特許 6443826 蒸発燃料処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6443826

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】蒸発燃料処理装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 25/08 20060101AFI20181217BHJP

【ＦＩ】

   F02M25/08 301H

   F02M25/08 301K

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-51034(P2017-51034)

(22)【出願日】2017年3月16日

(65)【公開番号】特開2018-155136(P2018-155136A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2018年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100162824

【弁理士】

【氏名又は名称】石崎 亮

(72)【発明者】

【氏名】本荘 拓也

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１９８２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２００２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−１４１１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンクからエンジンの吸気通路に向けて延び、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸気通路に放出するためのパージ通路と、
前記パージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、
前記キャニスタの下流側の前記パージ通路上に設けられ、前記パージ通路内の気体を圧送する加圧ポンプと、
前記加圧ポンプの下流側の前記パージ通路上に設けられ、前記パージ通路から前記吸気通路への気体の放出を制御するパージ弁と、
前記蒸発燃料を前記吸気通路に放出するための所定のパージ条件が成立したときに、前記加圧ポンプを第１回転数で駆動すると共に前記パージ弁を開弁して、前記蒸発燃料を前記吸気通路に放出するパージ制御手段と、
を有し、
前記パージ制御手段は、
前記所定のパージ条件が成立していないときには、前記パージ弁を閉弁しつつ、前記加圧ポンプを前記第１回転数よりも低い第２回転数で駆動して、前記加圧ポンプを予回転させ、
前記加圧ポンプを予回転させるときに、前記第２回転数をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定する、
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。

【請求項2】

車両停車時にエンジンを自動停止させる自動停止手段を更に有し、
前記パージ制御手段は、前記自動停止手段によってエンジンが自動停止されたときには、前記自動停止手段によってエンジンが自動停止されていないときよりも、前記第２回転数を小さくする、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項3】

エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段を更に有し、
前記パージ制御手段は、前記燃料供給停止手段によって減速時に燃料供給が停止されたときには、前記燃料供給停止手段によって減速時でないときに燃料供給が停止されたときよりも、前記第２回転数を大きくする、
請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項4】

車両停車時にエンジンを自動停止させる自動停止手段と、
エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、を更に有し、
前記パージ制御手段は、前記燃料供給停止手段によって減速時に燃料供給が停止されたときには、前記自動停止手段によってエンジンが自動停止されたときよりも、前記第２回転数を大きくする、
請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項5】

エンジンの温度が所定のフィードバック開始温度以上であるときに、エンジンの空燃比を目標空燃比に設定するための空燃比フィードバック制御を実行し、エンジンの温度が前記フィードバック開始温度未満であるときに、前記空燃比フィードバック制御を停止する空燃比フィードバック制御手段を更に有し、
前記パージ制御手段は、前記所定のパージ条件が成立していないときであっても、前記空燃比フィードバック制御手段によって前記空燃比フィードバック制御が停止されているときには、前記加圧ポンプの予回転を制限する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項6】

前記パージ制御手段は、エンジンの温度が前記フィードバック開始温度未満であり、前記空燃比フィードバック制御手段によって前記空燃比フィードバック制御が停止されている間に、エンジンの温度が上昇して前記フィードバック開始温度よりも低い予回転開始温度に達したときに、前記加圧ポンプの予回転を開始する、
請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項7】

前記パージ制御手段は、エンジンの温度が前記予回転開始温度まで達したときに前記加圧ポンプの予回転を開始して、この後、エンジンの温度の上昇に応じて前記加圧ポンプの回転数を上昇させる、
請求項６に記載の蒸発燃料処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路に放出するための蒸発燃料処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、燃料タンク内に発生した蒸発燃料をキャニスタに一旦吸着させ、キャニスタに吸着された蒸発燃料を、パージ通路を介してエンジンの吸気通路へとパージ（放出）する蒸発燃料処理装置が知られている。一般的な蒸発燃料処理装置では、吸気通路内の負圧を利用して、具体的にはパージ通路と吸気通路との差圧を利用して、蒸発燃料を吸気通路へとパージするようにしている。

【0003】

しかしながら、近年、エンジンのポンピングロスを低減して燃費を向上させる観点から、吸気通路の負圧をできるだけ低下させるようにしている（例えばスロットルバルブを開くことで吸気通路の負圧を低下させている）。そのため、蒸発燃料を吸気通路へと適切にパージできなくなる傾向にある。このような吸気通路の負圧が低下した状態であっても、蒸発燃料を吸気通路へとパージできるようにした技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、パージ通路上に加圧ポンプを設け、この加圧ポンプによって、キャニスタから吸気通路へ向けて蒸発燃料を強制的に圧送する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−２１７１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記のような加圧ポンプを用いた場合、蒸発燃料のパージが実行されないときにも、蒸発燃料のパージが実行されるときと同様に加圧ポンプを駆動すると、消費電力の増加や、加圧ポンプの作動音による騒音が問題となる。これに対処すべく、蒸発燃料のパージが実行されないときには、蒸発燃料のパージが実行されるときよりも、加圧ポンプの回転数を低下させると良いと考えられる。

