JP2004068754A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は蒸発燃料処理装置に関し、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプの異常を、簡便に、かつ、精度良く検出することを目的とする。
【解決手段】燃料タンク１０内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理する。燃料タンク１０と連通すると共に、内燃機関の吸気通路３８に連通するパージ孔２６と大気に通じる大気孔２４とを備えるキャニスタ２２を設ける。キャニスタ２２の内部に、大気孔２４からパージ孔２６に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプ３２を設ける。内燃機関の排気空燃比を検出する酸素センサ５０を設ける。ポンプ３２のオン・オフの切り換えに伴って排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、ポンプ３２が正常であるか否かを判断する。
【選択図】 図１
【解決手段】燃料タンク１０内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理する。燃料タンク１０と連通すると共に、内燃機関の吸気通路３８に連通するパージ孔２６と大気に通じる大気孔２４とを備えるキャニスタ２２を設ける。キャニスタ２２の内部に、大気孔２４からパージ孔２６に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプ３２を設ける。内燃機関の排気空燃比を検出する酸素センサ５０を設ける。ポンプ３２のオン・オフの切り換えに伴って排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、ポンプ３２が正常であるか否かを判断する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−３１２１１３号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。キャニスタは、燃料タンクに連通していると共に、パージ制御弁を介して内燃機関の吸気通路に連通している。また、このキャニスタは、大気に連通する大気孔を備えている。大気孔には、キャニスタに対して加圧空気を供給することのできるポンプが連通している。
【０００３】
上記従来の装置において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、一旦キャニスタに吸着される。この装置は、内燃機関の運転中に所定のパージ条件が成立すると、パージ制御弁を開いてキャニスタに吸気負圧を導入する。その結果、キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料は、大気孔から吸入された空気と共に吸気通路にパージされる。その結果、燃料タンク内で生じた蒸発燃料は、大気に放出されることなく、内燃機関の運転中に燃料として処理される。
【０００４】
ところで、内燃機関の吸気負圧は、スロットル開度が開くに連れて大気圧に近い値になる。このため、内燃機関の高負荷運転時には、十分な吸気負圧が発生せず、パージ制御弁を開くだけでは十分なパージ流量が得られないことがある。上記従来の装置は、このような場合にポンプを作動させる。ポンプが作動すると、キャニスタの大気孔に加圧空気が供給され、キャニスタの前後に、十分なパージ流量を生じさせるに足る差圧が発生する。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関の高負荷運転時にも高いパージ能力を確保することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関の吸気通路にキャニスタ内の蒸発燃料をパージする場合、パージされる燃料分を燃料噴射量から減量して空燃比荒れを防ぐ必要がある。そして、このような減量を行うためには、吸気通路に流入するパージガス流量を正確に把握することが必要である。
【０００６】
上記従来の装置のようにキャニスタの内部に強制的に空気の流れを生じさせることのできるポンプを備える装置にあっては、ポンプが作動している場合とポンプが停止している場合とでパージガス流量に差が生ずる。このため、この種の装置では、ポンプにオン指令が発せられている場合には、ポンプが作動していることを前提としてパージガス流量を推定し、また、ポンプにオフ指令が発せられている場合には、ポンプが停止していることを前提としてパージガス流量を推定することが必要となる。
【０００７】
パージガス流量の推定が上記前提の下で行われる場合、ポンプの異常に起因してその前提が崩れた場合は、パージガス流量の推定値に無視できない誤差が生ずる。より具体的には、オン指令を受けているにも関わらずポンプが適正に作動しないような場合には、パージガス流量の推定値に大きな誤差が生ずる。そして、このような推定値の誤差は空燃比の制御精度を悪化させる原因となる。
【０００８】
このため、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプを備えるシステムにあっては、そのポンプの異常を速やかに検出できることが望ましい。しかしながら、従来、この種のシステムにおいて、ポンプの異常を簡便に、かつ、精度良く検出するための手法は提案されていなかった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプの異常を、簡便に、かつ、精度良く検出することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸気通路の内圧である吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段と、
前記吸入空気量、前記吸気負圧、および前記ポンプの定格に基づいて、前記ポンプのオン・オフ切り換えの後に、その切り換え前のパージ流量を確保するために前記パージ制御弁が実質的に実現すべき目標開度を算出する目標開度算出手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記目標開度が実現されるように前記パージ制御弁を制御するパージ制御弁制御手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１９】
実施の形態１．
［装置構成の説明］
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧を測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。
【００２０】
燃料タンク１０には、ＲＯＶ（Ｒｏｌｌ Ｏｖｅｒ Ｖａｌｖｅ）１４，１６を介してベーパ通路１８が接続されている。ベーパ通路１８は、ダイヤフラム式の給油弁２０を介してキャニスタ２２に接続されている。キャニスタ２２の内部には、燃料ベーパを吸着するための活性炭が充填されている。このため、燃料タンク１０の内部で発生した燃料ベーパは、ベーパ通路１８および給油弁２０を通ってキャニスタ２２に到達し、キャニスタ２２の内部に吸着保持される。
【００２１】
キャニスタ２２には、大気孔２４およびパージ孔２６が設けられている。大気孔２４には、ＣＣＶ（Ｃａｎｉｓｔｅｒ Ｃｌｏｓｅｄ Ｖａｌｖｅ）３０を介してポンプ３２が連通している。ポンプ３２の吸入孔は、フィルタ３４を介して大気に開放されている。ＣＣＶ３０は、外部から駆動信号を受けることにより大気孔２４を閉弁するノーマルオープンタイプの電磁弁である。ＣＣＶ３０が開いている場合は、ポンプ３２を作動させることにより、ポンプ３２により生成される加圧空気をキャニスタ２２の大気孔２４に供給することができる。
【００２２】
キャニスタ２２のパージ孔２６は、パージガスの流量を制御するためのパージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）３６を介して内燃機関の吸気通路３８に連通している。パージＶＳＶ３６は、デューティ制御されることにより実質的に任意の開度を実現する制御弁である。
【００２３】
内燃機関の吸気通路３８には、その内部に吸入される空気量Ｇａを検出するエアフロメータ４０が組み付けられている。エアフロメータの下流には、吸入空気量Ｇａを制御するためのスロットルバルブ４２が配置されている。上述したパージ孔２６は、そのスロットルバルブ４２の下流において吸気通路３８に連通している。
【００２４】
内燃機関の吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁４４が組み付けられている。燃料噴射弁４４には、燃料供給通路４６から高圧の燃料が供給されている。燃料噴射弁４４は、外部から供給される駆動信号を受けてニードルバルブを開弁させることにより、その開弁時間（燃料噴射時間ＴＡＵ）に応じた量の燃料を噴射することができる。
【００２５】
内燃機関の排気通路４８には、排気ガス中に酸素が含まれているか否かに基づいて、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた出力を発する酸素センサ５０が配置されている。酸素センサ５０の下流には、排気ガスを浄化するための触媒ユニット５２が配置されている。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０を備えている。ＥＣＵ６０には、上述したタンク内圧センサ１２を始め、エアフロメータ４０や酸素センサ５０など、内燃機関に組み込まれている各種センサの出力が供給されている。ＥＣＵ６０は、それらのセンサ出力に基づいて、ＣＣＶ３０、ポンプ３２、パージＶＳＶ３６、および燃料噴射弁４６などの状態を制御することができる。
【００２７】
［パージ動作の説明］
本実施形態のシステムにおいて、燃料タンク１０の内部で発生したベーパは、ベーパ通路１８を通ってキャニスタ２２に導かれ、その内部に吸着保持される。ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転中、所定のパージ条件が成立する状況下で、パージＶＳＶ３６を適当に開弁させる。内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６が開弁されると、キャニスタ２２に吸気負圧が導かれ、キャニスタ２２に吸着されているベーパは、大気孔２４から吸入される空気と共に吸気通路にパージされる。
【００２８】
また、本実施形態において、ＥＣＵ６０は、パージの実行中に必要に応じて、ＣＣＶ３０を開いた状態でポンプ３２を作動させる。その結果ポンプ３２の作動が開始されると、ポンプ３２によって生成される加圧空気がキャニスタ２２の大気孔２４に供給され始める。
【００２９】
ＥＣＵ６０は、具体的には、高圧（大気圧近傍値）の吸気管圧力ＰＭが生ずる内燃機関の高負荷運転時にポンプ３２を作動させる。吸気管圧力ＰＭが高圧である場合は、パージＶＳＶ３６を開くだけでは十分なパージガス流量を得ることができない。このような状況下でポンプ３２が作動すると、吸気負圧が不十分であっても十分なパージガス流量を確保することができる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、優れたパージ能力を確保することができる。
【００３０】
また、ＥＣＵ６０は、内燃機関のアイドル運転時など、十分に大きな吸気負圧が発生し、パージ孔２６付近の圧力が過剰に負圧化するような場合にもポンプ３２を作動させる。パージ孔２６の付近が過剰に負圧化すると、その負圧が燃料タンク１０に導かれて、タンク内の蒸発燃料がキャニスタ２２を通過して吸気通路３８に直接パージされる事態が生ずる。また、このようにして生ずる蒸発燃料の直接パージは、内燃機関における空燃比荒れの原因となる。本実施形態の装置において、上記の状況下でポンプ３２を作動させると、パージ孔２６付近の圧力を高めて蒸発燃料の直接パージを防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、十分に大きな吸気負圧が生ずる状況下でも、空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２２内の蒸発燃料を適正にパージさせることができる。
【００３１】
［パージに伴う燃料噴射量補正の説明］
内燃機関の吸気通路３８に蒸発燃料がパージされている状況下で、所望の空燃比を実現するためには、パージガスとして供給されている燃料および空気の影響を排除すべく燃料噴射量に補正を施すことが必要である。そして、このような減量補正を実現するためには、パージＶＳＶ３６を通過するパージガス流量ＱＰＧと、パージにより供給される蒸発燃料量と、燃料噴射量とを精度良く制御することが必要である。
【００３２】
本実施形態において、ＥＣＵ６０は、パージガス流量ＱＰＧと、パージにより供給される蒸発燃料の量とを精度良く制御する手法の一部として、パージ率ＰＧＲを目標パージ率ＴＧＴＰＧＲに一致させる処理を実行している。パージ率ＰＧＲは、パージガス流量ＱＰＧと吸入空気量Ｇａとの比（ＱＰＧ／Ｇａ）で表される値である。パージ流量ＱＰＧは、吸気管圧力ＰＭ、パージＶＳＶ３６の実質的開度、およびポンプ３２のオン・オフ状態により決定される。このため、ＥＣＵ６０は、吸気管圧力ＰＭやポンプ３２のオン・オフ状態を考慮したうえで、パージＶＳＶ３６の実質的開度（駆動デューティＤＵＴＹ）を適当に制御することでパージ率ＰＧＲを目標パージ率ＴＧＴＰＧＲに一致させることができる。尚、ＥＣＵ６０は、吸気管圧力ＰＭは、エアフロメータ４０により検出される吸入空気量Ｇａなどに基づいて公知の手法で推定することができる。また、吸気管圧力ＰＭは、吸気通路３８に圧力センサを設けて実測することとしてもよい。
【００３３】
また、ＥＣＵ６０は、燃料噴射量を適正に補正する手法の一部として、パージガス中のベーパ濃度を検出している。より具体的には、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧを、公知の手法で求めている。ここで、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、パージ率ＰＧＲ１％当たりの噴射量減量割合と一致するように学習される。つまり、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、１％のパージ率ＰＧＲでパージガスがパージされた場合に、その影響を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての物理的意味を有している。このような減量割合は、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど大きな値となり、一方、そのベーパ濃度が薄いほど小さな値となる。従って、ベーパ濃度学習値は、既述した通り、パージガス中のベーパ濃度としての物理的意味も有している。
【００３４】
ＥＣＵ６０は、上述したベーパ濃度学習値ＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを掛け合わせることにより、パージ補正係数ＦＰＧ＝ＦＧＰＧ×ＰＧＲを算出する。このようにして算出されるパージ補正係数ＦＰＧは、パージ率“ＰＧＲ”でパージされている蒸発燃料を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての意味を有している。従って、ＥＣＵ６０は、蒸発燃料のパージの影響を考慮することなく算出した基本の燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＡＵ０）にパージ補正係数ＦＰＧを掛け合わせることにより、パージの影響を相殺することのできる燃料噴射量（燃料噴射時間ＴＡＵ）を算出することができる。
