(57)【要約】【課題】エンジンの出力を駆動輪に直接伝達しないタイプの電気自動車で用いるパージシステムを提供する。【解決手段】パージシステムは、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、発電用エンジンに接続されている吸気管とキャニスタとを接続しているパージ通路と、パージ通路上に設けられており、パージガスの流量を制御するステップモータ式制御弁とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電用エンジンを搭載した電気自動車のパージシステムであって、
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
発電用エンジンに接続されている吸気管とキャニスタとを接続しているパージ通路と、
パージ通路上に設けられており、パージガスの流量を制御するステップモータ式制御弁と、
を備えているパージシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のパージシステムであって、
パージガスの流量をデューティ比によって制御するＶＳＶ式制御弁が、パージ通路上に、ステップモータ式制御弁と並列に設けられているパージシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のパージシステムであって、
パージガス濃度が所定値以上のときはＶＳＶ式制御弁によってパージガスの流量を制御し、
パージガス濃度が所定値未満のときはステップモータ式制御弁によってパージガスの流量を制御するパージシステム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のパージシステムであって、
初回のパージガス濃度を検出するときに、
吸気管内の圧力を−４０ｋＰａ以上−１５ｋＰａ以下に調整し、
ステップモータ式制御弁を開いてパージガスを吸気管に供給し、
ステップモータ式制御弁の開度と、吸気管内の圧力と、吸気管の吸入空気量と、空燃比の値に基づいて、パージガス濃度を検出する制御を行うパージシステム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のパージシステムであって、
吸気管内の圧力を−４０ｋＰａ未満の圧力に維持した状態で、ステップモータ式制御弁の開弁位置を特定する制御を行うパージシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、発電用エンジンを搭載した電気自動車のパージシステムに関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着し、蒸発燃料を含むパージガスをエンジンに接続されている吸気管に供給し、エンジンで蒸発燃料を燃焼処理するパージシステムが開示されている。キャニスタと吸気管は、パージ通路によって接続されている。特許文献１では、パージ通路上にデューティ比によって流量を制御するＶＳＶ式制御弁（パージＶＳＶ）が設けられている。ＶＳＶ式制御弁は、エンジンの駆動状態（自動車の運転状態）に応じてデューティ比を変化させ、吸気管（エンジン）に供給するパージガスの流量を変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３２８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、特許文献１のパージシステムでは、ＶＳＶ式制御弁を用いて、吸気管に供給するパージガスの流量を制御している。ＶＳＶ式制御弁は、開度の変更（パージガスの流量の変更）を素早く行うことができる。そのため、自動車の加減速に対応してエンジンの駆動状態（回転数）を頻繁に変更する必要がある場合、ＶＳＶ式制御弁は、パージガスの流量を素早く変更することができるので、有用な制御弁である。すなわち、エンジンの出力を駆動輪に直接伝達するタイプの自動車で用いるパージシステムでは、ＶＳＶ式制御弁を用いてパージガスの流量を制御することが理にかなっている。
【０００５】
しかしながら、近年、エンジンの出力を駆動輪に直接伝達しないタイプの自動車（電気自動車）が開発されている。このタイプの電気自動車の場合、エンジンは、バッテリを充電するための発電用としてのみ用いられる。駆動輪は、バッテリに接続したモータで駆動する。よって、このタイプの電気自動車の場合、電気自動車の加減速に対応してエンジンの駆動状態（回転数）を変更する必要がない。そのため、このタイプの電気自動車においては、エンジンの出力を駆動輪に直接伝達するタイプの自動車で用いるパージシステムよりも適したパージシステムがあると考えられる。しかしながら、現状、このタイプの電気自動車を意識したパージシステムは開発されていない。本明細書は、エンジンの出力を駆動輪に直接伝達しないタイプの電気自動車で用いるパージシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示する第１技術は、発電用エンジンを搭載した電気自動車のパージシステムである。パージシステムは、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、発電用エンジンに接続されている吸気管とキャニスタとを接続しているパージ通路と、パージ通路上に設けられており、パージガスの流量を制御するステップモータ式制御弁と、を備えていてよい。
【０００７】
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のパージシステムであって、パージガスの流量をデューティ比によって制御するＶＳＶ式制御弁が、パージ通路上に、ステップモータ式制御弁と並列に設けられていてよい。
【０００８】
本明細書で開示する第３技術は、上記第２技術のパージシステムであって、パージガス濃度が所定値以上のときはＶＳＶ式制御弁によってパージガスの流量を制御し、パージガス濃度が所定値未満のときはステップモータ式制御弁によってパージガスの流量を制御してよい。
【０００９】