【0006】

ここで、蒸発燃料のパージが実行されない状況の１つとして、車両停車時にエンジンを自動停止させる場合、つまりアイドリングストップを実行する場合が考えられる。この場合には、エンジンへの燃料噴射やエンジンでの燃料の燃焼が停止されるため、蒸発燃料をパージさせるべきではない。これと似た状況として、アクセル開度がほぼ０となり車両が減速するときにも、エンジンへの燃料供給が停止されるため、つまりフューエルカット（以下では「減速Ｆ／Ｃ」又は単に「Ｆ／Ｃ」と表記する）が実行されるため、蒸発燃料のパージが実行されないことが考えられる。

【0007】

上記したように蒸発燃料のパージが実行されないときに加圧ポンプの回転数を低下させることを考えた場合、アイドリングストップ時と減速Ｆ／Ｃ時とで同じ回転数を適用するのは、以下のような理由から望ましくないと言える。まず、アイドリングストップ時に比較的大きな回転数を加圧ポンプに適用すると、アイドリングストップ時にはエンジンの暗騒音がないことから、加圧ポンプの作動音による騒音が問題となってしまう。他方で、減速Ｆ／Ｃ時に比較的小さな回転数を加圧ポンプに適用すると、Ｆ／Ｃの終了後に蒸発燃料のパージを実行するときに、パージ時に設定すべき回転数まで上昇させるのに時間がかかり、加圧ポンプの応答性を確保することができなくなる。特に、Ｆ／Ｃは短時間しか行われないので、Ｆ／Ｃ終了後における加圧ポンプの応答性を優先することが望ましい。

【0008】

以上述べたように、加圧ポンプを適用した蒸発燃料処理装置では、蒸発燃料のパージが実行されないときに、加圧ポンプの回転数をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定するのが良いと考えられる。上記した特許文献１には、この点について何ら開示されていない。

【0009】

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、パージ通路上に加圧ポンプを備える蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料のパージが実行されないときに、加圧ポンプの回転数をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の目的を達成するために、本発明は、蒸発燃料処理装置であって、燃料タンクからエンジンの吸気通路に向けて延び、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気通路に放出するためのパージ通路と、パージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、キャニスタの下流側のパージ通路上に設けられ、パージ通路内の気体を圧送する加圧ポンプと、加圧ポンプの下流側のパージ通路上に設けられ、パージ通路から吸気通路への気体の放出を制御するパージ弁と、蒸発燃料を吸気通路に放出するための所定のパージ条件が成立したときに、加圧ポンプを第１回転数で駆動すると共にパージ弁を開弁して、蒸発燃料を吸気通路に放出するパージ制御手段と、を有し、パージ制御手段は、所定のパージ条件が成立していないときには、パージ弁を閉弁しつつ、加圧ポンプを第１回転数よりも低い第２回転数で駆動して、加圧ポンプを予回転させ、加圧ポンプを予回転させるときに、第２回転数をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定する、ことを特徴とする。

【0011】

このように構成された本発明によれば、蒸発燃料処理装置は、所定のパージ条件が成立したときに、加圧ポンプを第１回転数で駆動すると共にパージ弁を開弁して、蒸発燃料を吸気通路に放出（パージ）する一方で、所定のパージ条件が成立していないときには、パージ弁を閉弁しつつ、加圧ポンプを第１回転数よりも低い第２回転数で駆動して、加圧ポンプを予回転させる。これにより、パージ条件が成立していない間において消費電力の増大や加圧ポンプの作動音による騒音を抑制しつつ、パージ条件が成立したときにおける加圧ポンプの応答性を適切に確保することができる。つまり、パージ条件が不成立から成立へと切り替わったときに、加圧ポンプを速やかに第１回転数まで到達させることができる。
特に、本発明によれば、蒸発燃料処理装置は、加圧ポンプを予回転させるときに、第２回転数をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定するので、加圧ポンプの作動音による騒音の抑制と、パージ条件が成立したときにおける加圧ポンプの応答性の確保とを、適切に両立させることが可能となる。

【0012】

本発明において、好ましくは、車両停車時にエンジンを自動停止させる自動停止手段を更に有し、パージ制御手段は、自動停止手段によってエンジンが自動停止されたときには、自動停止手段によってエンジンが自動停止されていないときよりも、第２回転数を小さくする。
このように構成された本発明によれば、エンジンが自動停止されたときには、エンジンが自動停止されていないとき（すなわちパージ条件が成立せず且つエンジンが自動停止されていないときで、例えば減速時に燃料供給が停止された場合）よりも、第２回転数を小さくする。これにより、車両停車時にエンジンが自動停止されたときに、加圧ポンプの作動音による騒音を効果的に抑制することができる。