【００３５】
本実施形態において、ＥＣＵ６０は、パージの実行中に、上述した手順に従って、パージＶＳＶ３６の駆動デューティＤＵＴＹを制御し、また、燃料噴射量時間ＴＡＵを算出する。そして、その燃料噴射時間ＴＡＵが実現されるように燃料噴射弁４４を駆動する。このため、本実施形態の装置によれば、大きな空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２２内の蒸発燃料を適切に吸気通路３８にパージさせることができる。
【００３６】
［空燃比フィードバック制御の説明］
本実施形態の装置は、蒸発燃料のパージ分を相殺するための上記の燃料噴射量補正の他に、排気空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に一致させるための空燃比フィードバック制御を実行している。より具体的には、ＥＣＵ６０は、排気空燃比を理論空燃比に一致させるための空燃比フィードバック係数ＦＡＦを算出し、そのＦＡＦを基本の燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＡＵ０）に掛け合わせることにより燃料噴射量（燃料噴射時間ＴＡＵ）を算出している。
【００３７】
図１に示すシステムは、既述した通り、排気通路４８に酸素センサ５０を備えている。ＥＣＵ６０は、酸素センサ５０の出力に基づいて、排気空燃比がリッチであるか、或いはリーンであるかを判断することができる。空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、排気空燃比がリッチである場合は減少方向に更新され続ける。ＦＡＦが減少方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に減量され、やがて排気空燃比はリッチからリーンに反転する。
【００３８】
また、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、排気空燃比がリーンである間は増加方向に更新され続ける。ＦＡＦが増加方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に増量され、やがて排気空燃比はリーンからリッチに反転する。本実施形態の装置では、ＥＣＵ６０が上述した空燃比フィードバック制御を実行することで燃料噴射量の微小な調整が行われ、その結果、精度良く排気空燃比が目標空燃比（理論空燃比）の近傍に維持される。
【００３９】
尚、ＥＣＵ６０は、パージの実行や、内燃機関の運転状態などに応じて、基本的には排気空燃比が目標空燃比（理論空燃比）と一致するように燃料噴射量を算出する。従って、その基本的な算出が適正に行われている場合は、空燃比フィードバック制御ＦＡＦは、基準の値（例えば１．０）を中心として、その上下に対称に増減を繰り返すように更新される。そして、燃料噴射量の基本的な算出にずれが生ずると、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの反転中心が、その基準の値から上方或いは下方にシフトする。
【００４０】
ＥＣＵ６０は、また、制御の便宜上、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを算出している。平均値ＦＡＦＡＶは、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの反転中心と一致すべき値である。従って、平均値ＦＡＦＡＶは、燃料噴射量の基本的な算出が適正に行われている場合は、ほぼＦＡＦの基準値（例えば１．０）と一致し、一方、その基本的な算出にずれが生じている場合は、その基準値より大きな値、或いは小さな値にシフトする。
【００４１】
［ポンプの異常を検出する原理の説明］
図２は、本実施形態の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を、ポンプ３２が作動している場合とポンプ３２が停止している場合とにつき表した図である。この図に示す通り、パージガス流量は、ポンプ３２が作動している場合に、ポンプ３２が停止している場合に比して明らかに多量となる。従って、本実施形態の装置においては、ポンプ３２が適正に動作している限り、ポンプ３２のオン・オフを切り換えることにより、パージ流量に有意な差を生じさせることができる。
【００４２】
図３は、本実施形態の装置においてポンプ３２の異常を検出するための第１の手法を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図３（Ａ）はポンプ３２のＯＢＤ制御中（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）における空燃比フィードバック係数ＦＡＦの波形、図３（Ｂ）はＯＢＤ制御中にポンプ３２に供給されるＯＮ・ＯＦＦ指令の波形、図３（Ｃ）はＯＢＤ制御中に制御計算に用いられるパージ率ＰＧＲの波形をそれぞれ示している。
【００４３】
図３において、時刻ｔ１以前は、通常の規則に従って、ポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数ＦＰＧが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図３（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００４４】
図３に示す例では、上記の安定状態が形成されている環境下で、制御計算に用いられるパージ率ＰＧＲを一定に維持したまま（図３（Ｃ）参照）ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられる（図３（Ｂ）、時刻ｔ１参照）。より具体的には、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹが一定に維持され、かつ、パージ補正係数ＦＰＧ（＝ＦＧＰＧ×ＰＧＲ）が一定に維持されたまま、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられる。
【００４５】
パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹが一定のまま、ポンプ３２が作動状態から停止状態に変化すれば、吸気通路３８に流入するパージガス流量ＱＰＧは減少する。パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数ＦＰＧ＝ＰＧＲ×ＦＧＰＧが一定のままパージガス流量ＱＰＧが減少すると、ＦＰＧによる燃料噴射量の減量が過剰となり、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。
【００４６】
本実施形態の装置は、既述した通り、排気空燃比を理論空燃比に維持すべく、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を実行している。このため、排気空燃比がリーン側に偏ろうとすると、その空燃比を理論空燃比の近傍に維持するために、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが基準値より大きな値に更新される。その結果、ポンプ３２が正常である場合は、図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ１においてポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた後、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、反転中心が基準値より大きな値となるように、その値を変化させる。
【００４７】
これに対して、ポンプ３２に異常が生じており、時刻ｔ１以前にそもそもポンプ３２が作動していなかった場合は、時刻ｔ１においてポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられても、その切り換えによりパージ流量ＱＰＧには何らの変化も生じない。パージ流量ＱＰＧに変化が生じなければ、排気空燃比は、時刻ｔ１の後も、それ以前と同様に、パージ補正係数ＦＰＧを用いた補正のみでほぼ理論空燃比となる。この場合、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、時刻ｔ１の後も、ほぼ基準値を中心として反転する挙動を維持する。
【００４８】
以上説明した通り、本実施形態の装置では、蒸発燃料が安定してパージされている状況下で、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた場合に、ポンプ３２が正常であれば、空燃比フィードバック係数ＦＡＦにはその切り換え前後で変化が生ずる。一方、ポンプ３２に異常が生じている場合は、その切り換えの前後で空燃比フィードバック係数ＦＡＦに変化は生じない。このため、本実施形態の装置によれば、パージ率ＰＧＲを一定にしたまま（ＤＵＴＹおよびＦＰＧを一定にしたまま）ポンプ３２に対する指令をＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換え、その後、空燃比フィードバック係数ＦＡＦがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ３２が正常であるか否かを精度良く判断することができる。
【００４９】
しかしながら、上述したＯＢＤ制御によれば、既述した通り、ポンプ３２が正常である場合に排気空燃比の乱れと、それに伴う空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変動とが発生する。そして、ポンプ３２が異常である場合に、安定した運転状態が維持される。
【００５０】
ポンプ３２は正常であるのが通常であり、ポンプ３２に異常が生ずるのは極めて希なことである。従って、上述したＯＢＤ制御によれば、通常の状態では排気空燃比に荒れが生じ、極めて希な状態でのみ安定した運転状態が維持されることになる。このような特性は、内燃機関において良好なエミッション特性を得るうえで好ましいものではなく、むしろ良好なエミッション特性を得るうえでは、その逆の特性が生ずること、つまり、通常時（正常時）には安定した運転状態が維持され、希な事態（異常時）においてのみ排気空燃比に荒れが生ずることが望ましい。
【００５１】
このような要求は、例えば、ポンプ３２のＯＢＤ制御の際に、ポンプ３２のＯＮ・ＯＦＦの切り換えと協調させて、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹを適切に変化させることにより満たすことができる。以下、図４を参照して、上記の要求を満たしつつポンプ３２の異常を検出するための手法（本実施形態の装置でポンプ３２の異常を検出するための第２の手法）について説明する。
【００５２】
図４は、本実施形態の装置が、上述した第２の手法でポンプ３２のＯＢＤ制御を行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図４（Ａ）はＯＢＤ制御中における空燃比フィードバック係数ＦＡＦの波形、図４（Ｂ）はＯＢＤ制御中にポンプ３２に供給されるＯＮ・ＯＦＦ指令の波形、図４（Ｃ）はＯＢＤ制御中におけるパージＶＳＶ３６の駆動デューティの波形、図４（Ｄ）はＯＢＤ制御中におけるパージ補正係数ＦＰＧの波形をそれぞれ示している。
【００５３】
図４において、時刻Ｔ１以前は、通常の規則に従って、ポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数ＦＰＧが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００５４】
図４において、時刻Ｔ０では、ＯＢＤの開始に備えて、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが、パージの実効を目的とした値（例えば８％）から、空燃比荒れの抑制を目的とした値（例えば２％）に下げられる。その結果、図４（Ｃ）に示すように、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹは、実パージ率ＰＧＲを目標パージ率ＴＧＴＰＧＲに一致させるべく時刻Ｔ０において低下している。
【００５５】
パージ補正係数ＦＰＧは、既述した通りベーパ濃度学習値ＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを掛け合わせることにより算出される。従って、パージ率ＰＧＲが低下すれば、パージ補正係数ＦＰＧも小さな値となる。このため、時刻Ｔ０において、パージ補正係数ＦＰＧは、図４（Ｄ）に示すようにステップ的に小さな値に変化している。パージ率補正係数ＦＧＰがこのように変更されると、駆動デューティＤＵＴＹの低下に関わらず、つまり、パージ率ＰＧＲの低下に関わらず、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、時刻Ｔ０の後も、基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【００５６】
図４において、時刻Ｔ１は、ＯＢＤ制御が開始される時刻を示している。すなわち、ここで説明するＯＢＤ制御の第２の手法では、時刻Ｔ１において、先ず、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられる。時刻Ｔ１においてポンプ３２に対する指令が切り換えられることにより、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に切り替わると、それ以前はキャニスタ２２に供給されていた加圧空気が、その時点で消滅するという変化が生ずる。この変化は、キャニスタ２２とパージＶＳＶ３６との距離などにより定まる遅延時間の後に、パージＶＳＶ３６を通過するパージガス流量ＱＰＧに反映される。
【００５７】
図４に示す時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１の後、上記の遅延時間が経過する時刻である。従って、ポンプ３２が正常に機能していれば、つまり、時刻Ｔ１における指令の切り換えに応えてポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化するとすれば、パージＶＳＶ３６を通過するパージガス流量ＱＰＧは、パージＶＳＶ３６の開度が維持される限り時刻Ｔ２において減少する。
【００５８】
ＯＢＤ制御の第２の手法では、図４（Ｃ）に示すように、時刻Ｔ２においてパージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹがステップ的に増大される。ここで、駆動デューティＤＵＴＹに加えられるステップ値、或いはステップ変化後に駆動デューティＤＵＴＹが採る値は、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量ＱＰＧの減少分を相殺して、パージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）を一定に維持することができる値に設定される。このため、ポンプ３２が正常に機能している場合、第２の手法によれば、時刻Ｔ１およびＴ２の前後でパージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）に変化は生じない。