本明細書で開示する第４技術は、上記第１から第３技術のいずれかのパージシステムであって、初回のパージガス濃度を検出するときに、吸気管内の圧力を−４０ｋＰａ以上−１５ｋＰａ以下に調整し、ステップモータ式制御弁を開いてパージガスを吸気管に供給し、ステップモータ式制御弁の開度と、吸気管内の圧力と、吸気管の吸入空気量と、空燃比の値に基づいて、パージガス濃度を検出する制御を行ってよい。
【００１０】
本明細書で開示する第５技術は、上記第１から第４技術のいずれかのパージシステムであって、吸気管内の圧力を−４０ｋＰａ未満の圧力に維持した状態で、ステップモータ式制御弁の開弁位置を特定する制御を行ってよい。
【発明の効果】
【００１１】
第１技術によると、発電用エンジンに対して効率的にパージガスを供給することができる。具体的には、発電用エンジンを高負荷域（過給機等を利用して発電用エンジンに多くの外気が供給される状態）で駆動するときに、発電用エンジンに対して十分にパージガスを供給することができる。すなわち、パージガスの流量（以下、パージ流量と称する）を大きくすることができる。発電用エンジンでは、自動車の運転状態に応じて発電用エンジンの駆動状態を変化させる必要がない。すなわち、発電用エンジンは、自動車の加減速に依らず、発電用エンジンを一定の状態で駆動し続けることができる。この場合、発電用エンジンは、高負荷域で駆動し続けることが効率（燃費）がよい。例えば、エンジンで駆動輪を直接駆動する（エンジンの出力を駆動輪に直接伝達する）タイプの自動車で用いられている流量制御弁（ＶＳＶ式制御弁）を発電用エンジンを有する電気自動車に適用すると、軽負荷域においてはパージ流量を制御することができるが、高負荷域ではパージ流量を制御することができない（バージガス流量が不足する）。エンジンで駆動輪を直接駆動する自動車で用いられている流量制御弁（ＶＳＶ式制御弁）は、軽負荷域で流量制御が良好になるように設計されており、例えばデューティ比を１００％（制御弁全開）にしても、必要な流量のパージガスを通過させることができない。第１技術は、発電用エンジンを備える電気自動車において、パージ流量を大きくすることに成功したパージシステムである。
【００１２】
なお、本明細書では、発電用エンジンに供給される空気量が多い状態を高負荷域と称し、空気量が少ない状態を軽負荷域と称し、高負荷域と軽負荷域の間を中負荷域を称する。具体的には、吸気管内圧力が−１５ｋＰａ超のとき（負圧が小さい）が高負荷域に相当し、吸気管内圧力が−４０ｋＰａ以上−１５ｋＰａ以下のとき（負圧が中程度）が中負荷域に相当し、吸気管内圧力が−４０ｋＰａ未満のとき（負圧が大きい）が軽負荷域に相当する。
【００１３】
第２技術によると、高負荷域においてパージ流量を大きく確保できることに加え、例えばアイドリングの際に軽負荷域でエンジンを駆動する場合において精度よくパージ流量を制御することができる。
【００１４】
第３技術によると、パージガス濃度が高く、流量ばらつきが空燃比に大きな影響を与える場合は軽負荷域で発電用エンジンを駆動し、ＶＳＶ式制御弁でパージ流量を制御することができる。一方、パージガス濃度が低く、流量ばらつきが空燃比に与える影響が小さいときは高負荷域で発電用エンジンを駆動し、ステップモータ式制御弁でパージ流量を制御することができる。第３技術によると、空燃比が目標空燃比からずれることを抑制しながら、発電用エンジンを備えた電気自動車の燃費を向上させることができる。
【００１５】
第４技術によると、発電用エンジンの駆動状態に与える影響を抑制しながら、パージガス濃度を検出（測定）することができる。第４技術では、初回、すなわち、現在のパージガス濃度がどの程度であるか不明のときは、発電用エンジンの駆動状態に与える影響を低減するため、中負荷域でエンジンを駆動した状態でパージガス濃度を検出する。第４技術によると、パージガス濃度を検出する際に、発電用エンジンに供給される混合気内の燃料が濃くなり過ぎたり（オーバーリッチになったり）、パージガスが発電用エンジンに十分に供給されなくなることを抑制することができる。
【００１６】
第５技術によると、ステップモータ式制御弁が開弁を開始するステップ（閉弁状態から開弁状態に変わるステップ）の特定を、軽負荷域で行う。ステップモータ式制御弁では、下限ステップから数ステップの間、弁が開かない（パージガスが流れない）ことがある。そのため、実際にステップモータ式制御弁を除々に開弁し（ステップを上昇させ）、開弁開始位置を特定することが必要である。ステップモータ式制御弁が閉弁状態から開弁状態に変化したときのパージ流量が少ないと、正確な開弁ステップを判定できなくなることがある。開弁ステップの判定を軽負荷域で行うことにより、閉弁状態から開弁状態に変化したときにステップモータ式制御弁を通過するパージ流量が多くなり、確実に開弁ステップを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施例のパージシステムを備えた燃料供給システムの概略図を示す。
【図２】第２実施例のパージシステムを備えた燃料供給システムの概略図を示す。
【図３】第３実施例のパージシステムを備えた燃料供給システムの概略図を示す。
【図４】第４実施例のパージシステムを備えた燃料供給システムの概略図を示す。
【図５】ステップモータ式制御弁の校正処理についてのフローチャートを示す。
【図６】初回のパージガス濃度の検出処理についてのフローチャートを示す。
【図７】ＶＳＶ式制御弁とステップモータ式制御弁の切換え処理についてのフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施例：パージシステムを備えた燃料供給システム）
図１を参照して、パージシステム２０を備えた燃料供給システム１０について説明する。燃料供給システム１０は、電気自動車の車両に搭載され、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燃料供給経路１２と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をパージガスとしてエンジン２に供給するためのパージシステム２０を備えている。また、エンジン２は、電気自動車に搭載されている発電用モータを駆動するために用いられる。すなわち、燃料供給システム１０は、電気自動車の発電用エンジンに燃料を供給するために用いられる。