【0013】

本発明において、好ましくは、エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段を更に有し、パージ制御手段は、燃料供給停止手段によって減速時に燃料供給が停止されたときには、燃料供給停止手段によって減速時でないときに燃料供給が停止されたときよりも、第２回転数を大きくする。
このように構成された本発明によれば、減速時に燃料供給が停止されたときには、減速時でないときに燃料供給が停止されたとき（すなわちパージ条件が成立せず且つ減速時以外の状況で燃料供給が停止されたときで、例えばエンジンが自動停止された場合）よりも、第２回転数を大きくする。これにより、減速時においてエンジンへの燃料供給が停止されたときに、その後パージ条件が成立したときにおける加圧ポンプの応答性を効果的に確保することができる。

【0014】

本発明において、好ましくは、車両停車時にエンジンを自動停止させる自動停止手段と、エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、を更に有し、パージ制御手段は、燃料供給停止手段によって減速時に燃料供給が停止されたときには、自動停止手段によってエンジンが自動停止されたときよりも、第２回転数を大きくする。
このように構成された本発明によれば、加圧ポンプの作動音による騒音の抑制と、パージ条件が成立したときにおける加圧ポンプの応答性の確保とを、高いレベルで両立させることが可能となる。

【0015】

本発明において、好ましくは、エンジンの温度が所定のフィードバック開始温度以上であるときに、エンジンの空燃比を目標空燃比に設定するための空燃比フィードバック制御を実行し、エンジンの温度がフィードバック開始温度未満であるときに、空燃比フィードバック制御を停止する空燃比フィードバック制御手段を更に有し、パージ制御手段は、所定のパージ条件が成立していないときであっても、空燃比フィードバック制御手段によって空燃比フィードバック制御が停止されているときには、加圧ポンプの予回転を制限する。
このように構成された本発明によれば、エンジンの温度がフィードバック開始温度未満であるときには空燃比フィードバック制御を停止するので、エンジンの始動時などにおいて、目標空燃比（例えば理論空燃比）に設定するための空燃比フィードバック制御を停止してリッチ燃焼させることができ、エンジンを安定して動作させることができると共に、空燃比センサを昇温して早期に活性化することができる。また、パージ条件が成立していないときであっても、上記のように空燃比フィードバック制御が停止されているときには、加圧ポンプの予回転を制限するので、エンジンの始動時における加圧ポンプの作動音による騒音を効果的に抑制することができる。

【0016】

本発明において、好ましくは、パージ制御手段は、エンジンの温度がフィードバック開始温度未満であり、空燃比フィードバック制御手段によって空燃比フィードバック制御が停止されている間に、エンジンの温度が上昇してフィードバック開始温度よりも低い予回転開始温度に達したときに、加圧ポンプの予回転を開始する。
このように構成された本発明によれば、エンジンの温度がフィードバック開始温度に達してパージ条件が成立したときに、加圧ポンプを速やかに第１回転数まで到達させて、蒸発燃料のパージを即座に実行できるようになる。

【0017】

本発明において、好ましくは、パージ制御手段は、エンジンの温度が予回転開始温度まで達したときに加圧ポンプの予回転を開始して、この後、エンジンの温度の上昇に応じて加圧ポンプの回転数を上昇させる。
このように構成された本発明によれば、パージ条件が成立したときに、加圧ポンプをより速やかに第１回転数まで到達させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、パージ通路上に加圧ポンプを備える蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料のパージが実行されないときに、加圧ポンプの回転数をエンジンの運転状態に応じた適切な回転数に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置が適用されたシステムの概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態においてパージ実行時とパージ非実行時とに適用する加圧ポンプ回転数を示すタイムチャートである。

【図4】加圧ポンプの応答性を説明するためのタイムチャートである。

【図5】本発明の実施形態による制御を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態による制御を行った場合のタイムチャートである。

【図7】本発明の実施形態の変形例によるエンジン水温に応じた加圧ポンプの制御についての説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置について説明する。

【0021】

＜装置構成＞
まず、図１及び図２により、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置が適用されたシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の電気的構成を示すブロック図である。

【0022】

図１に示すように、蒸発燃料処理装置１は、エンジンに供給する燃料を貯蔵する燃料タンク２からエンジンの吸気通路２１に向けて延びるパージ通路３を備える。このパージ通路３は、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料（エバポガス）を、スロットルバルブ２０の下流側の吸気通路２１へとパージ（放出）できるようになっている。

【0023】

パージ通路３上には、上流側から順に、蒸発燃料を吸着する活性炭を内部に備え、蒸発燃料を蓄積するキャニスタ５と、パージ通路３内の気体を圧送する加圧ポンプ７と、開閉することにより、パージ通路３から吸気通路２１への気体の放出を制御するパージ弁９と、が設けられている。また、加圧ポンプ７とパージ弁９との間のパージ通路３には、パージ通路３内の圧力を検出する圧力センサ１１が設けられている。更に、キャニスタ５には、外部から空気が供給される大気開放口１３ａを備え、キャニスタ５に空気を供給する大気開放通路１３が接続されている。この大気開放通路１３上には、キャニスタ５への空気の供給を制御する大気開放弁１５が設けられている。