【００５９】
図４（Ｄ）に示すように、パージ補正係数ＦＰＧは、時刻Ｔ１およびＴ２の前後において、一定に維持される。パージ補正係数ＦＰＧが一定に維持され、かつ、パージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）に変化が生じなければ、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、ポンプ３２が正常である場合は、図４（Ａ）に示すように、時刻Ｔ１およびＴ２の後も、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【００６０】
これに対して、ポンプ３２に異常が生じており、時刻Ｔ１以前にそもそもポンプ３２が作動していなかった場合は、時刻Ｔ１においてポンプ３２に対する指令が切り換えられても、加圧空気の発生状況にはその切り換えにより何らの変化も生じない。従って、このような状況下で駆動デューティＤＵＴＹが増大されると、時刻Ｔ２においてパージ流量ＱＰＧ（現実のパージ率ＰＧＲ）にステップ的な増加が生ずる。
【００６１】
パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数ＦＰＧ＝ＰＧＲ×ＦＧＰＧが一定のまま（制御計算上のパージ率ＰＧＲが一定のまま）パージガス流量ＱＰＧ（現実のパージ率ＰＧＲ）が増大すると、ＦＰＧによる燃料噴射量の減量分を超える燃料がパージにより供給される事態が生じ、排気空燃比はリッチ側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、燃料噴射量を減量させる方向に、つまり、図４（Ａ）に示すように、その反転中心が基準値より小さな値となるように更新される（ＦＧＰＧ＜０時）。
【００６２】
また、パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より薄い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を増量させるべくベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが正の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数ＦＰＧが一定のまま現実のパージ率ＰＧＲが増大すると、ＦＰＧによっては十分な燃料増量が確保できない事態が生じ、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、燃料噴射量を増量させる方向に、つまり、図４（Ａ）に示すように、その反転中心が基準値より大きな値となるように更新される（ＦＧＰＧ＞０時）。
【００６３】
以上説明した通り、ＯＢＤ制御の第２の手法によれば、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた後に、ポンプ３２が正常である場合には安定した空燃比が維持され、空燃比フィードバック係数ＦＡＦに何らの変化も生じない状態が形成される。一方、ポンプ３２に異常が生じている場合は、僅かな空燃比荒れを吸収するために空燃比フィードバック係数ＦＡＦが増加または減少方向に変化する事態が生ずる。
【００６４】
このため、上述した第２の手法によれば、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後、空燃比フィードバック係数ＦＡＦがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ３２が正常であるか否かを精度良く判断することができる。また、この手法によれば、通常時（ポンプ３２の正常時）には空燃比の安定した状態を維持し、空燃比の荒れを、希な状況下（ポンプ３２の異常時）に限って生じさせることができる。このため、ＯＢＤ制御の第２の手法によれば、上述した第１の手法が用いられる場合に比して、内燃機関のエミッション特性を改善することができる。
【００６５】
図４において、時刻Ｔ３は、ＯＢＤ制御を終了させるべくポンプ３２に対する指令がＯＦＦ指令からＯＮ指令に切り換えられる時刻である。また、時刻Ｔ４は、時刻Ｔ３の後、ポンプ３２とパージＶＳＶ３６との距離に起因する遅延時間の経過を待って、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティを時刻Ｔ２以前の値に減少させる時刻である。これらの処理によれば、時刻Ｔ４の後に、時刻Ｔ２以前の状態、つまり、パージ流量ＱＰＧとパージ補正係数ＦＰＧとが釣り合った状態を復元することができる。
【００６６】
また、ＯＢＤ制御の第２の手法では、時刻Ｔ４の後、空燃比荒れの抑制を目的とした値（例えば２％）に下げられていた目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが、パージの実効を目的とした値（例えば８％）にむけて徐々に増大される。その結果、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹおよびパージ補正係数ＦＰＧが、何れも徐々に増大される。この際、パージ流量ＱＰＧとパージ補正係数ＦＰＧの釣り合いは維持されるため、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００６７】
図５は、ＥＣＵ６０が、上述した第２の手法に従ってポンプ３２のＯＢＤ制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
図５に示すルーチンでは、先ず、蒸発燃料のパージが
行われているか否かが判別される（ステップ１００）。
その結果、パージが実行されていないと判別された場合は、ポンプ３２の作動が禁止された後、速やかに今回の処理サイクルが終了される（ステップ１０２）。
【００６８】
一方、上記ステップ１００においてパージが実行されているとの判断がなされた場合は、次に、パージカウンタＣＰＧＲＳＴの計数値が判定値ＫＴより大きいか否かが判別される（ステップ１０４）。
パージカウンタＣＰＧＲＳＴは、ポンプ３２の作動を伴うパージが開始された後の経過時間を計数するためのカウンタである。一方、判定値ＫＴは、安定したパージ状態の形成に要する時間、つまり、蒸発燃料のパージ分をパージ補正係数ＦＰＧで適正に補正することのできる状況が形成されるまでに要する時間に対応するように設定された値である。従って、本ステップ１０４において、ＣＰＧＲＳＴ＞ＫＴが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２の作動を伴う安定したパージが未だ実行されていないと判断できる。一方、上記条件が成立する場合は、ポンプ３２の作動を伴う安定したパージが既に実行されていると判断できる。
【００６９】
上記ステップ１０４において、ＣＰＧＲＳＴ＞ＫＴが成立しないと判別された場合は、次に、ポンプカウンタＣＰＵＭＰの計数値が異常判定値ＫＯＢＤより大きいか否かが判別される（ステップ１０６）。
ポンプカウンタＣＰＵＭＰは、ＯＢＤ制御が繰り返し実行される過程で、ポンプ３２の異常が認識された回数を計数するためのカウンタである。一方、異常判定値ＫＯＢＤは、ポンプカウンタＣＰＵＭＰの計数値に基づいて、ポンプ３２の異常を現実に判定するためのしきい値である。
【００７０】
従って、上記ステップ１０６において、ＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが成立すると判別された場合は、ポンプ３２の異常判定がなされる（ステップ１０８）。
そして、この場合は、以後、ポンプ３２をオフするために上記ステップ１０２の処理が実行された後、今回の処理サイクルが終了される。
【００７１】
一方、上記ステップ１０６において、ＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２の異常判定を行うことなく、ポンプ３２の動作制御が実行される（ステップ１１０）。
本ステップ１１０の処理では、具体的には、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰの状態（ＯＮまたはＯＦＦ）に合わせて、ポンプＯＮ指令或いはＯＦＦ指令がポンプ３２に対して発せられる。ポンプ３２は、本ステップ１１０において発せられる指令に応じて、作動状態または停止状態となる。尚、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰは、個々の処理サイクルの過程において、ポンプに対する仮指令の内容を記憶しておくためのメモリ値である。ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰの設定手法については、後に具体的に説明する。
【００７２】
安定パージの形成に必要な時間が経過した後、図５に示すルーチンが起動されると、上記ステップ１０４において、ＣＰＧＲＳＴ＞ＫＴが成立するとの判断が成される。この場合、次に、今回の処理タイミングが、ＯＢＤ制御の開始タイミングと一致しているか否か、より具体的には、図４に示す時刻Ｔ０に相当しているか否かが判別される。（ステップ１１２）。
【００７３】
その結果、今回の処理タイミングがＯＢＤ制御の開始タイミングと一致していると判別された場合は、次に、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤが０にリセットされる（ステップ１１４）。
一方、今回の処理タイミングがＯＢＤ制御の開始タイミングと一致していない、つまり、ＯＢＤ制御は既に開始されていると判別された場合は、上記ステップ１１４の処理がジャンプされる。
【００７４】
図５に示すルーチンでは、上記の処理に次いで、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤのインクリメント処理が実行去れる（ステップ１１６）。
【００７５】
次に、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤの計数値が所定値Ｔ１以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図４に示す時刻Ｔ１と一致しているかが判別される（ステップ１１８）。
【００７６】
ＯＢＤ制御が開始された後（時刻Ｔ０の後）、時刻Ｔ１が到来するまでの間は、上記ステップ１１８において、ＣＯＢＤ≧Ｔ１が成立しないと判別される。この場合、以後、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが空燃比荒れの抑制を目的とした値ＫＰＧ１（例えば２％）に設定された後（ステップ１２０）、上述したステップ１０６以降の処理が実行される。
ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰは、ＯＢＤ制御の開始時にはＯＮとされている。このため、ステップ１０６に次いでステップ１１０の処理が実行される場合、ＣＯＢＤ≧Ｔ１が成立するまでの間は、その処理が実行される毎にポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられる。
【００７７】
時刻Ｔ１の到来後に本ルーチンが起動されると、今度は、上記ステップ１１８において、ＣＯＢＤ≧Ｔ１が成立していると判別される。この場合は、先ず、パージ補正保持制御、つまり、パージ係数ＦＰＧを現在値に保持するための制御が開始される（ステップ１２２）。
【００７８】
次いで、ポンプ３２に対するポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰがＯＦＦとされる（ステップ１２４）。
既述した通り、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰは、ＯＢＤ制御が開始された時点ではＯＮとされている。従って、その値ｔＰＵＭＰは、時刻Ｔ１において本ステップ１２４の処理が初めて実行されることにより、ＯＮからＯＦＦに変更される。
【００７９】
図５に示すルーチンでは、次に、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤの計数値が所定値Ｔ２以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図４に示す時刻Ｔ２と一致しているかが判別される（ステップ１２６）。
時刻Ｔ２が到来するまでは、つまり、時刻Ｔ１の後、所定の遅延時間が経過するまでの間は、ＣＯＢＤ≧Ｔ２が成立しないと判別される。この場合、以後、速やかに上記ステップ１０６以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰがＯＦＦとされているため、ステップ１１０では、ポンプ３２に対してＯＦＦ指令が出力される。
【００８０】
以上説明した処理によれば、時刻Ｔ１の時点で、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲをＫＰＧ１に維持したまま、つまり、パージＶＳＶ３６の駆動デューティを２％程度の小さな値に維持したまま、パージ補正係数ＦＧＰを変化させることなく、ポンプ３２に対する指令をＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えることができる。そして、以後、遅延時間が経過するまで（時刻Ｔ２が到来するまで）、その状態を維持することができる。
【００８１】
時刻Ｔ２が到来した後、本ルーチンが起動されると、上記ステップ１２６において、ＣＯＢＤ≧Ｔ２が成立すると判別される。この場合、次に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲがＫＰＧ２に書き換えられる（ステップ１２８）。
本ステップ１２８において用いられるＫＰＧ２は、時刻Ｔ１において、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化したとした場合に、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量ＱＰＧの減少分を相殺して、パージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）を一定に維持するための値である。
【００８２】
このＫＰＧ２は、つまり、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量ＱＰＧの減少分を補うべく時刻Ｔ２において設定すべき目標パージ率ＴＧＴＰＧＲは、ポンプ３２の定格、吸入空気量Ｇａ、吸気管圧力ＰＭ、現在のパージ流量ＱＰＧなどに基づいて決定することができる。ＥＣＵ６０は、吸入空気量Ｇａや吸気管圧力ＰＭなどとの関係でＫＰＧ２を定めたマップを記憶している。上記ステップ１２８では、そのマップに従って別ルーチンにより決定されたＫＰＧ２が、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲとして設定される。
【００８３】