【００１９】
（メイン燃料供給経路）
メイン燃料供給経路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。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からメイン燃料供給経路１２に供給される。燃料は、メイン燃料供給経路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、メイン燃料供給経路１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気管３４に供給される。
【００２０】
吸気管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、吸気管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の間に、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、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。スロットルバルブ３２は、バタフライ弁である。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、吸気管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よりエアクリーナ３０側に設けられている。
【００２１】
吸気管３４のスロットルバルブ３２とエアクリーナ３０の間には、過給機３３が配置されている。過給機３３は、いわゆるターボチャージャーであり、エンジン２から排気管３８に排気された気体によってタービンを回転させ、それにより、吸気管３４内の空気を加圧してエンジン２に供給する。過給機３３は、ＥＣＵ１００によって、エンジン２の回転数が予め決められた回転数（例えば２０００回転）を超えると駆動するように制御される。
【００２２】
吸気管３４のエアクリーナ３０と過給機３３の間には、エアフロメータ３９が配置されている。エアフロメータ３９は、ホットワイヤ式、カルマン渦式、可動プレート式のいずれかである。エアフロメータ３９は、エアクリーナ３０を通過して大気から吸気管３４に導入される空気量を検出する。
【００２３】
また、吸気管３４のスロットルバルブ３２よりも下流側に、圧力センサ５６が取り付けられている。具体的には、圧力センサ５６は、スロットルバルブ３２とエンジン２の間に取り付けられている。より詳細には、圧力センサ５６は、スロットルバルブ３２とエンジン２の間に配置されているインテークマニホールド（図示省略）に取り付けられている。圧力センサ５６によって、エンジン２の吸気圧（吸気経路内の圧力）を検出することができる。
【００２４】
エンジン２で燃焼された後の気体は、排気管３８を通過して放出される。排気管３８には、空燃比センサ３６が配置されている。空燃比センサ３６は、排気管３８内の空燃比を検出する。ＥＣＵ１００は、空燃比センサ３６から空燃比を取得すると、取得した空燃比と設定した空燃比とを比較し、空燃比の補正係数を算出する。ＥＣＵ１００は、算出した補正係数に基づき、インジェクタ４の開度、エンジン２に供給する空気量を調整する。
【００２５】
（パージシステム）
パージシステム２０は、燃料タンク１４で発生した蒸発燃料をキャニスタ１９で吸着し、パージ通路２４を通じて吸気管３４に供給するものである。なお、キャニスタ１９で吸着した蒸発燃料は、空気と混合され、吸気管３４に供給される。蒸発燃料と空気の混合気体を、パージガスと呼ぶ。パージシステム２０は、キャニスタ１９と、パージ通路２４と、ステップモータ式制御弁４０と、エゼクタ６０と、ＥＣＵ１００内の制御部１０２を備えている。
【００２６】
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を備えている。また、キャニスタ１９の内部には、活性炭が収容されている。大気ポート１９ａは、大気通路１７に接続されており、エアフィルタ１５を介して大気と連通している。パージポート１９ｂは、パージ通路２４に接続されている。タンクポート１４ａは、タンク通路１８に接続されており、燃料タンク１４の上端と連通している。
【００２７】
燃料タンク１４で発生した蒸発燃料は、タンク通路１８を通じてキャニスタ１９に流入し、活性炭に吸着される。活性炭に吸着された蒸発燃料は、大気通路１７より流入した空気と混合され、パージガスとしてパージポート１９ｂからパージ通路２４に供給される。なお、エアフィルタ１５は、大気通路１７からキャニスタ１９内に流入する空気に含まれる異物を除去する。
【００２８】
パージ通路２４内のパージガスは、パージ通路２４上に設けられたステップモータ式制御弁４０によって流量が制御され、吸気管３４に供給される。具体的には、ステップモータ式制御弁４０のステップ値を増大すると（開度を大きくすると）バージガスの流量が増大し、ステップ値を減少すると（開度を小さくすると）パージ流量が減少する。なお、パージ通路２４は、ステップモータ式制御弁４０の下流で第１通路２６と第２通路２５に分岐している。第１通路２６は、エゼクタ６０の吸引ポートに連結されている。なお、第１通路２６の中間（ステップモータ式制御弁４０とエゼクタ６０の間）には、逆止弁５０が配置されている。逆止弁５０は、第１通路２６内の気体がステップモータ式制御弁４０からエゼクタ６０に向かって流れることを許容し、エゼクタ６０からステップモータ式制御弁４０に向かって流れることを禁止する。第２通路２５は、スロットルバルブ３２の下流で吸気管３４に接続されている。第２通路２５の中間（ステップモータ式制御弁４０と吸気管３４の間）には、逆止弁５２が配置されている。逆止弁５２は、第２通路２５内の気体がステップモータ式制御弁４０から吸気管３４に向かって流れることを許容し、吸気管３４からステップモータ式制御弁４０に向かって流れることを禁止する。
