特許 6610080 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】6610080

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27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 20060101AFI20191118BHJP

【ＦＩ】

   F02M25/08 H

   F02M25/08 301H

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-161837(P2015-161837)

(22)【出願日】2015年8月19日

(65)【公開番号】特開2017-40191(P2017-40191A)

(43)【公開日】2017年2月23日

【審査請求日】2018年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000176811

【氏名又は名称】三菱自動車エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】國井 謙一

(72)【発明者】

【氏名】若松 篤志

(72)【発明者】

【氏名】岩屋 教文

【審査官】 種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０９２０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５６４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８０８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１６４００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０１４０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１３３０５（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】

燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと前記燃料タンクとを接続する通路上に密閉弁が介装され、前記キャニスタとエンジンの吸気系とを接続する通路上にバイパス弁が介装された密閉タンク式の蒸発燃料処理装置において、
前記燃料タンクのタンク圧に応じて前記密閉弁を開放し、前記タンク圧を減圧する高圧パージを実施する第一制御部と、
前記エンジンの作動中に前記バイパス弁を開放し、前記キャニスタに吸着した前記蒸発燃料を前記吸気系に吸入させるキャニスタパージを実施する第二制御部と、
前記キャニスタパージの終了後かつ前記エンジンが停止する前に、前記タンク圧の大小に関わらず前記密閉弁を開放し、前記タンク圧を減圧する低圧パージを実施する第三制御部とを備え、
前記第三制御部が、直近の給油時からの経過時間に応じて、前記低圧パージの要否を判断する
ことを特徴とする、蒸発燃料処理装置。

【請求項2】

燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと前記燃料タンクとを接続する通路上に密閉弁が介装され、前記キャニスタとエンジンの吸気系とを接続する通路上にバイパス弁が介装された密閉タンク式の蒸発燃料処理装置において、
前記燃料タンクのタンク圧に応じて前記密閉弁を開放し、前記タンク圧を減圧する高圧パージを実施する第一制御部と、
前記エンジンの作動中に前記バイパス弁を開放し、前記キャニスタに吸着した前記蒸発燃料を前記吸気系に吸入させるキャニスタパージを実施する第二制御部と、
前記キャニスタパージの終了後かつ前記エンジンが停止する前に、前記タンク圧の大小に関わらず前記密閉弁を開放し、前記タンク圧を減圧する低圧パージを実施する第三制御部とを備え、
前記第三制御部が、前記燃料タンクに残留する燃料量に応じて、前記低圧パージの要否を判断する
ことを特徴とする、蒸発燃料処理装置。

【請求項3】

前記低圧パージの終了条件が、前記高圧パージの終了条件よりも緩和されている
ことを特徴とする、請求項１または２記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項4】

前記第一制御部は、前記タンク圧が第一圧力以上である場合に、前記タンク圧が第二圧
力未満になるまで前記密閉弁を開放し、
前記第三制御部は、前記タンク圧が前記第二圧力よりも高い第三圧力未満になるまで前
記密閉弁を開放する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の蒸発燃料処理装置。

【請求項5】

前記第三制御部が、直近の給油時からの経過時間に応じて、前記低圧パージの要否を判
断する
ことを特徴とする、請求項２〜４の何れか１項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、密閉タンク式の蒸発燃料処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに吸着させ、その吸着燃料をエンジンの運転中に吸気系へとパージさせる蒸発燃料処理装置が知られている。すなわち、蒸発燃料を一時的にキャニスタで捕集しつつエンジンに吸引させて、蒸発燃料の大気中への放出を防止するものである。このような蒸発燃料処理装置が搭載されたエンジンでは、キャニスタから脱離する蒸発燃料量を考慮して、燃料噴射量や吸入空気量が制御される。

【0003】

一方、近年では、走行用モータを主体的に使用して走行し、エンジンを補助的に使用するハイブリッド車両（PHEV，PHV）が開発されている。このようなハイブリッド車両は、エンジンのみを動力源とする車両と比較してエンジンの作動時間が短く、キャニスタに吸着された蒸発燃料をパージする機会が少ない。そこで、燃料タンクとキャニスタとを接続する通路上に密閉弁を設け、燃料タンクの密閉状態をできるだけ長く維持することで、燃料蒸発やキャニスタへの吸着を抑制する技術が提案されている（特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2015-081528号公報