上記の処理によれば、時刻Ｔ２において、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲがＫＰＧ１からＫＰＧ２に変更される。本実施形態の装置において、このような変更が行われると、その後新たに設定された目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが実現されるように、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹがステップ的に増大される。その結果、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化していた場合は、時刻Ｔ２の前後で現実のパージ率ＰＧＲがほぼ一定に維持される。一方、ポンプ３２に異常が生じていた場合（時刻Ｔ１以前からポンプ３２が停止していた場合）は、時刻Ｔ２の前後で現実のパージ率ＰＧＲに有意な増加が生ずる。
【００８４】
図５に示すルーチンでは、次に、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが、ＮＧ域に属しているか否かが判別される（ステップ１３０）。
【００８５】
図６は、平均値ＦＡＦＡＶのＮＧ領域をベーパ濃度学習値ＦＧＰＧとの関係で定めたマップの一例である。図６において、縦軸は、判定に用いられる平均値ＦＡＦＡＶの値である。図６に示すように、本実施形態では、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが、理論空燃比に対応する値（図中に破線の付された値、以下、「理論空燃比対応値」と称す）より小さく、かつ、平均値ＦＡＦＡＶがＦＡＦの基準値（図６では０）より十分に大きい領域が第１のＮＧ領域とされている。また、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが、理論空燃比対応値より大きく、かつ、平均値ＦＡＦＡＶがＦＡＦの基準値より十分に小さい領域が第２のＮＧ領域とされている。そして、それ以外の領域は、正常領域、或いは他部品の影響域として、ＮＧ領域から除外している。
【００８６】
図４（Ａ）を参照して説明した通り、ポンプ３２が異常である場合は、ベーパ濃度が濃く、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが負の値であった場合には、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが基準値より小さな値にシフトする傾向が生ずる。また、ベーパ濃度が薄く、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが正の値であった場合には、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが基準値より大きなにシフトする傾向が生ずる。図６に示す２つのＮＧ領域によれば、それらの傾向の何れかが発生している場合に、ポンプ３２の異常を的確に判断し、かつ、それら以外の場合に、ポンプ３２の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。
【００８７】
また、図６に示すマップにおいて、第１ＮＧ領域の下限値は、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が大きくなるように設定されている。一方、第２ＮＧ領域の下限値は、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が小さくなるように設定されている。つまり、第１ＮＧ領域および第２ＮＧ領域は、何れも、ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくほど、ポンプ３２の異常が判定され難くなるように設定されている。
【００８８】
ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、パージガスの空燃比が理論空燃比に近いほど、理論空燃比対応値に近づく。一方で、パージ流量ＱＰＧの変化に対する空燃比フィードバック係数ＦＡＦの感度は、パージガスの空燃比が理論空燃比に近づくほど低下する。従って、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくに連れて、ＦＡＦの変化に基づいてポンプ３２の異常を判断するのは困難となる。
【００８９】
図６に示す第１ＮＧ領域および第２ＮＧ領域によれば、そのような判断の難しい状況下で、ポンプ３２の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化に基づいて、ポンプ３２の異常発生を極めて精度良く判定することができる。
【００９０】
図５に示すルーチン中、上記ステップ１３０において、平均値ＦＡＦＡＶがＮＧ領域に属していないと判別された場合は、以下に説明するステップ１３２および１３４の処理がジャンプされ、速やかに後述するステップ１３６の処理が実行される。一方、平均値ＦＡＦＡＶがＮＧ領域に属していると判別された場合は、先ず、ポンプカウンタＣＰＵＭＰがインクリメントされ（ステップ１３２）、次いで、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤに所定値Ｔ３が代入される（ステップ１３４）。
【００９１】
上記の処理に続いて、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤの計数値が所定値Ｔ３以上であるか否かが判別される（ステップ１３６）。
本ステップ１３４の処理により、ＣＯＢＤ≧Ｔ３が成立しないと判別された場合は、未だ図４に示す時刻Ｔ３が到来していないと判別することができる。この場合は、以後速やかに上記ステップ１０６以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰが最終的にＯＦＦに設定されたままであるため、ステップ１０６に次いでステップ１１０の処理が実行される場合、ポンプ３２には、処理サイクルが繰り返される毎にＯＦＦ指令が発せられる。
【００９２】
上記ステップ１３４の処理によりＣＯＢＤにＴ３が代入された後に、或いは、自然なインクリメント処理の結果ＣＯＢＤがＴ３に到達した後に、上記ステップ１３６の処理が実行されると、ＣＯＢＤ≧Ｔ３が成立するとの判断が成される。この場合は、次に、ＣＯＢＤ≧Ｔ４が成立するか否かが判別される（ステップ１３８）。
【００９３】
時刻Ｔ４が到来する以前、つまり、時刻Ｔ３の後所定の遅延時間が経過する以前は、上記ステップ１３８においてＣＯＢＤ≧Ｔ４の条件が成立しないとの判断が成される。この場合は、パージ補正保持制御を解除するための処理（ステップ１４０）がジャンプされ、パージ補正係数ＦＰＧの変更が禁止されたまま、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰがＯＦＦからＯＮに書き換えられる（ステップ１４２）。
【００９４】
上記ステップ１４２の処理が終了すると、次に、ポンプカウンタＣＰＵＭＰの計数値が異常判定値ＫＯＢＤより大きいか否かを判断すべく、ステップ１０６の処理が実行される。尚、異常判定値ＫＯＢＤは、０以上の固定値である。
この時点でＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが成立する判断された場合は、既述した通り、ポンプ３２の異常が判定され、ステップ１０８および１０２の処理が実行される。この場合、以後、ポンプ３２の作動が禁止され、ポンプ３２が停止していることを前提として、蒸発燃料のパージ制御が実行される。
【００９５】
一方、現時点では、ＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが未だ成立していないとの判断がなされた場合は、次にステップ１１０の処理が実行される。時刻Ｔ３以降は、既述した通りポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰが最終的にＯＮとされる（ステップ１４２参照）。このため、時刻Ｔ３の後、時刻Ｔ４が到来するまでの間は、ステップ１１０が実行される毎に、パージ補正係数ＦＰＧが保持されたままポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられる。
【００９６】
時刻Ｔ４が到来した後に上記ステップ１３８の処理が実行されると、今度は、ＣＯＢＤ≧Ｔ４の条件が成立すると判断される。この場合は、ステップ１３８の処理に次いで、パージ補正保持制御が解除され（ステップ１４０）、その後、上述したステップ１４２以降の処理が実行される。
【００９７】
本実施形態の装置は、パージ補正保持制御が解除されると同時に、パージ補正係数ＦＰＧの更新を許可すると共に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲの更新を許可する。その結果、時刻Ｔ４の後、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが別ルーチンにより徐々に増大され、その増大に伴って、駆動デューティＤＵＴＹ、およびパージ補正係数ＦＰＧにもほぼ一定の速度での増大が生ずる（図４中、時刻Ｔ４以降参照）。
【００９８】
以上説明した通り、図５に示すルーチンによれば、図４に示すタイミングチャートに沿った手順でポンプ３２のＯＢＤを進めることができる。このため、本実施形態の装置によれば、排気空燃比の変動に基づいて、より具体的には、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変動に基づいて、ポンプ３２の異常を精度良く検出することができる。
【００９９】
また、図５に示すルーチンによれば、ポンプ３２に対する指令の切り換えと、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティの変更とを、ポンプ３２とパージＶＳＶ３６の距離に起因する遅延時間を考慮したうえで協調させることができる。このため、本実施形態の装置によれば、ポンプ３２の正常時に空燃比荒れが生ずるのを有効に防止して、優れたエミッション特性を確保することができる。
【０１００】
ところで、上述した実施の形態１においては、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた後の空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしているが（図３中時刻ｔ１、図４中時刻Ｔ１参照）、異常検出の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ３２の異常は、ポンプ３２に対する指令がＯＦＦ指令からＯＮ指令に切り換えられた後のＦＡＦの変化に基づいて検出することとしてもよい。また、ポンプ３２の異常は、ＦＡＦの変化からではなく、排気空燃比の変化から直接検出することとしてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施の形態１では、上記図６に示すマップにおいて、第１および第２ＮＧ領域が、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に一致する場合にも、平均値ＦＡＦＡＶが十分に大きい場合、或いは十分に小さい場合には、ポンプ３２の異常が判定されるようにが設定されている。しかしながら、それらの設定はこれに限定されるものではない。すなわち、第１および第２ＮＧ領域は、ＦＧＰＧが理論空燃比対応値の近傍値である場合には、常にポンプ３２の異常判定が成されないように設定することとしてもよい。
【０１０２】
また、上述した実施の形態１では、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後に、排気空燃比に生ずる変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしているが、異常検出の基礎は、排気空燃比に限定されるものではない。すなわち、吸気通路３８に燃料成分濃度を検出するためのセンサを設けたうえで、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後に、吸気通路３８内の燃料成分濃度の変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしてもよい。
【０１０３】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常検出手段」が実現されている。
【０１０４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２８の処理を実行すると共に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが実現されるように駆動デューティＤＵＴＹを制御することにより前記第２の発明における「協調制御手段」が実現されている。
【０１０５】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第３の発明における「遅延手段」が実現されている。
【０１０６】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第４の発明における「吸入空気量検出手段」に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが前記第４の発明における「目標開度」にそれぞれ相当していると共に、ＥＣＵ６０が、公知の手法で吸気管圧力ＰＭを推定することで前記第４の発明における「吸気負圧検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２８で用いられるＫＰＧ２を算出することにより前記第４の発明における「目標開度算出手段」が、ＫＰＧ２に設定された目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが実現されるように駆動デューティＤＵＴＹを制御することにより前記第４の発明における「パージ制御弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０７】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第５の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ５０が前記第５の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ＥＣＵ６０が、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧを学習することにより前記第５の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Ｇａに基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０を算出することにより前記第５の発明における「噴射量制御手段」が、図６に示す第１ＮＧ領域においてポンプ３２の異常を検出することにより前記第５の発明における「低濃度時異常検出手段」が、図６に示す第２ＮＧ領域においてポンプ３２の異常を検出することにより前記第５の発明における「高濃度時異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０８】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第６の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ５０が前記第６の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ＥＣＵ６０が、吸入空気量Ｇａに基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０を算出することにより前記第６の発明における「噴射量制御手段」が、空燃比フィードバック係数ＦＡＦを用いて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０に補正を施すことにより前記第６の発明における「空燃比フィードバック手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０９】