【００２９】
エゼクタ６０には、供給用通路６４と吐出用通路６２が接続されている。供給用通路６４は、エゼクタ６０の供給ポートと過給機３３の下流（過給機３３とスロットルバルブ３２の間）の吸気管３４を接続している。吐出用通路６２は、エゼクタ６０の吐出ポートと過給機３３の上流の吸気管３４を接続している。過給機３３が駆動すると、過給機３３の上流と下流に差圧が生じ（上流よりも下流の圧力が高くなり）、エゼクタ６０の供給ポートと吐出ポートの間に向けて気体が流れる。その結果、エゼクタの吸引ポートに負圧が発生し、パージガスは、第１通路２６，吐出用通路６２を通じて吸気管３４に供給される。一方、過給機３３が駆動していないときは、過給機３３の上流と下流に差圧が生じない。エゼクタの吸引ポートに負圧が発生しないので、パージガスは、第１通路２６，吐出用通路６２を通じて吸気管３４に供給されない。なお、過給機３３が駆動していないときは、スロットルバルブ３２の制御により、スロットルバルブ３２より下流の吸気管３４内が負圧となる。その結果、パージガスは、第２通路２５を通じて吸気管３４に供給される。
【００３０】
（パージシステムの特徴）
上記したように、パージ通路２４内のパージガスは、ステップモータ式制御弁４０によって流量が制御される。ステップモータ式制御弁４０は、制御部１０２によって開度（ステップ角度）が制御される。ステップモータ式制御弁４０は、例えばＶＳＶ式制御弁と比較して、圧力損失が小さい。そのため、ステップモータ式制御弁４０は、吸気管３４に大量のパージガスを供給することに適している。また、パージシステム２０は、電気自動車の発電用エンジン（エンジン２）にパージガスを供給するために用いられる。電気自動車の発電用エンジンは、駆動輪を直接駆動しないので、電気自動車の運転状態に応じて発電用エンジンの駆動状態を変化させる必要がない。そのため、発電用エンジンは、高効率（高燃費）を実現するため、通常、高負荷域（すなわち、過給機３３を駆動した状態）で駆動される。パージシステム２０は、圧力損失が小さいステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御するので、高負荷域で駆動される機会が多い発電用エンジン（エンジン２）に多量のパージガスを供給することができる。
【００３１】
（第２〜第４実施例：燃料供給システムの変形例）
図２から図４を参照し、燃料供給システム１０の変形例（燃料供給システム２１０，３１０，４１０）について説明する。燃料供給システム２１０，３１０，４１０について、燃料供給システム１０と同じ構成については、燃料供給システム１０に付した参照番号と同じ参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
【００３２】
（第２実施例）
図２に示す燃料供給システム２１０は、燃料供給システム１０と同様に電気自動車の発電用エンジンに燃料を供給するために用いられ、メイン燃料供給経路１２とパージシステム２２０を備えている。パージシステム２２０では、パージ通路２４にバイパス通路２３が接続されており、バイパス通路２３上にＶＳＶ式制御弁４２が設けられている。すなわち、ＶＳＶ式制御弁４２が、ステップモータ式制御弁４０に並列に配置されている。パージシステム２２０は、エンジン２の駆動状況に応じて、パージ流量制御をＶＳＶ式制御弁４２とステップモータ式制御弁４０で切換える。具体的には、自動車の停車中（アイドリング中）等、エンジン２を軽負荷域で駆動するときは、ＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御する。なお、ＶＳＶ式制御弁４２は、制御部１０２によって開度（デューティ比）が制御される。一方、エンジン２を高負荷域で駆動するときは、ステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御し、軽負荷域より高い負荷域で駆動するときはステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御する。すなわち、制御部１０２は、圧力センサ５６の検出値が−４０ｋＰａ未満のときはＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御し、−４０ｋＰａ以上のときはステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御する。
【００３３】
上記したように、パージシステム２２０は、ＶＳＶ式制御弁４２がステップモータ式制御弁４０に並列に配置され、エンジン２を軽負荷域で駆動するときにＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御するという点がパージシステム２０と異なる。エンジン２を軽負荷域で駆動するときは、吸気管３４内の圧力が低く（負圧が大きく）、制御弁４０，４２の上流と下流の差圧が大きい。一般的に、制御弁の上流と下流の差圧が大きくなる程、制御弁の開度ばらつきがパージ流量に与える影響が大きくなる。また、ＶＳＶ式制御弁は、デューティ比を変更することにより高流量分解能にて流量制御できるため、ステップモータ式制御弁と比較して流量分解能力がよい。パージシステム２２０は、流量分解能力による影響が大きくなる軽負荷域においてＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御するので、エンジン２の駆動状況に依らず、高精度にパージガスを吸気管３４に供給することができる。
【００３４】
（第３実施例）