【特許文献2】特開2014-092069号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のような密閉タンクシステムは、燃料タンクの内部圧力が上昇しやすく、給油前の圧抜き時間が長いことがユーザの不満に繋がりかねない。また、燃料タンクの平均圧力が比較的高い値になりやすいため、部品保護性の面で改善の余地がある。
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、燃料タンクの圧抜き時間を短縮しつつ、部品保護性を向上させた蒸発燃料処理装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）ここで開示する蒸発燃料処理装置は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと前記燃料タンクとを接続する通路上に密閉弁が介装され、前記キャニスタとエンジンの吸気系とを接続する通路上にバイパス弁が介装された密閉タンク式の蒸発燃料処理装置である。本蒸発燃料処理装置は、前記燃料タンクのタンク圧に応じて前記密閉弁を開放し、前記タンク圧を減圧する高圧パージを実施する第一制御部を備える。また、前記エンジンの作動中に前記バイパス弁を開放し、前記キャニスタに吸着した前記蒸発燃料を前記吸気系に吸入させるキャニスタパージを実施する第二制御部を備える。さらに、前記キャニスタパージの終了後かつ前記エンジンが停止する前に、前記タンク圧の大小に関わらず前記密閉弁を開放し、前記タンク圧を減圧する低圧パージを実施する第三制御部を備える。
また、前記第三制御部が、直近の給油時からの経過時間に応じて、前記低圧パージの要否を判断する。この場合、前記経過時間が所定時間未満の場合に前記低圧パージを実施し、前記経過時間が前記所定時間以上の場合に、前記低圧パージを不実施とすることが好ましい。
あるいは、前記第三制御部が、前記燃料タンクに残留する燃料量に応じて、前記低圧パージの要否を判断する。この場合、前記燃料量が所定量以上ならば前記低圧パージを実施し、前記燃料量が前記所定量未満ならば前記低圧パージを不実施とすることが好ましい。

【0007】

前記第三制御部は、前記低圧パージの実施中における前記エンジンの作動状態を維持するように機能することが好ましい。例えば、前記キャニスタパージの実施中に前記エンジンの作動条件が不成立になった場合に、前記エンジンを直ちに停止させるのではなく、前記第三制御部が前記エンジンの作動状態を維持した上で、前記低圧パージを実施することが好ましい。

【0008】

（２）前記低圧パージの終了条件が、前記高圧パージの終了条件よりも緩和されていることが好ましい。すなわち、前記低圧パージには、前記高圧パージよりも終了しやすい特性を与えることが好ましい。
（３）前記第一制御部は、前記タンク圧が第一圧力以上である場合に、前記タンク圧が第二圧力未満になるまで前記密閉弁を開放することが好ましい。この場合、前記第三制御部は、前記タンク圧が前記第二圧力よりも高い第三圧力未満になるまで前記密閉弁を開放することが好ましい。すなわち、前記低圧パージで前記密閉弁を閉鎖するための上限閾値（前記第三圧力）は、前記高圧パージで前記密閉弁を閉鎖するための上限閾値（前記第二圧力）よりも高いことが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

キャニスタパージが終了する際に低圧パージを実施することで、タンク圧の大小に関わらず燃料タンクが減圧されるため、燃料タンクの平均圧力を低下させることができ、燃料給油前の圧抜き時間を短縮しつつ、部品保護性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】蒸発燃料処理装置が適用された車両の構成を示す図である。

【図2】エンジン停止中の制御手順を例示するフローチャートである。

【図3】エンジン作動中の制御手順を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図面を参照して、実施形態としての蒸発燃料処理装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0013】

［１．装置構成］
本実施形態の蒸発燃料処理装置が適用された車両の構成を図１に例示する。この車両は、走行用モータの駆動力で走行するEV（Electric Vehicle）モードと、エンジン２１の駆動力を使用（又は併用）して走行するHEV（Hybrid Electric Vehicle）モードとを備えたハイブリッド車両である。エンジン２１の作動時には、燃料タンク５の内部から燃料がポンプで吸い上げられ、車両の走行状態に応じた量の燃料がインジェクタ２２から噴射される。また、吸入空気量は、吸気通路２３に介装されたスロットルバルブ２５で制御される。

【0014】

このエンジン２１には、燃料タンク５で発生する蒸発燃料をキャニスタ６で回収して吸気系に導入するためのパージ用通路１０が装備される。パージ用通路１０には、燃料タンク５とエンジン２１の吸気系とを接続するタンク通路７と、タンク通路７からキャニスタ６に向かって分岐形成されたキャニスタ通路８とが設けられる。タンク通路７の一端は、燃料タンク５の例えば天井面付近や側面上部に接続され、他端は吸気通路２３に接続される。タンク通路７の接続位置は、スロットルバルブ２５よりも下流側（エンジン２１のシリンダに近い側）に設定される。また、キャニスタ通路８の一端は、キャニスタ６の上面に接続され、他端はタンク通路７に対して三叉路を形成するように接続される。