また、上述した実施の形態１においては、酸素センサ５０が前記第７の発明における「排気側センサ」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、燃料噴射量に対してパージ補正係数ＦＰＧを用いた補正を施すことにより前記第７の発明における「パージ分減量補正手段」が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第７の発明における「パージ補正保持手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１０】
また、上述した実施の形態１においては、ポンプ３２が、キャニスタ２２の大気孔２４に連通しているが、ポンプ３２の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ３２は、キャニスタ２２内に強制的に空気の流れを発生させ得るものであれば良く、パージ孔２６とパージＶＳＶ３６の間に配置してもよい。
【０１１１】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第８の発明における「吸入空気量検出手段」に相当している。そして、ＥＣＵ６０が、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧを学習することにより前記第８の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Ｇａに基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０を算出することにより前記第８の発明における「噴射量制御手段」が、図６に示すマップを参照してポンプ３２の異常を判定しつつ、ＦＧＰＧが理論空燃比対応値の近傍値である場合にポンプ３２のＮＧ判定を保留することにより前記第８の発明における「異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に変化が生じたか否かに基づいて、ポンプの状態を判断することができる。つまり、本発明によれば、ポンプのオン・オフに伴って、パージ流量が適正に変化し、その結果として吸気通路内の燃料成分濃度や排気空燃比に適正な変化が生じたか否かに基づき、ポンプの異常を簡便に、かつ、精度良く検出することができる。
【０１１３】
第２の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられるのと協調して、パージ制御弁の実質的開度が変更される。この場合、ポンプが正常である場合には吸気通路内の燃料成分濃度や排気空燃比に変化を生じさせることなく、それらに変化が生じた場合にポンプの異常を認定することができる。従って、本発明によれば、ポンプに異常が生じない限り空燃比荒れの原因を生じさせることなくポンプの異常判定を行うことができる。
【０１１４】
第３の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その変化がパージ制御弁の位置に及ぶのに要する遅延時間の影響を考慮して、パージ制御弁の協調制御を行うことができる。このため、本発明によれば、ポンプが正常である場合に、そのオン・オフの切り換えに伴って生ずる空燃比荒れを十分に小さく抑制することができる。
【０１１５】
第４の発明によれば、ポンプのオン・オフ切り換えの後に、その切り換え前のパージ流量と同等のパージ流量を生じさせることのできるパージ制御弁の目標開度を、吸入空気量、吸気負圧、およびポンプの定格に基づいて容易かつ高精度に算出することができる。
【０１１６】
第５の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄いか否かに応じて、異なる基準でポンプの異常を判断することができる。ポンプとパージ制御弁とが協調制御される環境下で、ポンプが適正に動作しない場合は、ポンプにオン指令が発せられている場合に比してポンプにオフ指令が発せられている場合にパージ流量は多量となる。そして、ベーパ濃度が薄い場合は、パージガス流量が多量となるほど排気空燃比は薄くなり、一方、ベーパ濃度が濃い場合は、パージ流量が多量となるほど排気空燃比は濃くなる。このため、本発明で用いられる基準によれば、ベーパ濃度が薄い場合も濃い場合も、正確にポンプの異常を検出することができる。
【０１１７】
第６の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられることにより空燃比フィードバック補正の大きさに変化が生じたか否かに基づいて、その切り換えに伴ってポンプの作動・非作動が適正に切り換えられたか否か、つまり、ポンプが正常であるか否かを正確に判断することができる。
【０１１８】
第７の発明によれば、通常時には、パージされる蒸発燃料分が燃料噴射量から減量されることにより、パージの実行に関わらず安定した空燃比精度が維持できる。一方、ポンプの異常を検出するためにポンプのオン・オフが切り換えられる場合は、その前後でパージ分減量補正の大きさが固定されるため、ポンプのオン・オフの影響を排気空燃比に顕著に生じさせることができる。このため、本発明によれば、通常時には良好な排気エミッション特性を実現しつつ、ポンプの異常を精度良く検出することができる。
【０１１９】
第８の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、ポンプの状態に関する判断を保留することができる。ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値をとる場合、ポンプのオン・オフに伴ってパージ流量が変化しても、排気空燃比に顕著な変化は生じない。本発明によれば、このような状況下で誤った判断が成されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を示す図である。
【図３】実施の形態１の装置においてポンプの異常を検出するための第１の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】実施の形態１の装置においてポンプの異常を検出するための第２の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１の装置において第２の手法に従ってポンプのＯＢＤ制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】実施の形態１の装置において図５に示すルーチンを実行する際に参照されるマップの一例である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
２２ キャニスタ
３０ ＣＣＶ（Ｃａｎｉｓｔｅｒ Ｃｌｏｓｅｄ Ｖａｌｖｅ）
３２ ポンプ
３６ パージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）
３８ 吸気通路
４０ エアフロメータ
４６ 燃料噴射弁
５０ 酸素センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−３１２１１３号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。キャニスタは、燃料タンクに連通していると共に、パージ制御弁を介して内燃機関の吸気通路に連通している。また、このキャニスタは、大気に連通する大気孔を備えている。大気孔には、キャニスタに対して加圧空気を供給することのできるポンプが連通している。
【０００３】
上記従来の装置において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、一旦キャニスタに吸着される。この装置は、内燃機関の運転中に所定のパージ条件が成立すると、パージ制御弁を開いてキャニスタに吸気負圧を導入する。その結果、キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料は、大気孔から吸入された空気と共に吸気通路にパージされる。その結果、燃料タンク内で生じた蒸発燃料は、大気に放出されることなく、内燃機関の運転中に燃料として処理される。
【０００４】
ところで、内燃機関の吸気負圧は、スロットル開度が開くに連れて大気圧に近い値になる。このため、内燃機関の高負荷運転時には、十分な吸気負圧が発生せず、パージ制御弁を開くだけでは十分なパージ流量が得られないことがある。上記従来の装置は、このような場合にポンプを作動させる。ポンプが作動すると、キャニスタの大気孔に加圧空気が供給され、キャニスタの前後に、十分なパージ流量を生じさせるに足る差圧が発生する。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関の高負荷運転時にも高いパージ能力を確保することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関の吸気通路にキャニスタ内の蒸発燃料をパージする場合、パージされる燃料分を燃料噴射量から減量して空燃比荒れを防ぐ必要がある。そして、このような減量を行うためには、吸気通路に流入するパージガス流量を正確に把握することが必要である。
【０００６】
上記従来の装置のようにキャニスタの内部に強制的に空気の流れを生じさせることのできるポンプを備える装置にあっては、ポンプが作動している場合とポンプが停止している場合とでパージガス流量に差が生ずる。このため、この種の装置では、ポンプにオン指令が発せられている場合には、ポンプが作動していることを前提としてパージガス流量を推定し、また、ポンプにオフ指令が発せられている場合には、ポンプが停止していることを前提としてパージガス流量を推定することが必要となる。
【０００７】
パージガス流量の推定が上記前提の下で行われる場合、ポンプの異常に起因してその前提が崩れた場合は、パージガス流量の推定値に無視できない誤差が生ずる。より具体的には、オン指令を受けているにも関わらずポンプが適正に作動しないような場合には、パージガス流量の推定値に大きな誤差が生ずる。そして、このような推定値の誤差は空燃比の制御精度を悪化させる原因となる。
【０００８】
このため、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプを備えるシステムにあっては、そのポンプの異常を速やかに検出できることが望ましい。しかしながら、従来、この種のシステムにおいて、ポンプの異常を簡便に、かつ、精度良く検出するための手法は提案されていなかった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプの異常を、簡便に、かつ、精度良く検出することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸気通路の内圧である吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段と、
前記吸入空気量、前記吸気負圧、および前記ポンプの定格に基づいて、前記ポンプのオン・オフ切り換えの後に、その切り換え前のパージ流量を確保するために前記パージ制御弁が実質的に実現すべき目標開度を算出する目標開度算出手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記目標開度が実現されるように前記パージ制御弁を制御するパージ制御弁制御手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１９】
実施の形態１．
［装置構成の説明］
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧を測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。
【００２０】
燃料タンク１０には、ＲＯＶ（Ｒｏｌｌ Ｏｖｅｒ Ｖａｌｖｅ）１４，１６を介してベーパ通路１８が接続されている。ベーパ通路１８は、ダイヤフラム式の給油弁２０を介してキャニスタ２２に接続されている。キャニスタ２２の内部には、燃料ベーパを吸着するための活性炭が充填されている。このため、燃料タンク１０の内部で発生した燃料ベーパは、ベーパ通路１８および給油弁２０を通ってキャニスタ２２に到達し、キャニスタ２２の内部に吸着保持される。
【００２１】
キャニスタ２２には、大気孔２４およびパージ孔２６が設けられている。大気孔２４には、ＣＣＶ（Ｃａｎｉｓｔｅｒ Ｃｌｏｓｅｄ Ｖａｌｖｅ）３０を介してポンプ３２が連通している。ポンプ３２の吸入孔は、フィルタ３４を介して大気に開放されている。ＣＣＶ３０は、外部から駆動信号を受けることにより大気孔２４を閉弁するノーマルオープンタイプの電磁弁である。ＣＣＶ３０が開いている場合は、ポンプ３２を作動させることにより、ポンプ３２により生成される加圧空気をキャニスタ２２の大気孔２４に供給することができる。
【００２２】
キャニスタ２２のパージ孔２６は、パージガスの流量を制御するためのパージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）３６を介して内燃機関の吸気通路３８に連通している。パージＶＳＶ３６は、デューティ制御されることにより実質的に任意の開度を実現する制御弁である。
【００２３】
内燃機関の吸気通路３８には、その内部に吸入される空気量Ｇａを検出するエアフロメータ４０が組み付けられている。エアフロメータの下流には、吸入空気量Ｇａを制御するためのスロットルバルブ４２が配置されている。上述したパージ孔２６は、そのスロットルバルブ４２の下流において吸気通路３８に連通している。
【００２４】
内燃機関の吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁４４が組み付けられている。燃料噴射弁４４には、燃料供給通路４６から高圧の燃料が供給されている。燃料噴射弁４４は、外部から供給される駆動信号を受けてニードルバルブを開弁させることにより、その開弁時間（燃料噴射時間ＴＡＵ）に応じた量の燃料を噴射することができる。
【００２５】
内燃機関の排気通路４８には、排気ガス中に酸素が含まれているか否かに基づいて、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた出力を発する酸素センサ５０が配置されている。酸素センサ５０の下流には、排気ガスを浄化するための触媒ユニット５２が配置されている。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０を備えている。ＥＣＵ６０には、上述したタンク内圧センサ１２を始め、エアフロメータ４０や酸素センサ５０など、内燃機関に組み込まれている各種センサの出力が供給されている。ＥＣＵ６０は、それらのセンサ出力に基づいて、ＣＣＶ３０、ポンプ３２、パージＶＳＶ３６、および燃料噴射弁４６などの状態を制御することができる。