図３に示す燃料供給システム３１０は、燃料供給システム１０，２１０と同様に電気自動車の発電用エンジンに燃料を供給するために用いられ、メイン燃料供給経路１２とパージシステム３２０を備えている。燃料供給システム３１０は、吸気管３４に過給機３３が設けられておらず、また、パージシステム３２０にエゼクタが設けられていないという点がパージシステム２０と異なる。なお、パージシステム３２０は、エゼクタを備えていないので、パージ通路２４が吸気管３４に直接接続されている。すなわち、パージ通路２４が、第１通路２６と第２通路に分岐していない（図１も参照）。パージシステム３２０は、パージシステム２０と同様に、ステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御するので、発電用エンジン（エンジン２）に多量のパージガスを供給することができる。
【００３５】
（第４実施例）
図４に示す燃料供給システム４１０は、燃料供給システム１０，２１０，３１０と同様に電気自動車の発電用エンジンに燃料を供給するために用いられ、メイン燃料供給経路１２とパージシステム４２０を備えている。パージシステム４２０は、パージシステム３２０と比較して（図３を参照）、パージ通路２４にバイパス通路２３が接続されており、バイパス通路２３上にＶＳＶ式制御弁４２が設けられているという点が異なる。パージシステム４２０おいても、パージシステム２２０と同様に、エンジン２を軽負荷域で駆動するときはＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御し、エンジン２を軽負荷域より高い負荷域で駆動するときはステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御する。
【００３６】
（パージシステムの動作）
次に、パージシステム２０，２２０，３２０，４２０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、ステップモータ式制御弁４０又はＶＳＶ式制御弁４２を制御（開弁）し、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。なお、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、パージガス中の蒸発燃料の濃度（パージガス濃度）、エンジン２によって発電された電気を蓄積しているバッテリの残量等に基づき、予め製造者によって制御部１０２に設定された条件である。制御部１０２は、エンジン２の駆動中、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、パージガス濃度及びエアフロメータ３９の測定値に基づいて、制御弁４０，４２の開度を制御する。なお、パージシステム２２０，４２０においては、制御部１０２は、圧力センサ５６の検出値に基づいて、ステップモータ式制御弁４０を制御するか、ＶＳＶ式制御弁４２を制御するかを決定する。制御弁４０，４２が開弁すると、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。
【００３７】
なお、エンジン２が駆動されると、ＥＣＵ１００は、空燃比センサ３６の検出値を用いてスロットルバルブ３２及びインジェクタ４を制御し、空燃比を目標空燃比（例えば理想空燃比）に調整する。具体的には、空燃比が目標空燃比からずれている場合、空燃比の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて、空燃比が目標空燃比になるようにインジェクタ４をフィードバック制御する。また、パージ処理中、ＥＣＵ１００は、パージ流量とパージガス濃度に基づいて、インジェクタ４の燃料噴射量を補正する。なお、パージガス濃度は、パージガスがエンジン２に供給されたときに空燃比が目標空燃比からずれる現象を利用して特定される。空燃比は、空燃比センサ３６によって検出される。例えば、パージガスがエンジン２に供給されると、空燃比は、パージガスがエンジン２に供給される前と比較してリッチ側にずれる。その結果、ＥＣＵ１００は、空燃比を目標空燃比に制御するため、インジェクタ４の燃料噴射量を補正する。パージガスがエンジン２に供給したときの燃料噴射量の補正量を利用することにより、パージガス濃度を特定することができる。
【００３８】
（ステップモータ式制御弁の校正）
上記したように、パージシステム２０，２２０，３２０，４２０では、ステップモータ式制御弁４０を用いてパージガスをエンジン２に供給する。ステップモータ式制御弁４０は、構成部品の公差により、閉弁状態から開弁状態に切換る位置（ステップ値）が本来の位置からずれることがある。ステップモータ式制御弁４０が閉弁状態から開弁状態に切換るステップ値を特定することにより、パージ流量が設定値からずれることを抑制することができる。なお、ステップモータ式制御弁４０の校正は、エンジン２を軽負荷域で駆動するときはＶＳＶ式制御弁４２を用いるパージシステム２２０及び４２０については、必ずしも必須ではない。上記したように、制御弁の開度ばらつきがパージ流量に与える影響が大きくなるなるのは、制御弁の上流と下流の差圧が大きい（エンジン２を軽負荷域で駆動する）ときである。換言すると、エンジン２を軽負荷域より高い負荷域で駆動するときは、制御弁の開度ばらつきがパージ流量に与える影響は小さい。そのため、パージシステム２２０及び４２０おいては、ステップモータ式制御弁４０の校正を省略することができる。以下、図５を参照し、ステップモータ式制御弁４０の校正方法を説明する。なお、以下の処理は、制御部１０２によって実施される。
【００３９】
図５に示すように、まず、ステップＳ２において、ステップモータ式制御弁４０の開弁開始位置（開弁開始ステップ値）を特定済か否かを判定する。すなわち、制御部１０２のメモリに、ステップモータ式制御弁４０の開弁開始ステップ値が記憶されているか否かを判断する。開弁開始位置を特定済の場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理を終了する。開弁開始位置が特定されていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、エンジン２を軽負荷域で駆動し、ステップモータ式制御弁４０のステップ値を下限値に設定する（ステップＳ４）。すなわち、ステップＳ４では、ステップモータ式制御弁４０を閉じる。ステップモータ式制御弁４０が閉じられているので、パージガスはエンジン２に供給されない。次に、空燃比（空燃比センサ３６の検出値）を読み込み（ステップＳ６）、吸気管３４内の圧力（圧力センサ５６の検出値）を読み込む（ステップＳ８）。なお、ステップＳ６とＳ８の処理は、どちらを先に行ってもよいし、同時であってもよい。