【0015】

パージ用通路１０には、通路内における空気の流れを制御するための弁として、密閉弁１，バイパス弁２，パージ弁３が介装される。
密閉弁１は、燃料タンク５を密閉するための電磁制御弁であり、タンク通路７とキャニスタ通路８との分岐点よりも燃料タンク５に近い位置に配置される。密閉弁１は、基本的には常にタンク通路７を閉鎖して、燃料タンク５の密閉状態を維持するように機能する。また、燃料タンク５の内部圧力が所定値を超える場合には開放される。本実施形態の密閉弁１は、制御信号の種類や大きさに応じてオン・オフ作動（開作動又は閉作動）する二位置切替弁である。

【0016】

バイパス弁２は、キャニスタ通路８を開放又は遮断するための電磁制御弁であり、タンク通路７とキャニスタ通路８との分岐点に配置される。バイパス弁２は、キャニスタ６に蒸発燃料を吸着させたいときや、キャニスタ６で吸着された蒸発燃料をパージさせたいときに開放される。本実施形態のバイパス弁２は、密閉弁１と同様に、制御信号の種類や大きさに応じてオン・オフ作動する二位置切替弁である。

【0017】

パージ弁３は、吸気通路２３に対してタンク通路７を開放又は遮断するための電磁制御弁であり、タンク通路７とキャニスタ通路８との分岐点よりも吸気通路２３に近い位置に配置される。パージ弁３は、基本的にはエンジン２１の作動中に、吸気通路２３に対してタンク通路７を開放するように制御される。また、エンジン２１の停止時には、タンク通路７を閉鎖するように制御される。本実施形態のパージ弁３は、制御信号の大きさに応じた開度でタンク通路７を開放する可変開度制御弁である。パージ弁３の開度は、エンジン２１の運転状態やキャニスタ６に吸着されている蒸発燃料量，燃料タンク５に残留する燃料量などに応じて設定可能である。

【0018】

図１中に示すように、キャニスタ６の上面には、キャニスタ６と外部とを接続する大気開放通路９が取り付けられる。大気開放通路９は、燃料蒸気をキャニスタ６に吸着させる際の圧抜き通路として機能するとともに、キャニスタ６に吸着している燃料蒸気を吸気通路２３へと流出させる際の外気取り込み通路として機能する。大気開放通路９にはエアフィルタ２０が介装され、ここで外気中の異物が除去される。

【0019】

また、密閉弁１を迂回して密閉弁１の上流側と下流側とを接続するように形成された迂回通路上には、リリーフ弁４が介装される。リリーフ弁４は、燃料タンク５の内部圧力の上限値P_MAXを規定する安全弁である。密閉弁１よりも燃料タンク５側におけるタンク通路７の圧力が所定の上限値P_MAX以下のときには、リリーフ弁４が閉鎖状態とされる。一方、密閉弁１よりも燃料タンク５側におけるタンク通路７の圧力が上限値P_MAXを超えるとリリーフ弁４が開放され、燃料タンク５が圧抜きされる。これにより、燃料タンク５の内部圧力が上限値P_MAXを越えて上昇することが防止される。

【0020】

また、燃料タンク５には給油用の給油通路１９が設けられ、その先端がフィラーキャップ１７で閉塞されるとともに、フューエルリッド１６の内側まで延設される。燃料の給油時には、車両の乗員によってフューエルリッド１６が開放された後に、フィラーキャップ１７が回動操作されて取り外される。また、給油通路１９には、燃料の逆流や燃料蒸気の流出を防止するための逆止弁１８が設けられる。逆止弁１８は、車両の外部から燃料タンク５に向かう方向への流体の流入を許容し、逆方向への流体の流出を阻止するように機能する。

【0021】

上記の密閉弁１，バイパス弁２，パージ弁３の開閉状態（開度）は、コンピュータとして機能する制御装置３０で制御される。制御装置３０は、CPU（Central Processing Unit），MPU（Micro Processing Unit）等のプロセッサとROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリ等を集積した電子デバイスである。ここでいうプロセッサとは、例えば制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ）等を内蔵する処理装置（プロセッサ）である。また、ROM，RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。制御装置３０で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてROM，RAM，不揮発メモリ，リムーバブルメディア内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。

【0022】

この制御装置３０には、インマニ圧センサ１２，タンク圧センサ１３，エンジン回転数センサ１４，リッド開放センサ１５が接続される。インマニ圧センサ１２は、吸気通路２３においてスロットルバルブ２５よりも下流側に設けられたサージタンク２４の内部圧力を「インマニ圧P_IM（吸気系圧力）」として検出するものである。ここでは、吸気通路２３とタンク通路７との接続箇所近傍における圧力（負圧の大きさ）が検出される。