【0024】

また、蒸発燃料処理装置１は、エンジンを含めて、当該蒸発燃料処理装置１全体を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を更に有する。図２に示すように、ＥＣＵ３０は、上記した圧力センサ１１によって検出された圧力と、エンジンの排気通路上に設けられた空燃比センサ２３によって検出された空燃比と、水温センサ２４によって検出されたエンジン水温と、外気温センサ２５によって検出された外気温と、大気圧センサ２６によって検出された大気圧と、を取得する。また、ＥＣＵ３０は、これらセンサによって検出された各種状態値に基づき、上記した加圧ポンプ７、パージ弁９及び大気開放弁１５に加えて、エンジンの燃料噴射弁２８に対する制御を行う。

【0025】

特に、ＥＣＵ３０は、機能的構成部として、パージ制御部３０ａと、自動停止部３０ｂと、燃料供給停止部３０ｃと、空燃比フィードバック制御３０ｄと、を有する。パージ制御部３０ａは、加圧ポンプ７を駆動すると共にパージ弁９を開弁して、蒸発燃料を吸気通路にパージする制御を行う。自動停止部３０ｂは、車両の停車時に、エンジンへの燃料供給や点火などを停止させて、エンジンを自動停止させるアイドリングストップを実行する。燃料供給停止部３０ｃは、アクセル開度がほぼ０となり車両が減速するときに、エンジンへの燃料供給を停止する、つまり減速Ｆ／Ｃを実行する。空燃比フィードバック制御３０ｄは、エンジンの温度（エンジン水温）が所定のフィードバック開始温度（例えば６０℃）以上であるときに、エンジンの空燃比を目標空燃比に設定すべく、燃料噴射量や燃料噴射時期や点火時期などを調整する空燃比フィードバック制御を実行する一方で、エンジンの温度がフィードバック開始温度未満であるときに、この空燃比フィードバック制御を停止する。

【0026】

＜制御内容＞
次に、本発明の実施形態において、ＥＣＵ３０が行う制御内容について具体的に説明する。

【0027】

（基本制御）
最初に、図３及び図４を参照して、本実施形態においてＥＣＵ３０が行う制御内容の基本概念について説明する。

【0028】

図３は、本発明の実施形態において、蒸発燃料のパージを実行するときと蒸発燃料のパージを実行しないときとに適用する加圧ポンプ７の回転数を示すタイムチャートである。図３の上には、蒸発燃料のパージを実行するためのパージ実行フラグのオン／オフを示し、図３の下には、加圧ポンプ７の回転数を示している。

【0029】

パージ実行フラグは、所定の条件（パージ条件）が成立したときにオンにされる。このパージ条件は、例えば以下の条件を含むものであり、これらの条件が全て成立したときにパージ実行フラグがオンにされる。
−エンジン水温が所定温度（例えば６０℃）以上であること、つまりエンジンが暖機していること。
−燃料噴射弁２８の噴射量学習が終了していること（この噴射量学習は、空燃比センサ２３によって検出された空燃比に基づき、目標空燃比を実現するように燃料噴射弁２８の燃料噴射量がＦ／Ｂ制御されるものである）。
−ＩＧオン後において蒸発燃料の濃度推定が終了していること（蒸発燃料の濃度推定を実行している最中でないことを更なる条件としてもよい）。

【0030】

典型的には、上記したパージ条件は、エンジン停止時や停車時（典型的にはエンジンのアイドリングストップ時）などに成立する。ここで、噴射量学習の終了をパージ条件の１つとしているのは、蒸発燃料のパージ中においても燃費やエミッションの観点から目標空燃比を確実に実現すべく、燃料噴射量の制御精度が確保されていることが望ましいからである。また、蒸発燃料の濃度推定の終了をパージ条件の１つとしているのは、パージしたときにエンジンに導入される燃料量（蒸発燃料の濃度に応じた量となる）を把握することで、この燃料量と燃料噴射弁２８からの燃料噴射量とを合わせた燃焼により目標空燃比を確実に実現できるようにするためである。

【0031】

図３について具体的に説明すると、時刻ｔ１１以前においては、パージ実行フラグがオンになっているため、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料を吸気通路２１にパージすべく、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１で駆動する（加圧ポンプ７の回転数を第１回転数Ｎ１に維持する）。このときに、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１１によって検出された圧力などに基づき目標パージ量を設定し、この目標パージ量に応じた開度にパージ弁９を制御する。また、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料をパージしたときにも目標空燃比が適切に達成されるように、推定された蒸発燃料の濃度などを考慮して、空燃比センサ２３によって検出された空燃比を参照しつつ燃料噴射弁２８からの燃料噴射量を制御する。

