状態に移行されるタイミングで、前記指標を特定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記特定部は、前記パージガス内の前記蒸発燃料の濃度が所定値よりも高い場合に、前記指標を特定する、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。
6. 前記車両は、前記空燃比を用いて前記パージガス内の前記蒸発燃料の濃度を補正する濃度補正部を備え、
   前記特定部は、前記指標を特定すべき際に、前記濃度補正部が前記濃度を補正することを禁止する、請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

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