【0023】

タンク圧センサ１３は、燃料タンク５の内部圧力（気体部分の圧力）を「タンク圧P」として検出するものである。タンク圧センサ１３は、燃料液面よりも上方となる位置に取り付けられる。また、エンジン回転数センサ１４は、エンジン２１の回転速度（エンジン回転数Ne）を検出するものである。リッド開放センサ１５は、フューエルリッド１６が開放されたことを検出する近接センサである。これらの各種センサ１２〜１５で検出された情報は、制御装置３０に伝達される。なお、インマニ圧センサ１２，タンク圧センサ１３のそれぞれで検出される圧力は、絶対圧であってもよいし、大気圧P_ATMを基準としたゲージ圧であってもよい。

【0024】

［２．制御の内容］
本実施形態の制御装置３０は、タンク密閉制御，圧抜き制御，キャニスタパージ制御，高圧パージ制御，低圧パージ制御という五種類の制御を実施する。タンク密閉制御及び圧抜き制御は、エンジン２１が作動していない状態で実施可能な制御である。これに対し、残りの三種類の制御は、エンジン２１の作動中であって、エンジン２１の運転状態が比較的安定している場合に実施される。本実施形態では、エンジン２１の停止中にタンク密閉制御，圧抜き制御の何れかが実施され、エンジン２１の作動中には、基本的にはキャニスタパージ制御，高圧パージ制御の何れかが実施されるものとする。また、低圧パージ制御は、キャニスタパージ制御に付随して（すなわち、必要に応じてキャニスタパージ制御の終了後に）実施されるものとする。

【0025】

ここで、本実施形態におけるエンジン２１の作動条件を以下に例示する。
・エンジン２１の駆動力を利用した発電時（走行用バッテリの充電量が所定量以下になったとき、登り坂の走行時、急加速時など）
・エンジン効率のよい走行状態になったとき（高速走行時、中高速低負荷走行時など）
・走行用モータの駆動系装置を保護したいとき（走行用モータやインバータの温度が所定範囲外になったとき、エアコン使用時など）
・エンジン２１の駆動系装置を保護したいとき（エンジン２１が長時間使用されていないときなど）

【0026】

エンジン２１は、上記の何れかの作動条件が成立したときに駆動され、その作動条件が不成立になったときに停止するように制御される。ただし、キャニスタパージ制御に続いて低圧パージ制御が実施される場合に限り、エンジン２１の作動状態が維持される。つまり、低圧パージ制御は、エンジン２１の作動条件を拡張してエンジン２１を作動させ続けるように機能する。

【0027】

［２−１．タンク密閉制御］
タンク密閉制御は、エンジン２１の停止中に密閉弁１を閉鎖することで、燃料タンク５で発生した燃料蒸気の流出を防止する制御である。このとき、パージ弁３も閉鎖状態に制御される。これにより、燃料タンク５は、エンジン２１の吸気通路２３に対して密閉弁１とパージ弁３とで二重に遮断される。なお、バイパス弁２の開閉状態は任意であり、本実施形態では開放状態に制御される。

【0028】

［２−２．圧抜き制御］
圧抜き制御は、エンジン２１の停止中に、燃料タンク５の内部圧力が大気圧P_ATMに比して過剰に大きくならないように、密閉弁１とバイパス弁２を開放して燃料タンク５を圧抜きする制御である。圧抜き制御は、燃料タンク５への給油の直前に実施される。このとき、パージ弁３は閉鎖状態に制御される。密閉弁１とバイパス弁２とを開放することで、燃料タンク５からキャニスタ６の大気開放通路９を介して、外部へと向かう空気の流れが生じる。これにより、燃料タンク５のタンク圧Pが低下するとともに、燃料タンク５及びパージ用通路１０内に存在する燃料蒸気がキャニスタ６で回収される。

【0029】

［２−３．キャニスタパージ制御］
キャニスタパージ制御は、エンジン２１の作動中にバイパス弁２を開放し、キャニスタ６に吸着している燃料蒸気を吸気通路２３へと吸い込ませることで、キャニスタ６を浄化（パージ）する制御である。キャニスタパージ制御は、エンジン２１の安定作動中であって、圧抜き制御，高圧パージ制御が実施されていないときに実施される。また、エンジン２１の作動条件が不成立になると、キャニスタパージ制御は終了する。なお、燃料噴射量の学習中や高負荷時（インマニ圧P_IMが負圧でないとき）においても、キャニスタパージ制御を不実施としてもよい。

【0030】

キャニスタパージ制御では、燃料蒸気をエンジン２１に消費させるべく、パージ弁３が開放状態に制御される。パージ弁３の開度は、エンジン２１の運転状態に応じて調節される。一方、密閉弁１は閉鎖状態に制御される。つまり、吸気通路２３に対してキャニスタ６が連通した状態となり、燃料タンク５は遮断される。これにより、パージ用通路１０から吸気通路２３へと導入される燃料蒸気は、キャニスタ６からの燃料蒸気のみとなるため、燃料蒸気量の推定精度が向上し、エンジン２１の制御性が向上する。