【0032】

次いで、時刻ｔ１１において、パージ実行フラグがオンからオフに切り替わるため、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料のパージを中止すべく、パージ弁９を閉弁すると共に、加圧ポンプ７の回転数を第１回転数Ｎ１から第２回転数Ｎ２へと低下させる。そして、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２に維持する。こうすることで、本実施形態では、パージ実行フラグがオフである間、加圧ポンプ７を予回転させておく。つまり、パージ実行フラグがオフからオンに切り替わるまで、加圧ポンプ７を待機させる。次いで、時刻ｔ１２において、パージ実行フラグがオフからオンに切り替わるため、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料を吸気通路２１にパージすべく、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２から第１回転数Ｎ１へと上昇させる。

【0033】

ここで、上記した第１回転数Ｎ１は、スロットルバルブ２０が開いている状態においてパージ通路３から吸気通路２１へと蒸発燃料を適切に導入できるような加圧ポンプ７の回転数が適用される。すなわち、第１回転数Ｎ１は、パージ通路３内の蒸発燃料を吸気通路２１へと適切に引き込むことができるような、吸気通路２１とパージ通路３との圧力差を生成可能な回転数が適用される。例えば、第１回転数Ｎ１は３万回転程度に設定される。他方で、上記した第２回転数Ｎ２には、好ましくは、パージ実行フラグがオフからオンに切り替わったときに、加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１へと上昇させることが可能で、且つ、加圧ポンプ７の作動音による騒音が問題とならないような加圧ポンプ７の回転数が適用される。

【0034】

次に、図４を参照して、加圧ポンプ７の応答性について具体的に説明する。図４は、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２から上昇させたときと加圧ポンプ７をほぼ０から上昇させたときとの第１回転数Ｎ１に到達するまでの時間の違いを示すタイムチャートである。

【0035】

図４において、実線は、本実施形態において、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２から第１回転数Ｎ１まで上昇させたときのグラフを示している。この本実施形態では、上述したように、蒸発燃料をパージしないときに（パージ実行フラグがオフ）、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２で駆動し、加圧ポンプ７を予回転させるものである。一方、破線は、比較例において、加圧ポンプ７の回転数をほぼ０の状態（加圧ポンプ７の駆動が停止されている状態）から第１回転数Ｎ１まで上昇させたときのグラフを示している。この比較例では、蒸発燃料をパージしないときに、消費電力の増加や加圧ポンプ７の作動音による騒音を確実に抑制するために、加圧ポンプ７の駆動を停止するものである。なお、ここでは、ブラシレス式のモータを備える加圧ポンプ７を用いることを想定している。

【0036】

本実施形態において、時刻ｔ２１において加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２から上昇させると、時刻ｔ２２において加圧ポンプ７の回転数が第１回転数Ｎ１に到達する。これに対して、比較例において、時刻ｔ２１において加圧ポンプ７の回転数をほぼ０から上昇させると、時刻ｔ２２よりも後の時刻ｔ２３において加圧ポンプ７の回転数が第１回転数Ｎ１に到達する。この場合、ブラシレス式のモータを備える加圧ポンプ７では、回転数をほぼ０から上昇させ始めるときに、位置検出を行う必要があるため、回転数を直ぐに大きく上昇させることができない（矢印Ａ１で示す期間参照）。そして、この位置検出後に、回転数を上昇させることとなる。このとき、加圧ポンプ７の回転数を第１回転数Ｎ１に速やかに到達させるように、回転数の変化速度を大きくすると（矢印Ａ２参照）、加圧ポンプ７の駆動回路素子への過大な負荷や、高電圧対応等のコスト増加や、体格が大きくなるといった問題が発生する。

【0037】

以上のことから、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料をパージしないときに、加圧ポンプ７の駆動を停止するのではなく、パージ時の第１回転数Ｎ１よりも低い第２回転数Ｎ２で加圧ポンプ７を駆動することで、加圧ポンプ７を予回転させ、次のパージまで待機させておく。こうすることで、蒸発燃料をパージしないときにおいて、消費電力の増大や加圧ポンプ７の作動音による騒音を抑制しつつ、パージ要求時における加圧ポンプ７の応答性を確保することができるようにする、つまり加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させることができるようにする。

【0038】

特に、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させるときに、第２回転数Ｎ２をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定する。具体的には、ＥＣＵ３０は、エンジンのアイドリングストップ時及び減速Ｆ／Ｃ時において、蒸発燃料をパージさせないようにし且つ加圧ポンプ７を予回転させることとし、そして、この予回転に適用する第２回転数Ｎ２をアイドリングストップ時と減速Ｆ／Ｃ時とで異ならせる。詳しくは、ＥＣＵ３０は、アイドリングストップ時には減速Ｆ／Ｃ時よりも第２回転数Ｎ２を小さくする、換言すると減速Ｆ／Ｃ時にはアイドリングストップ時よりも第２回転数Ｎ２を大きくする。以下では、説明の便宜上、アイドリングストップ時に適用する第２回転数Ｎ２を「第２回転数Ｎ２１」と表記し、減速Ｆ／Ｃ時に適用する第２回転数Ｎ２を「第２回転数Ｎ２２」と表記する。