【００２７】
［パージ動作の説明］
本実施形態のシステムにおいて、燃料タンク１０の内部で発生したベーパは、ベーパ通路１８を通ってキャニスタ２２に導かれ、その内部に吸着保持される。ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転中、所定のパージ条件が成立する状況下で、パージＶＳＶ３６を適当に開弁させる。内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６が開弁されると、キャニスタ２２に吸気負圧が導かれ、キャニスタ２２に吸着されているベーパは、大気孔２４から吸入される空気と共に吸気通路にパージされる。
【００２８】
また、本実施形態において、ＥＣＵ６０は、パージの実行中に必要に応じて、ＣＣＶ３０を開いた状態でポンプ３２を作動させる。その結果ポンプ３２の作動が開始されると、ポンプ３２によって生成される加圧空気がキャニスタ２２の大気孔２４に供給され始める。
【００２９】
ＥＣＵ６０は、具体的には、高圧（大気圧近傍値）の吸気管圧力ＰＭが生ずる内燃機関の高負荷運転時にポンプ３２を作動させる。吸気管圧力ＰＭが高圧である場合は、パージＶＳＶ３６を開くだけでは十分なパージガス流量を得ることができない。このような状況下でポンプ３２が作動すると、吸気負圧が不十分であっても十分なパージガス流量を確保することができる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、優れたパージ能力を確保することができる。
【００３０】
また、ＥＣＵ６０は、内燃機関のアイドル運転時など、十分に大きな吸気負圧が発生し、パージ孔２６付近の圧力が過剰に負圧化するような場合にもポンプ３２を作動させる。パージ孔２６の付近が過剰に負圧化すると、その負圧が燃料タンク１０に導かれて、タンク内の蒸発燃料がキャニスタ２２を通過して吸気通路３８に直接パージされる事態が生ずる。また、このようにして生ずる蒸発燃料の直接パージは、内燃機関における空燃比荒れの原因となる。本実施形態の装置において、上記の状況下でポンプ３２を作動させると、パージ孔２６付近の圧力を高めて蒸発燃料の直接パージを防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、十分に大きな吸気負圧が生ずる状況下でも、空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２２内の蒸発燃料を適正にパージさせることができる。
【００３１】
［パージに伴う燃料噴射量補正の説明］
内燃機関の吸気通路３８に蒸発燃料がパージされている状況下で、所望の空燃比を実現するためには、パージガスとして供給されている燃料および空気の影響を排除すべく燃料噴射量に補正を施すことが必要である。そして、このような減量補正を実現するためには、パージＶＳＶ３６を通過するパージガス流量ＱＰＧと、パージにより供給される蒸発燃料量と、燃料噴射量とを精度良く制御することが必要である。
【００３２】
本実施形態において、ＥＣＵ６０は、パージガス流量ＱＰＧと、パージにより供給される蒸発燃料の量とを精度良く制御する手法の一部として、パージ率ＰＧＲを目標パージ率ＴＧＴＰＧＲに一致させる処理を実行している。パージ率ＰＧＲは、パージガス流量ＱＰＧと吸入空気量Ｇａとの比（ＱＰＧ／Ｇａ）で表される値である。パージ流量ＱＰＧは、吸気管圧力ＰＭ、パージＶＳＶ３６の実質的開度、およびポンプ３２のオン・オフ状態により決定される。このため、ＥＣＵ６０は、吸気管圧力ＰＭやポンプ３２のオン・オフ状態を考慮したうえで、パージＶＳＶ３６の実質的開度（駆動デューティＤＵＴＹ）を適当に制御することでパージ率ＰＧＲを目標パージ率ＴＧＴＰＧＲに一致させることができる。尚、ＥＣＵ６０は、吸気管圧力ＰＭは、エアフロメータ４０により検出される吸入空気量Ｇａなどに基づいて公知の手法で推定することができる。また、吸気管圧力ＰＭは、吸気通路３８に圧力センサを設けて実測することとしてもよい。
【００３３】
また、ＥＣＵ６０は、燃料噴射量を適正に補正する手法の一部として、パージガス中のベーパ濃度を検出している。より具体的には、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧを、公知の手法で求めている。ここで、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、パージ率ＰＧＲ１％当たりの噴射量減量割合と一致するように学習される。つまり、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、１％のパージ率ＰＧＲでパージガスがパージされた場合に、その影響を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての物理的意味を有している。このような減量割合は、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど大きな値となり、一方、そのベーパ濃度が薄いほど小さな値となる。従って、ベーパ濃度学習値は、既述した通り、パージガス中のベーパ濃度としての物理的意味も有している。
【００３４】
ＥＣＵ６０は、上述したベーパ濃度学習値ＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを掛け合わせることにより、パージ補正係数ＦＰＧ＝ＦＧＰＧ×ＰＧＲを算出する。このようにして算出されるパージ補正係数ＦＰＧは、パージ率“ＰＧＲ”でパージされている蒸発燃料を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての意味を有している。従って、ＥＣＵ６０は、蒸発燃料のパージの影響を考慮することなく算出した基本の燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＡＵ０）にパージ補正係数ＦＰＧを掛け合わせることにより、パージの影響を相殺することのできる燃料噴射量（燃料噴射時間ＴＡＵ）を算出することができる。
【００３５】
本実施形態において、ＥＣＵ６０は、パージの実行中に、上述した手順に従って、パージＶＳＶ３６の駆動デューティＤＵＴＹを制御し、また、燃料噴射量時間ＴＡＵを算出する。そして、その燃料噴射時間ＴＡＵが実現されるように燃料噴射弁４４を駆動する。このため、本実施形態の装置によれば、大きな空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２２内の蒸発燃料を適切に吸気通路３８にパージさせることができる。
【００３６】
［空燃比フィードバック制御の説明］
本実施形態の装置は、蒸発燃料のパージ分を相殺するための上記の燃料噴射量補正の他に、排気空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に一致させるための空燃比フィードバック制御を実行している。より具体的には、ＥＣＵ６０は、排気空燃比を理論空燃比に一致させるための空燃比フィードバック係数ＦＡＦを算出し、そのＦＡＦを基本の燃料噴射量（基本燃料噴射時間ＴＡＵ０）に掛け合わせることにより燃料噴射量（燃料噴射時間ＴＡＵ）を算出している。
【００３７】
図１に示すシステムは、既述した通り、排気通路４８に酸素センサ５０を備えている。ＥＣＵ６０は、酸素センサ５０の出力に基づいて、排気空燃比がリッチであるか、或いはリーンであるかを判断することができる。空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、排気空燃比がリッチである場合は減少方向に更新され続ける。ＦＡＦが減少方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に減量され、やがて排気空燃比はリッチからリーンに反転する。
【００３８】
また、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、排気空燃比がリーンである間は増加方向に更新され続ける。ＦＡＦが増加方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に増量され、やがて排気空燃比はリーンからリッチに反転する。本実施形態の装置では、ＥＣＵ６０が上述した空燃比フィードバック制御を実行することで燃料噴射量の微小な調整が行われ、その結果、精度良く排気空燃比が目標空燃比（理論空燃比）の近傍に維持される。
【００３９】
尚、ＥＣＵ６０は、パージの実行や、内燃機関の運転状態などに応じて、基本的には排気空燃比が目標空燃比（理論空燃比）と一致するように燃料噴射量を算出する。従って、その基本的な算出が適正に行われている場合は、空燃比フィードバック制御ＦＡＦは、基準の値（例えば１．０）を中心として、その上下に対称に増減を繰り返すように更新される。そして、燃料噴射量の基本的な算出にずれが生ずると、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの反転中心が、その基準の値から上方或いは下方にシフトする。
【００４０】
ＥＣＵ６０は、また、制御の便宜上、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを算出している。平均値ＦＡＦＡＶは、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの反転中心と一致すべき値である。従って、平均値ＦＡＦＡＶは、燃料噴射量の基本的な算出が適正に行われている場合は、ほぼＦＡＦの基準値（例えば１．０）と一致し、一方、その基本的な算出にずれが生じている場合は、その基準値より大きな値、或いは小さな値にシフトする。
【００４１】
［ポンプの異常を検出する原理の説明］
図２は、本実施形態の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を、ポンプ３２が作動している場合とポンプ３２が停止している場合とにつき表した図である。この図に示す通り、パージガス流量は、ポンプ３２が作動している場合に、ポンプ３２が停止している場合に比して明らかに多量となる。従って、本実施形態の装置においては、ポンプ３２が適正に動作している限り、ポンプ３２のオン・オフを切り換えることにより、パージ流量に有意な差を生じさせることができる。
【００４２】
図３は、本実施形態の装置においてポンプ３２の異常を検出するための第１の手法を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図３（Ａ）はポンプ３２のＯＢＤ制御中（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）における空燃比フィードバック係数ＦＡＦの波形、図３（Ｂ）はＯＢＤ制御中にポンプ３２に供給されるＯＮ・ＯＦＦ指令の波形、図３（Ｃ）はＯＢＤ制御中に制御計算に用いられるパージ率ＰＧＲの波形をそれぞれ示している。
【００４３】
図３において、時刻ｔ１以前は、通常の規則に従って、ポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数ＦＰＧが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図３（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００４４】
図３に示す例では、上記の安定状態が形成されている環境下で、制御計算に用いられるパージ率ＰＧＲを一定に維持したまま（図３（Ｃ）参照）ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられる（図３（Ｂ）、時刻ｔ１参照）。より具体的には、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹが一定に維持され、かつ、パージ補正係数ＦＰＧ（＝ＦＧＰＧ×ＰＧＲ）が一定に維持されたまま、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられる。
【００４５】
パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹが一定のまま、ポンプ３２が作動状態から停止状態に変化すれば、吸気通路３８に流入するパージガス流量ＱＰＧは減少する。パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数ＦＰＧ＝ＰＧＲ×ＦＧＰＧが一定のままパージガス流量ＱＰＧが減少すると、ＦＰＧによる燃料噴射量の減量が過剰となり、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。
【００４６】
本実施形態の装置は、既述した通り、排気空燃比を理論空燃比に維持すべく、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を実行している。このため、排気空燃比がリーン側に偏ろうとすると、その空燃比を理論空燃比の近傍に維持するために、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが基準値より大きな値に更新される。その結果、ポンプ３２が正常である場合は、図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ１においてポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた後、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、反転中心が基準値より大きな値となるように、その値を変化させる。
【００４７】
これに対して、ポンプ３２に異常が生じており、時刻ｔ１以前にそもそもポンプ３２が作動していなかった場合は、時刻ｔ１においてポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられても、その切り換えによりパージ流量ＱＰＧには何らの変化も生じない。パージ流量ＱＰＧに変化が生じなければ、排気空燃比は、時刻ｔ１の後も、それ以前と同様に、パージ補正係数ＦＰＧを用いた補正のみでほぼ理論空燃比となる。この場合、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、時刻ｔ１の後も、ほぼ基準値を中心として反転する挙動を維持する。
【００４８】
以上説明した通り、本実施形態の装置では、蒸発燃料が安定してパージされている状況下で、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた場合に、ポンプ３２が正常であれば、空燃比フィードバック係数ＦＡＦにはその切り換え前後で変化が生ずる。一方、ポンプ３２に異常が生じている場合は、その切り換えの前後で空燃比フィードバック係数ＦＡＦに変化は生じない。このため、本実施形態の装置によれば、パージ率ＰＧＲを一定にしたまま（ＤＵＴＹおよびＦＰＧを一定にしたまま）ポンプ３２に対する指令をＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換え、その後、空燃比フィードバック係数ＦＡＦがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ３２が正常であるか否かを精度良く判断することができる。