【0031】

［２−４．高圧パージ制御］
高圧パージ制御は、エンジン２１の作動中に、タンク圧Pに応じて密閉弁１を開放し、燃料タンク５内の燃料蒸気を吸気通路２３へと吸い込ませることで、燃料タンク５をパージ（浄化）する制御である。この制御では、パージ弁３が開放状態に制御されるとともに、バイパス弁２が閉鎖状態に制御される。つまり、吸気通路２３に対して燃料タンク５が連通した状態となり、キャニスタ６は遮断される。これにより、パージ用通路１０から吸気通路２３へと導入される燃料蒸気は、燃料タンク５からの燃料蒸気のみとなるため、燃料蒸気量の推定精度が向上し、エンジン２１の制御性が向上する。

【0032】

本実施形態における、高圧パージ制御の開始条件，終了条件を以下に例示する。
＝高圧パージ制御の開始条件＝
Ａ．エンジン２１が作動中、かつ、運転状態が安定している
Ｂ．タンク圧Pが第一圧力P₁以上である（ただしP₁＜P_MAX）
＝高圧パージ制御の終了条件＝
Ｃ．エンジン２１が停止、又は、運転状態が安定していない
Ｄ．タンク圧Pが第二圧力P₂未満である（ただしP₂＜P₁）
高圧パージ制御は、条件Ａ，Ｂがともに成立した場合に開始され、条件Ｃ，Ｄの何れかが成立した場合に終了する。なお、条件Ａは、例えばエンジン２１の冷却水温が所定値以上であり、エンジン回転数Neが安定している場合に成立するものとする。

【0033】

［２−５．低圧パージ制御］
低圧パージ制御は、エンジン２１の作動中に、タンク圧Pの大小に関わらず密閉弁１を開放し、燃料タンク５内の燃料蒸気を吸気通路２３へと吸い込ませることで、燃料タンク５をパージ（浄化）する制御である。この制御では、パージ弁３が開放状態に制御されるとともに、バイパス弁２が閉鎖状態に制御される。この低圧パージ制御は、キャニスタパージ制御の終了後であって、エンジン２１が停止する前に実施される。また、高圧パージ制御とは異なり、低圧パージ制御では少なくとも制御が終了するまではエンジン２１が停止しないように、エンジン２１の作動状態が積極的に制御される。したがって、キャニスタパージ制御が終了する際に、エンジン２１の作動条件が不成立になるような状況であっても、エンジン２１の作動状態が維持されて低圧パージ制御が開始される。

【0034】

低圧パージ制御の開始条件，終了条件を以下に例示する。低圧パージ制御は、条件Ｅ，Ｆがともに成立した場合に開始され、条件Ｇが成立した場合に終了する。低圧パージ制御で密閉弁１を閉鎖するための上限閾値P₃（第三圧力P₃）は、高圧パージ制御で密閉弁１を閉鎖するための上限閾値P₂（第二圧力P₂）よりも高く設定されている。つまり、低圧パージ制御の終了条件は、高圧パージ制御の終了条件よりも緩和されている。
＝低圧パージ制御の開始条件＝
Ｅ．キャニスタパージ制御が実施された直後である
Ｆ．直近の給油時からの経過時間が所定時間未満である
＝低圧パージ制御の終了条件＝
Ｇ．タンク圧Pが第三圧力P₃未満である（ただしP₂＜P₃＜P₁）

【0035】

本実施形態における制御の名称と密閉弁１，バイパス弁２，パージ弁３の開閉状態との関係をまとめると、以下の通りである。

【表1】

【0036】

［３．制御構成］
上記の各種制御を実施するための制御構成として、制御装置３０には、高圧パージ制御部３１，キャニスタパージ制御部３２，低圧パージ制御部３３が設けられる。これらは、制御装置３０で実行されるプログラムの一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア（電子制御回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。

【0037】

高圧パージ制御部３１（第一制御部）は、高圧パージ制御を司るものであり、高圧パージ制御の開始条件，終了条件はここで判定される。高圧パージ制御部３１は、タンク圧Pが第一圧力P₁以上である場合に密閉弁１を開放することで、タンク圧Pを減圧する機能を持つ。また、高圧パージ制御部３１は、タンク圧Pが第一圧力P₁以上である場合に、そのタンク圧Pが第二圧力P₂未満になるまで密閉弁１を開放する機能を持つ。なお、パージ弁３の開度は、エンジン２１の運転状態や燃料タンク５に残留する燃料量などに応じて設定可能である。