【0039】

アイドリングストップ時には、エンジンの暗騒音がないことから、加圧ポンプ７の作動音による騒音の抑制を優先すべきであるので、ＥＣＵ３０は、比較的小さな第２回転数Ｎ２１を適用する。これに対して、減速Ｆ／Ｃ時には、Ｆ／Ｃの終了後に蒸発燃料のパージを実行するときに加圧ポンプ７の応答性の確保を優先すべきであるので、ＥＣＵ３０は、比較的大きな第２回転数Ｎ２２を適用する。例えば、第２回転数Ｎ２１は１万回転程度に設定され、第２回転数Ｎ２２は２万回転程度に設定される。

【0040】

更に、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、前述したように、エンジン水温がフィードバック開始温度（例えば６０℃）以上であるときに、エンジンの空燃比を目標空燃比に設定すべく、空燃比センサ２３によって検出された空燃比に基づき、燃料噴射量や燃料噴射時期や点火時期などを調整する空燃比フィードバック制御を実行する。これに対して、ＥＣＵ３０は、エンジン水温がフィードバック開始温度未満であるときには、空燃比フィードバック制御を停止する。こうすることで、特にエンジンの始動時において、目標空燃比（例えば理論空燃比）に設定するための空燃比フィードバック制御を停止してリッチ燃焼させることで、エンジンを安定して動作させる共に、空燃比センサ２３を昇温して早期に活性化させるようにする。

【0041】

そして、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、パージ条件が成立していないときであっても、上記のように空燃比フィードバック制御が停止されているときには、加圧ポンプ７の予回転を制限するようにする。特に、ＥＣＵ３０は、エンジン水温がフィードバック開始温度未満であり、空燃比フィードバック制御が停止されている間に、エンジン水温が上昇してフィードバック開始温度よりも低い予回転開始温度（例えば５５℃程度）に達したときに、加圧ポンプ７の予回転を開始する。こうするのは、エンジン水温がフィードバック開始温度に達したときにパージ条件が成立する傾向にあるので、エンジン水温がフィードバック開始温度に達する前のタイミングで加圧ポンプ７を予回転させておくことで、この後のパージ条件の成立時に加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させて、蒸発燃料のパージを即座に実行できるようにしたものである。

【0042】

（フローチャート）
次に、図５を参照して、本発明の実施形態による制御を示すフローチャートについて説明する。このフローは、ＥＣＵ３０によって繰り返し実行される。

【0043】

まず、ステップＳ１において、ＩＧ（イグニッション）がオンになると、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２に進み、水温センサ２４によって検出されたエンジン水温が予回転開始温度（例えば５５℃）以上であるか否かを判定する。その結果、エンジン水温が予回転開始温度以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３に進む一方で、エンジン水温が予回転開始温度未満である場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２に戻り判定を再度行う。

【0044】

次いで、ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の起動制御を開始する。例えば、加圧ポンプ７がブラシレス式のモータを備えるものであれば、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の起動制御として、当該モータの位置検出制御を最初に行う。そして、ステップＳ４において、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２１で駆動する。この場合、ＥＣＵ３０は、ＩＧオン直後の始動時であるため、加圧ポンプ７を予回転させるときの回転数として、比較的小さな第２回転数Ｎ２１を適用する。

【0045】

次いで、ステップＳ５において、ＥＣＵ３０は、所定のパージ条件が成立したか否かを判定する。このパージ条件は、上記の「基本制御」のセクションで述べた通りである。ステップＳ５の判定の結果、パージ条件が成立していない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４に戻り、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２１で駆動する。この場合にも、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させるときの回転数として、比較的小さな第２回転数Ｎ２１を適用する。

【0046】

他方で、パージ条件が成立した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ６に進み、蒸発燃料のパージを実行するために、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１で駆動する。そして、ステップＳ７において、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１１によって検出された圧力を取得する。この場合、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の動作によって、加圧ポンプ７下流側のパージ通路３内の圧力が所望の圧力になったかを確認する。次いで、ステップＳ８において、ＥＣＵ３０は、圧力センサ１１によって検出された圧力などに基づき目標パージ量を設定し、この目標パージ量に応じた開度にパージ弁９を制御する。また、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料をパージしたときにも目標空燃比が適切に達成されるように、蒸発燃料の濃度（事前に推定される）などを考慮して、空燃比センサ２３によって検出された空燃比を参照しつつ燃料噴射弁２８からの燃料噴射量を制御する。