【００４９】
しかしながら、上述したＯＢＤ制御によれば、既述した通り、ポンプ３２が正常である場合に排気空燃比の乱れと、それに伴う空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変動とが発生する。そして、ポンプ３２が異常である場合に、安定した運転状態が維持される。
【００５０】
ポンプ３２は正常であるのが通常であり、ポンプ３２に異常が生ずるのは極めて希なことである。従って、上述したＯＢＤ制御によれば、通常の状態では排気空燃比に荒れが生じ、極めて希な状態でのみ安定した運転状態が維持されることになる。このような特性は、内燃機関において良好なエミッション特性を得るうえで好ましいものではなく、むしろ良好なエミッション特性を得るうえでは、その逆の特性が生ずること、つまり、通常時（正常時）には安定した運転状態が維持され、希な事態（異常時）においてのみ排気空燃比に荒れが生ずることが望ましい。
【００５１】
このような要求は、例えば、ポンプ３２のＯＢＤ制御の際に、ポンプ３２のＯＮ・ＯＦＦの切り換えと協調させて、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹを適切に変化させることにより満たすことができる。以下、図４を参照して、上記の要求を満たしつつポンプ３２の異常を検出するための手法（本実施形態の装置でポンプ３２の異常を検出するための第２の手法）について説明する。
【００５２】
図４は、本実施形態の装置が、上述した第２の手法でポンプ３２のＯＢＤ制御を行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図４（Ａ）はＯＢＤ制御中における空燃比フィードバック係数ＦＡＦの波形、図４（Ｂ）はＯＢＤ制御中にポンプ３２に供給されるＯＮ・ＯＦＦ指令の波形、図４（Ｃ）はＯＢＤ制御中におけるパージＶＳＶ３６の駆動デューティの波形、図４（Ｄ）はＯＢＤ制御中におけるパージ補正係数ＦＰＧの波形をそれぞれ示している。
【００５３】
図４において、時刻Ｔ１以前は、通常の規則に従って、ポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数ＦＰＧが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００５４】
図４において、時刻Ｔ０では、ＯＢＤの開始に備えて、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが、パージの実効を目的とした値（例えば８％）から、空燃比荒れの抑制を目的とした値（例えば２％）に下げられる。その結果、図４（Ｃ）に示すように、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹは、実パージ率ＰＧＲを目標パージ率ＴＧＴＰＧＲに一致させるべく時刻Ｔ０において低下している。
【００５５】
パージ補正係数ＦＰＧは、既述した通りベーパ濃度学習値ＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを掛け合わせることにより算出される。従って、パージ率ＰＧＲが低下すれば、パージ補正係数ＦＰＧも小さな値となる。このため、時刻Ｔ０において、パージ補正係数ＦＰＧは、図４（Ｄ）に示すようにステップ的に小さな値に変化している。パージ率補正係数ＦＧＰがこのように変更されると、駆動デューティＤＵＴＹの低下に関わらず、つまり、パージ率ＰＧＲの低下に関わらず、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、時刻Ｔ０の後も、基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【００５６】
図４において、時刻Ｔ１は、ＯＢＤ制御が開始される時刻を示している。すなわち、ここで説明するＯＢＤ制御の第２の手法では、時刻Ｔ１において、先ず、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられる。時刻Ｔ１においてポンプ３２に対する指令が切り換えられることにより、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に切り替わると、それ以前はキャニスタ２２に供給されていた加圧空気が、その時点で消滅するという変化が生ずる。この変化は、キャニスタ２２とパージＶＳＶ３６との距離などにより定まる遅延時間の後に、パージＶＳＶ３６を通過するパージガス流量ＱＰＧに反映される。
【００５７】
図４に示す時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１の後、上記の遅延時間が経過する時刻である。従って、ポンプ３２が正常に機能していれば、つまり、時刻Ｔ１における指令の切り換えに応えてポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化するとすれば、パージＶＳＶ３６を通過するパージガス流量ＱＰＧは、パージＶＳＶ３６の開度が維持される限り時刻Ｔ２において減少する。
【００５８】
ＯＢＤ制御の第２の手法では、図４（Ｃ）に示すように、時刻Ｔ２においてパージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹがステップ的に増大される。ここで、駆動デューティＤＵＴＹに加えられるステップ値、或いはステップ変化後に駆動デューティＤＵＴＹが採る値は、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量ＱＰＧの減少分を相殺して、パージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）を一定に維持することができる値に設定される。このため、ポンプ３２が正常に機能している場合、第２の手法によれば、時刻Ｔ１およびＴ２の前後でパージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）に変化は生じない。
【００５９】
図４（Ｄ）に示すように、パージ補正係数ＦＰＧは、時刻Ｔ１およびＴ２の前後において、一定に維持される。パージ補正係数ＦＰＧが一定に維持され、かつ、パージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）に変化が生じなければ、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、ポンプ３２が正常である場合は、図４（Ａ）に示すように、時刻Ｔ１およびＴ２の後も、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【００６０】
これに対して、ポンプ３２に異常が生じており、時刻Ｔ１以前にそもそもポンプ３２が作動していなかった場合は、時刻Ｔ１においてポンプ３２に対する指令が切り換えられても、加圧空気の発生状況にはその切り換えにより何らの変化も生じない。従って、このような状況下で駆動デューティＤＵＴＹが増大されると、時刻Ｔ２においてパージ流量ＱＰＧ（現実のパージ率ＰＧＲ）にステップ的な増加が生ずる。
【００６１】
パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数ＦＰＧ＝ＰＧＲ×ＦＧＰＧが一定のまま（制御計算上のパージ率ＰＧＲが一定のまま）パージガス流量ＱＰＧ（現実のパージ率ＰＧＲ）が増大すると、ＦＰＧによる燃料噴射量の減量分を超える燃料がパージにより供給される事態が生じ、排気空燃比はリッチ側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、燃料噴射量を減量させる方向に、つまり、図４（Ａ）に示すように、その反転中心が基準値より小さな値となるように更新される（ＦＧＰＧ＜０時）。
【００６２】
また、パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より薄い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を増量させるべくベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが正の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数ＦＰＧが一定のまま現実のパージ率ＰＧＲが増大すると、ＦＰＧによっては十分な燃料増量が確保できない事態が生じ、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、燃料噴射量を増量させる方向に、つまり、図４（Ａ）に示すように、その反転中心が基準値より大きな値となるように更新される（ＦＧＰＧ＞０時）。
【００６３】
以上説明した通り、ＯＢＤ制御の第２の手法によれば、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた後に、ポンプ３２が正常である場合には安定した空燃比が維持され、空燃比フィードバック係数ＦＡＦに何らの変化も生じない状態が形成される。一方、ポンプ３２に異常が生じている場合は、僅かな空燃比荒れを吸収するために空燃比フィードバック係数ＦＡＦが増加または減少方向に変化する事態が生ずる。
【００６４】
このため、上述した第２の手法によれば、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後、空燃比フィードバック係数ＦＡＦがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ３２が正常であるか否かを精度良く判断することができる。また、この手法によれば、通常時（ポンプ３２の正常時）には空燃比の安定した状態を維持し、空燃比の荒れを、希な状況下（ポンプ３２の異常時）に限って生じさせることができる。このため、ＯＢＤ制御の第２の手法によれば、上述した第１の手法が用いられる場合に比して、内燃機関のエミッション特性を改善することができる。
【００６５】
図４において、時刻Ｔ３は、ＯＢＤ制御を終了させるべくポンプ３２に対する指令がＯＦＦ指令からＯＮ指令に切り換えられる時刻である。また、時刻Ｔ４は、時刻Ｔ３の後、ポンプ３２とパージＶＳＶ３６との距離に起因する遅延時間の経過を待って、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティを時刻Ｔ２以前の値に減少させる時刻である。これらの処理によれば、時刻Ｔ４の後に、時刻Ｔ２以前の状態、つまり、パージ流量ＱＰＧとパージ補正係数ＦＰＧとが釣り合った状態を復元することができる。
【００６６】
また、ＯＢＤ制御の第２の手法では、時刻Ｔ４の後、空燃比荒れの抑制を目的とした値（例えば２％）に下げられていた目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが、パージの実効を目的とした値（例えば８％）にむけて徐々に増大される。その結果、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹおよびパージ補正係数ＦＰＧが、何れも徐々に増大される。この際、パージ流量ＱＰＧとパージ補正係数ＦＰＧの釣り合いは維持されるため、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００６７】
図５は、ＥＣＵ６０が、上述した第２の手法に従ってポンプ３２のＯＢＤ制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
図５に示すルーチンでは、先ず、蒸発燃料のパージが
行われているか否かが判別される（ステップ１００）。
その結果、パージが実行されていないと判別された場合は、ポンプ３２の作動が禁止された後、速やかに今回の処理サイクルが終了される（ステップ１０２）。
【００６８】
一方、上記ステップ１００においてパージが実行されているとの判断がなされた場合は、次に、パージカウンタＣＰＧＲＳＴの計数値が判定値ＫＴより大きいか否かが判別される（ステップ１０４）。
パージカウンタＣＰＧＲＳＴは、ポンプ３２の作動を伴うパージが開始された後の経過時間を計数するためのカウンタである。一方、判定値ＫＴは、安定したパージ状態の形成に要する時間、つまり、蒸発燃料のパージ分をパージ補正係数ＦＰＧで適正に補正することのできる状況が形成されるまでに要する時間に対応するように設定された値である。従って、本ステップ１０４において、ＣＰＧＲＳＴ＞ＫＴが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２の作動を伴う安定したパージが未だ実行されていないと判断できる。一方、上記条件が成立する場合は、ポンプ３２の作動を伴う安定したパージが既に実行されていると判断できる。
【００６９】
上記ステップ１０４において、ＣＰＧＲＳＴ＞ＫＴが成立しないと判別された場合は、次に、ポンプカウンタＣＰＵＭＰの計数値が異常判定値ＫＯＢＤより大きいか否かが判別される（ステップ１０６）。
ポンプカウンタＣＰＵＭＰは、ＯＢＤ制御が繰り返し実行される過程で、ポンプ３２の異常が認識された回数を計数するためのカウンタである。一方、異常判定値ＫＯＢＤは、ポンプカウンタＣＰＵＭＰの計数値に基づいて、ポンプ３２の異常を現実に判定するためのしきい値である。
【００７０】
従って、上記ステップ１０６において、ＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが成立すると判別された場合は、ポンプ３２の異常判定がなされる（ステップ１０８）。
そして、この場合は、以後、ポンプ３２をオフするために上記ステップ１０２の処理が実行された後、今回の処理サイクルが終了される。
【００７１】
一方、上記ステップ１０６において、ＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２の異常判定を行うことなく、ポンプ３２の動作制御が実行される（ステップ１１０）。
本ステップ１１０の処理では、具体的には、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰの状態（ＯＮまたはＯＦＦ）に合わせて、ポンプＯＮ指令或いはＯＦＦ指令がポンプ３２に対して発せられる。ポンプ３２は、本ステップ１１０において発せられる指令に応じて、作動状態または停止状態となる。尚、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰは、個々の処理サイクルの過程において、ポンプに対する仮指令の内容を記憶しておくためのメモリ値である。ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰの設定手法については、後に具体的に説明する。
【００７２】
安定パージの形成に必要な時間が経過した後、図５に示すルーチンが起動されると、上記ステップ１０４において、ＣＰＧＲＳＴ＞ＫＴが成立するとの判断が成される。この場合、次に、今回の処理タイミングが、ＯＢＤ制御の開始タイミングと一致しているか否か、より具体的には、図４に示す時刻Ｔ０に相当しているか否かが判別される。（ステップ１１２）。
【００７３】
その結果、今回の処理タイミングがＯＢＤ制御の開始タイミングと一致していると判別された場合は、次に、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤが０にリセットされる（ステップ１１４）。