【0038】

キャニスタパージ制御部３２（第二制御部）は、キャニスタパージ制御を司るものであり、キャニスタパージ制御の開始条件，終了条件はここで判定される。キャニスタパージ制御部３２は、エンジン２１の作動中にバイパス弁２を開放することで、キャニスタ６に吸着した蒸発燃料を吸気通路２３に吸入させる機能を持つ。なお、パージ弁３の開度は、エンジン２１の運転状態やキャニスタ６に吸着されている蒸発燃料量などに応じて設定可能である。

【0039】

低圧パージ制御部３３（第三制御部）は、低圧パージ制御を司るものであり、低圧パージ制御の開始条件，終了条件はここで判定される。低圧パージ制御部３３は、キャニスタパージ制御の終了後かつエンジン２１の作動中に、タンク圧Pの大小に関わらず密閉弁１を開放することで、タンク圧Pを減圧する機能を持つ。低圧パージ制御では、タンク圧Pが第一圧力P₁を越えていなかったとしても燃料タンク５が減圧されるため、燃料タンク５の平均圧力が低下しやすくなり、燃料給油前の圧抜き時間が短縮されるとともに部品保護性が向上する。

【0040】

また、低圧パージ制御部３３は、低圧パージ制御の実施中におけるエンジン２１の作動状態を維持する機能を持つ。例えば、キャニスタパージ制御の実施中にエンジン２１の作動条件が不成立になった場合には、エンジン２１を直ちに停止させるのではなく、エンジン２１の作動状態を維持した上で、低圧パージ制御を実施する。これにより、エンジン２１が作動している機会を利用して、タンク圧Pを減圧することができる。このような制御構成は、エンジン２１を長時間作動させずに走行しうるハイブリッド車両に好適な制御である。

【0041】

また、低圧パージ制御部３３は、タンク圧Pが第二圧力P₂よりも高い第三圧力P₃未満になるまで密閉弁１を開放する機能を持つ。低圧パージ制御は、高圧パージ制御と比較して終了条件が緩和されており、高圧パージ制御の終了時よりもやや高い圧力で終了する。これにより、低圧パージ制御の実施時間が高圧パージ制御よりも短時間となる。なお、パージ弁３の開度は、エンジン２１の運転状態や燃料タンク５に残留する燃料量などに応じて設定可能である。

【0042】

さらに、低圧パージ制御部３３は、直近の給油時からの経過時間に応じて、あるいは、燃料タンク５に残留する燃料量に応じて、低圧パージ制御の要否を判断する機能を持つ。
例えば、直近の給油時からの経過時間が所定時間未満の場合に低圧パージ制御を実施し、経過時間が所定時間以上の場合に低圧パージ制御を不実施とする。つまり、直近の給油時から所定時間以上が経過している場合には、燃料がいわゆる「枯れた」状態（揮発成分の全体に占める割合が低下し、燃料が蒸発しにくくなった状態）となっている可能性が高いものと判断し、キャニスタパージ制御が実施された直後であっても低圧パージ制御を止める。

【0043】

燃料タンク５内の燃料量に応じて密閉弁１の開閉状態を制御する場合、低圧パージ制御部３３は、燃料タンク５に残留する燃料量が所定量以上ならば低圧パージ制御を実施する。一方、燃料量が所定量未満ならば、たとえ燃料タンク５内で燃料が蒸発したとしてもタンク圧Pが上昇しにくいものと判断し、低圧パージ制御を不実施とする。これにより、残り少ない燃料が燃料タンク５内の減圧によってさらに蒸発してしまうことが抑制される。

【0044】

［４．フローチャート］
図２，図３は、上記の各種制御を実施するための制御手順を例示するフローチャートである。図２はおもにエンジン２１の停止中の制御内容に対応し、図３はおもにエンジン２１の安定作動中の制御内容に対応する。これらのフロー中の制御フラグFは、高圧パージ制御又は低圧パージ制御の実施状況を示すものであり、何れかの制御の実施中にはF=1に設定される。また、制御フラグGは、キャニスタパージ制御の実施状況を示すものであり、キャニスタパージ制御の実施中及びその直後にはG=1に設定される。さらに、制御フラグHは、低圧パージ制御のみの実施状況を示すものであり、低圧パージ制御の実施中にはH=1に設定される。

【0045】

図２に示すように、まず各種センサ１２〜１５で検出された情報が制御装置３０に入力され（ステップＡ１）、エンジン２１の作動条件が成立するか否かが判定される（ステップＡ２）。ここで、エンジン２１の作動条件が成立すればエンジン２１が駆動され、あるいはエンジン２１が作動中であればその作動状態が維持される（ステップＡ３）。また、続くステップＡ４ではエンジン２１の運転状態が安定しているか否かが判定され、安定している場合には、図３中のステップＡ１４に進む。一方、エンジン２１の運転状態が安定していない場合には、ステップＡ１０に進み、制御フラグFがF=0に設定されて、この演算周期での制御が終了する。なお、エンジン２１の運転状態は、エンジン回転数Ne，インマニ圧P_IM，冷却水温，車速，要求トルク，燃料噴射量，吸入空気量などに基づき、公知の手法を用いて判定される。