【0047】

次いで、ステップＳ９において、ＥＣＵ３０は、アクセル開度がほぼ０となり、エンジンへの燃料供給を停止する減速Ｆ／Ｃが実行されたか否かを判定する。その結果、減速Ｆ／Ｃが実行されていない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ５に戻り、このステップＳ５の判定（パージ条件の判定）を再度行う。

【0048】

他方で、減速Ｆ／Ｃが実行された場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０に進み、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２２で駆動する。この場合には、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させるときの回転数として、減速Ｆ／Ｃ用の比較的大きな第２回転数Ｎ２１を適用する。

【0049】

次いで、ステップＳ１１において、ＥＣＵ３０は、エンジンのアイドリングストップが実行されたか否かを判定する。その結果、アイドリングストップが実行された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１２に進み、ＩＧがオフになったか否かを更に判定する。ＩＧがオフになった場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１３に進み、加圧ポンプ７の駆動を停止する。他方で、ＩＧがオフになっていない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４に戻り、上記したステップＳ４以降の処理を再度行う。

【0050】

他方で、アイドリングストップが実行されていない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１４に進み、減速Ｆ／Ｃが解除されたか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ３０は、アクセルペダルが踏み込まれた場合（つまりアクセル開度が０よりも大きくなった場合）、減速Ｆ／Ｃが解除されたと判定する。こうして減速Ｆ／Ｃが解除された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ５に戻り、このステップＳ５の判定（パージ条件の判定）を再度行う。これに対して、減速Ｆ／Ｃが解除されていない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０に戻り、加圧ポンプ７を減速Ｆ／Ｃ用の第２回転数Ｎ２２にて継続して駆動する。

【0051】

（タイムチャート）
次に、図６を参照して、本発明の実施形態による制御を行った場合のタイムチャートについて説明する。図６は、上から順に、車速、パージ実行フラグのオン／オフ、減速Ｆ／Ｃの指示を示すＦ／Ｃフラグのオン／オフ、アイドリングストップの指示を示すアイドリングストップフラグ、加圧ポンプ７のポンプ駆動フラグのオン／オフ、加圧ポンプ７の回転数、圧力センサ１１によって検出された圧力（圧力検出値）、パージ弁９の開閉状態、を示している。

【0052】

まず、時刻ｔ３０においてＩＧがオンになり、ＥＣＵ３０は、この直後の時刻ｔ３１において、加圧ポンプ７のポンプ駆動フラグをオフからオンに切り替える。この後、エンジン水温が予回転開始温度以上になる時刻ｔ３２において、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の起動制御を開始する。そして、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させて待機させるべく、加圧ポンプ７を比較的小さな第２回転数Ｎ２１で駆動する。

【0053】

次いで、時刻ｔ３３において、車速が０から上昇することに起因して所定のパージ条件が成立するため、ＥＣＵ３０は、パージ実行フラグをオフからオンに切り替えて、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２１から第１回転数Ｎ１まで上昇させて、蒸発燃料を吸気通路２１にパージする。この後、時刻ｔ３４において、アクセル開度がほぼ０となり車両が減速することに起因して、ＥＣＵ３０は、パージ実行フラグをオンからオフに切り替えると共に、減速Ｆ／Ｃを行うためにＦ／Ｃフラグをオフからオンに切り替える。このときに、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料のパージを停止すべく、パージ弁９を閉弁すると共に、加圧ポンプ７を予回転させるべく、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１から減速Ｆ／Ｃ用の第２回転数Ｎ２２まで低下させる。

【0054】

次いで、時刻ｔ３５において、アクセル開度が０から上昇して車両が加速することに起因して、ＥＣＵ３０は、パージ実行フラグをオフからオンに切り替えると共に、減速Ｆ／Ｃを解除するためにＦ／Ｃフラグをオンからオフに切り替える。このときに、ＥＣＵ３０は、パージ弁９を開弁すると共に、加圧ポンプ７を第２回転数Ｎ２２から第１回転数Ｎ１まで上昇させて、蒸発燃料を吸気通路２１にパージする。そして、時刻ｔ３６において、アクセル開度がほぼ０となり車両が減速することに起因して、ＥＣＵ３０は、パージ実行フラグをオンからオフに切り替えると共に、減速Ｆ／Ｃを行うためにＦ／Ｃフラグをオフからオンに切り替える。このときに、ＥＣＵ３０は、蒸発燃料のパージを停止すべく、パージ弁９を閉弁すると共に、加圧ポンプ７を予回転させるべく、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１から減速Ｆ／Ｃ用の第２回転数Ｎ２２まで低下させる。

【0055】

次いで、時刻ｔ３７において、車速が０となり車両が停車することに起因して、ＥＣＵ３０は、減速Ｆ／Ｃを解除するためにＦ／Ｃフラグをオンからオフに切り替えると共に、アイドリングストップを行うためにアイドリングストップフラグをオフからオンに切り替える。このときに、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７の回転数を、減速Ｆ／Ｃ用の第２回転数Ｎ２２からアイドリングストップ用の第２回転数Ｎ２１まで低下させて、加圧ポンプ７を予回転させる。