【００４０】
次に、ステップモータ式制御弁４０のステップ値を「１ステップ」増加させ（ステップＳ１０）、その後、空燃比を読み込み（ステップＳ１２）、吸気管３４内の圧力を読み込む（ステップＳ１４）。ステップＳ１２とＳ１４の処理は、どちらを先に行ってもよいし、同時であってもよい。その後、空燃比の変化α１を算出する（ステップＳ１６）。すなわち、ステップＳ１２で読み込んだ空燃比の値から、ステップＳ６で読み込んだ空燃比の値を減じる。なお、変化α１の算出は、制御部１０２内のＣＰＵで行われる。
【００４１】
次に、変化の絶対値|α１|と所定値Ｘ１を比較し（ステップＳ１８）、変化|α１|が所定値Ｘ１より大きい場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ステップモータ式制御弁４０が開弁しし、パージガスがエンジン２に供給されていると判断する。その後、ステップＳ２０に進み、ステップモータ式制御弁４０の開弁開始位置（開弁開始ステップ値）を制御部１０２内のメモリに記憶し（ステップＳ２０）、ステップモータ式制御弁４０の校正処理を終了する。なお、所定値Ｘ１は、パージガスがエンジン２に供給されているか否かを示す閾値であり、制御部１０２内のメモリに記憶されている。変化|α１|と所定値Ｘ１を比較することにより、測定誤差によって誤った開弁開始ステップ値（ステップモータ式制御弁４０が開弁していないステップ値）を記憶することを防止することができる。
【００４２】
上記したように、ステップモータ式制御弁４０が開弁し、パージガスがエンジン２に供給されると、通常は、空燃比が変化する。しかしながら、パージガスの濃度がエンジン２目標空燃比（例えば理想空燃比）と等しい場合、パージガスがエンジン２に供給されていても、空燃比は変化しない。そのため、ステップＳ１８において変化|α１|が所定値Ｘ１以下の場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、吸気管３４内の圧力の変化β１を算出する（ステップＳ２２）。すなわち、制御部１０２内のＣＰＵにおいて、ステップＳ８で読み込んだ吸気管３４内の圧力から、ステップＳ１４で読み込んだ吸気管３４内の圧力を減じる。
【００４３】
次に、変化の絶対値|β１|と所定値Ｙ１を比較し（ステップＳ２４）、変化|β１|が所定値Ｙ１より大きい場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ステップモータ式制御弁４０が開弁しし、パージガスがエンジン２に供給されていると判断する。その後、ステップＳ２０に進み、ステップモータ式制御弁４０の開弁開始位置（開弁開始ステップ値）を制御部１０２内のメモリに記憶し（ステップＳ２０）、ステップモータ式制御弁４０の校正処理を終了する。所定値Ｙ１は、パージガスが吸気管３４に供給されているか否かを示す閾値であり、制御部１０２内のメモリに記憶されている。ステップＳ２４において変化|β１|が所定値Ｙ１以下の場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、ステップモータ式制御弁４０が開弁しておらず、パージガスが吸気管３４に供給されていないと判断し、ステップＳ１０に戻り、さらにステップモータ式制御弁４０のステップ値を「１ステップ」増加させる。
【００４４】
なお、上記したように、ステップモータ式制御弁４０の校正処理は、エンジン２を軽負荷域で駆動した状態で行われる。エンジン２を軽負荷域で駆動しているときは、ステップモータ式制御弁４０の上流と下流の差圧が大きい。そのため、ステップモータ式制御弁４０が閉弁状態から開弁状態に変わると、開弁率が小さくても、吸気管３４内に比較的大流量のパージガスが供給され、吸気管３４内の圧力は明確に変化する。同様に、空燃比の値も明確に変化する。すなわち、吸気管３４内を−４０ｋＰａ未満の圧力に維持（エンジン２を軽負荷域で駆動）した状態でステップモータ式制御弁４０の開弁位置の特定（校正）を行うことにより、開弁位置（開弁ステップ値）を精度よく特定することができる。
【００４５】
（初回のパージガス濃度の検出）
上記したように、パージガス濃度は、パージガスがエンジン２に供給されたときに空燃比が目標空燃比からずれる現象を利用して特定することができる。そのため、空燃比の検出を行っていれば、パージガス濃度が除々に変化しても、パージガス濃度を検出することができる。しかしならが、エンジン２の始動開始直後等、パージガス濃度が未知の場合、通常の制御でパージガスをエンジン２に供給すると、空燃比に過大な影響を与える（例えばオーバーリッチになる）ことがある。そのため、初回のパージガス濃度の検出は、空燃比に与える影響を抑制しながら行うことが必要である。以下、図６を参照し、初回のパージガス濃度の検出方法を説明する。なお、以下の処理は、制御部１０２によって実施される。
【００４６】
図６に示すように、まず、ステップＳ３０において、初回のパージガス濃度が検出済か否かを判断する。すなわち、制御部１０２のメモリに、エンジン２を始動した後のパージガス濃度が記憶されているか否かを判断する。初回のパージガス濃度が検出済の場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、処理を終了する。初回のパージガス濃度を検出していない場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、エンジン２を中負荷域（吸気管３４内圧力：−４０ｋＰａ以上−１５ｋＰａ以下）で駆動し、空燃比をストイキ（理論空燃比）に制御する（ステップＳ３２）。次に、ステップモータ式制御弁４０を全閉する（ステップＳ３４）。すなわち、ステップＳ３４では、パージガスがエンジン２に供給されないように制御する。
【００４７】