【0046】

一方、ステップＡ２でエンジン２１の作動条件が成立しない場合には、制御フラグGがG=0であることを条件としてエンジン２１を停止させ、あるいはエンジン２１が停止中であればその停止状態が維持される（ステップＡ５，Ａ６）。なお、制御フラグGがG=1の場合は、少なくともその直前にキャニスタパージ制御が実施されているため、図３のステップＡ２０に進む。
エンジン２１の停止中に実施されるステップＡ７では、フューエルリッド１６が開放されているか否かが判定され、開放されていれば圧抜き制御が実施される（ステップＡ８）。圧抜き制御では、密閉弁１とバイパス弁２とが開放され、燃料タンク５が圧抜きされる。一方、フューエルリッド１６が開放されていなければ、タンク密閉制御が実施される（ステップＡ９）。タンク密閉制御では、密閉弁１とパージ弁３とが閉鎖され、燃料タンク５で発生した燃料蒸気の流出が防止される。ステップＡ８，Ａ９に続くステップＡ１０では制御フラグFがF=0に設定され、この演算周期での制御が終了する。

【0047】

図３のステップＡ１４では、制御フラグFがF=0であるか否かが判定され、この条件が成立する場合にはステップＡ１５に進み、成立しない場合にはステップＡ２３に進む。なお、ステップＡ１５〜Ａ２２では高圧パージ制御，キャニスタパージ制御，低圧パージ制御の開始条件が判定され、ステップＡ２３〜Ａ３１では高圧パージ制御，低圧パージ制御の終了条件が判定される。

【0048】

ステップＡ１５では、高圧パージ制御の開始条件Ｂが判定される。ここで、P＜P₁であれば高圧パージ制御の開始条件が成立せず、キャニスタパージ制御が開始される（ステップＡ１６）。このとき、密閉弁１が閉鎖状態に制御されるとともに、バイパス弁２及びパージ弁３が開放状態に制御される。また、直近の給油時からの経過時間が所定時間未満であることを条件として（ステップＡ１７）、制御フラグGがG=1に設定される（ステップＡ１８）。なお、直近の給油時からの経過時間が所定時間以上の場合には、キャニスタパージ制御が実施されたとしても制御フラグGがG=0のままとなるため、低圧パージ制御は不実施とされる。

【0049】

ステップＡ１５でP≧P₁であれば、高圧パージ制御が実施され（ステップＡ１９）、密閉弁１及びパージ弁３が開放状態に制御されるとともに、バイパス弁２が閉鎖状態に制御される。その後、制御フラグFがF=1に設定される（ステップＡ２２）。これにより、次回以降の演算周期では、エンジン２１の作動条件が成立している限り、ステップＡ１４からステップＡ２３へと進み、タンク圧Pが第二圧力P₂未満となるまで高圧パージ制御が継続される（ステップＡ２４〜Ａ２７）。

【0050】

一方、キャニスタパージ制御の実施中にエンジン２１の作動条件が不成立になると、ステップＡ２からステップＡ５に進む。このとき、制御フラグGがG=1となっているため、ステップＡ２０に進んで低圧パージ制御が実施される。つまり、直前にキャニスタパージ制御が実施されていた場合には、高圧パージ制御の代わりに、比較的実施時間の短い低圧パージ制御が選択されることになる。その後、制御フラグHがH=1に設定されるとともに、制御フラグFがF=1に設定される（ステップＡ２１，Ａ２２）。

【0051】

次回の演算周期では、エンジン２１の作動条件が成立している限り、ステップＡ１４からステップＡ２３を経由してステップＡ２８へと進み、タンク圧Pが第三圧力P₃未満となるまで低圧パージ制御が継続される（ステップＡ２８〜Ａ３１）。また、低圧パージ制御の実施中には、ステップＡ５からステップＡ６へと制御が進行しないため、エンジン２１の作動状態が維持される。なお、低圧パージ制御の終了条件が成立したときには、全ての制御フラグF，G，Hの値がゼロにリセットされ（ステップＡ３１）、ステップＡ５からステップＡ６へと進むことができるようになる。したがって、エンジン２１の作動条件が不成立ならばステップＡ２からステップＡ５，Ａ６に進み、エンジン２１が停止する。