【0056】

（変形例）
上記した実施形態では、ＥＣＵ３０は、エンジン水温がフィードバック開始温度（例えば６０℃）未満であり、空燃比フィードバック制御が停止されている間に、エンジン水温が上昇してフィードバック開始温度よりも低い予回転開始温度（例えば５５℃）に達したときに、加圧ポンプ７の予回転を開始していた。他の例では、このように加圧ポンプ７の予回転を開始した後に、エンジン水温の上昇に応じて加圧ポンプ７の回転数を徐々に上昇させてもよい。この制御内容について、図７を参照して説明する。

【0057】

図７は、本発明の実施形態の変形例によるエンジン水温に応じた加圧ポンプ７の制御についての説明図である。図７は、横軸にエンジン水温を示し、縦軸に加圧ポンプ７の回転数を示している。図７に示すように、ＥＣＵ３０は、エンジン水温が予回転開始温度Ｔｍ１未満では、加圧ポンプ７の回転数をほぼ０とする、つまり加圧ポンプ７の駆動を停止する。そして、ＥＣＵ３０は、エンジン水温が予回転開始温度Ｔｍ１になると、加圧ポンプ７の回転数を第２回転数Ｎ２１に設定する。更に、ＥＣＵ３０は、エンジン水温が予回転開始温度Ｔｍ１以上になると、エンジン水温が上昇してフィードバック開始温度Ｔｍ２に達するまでの間、エンジン水温が高くなるほど、加圧ポンプ７の回転数が大きくなるようにする。こうすることで、エンジン水温がフィードバック開始温度に達してパージ条件が成立したときに、加圧ポンプ７をより速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させることができるようになる。

【0058】

＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置１の作用効果について説明する。

【0059】

本実施形態では、蒸発燃料処理装置１のＥＣＵ３０は、所定のパージ条件が成立したときに、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１で駆動すると共にパージ弁９を開弁して、蒸発燃料を吸気通路２１にパージする一方で、所定のパージ条件が成立していないときには、パージ弁９を閉弁しつつ、加圧ポンプ７を第１回転数Ｎ１よりも低い第２回転数Ｎ２で駆動して、加圧ポンプ７を予回転させる。これにより、蒸発燃料をパージしないときにおいて、消費電力の増大や加圧ポンプ７の作動音による騒音を抑制しつつ、パージ要求時における加圧ポンプ７の応答性を確保することができる、つまり加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させることができる。

【0060】

特に、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、加圧ポンプ７を予回転させるときに、第２回転数Ｎ２をエンジンの運転状態に応じた回転数に設定する。具体的には、ＥＣＵ３０は、アイドリングストップ時に適用する第２回転数Ｎ２１を減速Ｆ／Ｃ時に適用する第２回転数Ｎ２２よりも小さくする、換言すると減速Ｆ／Ｃ時に適用する第２回転数Ｎ２２をアイドリングストップ時に適用する第２回転数Ｎ２１よりも大きくする。これにより、アイドリングストップ時には、加圧ポンプ７の作動音による騒音を効果的に抑制することができ、また、減速Ｆ／Ｃ時には、Ｆ／Ｃ終了後のパージ時における加圧ポンプ７の応答性を効果的に確保することができる。

【0061】

また、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、エンジン水温がフィードバック開始温度以上であるときに空燃比フィードバック制御を実行する一方で、エンジン水温がフィードバック開始温度未満であるときには空燃比フィードバック制御を停止する。これにより、エンジンの始動時などにおいて、目標空燃比（例えば理論空燃比）に設定するための空燃比フィードバック制御を停止してリッチ燃焼させることができ、エンジンを安定して動作させることができると共に、空燃比センサ２３を昇温して早期に活性化することができる。
加えて、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、パージ条件が成立していないときであっても、上記のように空燃比フィードバック制御が停止されているときには、加圧ポンプ７の予回転を制限するようにする。特に、ＥＣＵ３０は、エンジン水温がフィードバック開始温度未満であり、空燃比フィードバック制御が停止されている間に、エンジン水温が上昇してフィードバック開始温度よりも低い予回転開始温度に達したときに、加圧ポンプ７の予回転を開始する。これにより、エンジン水温がフィードバック開始温度に達してパージ条件が成立したときに、加圧ポンプ７を速やかに第１回転数Ｎ１まで到達させて、蒸発燃料のパージを即座に実行できるようになる。

【符号の説明】

【0062】

１ 蒸発燃料処理装置
２ 燃料タンク
３ パージ通路
５ キャニスタ
７ 加圧ポンプ
９ パージ弁
２０ スロットルバルブ
２１ 吸気通路
２３ 空燃比センサ
２４ 水温センサ
２８ 燃料噴射弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】