次に、空燃比センサ３６の検出値を用いて算出された空燃比補正量を読み込み、読み込んだ空燃比補正量を記憶する（ステップＳ３６）。上記したように、ＥＣＵ１００は、空燃比センサ３６の検出値を用いて空燃比の補正値を算出し、算出した補正値に基づいて、空燃比が目標空燃比（本処理の場合ストイキ）になるようにインジェクタ４をフィードバック制御する。すなわち、エンジン２の始動後、ＥＣＵ１００は、常に空燃比の補正量を算出し続け、空燃比を目標空燃比に維持し続ける。なお、検出した空燃比がストイキの場合、空燃比補正量はゼロである。
【００４８】
次に、ステップモータ式制御弁４０を所定ステップ値増加させる（ステップＳ３８）。なお、所定ステップ値（増加させるステップ数）は、特に限定されないが、パージガスがエンジン２に確実に供給されるステップ数を設定する。
【００４９】
次に、空燃比補正量、吸気管３４内の圧力（圧力センサ５６の検出値）、吸気管３４への吸入空気量（エアフロメータ３９の検出値）を読み込む（ステップＳ４０）。次に、空燃比の変化α２を算出する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２では、ステップＳ４０で読み込んだ空燃比補正量の値から、ステップＳ３６で読み込んだ空燃比補正量の値を減じ、変化α２を算出する。なお、ステップＳ４２と後述するステップＳ４４の処理は、どちらを先に行ってもよいし、同時であってもよい。
【００５０】
次に、パージ率Ａ２を算出する（ステップＳ４４）。パージ率Ａ２を算出は、まず、ステップモータ式制御弁４０のステップ値（ステップモータ式制御弁４０の開度）と吸気管３４内の圧力より、パージ流量を求める。具体的には、予め、吸気管３４内の圧力とパージ流量の関係が記されたテーブル（あるいは関係式）を、ステップモータ式制御弁４０のステップ値毎に作成し、制御部１０２内のメモリに記憶しておく。そして、ステップＳ３８で設定したステップ値のテーブルを参照し、ステップＳ４０で読み込んだ吸気管３４内の圧力（圧力センサ５６の検出値）に基づいてパージ流量を求める。なお、圧力センサ５６が絶対圧を検出するタイプの場合、吸気管３４内の圧力は、圧力センサ５６の検出値から大気圧を減じて算出する。次に、パージ流量とステップＳ４０で読み込んだ吸入空気量（エアフロメータ３９の検出値）を用いて、パージ率Ａ２を算出する。パージ率Ａ２は、パージ流量を、吸気管３４内を流れる気体の流量で除することによって算出することができる。具体的には、パージ率Ａ２は、下記式（１）により算出される。なお、下記式（１）において、「ｐｇ」はパージ流量（ｇ／ｓ）を示し、「ｐａ」は吸気管３４への吸入空気量（ｇ／ｓ）を示している。
式１：Ａ２（％）＝ｐｇ／（ｐａ＋ｐｇ）×１００
【００５１】
次に、ステップＳ４２で算出した空燃比の変化α２と、ステップＳ４４で算出したパージ率Ａ２より、パージガス濃度を算出する（ステップＳ４６）。次に、算出したパージガス濃度を制御部１０２内のメモリに記憶し（ステップＳ４８）、エンジン２の駆動を通常運転制御（例えば、高負荷域ストイキ運転）に戻し（ステップＳ５０）、処理を終了する。
【００５２】
上記したように、初回のパージガス濃度の検出は、エンジン２を中負荷域で駆動（吸気管３４内を−４０ｋＰａ以上−１５ｋＰａ以下に調整）し、ステップモータ式制御弁４０を開弁してパージガスを吸気管３４に供給し、ステップモータ式制御弁４０の開度と、吸気管３４内の圧力と、吸気管３４の吸入空気量と、空燃比の値に基づいて、パージガス濃度を検出する。ステップモータ式制御弁４０の開度が等しい場合、吸気管３４に供給されるパージ流量は、吸気管３４の圧力が低くなる（負圧が大きくなる）に従って増加する。しかしながら、パージ流量の変化は、吸気管３４の圧力の変化と比例していない。パージ流量は、吸気管３４内の圧力が高い（負圧が小さい）高負荷域では吸気管３４圧力の僅かな低下（負圧の僅かな増加）によってパージ流量が大きく増加し、中負荷域では緩やかに増加し、低負荷域ではあまり変化しない。
【００５３】
上記処理は、上記式（１）に示したように、パージ濃度を検出する因子（パージ率を算出する因子）としてパージ流量を用いる。そのため、パージガス濃度が未知のとき（初回のパージガス濃度の検出）は、吸気管３４圧力の僅かな変化によってパージ流量が大きく変化する高負荷域で行うことは好ましくない。また、高負荷域におけるパージ流量は小さいので、上記式（１）から明らかなように、高負荷域ではパージ率も小さくなるので、パージガス濃度の検出には適さない。また、軽負荷域（吸気管３４内が低圧）では、例えばパージガス濃度が濃い場合、エンジン２に多量のパージガスが供給され、空燃比に過大な影響を与えることがある。そのため、初回のバージガス濃度の検出を軽負荷域で行うことも好ましくない。上記処理は、初回のパージガス濃度の検出を、中負荷域で行うので、空燃比に大きな影響を与えることなく、精度よく濃度検出を行うことができる。
【００５４】
（ＶＳＶ式制御弁とステップモータ式制御弁の切換え）
上記したように、パージシステム２２０及び４２０は、ＶＳＶ式制御弁４２とステップモータ式制御弁４０の双方を備えており、エンジン２を軽負荷域で駆動するときにＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御し、エンジン２を高負荷域で駆動するときにステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御する。しかしながら、パージガス濃度が濃い場合、制御弁の開度が制御値から僅かにずれる（すなわち、パージ流量が制御値からずれる）だけで、空燃比に過大な影響を及ぼすことがある。そのため、パージシステム２２０及び４２０においては、パージガス濃度が所定値以上のときはＶＳＶ式制御弁４２によってパージ流量を制御し、パージガス濃度が所定値未満のときはステップモータ式制御弁４０によってパージ流量を制御するように切換える。以下、図７を参照し、ＶＳＶ式制御弁４２とステップモータ式制御弁４０の切換え処理について説明する。
【００５５】