【0052】

［５．作用，効果］
（１）上記の蒸発燃料処理装置では、高圧パージ制御とは別個に低圧パージ制御が用意され、キャニスタパージ制御が終了する際に低圧パージ制御が実施される。この低圧パージ制御は、高圧パージ制御とは異なり、タンク圧Pが第一圧力P₁未満であっても実施されうる。したがって、低圧パージ制御を実施しない場合と比較して、燃料タンク５の平均圧力を低下させることができ、部品保護性を向上させることができる。また、燃料タンク５の平均圧力が低下することから、燃料給油前の圧抜き時間を短縮することができる。さらに、圧抜き制御の実施時間が短縮されることから、エンジン２１が停止した状態での密閉弁１の閉鎖状態をより長時間維持することができ、燃料タンク５内における燃料の蒸発を抑制することができる。

【0053】

（２）低圧パージ制御では、高圧パージ制御と比較して、終了条件（密閉弁１を閉鎖するための条件）が緩和されている。これにより、タンク圧Pを低下させつつ低圧パージ制御が実施される時間を短縮することができ、エンジン２１の作動時間を短縮して燃費の悪化を抑制することができる。
（３）低圧パージ制御では、高圧パージ制御と比較して、密閉弁１が閉鎖される閾値としての圧力が高く設定されている（すなわち、第二圧力P₂＜第三圧力P₃である）。このような条件設定は、より高圧の状態で燃料タンク５の圧抜きを停止させることに寄与するものであり、制御の実施時間を短縮することができる。したがって、エンジン２１の作動時間を短縮して燃費の悪化を抑制することができる。

【0054】

なお、高圧パージ制御は、比較的大きな振り幅で、かつ、できるだけ少ない実施回数でタンク圧Pを管理する制御手法であるといえる。これに対し、低圧パージ制御は、比較的小さな振り幅で、実施回数を増やしてタンク圧Pを管理する制御手法である。何れの手法も、タンク圧Pの振り幅と実施頻度とを調節することで、同等の平均圧力を実現することができる。しかし、エンジン２１を長時間作動させずに走行することが可能なハイブリッド車両においては、蒸発燃料をエンジン２１に消費させる機会が少ないため、実施頻度の高い低圧パージ制御の方が制御上有利である。

【0055】

（４）直近の給油時からの経過時間に応じて密閉弁１の開閉状態を制御することで、燃料の枯れ具合（燃料の蒸発しやすさ）と燃料タンク５の減圧頻度とを対応させることができ、タンク圧Pの上昇が見込まれる状況下で減圧を開始することができる。一方、タンク圧Pが上昇しにくい状況下（例えば、前回の給油から数ヶ月が経過しているような状況下）では減圧を不実施とすることで、燃料タンク５内における燃料のさらなる蒸発を抑制することができる。
（５）燃料タンク５内の燃料量に応じて密閉弁１の開閉状態を制御した場合も同様であり、燃料タンク５内に残留している燃料量と燃料タンク５の減圧頻度とを対応させることができる。

【0056】

［６．変形例］
上述の実施形態では、密閉弁１及びバイパス弁２が二位置切替弁であり、パージ弁３が可変開度制御弁となっているが、これらの弁の種類は任意に変更可能であり、弁開度の設定についても同様である。例えば、エンジン２１の運転状態やキャニスタ６に吸着されている蒸発燃料量，燃料タンク５に残留する燃料量などに応じたそれぞれの開度を設定することで、燃料蒸気の流通量（すなわち、エンジン２１への導入量）を精度よく調節することができる。

【0057】

また、上述の実施形態では、エンジン２１の停止中にタンク密閉制御，圧抜き制御の何れかが実施され、エンジン２１の作動中にはキャニスタパージ制御，高圧パージ制御，低圧パージ制御の何れかが実施されるものを例示したが、具体的な制御の組み合わせ（エンジン２１の作動状態と制御内容との対応関係）はこれに限定されない。例えば、エンジン２１の停止中におけるタンク密閉制御，圧抜き制御を省略してもよいし、エンジン２１の停止中だけでなく安定作動中にも圧抜き制御を実施してもよい。少なくとも、キャニスタパージ制御の終了後、エンジンが停止する前に低圧パージ制御を実施するような制御構成を採用することで、上述の実施形態と同様の作用，効果を奏するものとなる。

【符号の説明】

【0058】

１ 密閉弁
２ バイパス弁
３ パージ弁
４ リリーフ弁
５ 燃料タンク
６ キャニスタ
７ タンク通路
８ キャニスタ通路
９ 大気開放通路
１０ パージ用通路
３０ 制御装置
３１ 高圧パージ制御部（第一制御部）
３２ キャニスタパージ制御部（第二制御部）
３３ 低圧パージ制御部（第三制御部）
P タンク圧

【図1】

【図2】

【図3】