図７に示すように、まず、パージ実行条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ６０）。ステップＳ６０では、バッテリ（エンジン２の発電により充電されるバッテリ）の残量が一定の範囲内のときはパージ可とし、一定の範囲外のときはパージ不可と判断する。パージ実行条件が成立していない場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、ＶＳＶ式制御弁４２とステップモータ式制御弁４０の双方を全閉し（ステップＳ７８）、処理を終了する。パージ実行条件が成立している場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、ステップＳ６２に進み、パージガス濃度を検出済か否かを判断する。すなわち、制御部１０２のメモリにパージガス濃度が記憶されているか否かを判断する。
【００５６】
パージガス濃度が検出済の場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、検出済のパージガス濃度Ｃ１（制御部１０２のメモリに記憶されているパージガス濃度）と所定値Ｚ１の比較を行う（ステップＳ７２）。すなわち、パージガス濃度Ｃ１が所定値Ｚ１未満であるか否かを判断する。なお、所定値Ｚ１は、エンジン２を高負荷域で駆動し、パージ流量をステップモータ式制御弁４０で制御する場合において、ステップモータ式制御弁４０の開度ばらつきが公差内であれば（すなわち、エンジン２に供給されるパージ流量のばらつきが許容範囲内であれば）、空燃比に過大な影響を及ぼさない濃度に設定される。
【００５７】
パージガス濃度が未検出の場合（ステップＳ６２：ＮＯ）、および、パージガス濃度Ｃ１が所定値Ｚ１以上の場合（ステップＳ７２：ＮＯ）、ステップＳ６４に進み、ＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御する。この場合、エンジン２は軽負荷域で駆動する。すなわち、パージガス濃度が濃い（所定値Ｚ１以上）場合とパージガス濃度が未知の場合は、ＶＳＶ式制御弁４２でパージ流量を制御する。次に、ＶＳＶ式制御弁４２でパージ流量を制御しながら、パージガス濃度Ｃ２を検出する（ステップＳ６６）。なお、パージガス濃度の検出方法は上記したので省略する。
【００５８】
次に、検出したパージガス濃度Ｃ２が所定値Ｚ１未満であるか否かを判断する（ステップＳ６８）。パージガス濃度Ｃ２が所定値Ｚ１未満である場合（ステップＳ６８：ＹＥＳ）、パージガス濃度Ｃ２を制御部１０２のメモリに記憶し、処理を終了する。すなわち、上記したパージガス濃度Ｃ１を、パージガス濃度Ｃ２に更新する。一方、検出したパージガス濃度Ｃ２が所定値Ｚ１以上である場合（ステップＳ６８：ＮＯ）、ステップＳ６４に戻り、ＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御し続ける。
【００５９】
また、ステップＳ７２において、パージガス濃度Ｃ１が所定値Ｚ１未満であった場合（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、ステップＳ７４に進み、ステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御する。この場合、エンジン２は高負荷域で駆動する。次に、ステップモータ式制御弁４０でパージ流量を制御しながらパージガス濃度Ｃ３を検出し、パージガス濃度Ｃ３を制御部１０２のメモリに記憶し（ステップＳ７６）、処理を終了する。すなわち、上記したパージガス濃度Ｃ１を、パージガス濃度Ｃ３に更新する。
【００６０】
上記処理は、パージガス濃度が所定値以上のときは、ＶＳＶ式制御弁４２を用いてパージ流量を制御し、パージガス濃度が所定値未満のとき、あるいは、パージガス濃度が所定値未満に下がったときは、ステップモータ式制御弁４０を用いてパージ流量を制御する。そのため、空燃比が目標空燃比からずれることを抑制しながら、エンジン２に多量のパージガスを供給することができる。
【００６１】
（他の実施形態）
上記実施例では、吸気管内の圧力（負圧）、あるいは、エゼクタを用いてパージガスを吸気管に供給する例について説明した。しかしながら、パージ通路上にポンプを配置し、パージガスを吸気管に圧送してもよい。この場合でも、制御弁（ＶＳＶ式制御弁及びステップモータ式制御弁）の上流と下流の差圧を利用して、上記したステップモータ式制御弁の校正、初回のパージガス濃度の検出、ＶＳＶ式制御弁とステップモータ式制御弁の切換えの処理を実行することができる。
【００６２】
また、パージシステム２０，２２０，３２０及び４２０において、（１）ステップモータ式制御弁の校正、（２）初回のパージガス濃度の検出の処理の双方を必ずしも実施する必要はない。処理（１）のみ、または、処理（２）のみ実施してもよいし、あるいは、処理（１）と処理（２）の双方を実施しなくてもよい。同様に、パージシステム２２０及び４２０において、上記ＶＳＶ式制御弁とステップモータ式制御弁の切換えの処理を行わず、通常（高負荷域でエンジンを駆動時）はステップモータ式制御弁でパージ流量を制御し、軽負荷域でエンジンを駆動するときのみＶＳＶ式制御弁でパージ流量を制御してもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、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。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するものであり、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。
【符号の説明】
【００６４】
２：エンジン（発電用エンジン）
１４：燃料タンク
１９：キャニスタ
２０：パージシステム
２４：パージ通路
３４：吸気管
４０：ステップモータ式制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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