一方、今回の処理タイミングがＯＢＤ制御の開始タイミングと一致していない、つまり、ＯＢＤ制御は既に開始されていると判別された場合は、上記ステップ１１４の処理がジャンプされる。
【００７４】
図５に示すルーチンでは、上記の処理に次いで、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤのインクリメント処理が実行去れる（ステップ１１６）。
【００７５】
次に、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤの計数値が所定値Ｔ１以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図４に示す時刻Ｔ１と一致しているかが判別される（ステップ１１８）。
【００７６】
ＯＢＤ制御が開始された後（時刻Ｔ０の後）、時刻Ｔ１が到来するまでの間は、上記ステップ１１８において、ＣＯＢＤ≧Ｔ１が成立しないと判別される。この場合、以後、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが空燃比荒れの抑制を目的とした値ＫＰＧ１（例えば２％）に設定された後（ステップ１２０）、上述したステップ１０６以降の処理が実行される。
ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰは、ＯＢＤ制御の開始時にはＯＮとされている。このため、ステップ１０６に次いでステップ１１０の処理が実行される場合、ＣＯＢＤ≧Ｔ１が成立するまでの間は、その処理が実行される毎にポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられる。
【００７７】
時刻Ｔ１の到来後に本ルーチンが起動されると、今度は、上記ステップ１１８において、ＣＯＢＤ≧Ｔ１が成立していると判別される。この場合は、先ず、パージ補正保持制御、つまり、パージ係数ＦＰＧを現在値に保持するための制御が開始される（ステップ１２２）。
【００７８】
次いで、ポンプ３２に対するポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰがＯＦＦとされる（ステップ１２４）。
既述した通り、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰは、ＯＢＤ制御が開始された時点ではＯＮとされている。従って、その値ｔＰＵＭＰは、時刻Ｔ１において本ステップ１２４の処理が初めて実行されることにより、ＯＮからＯＦＦに変更される。
【００７９】
図５に示すルーチンでは、次に、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤの計数値が所定値Ｔ２以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図４に示す時刻Ｔ２と一致しているかが判別される（ステップ１２６）。
時刻Ｔ２が到来するまでは、つまり、時刻Ｔ１の後、所定の遅延時間が経過するまでの間は、ＣＯＢＤ≧Ｔ２が成立しないと判別される。この場合、以後、速やかに上記ステップ１０６以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰがＯＦＦとされているため、ステップ１１０では、ポンプ３２に対してＯＦＦ指令が出力される。
【００８０】
以上説明した処理によれば、時刻Ｔ１の時点で、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲをＫＰＧ１に維持したまま、つまり、パージＶＳＶ３６の駆動デューティを２％程度の小さな値に維持したまま、パージ補正係数ＦＧＰを変化させることなく、ポンプ３２に対する指令をＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えることができる。そして、以後、遅延時間が経過するまで（時刻Ｔ２が到来するまで）、その状態を維持することができる。
【００８１】
時刻Ｔ２が到来した後、本ルーチンが起動されると、上記ステップ１２６において、ＣＯＢＤ≧Ｔ２が成立すると判別される。この場合、次に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲがＫＰＧ２に書き換えられる（ステップ１２８）。
本ステップ１２８において用いられるＫＰＧ２は、時刻Ｔ１において、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化したとした場合に、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量ＱＰＧの減少分を相殺して、パージガス流量ＱＰＧ（より正確には現実のパージ率ＰＧＲ）を一定に維持するための値である。
【００８２】
このＫＰＧ２は、つまり、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量ＱＰＧの減少分を補うべく時刻Ｔ２において設定すべき目標パージ率ＴＧＴＰＧＲは、ポンプ３２の定格、吸入空気量Ｇａ、吸気管圧力ＰＭ、現在のパージ流量ＱＰＧなどに基づいて決定することができる。ＥＣＵ６０は、吸入空気量Ｇａや吸気管圧力ＰＭなどとの関係でＫＰＧ２を定めたマップを記憶している。上記ステップ１２８では、そのマップに従って別ルーチンにより決定されたＫＰＧ２が、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲとして設定される。
【００８３】
上記の処理によれば、時刻Ｔ２において、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲがＫＰＧ１からＫＰＧ２に変更される。本実施形態の装置において、このような変更が行われると、その後新たに設定された目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが実現されるように、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティＤＵＴＹがステップ的に増大される。その結果、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化していた場合は、時刻Ｔ２の前後で現実のパージ率ＰＧＲがほぼ一定に維持される。一方、ポンプ３２に異常が生じていた場合（時刻Ｔ１以前からポンプ３２が停止していた場合）は、時刻Ｔ２の前後で現実のパージ率ＰＧＲに有意な増加が生ずる。
【００８４】
図５に示すルーチンでは、次に、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが、ＮＧ域に属しているか否かが判別される（ステップ１３０）。
【００８５】
図６は、平均値ＦＡＦＡＶのＮＧ領域をベーパ濃度学習値ＦＧＰＧとの関係で定めたマップの一例である。図６において、縦軸は、判定に用いられる平均値ＦＡＦＡＶの値である。図６に示すように、本実施形態では、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが、理論空燃比に対応する値（図中に破線の付された値、以下、「理論空燃比対応値」と称す）より小さく、かつ、平均値ＦＡＦＡＶがＦＡＦの基準値（図６では０）より十分に大きい領域が第１のＮＧ領域とされている。また、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが、理論空燃比対応値より大きく、かつ、平均値ＦＡＦＡＶがＦＡＦの基準値より十分に小さい領域が第２のＮＧ領域とされている。そして、それ以外の領域は、正常領域、或いは他部品の影響域として、ＮＧ領域から除外している。
【００８６】
図４（Ａ）を参照して説明した通り、ポンプ３２が異常である場合は、ベーパ濃度が濃く、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが負の値であった場合には、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが基準値より小さな値にシフトする傾向が生ずる。また、ベーパ濃度が薄く、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが正の値であった場合には、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが基準値より大きなにシフトする傾向が生ずる。図６に示す２つのＮＧ領域によれば、それらの傾向の何れかが発生している場合に、ポンプ３２の異常を的確に判断し、かつ、それら以外の場合に、ポンプ３２の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。
【００８７】
また、図６に示すマップにおいて、第１ＮＧ領域の下限値は、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が大きくなるように設定されている。一方、第２ＮＧ領域の下限値は、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が小さくなるように設定されている。つまり、第１ＮＧ領域および第２ＮＧ領域は、何れも、ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくほど、ポンプ３２の異常が判定され難くなるように設定されている。
【００８８】
ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、パージガスの空燃比が理論空燃比に近いほど、理論空燃比対応値に近づく。一方で、パージ流量ＱＰＧの変化に対する空燃比フィードバック係数ＦＡＦの感度は、パージガスの空燃比が理論空燃比に近づくほど低下する。従って、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に近づくに連れて、ＦＡＦの変化に基づいてポンプ３２の異常を判断するのは困難となる。
【００８９】
図６に示す第１ＮＧ領域および第２ＮＧ領域によれば、そのような判断の難しい状況下で、ポンプ３２の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化に基づいて、ポンプ３２の異常発生を極めて精度良く判定することができる。
【００９０】
図５に示すルーチン中、上記ステップ１３０において、平均値ＦＡＦＡＶがＮＧ領域に属していないと判別された場合は、以下に説明するステップ１３２および１３４の処理がジャンプされ、速やかに後述するステップ１３６の処理が実行される。一方、平均値ＦＡＦＡＶがＮＧ領域に属していると判別された場合は、先ず、ポンプカウンタＣＰＵＭＰがインクリメントされ（ステップ１３２）、次いで、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤに所定値Ｔ３が代入される（ステップ１３４）。
【００９１】
上記の処理に続いて、ＯＢＤカウンタＣＯＢＤの計数値が所定値Ｔ３以上であるか否かが判別される（ステップ１３６）。
本ステップ１３４の処理により、ＣＯＢＤ≧Ｔ３が成立しないと判別された場合は、未だ図４に示す時刻Ｔ３が到来していないと判別することができる。この場合は、以後速やかに上記ステップ１０６以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰが最終的にＯＦＦに設定されたままであるため、ステップ１０６に次いでステップ１１０の処理が実行される場合、ポンプ３２には、処理サイクルが繰り返される毎にＯＦＦ指令が発せられる。
【００９２】
上記ステップ１３４の処理によりＣＯＢＤにＴ３が代入された後に、或いは、自然なインクリメント処理の結果ＣＯＢＤがＴ３に到達した後に、上記ステップ１３６の処理が実行されると、ＣＯＢＤ≧Ｔ３が成立するとの判断が成される。この場合は、次に、ＣＯＢＤ≧Ｔ４が成立するか否かが判別される（ステップ１３８）。
【００９３】
時刻Ｔ４が到来する以前、つまり、時刻Ｔ３の後所定の遅延時間が経過する以前は、上記ステップ１３８においてＣＯＢＤ≧Ｔ４の条件が成立しないとの判断が成される。この場合は、パージ補正保持制御を解除するための処理（ステップ１４０）がジャンプされ、パージ補正係数ＦＰＧの変更が禁止されたまま、ポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰがＯＦＦからＯＮに書き換えられる（ステップ１４２）。
【００９４】
上記ステップ１４２の処理が終了すると、次に、ポンプカウンタＣＰＵＭＰの計数値が異常判定値ＫＯＢＤより大きいか否かを判断すべく、ステップ１０６の処理が実行される。尚、異常判定値ＫＯＢＤは、０以上の固定値である。
この時点でＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが成立する判断された場合は、既述した通り、ポンプ３２の異常が判定され、ステップ１０８および１０２の処理が実行される。この場合、以後、ポンプ３２の作動が禁止され、ポンプ３２が停止していることを前提として、蒸発燃料のパージ制御が実行される。
【００９５】
一方、現時点では、ＣＰＵＭＰ＞ＫＯＢＤが未だ成立していないとの判断がなされた場合は、次にステップ１１０の処理が実行される。時刻Ｔ３以降は、既述した通りポンプ指令一時値ｔＰＵＭＰが最終的にＯＮとされる（ステップ１４２参照）。このため、時刻Ｔ３の後、時刻Ｔ４が到来するまでの間は、ステップ１１０が実行される毎に、パージ補正係数ＦＰＧが保持されたままポンプ３２に対してＯＮ指令が発せられる。
【００９６】
時刻Ｔ４が到来した後に上記ステップ１３８の処理が実行されると、今度は、ＣＯＢＤ≧Ｔ４の条件が成立すると判断される。この場合は、ステップ１３８の処理に次いで、パージ補正保持制御が解除され（ステップ１４０）、その後、上述したステップ１４２以降の処理が実行される。
【００９７】
本実施形態の装置は、パージ補正保持制御が解除されると同時に、パージ補正係数ＦＰＧの更新を許可すると共に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲの更新を許可する。その結果、時刻Ｔ４の後、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが別ルーチンにより徐々に増大され、その増大に伴って、駆動デューティＤＵＴＹ、およびパージ補正係数ＦＰＧにもほぼ一定の速度での増大が生ずる（図４中、時刻Ｔ４以降参照）。
【００９８】
以上説明した通り、図５に示すルーチンによれば、図４に示すタイミングチャートに沿った手順でポンプ３２のＯＢＤを進めることができる。このため、本実施形態の装置によれば、排気空燃比の変動に基づいて、より具体的には、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変動に基づいて、ポンプ３２の異常を精度良く検出することができる。
【００９９】
また、図５に示すルーチンによれば、ポンプ３２に対する指令の切り換えと、パージＶＳＶ３６に対する駆動デューティの変更とを、ポンプ３２とパージＶＳＶ３６の距離に起因する遅延時間を考慮したうえで協調させることができる。このため、本実施形態の装置によれば、ポンプ３２の正常時に空燃比荒れが生ずるのを有効に防止して、優れたエミッション特性を確保することができる。
【０１００】
ところで、上述した実施の形態１においては、ポンプ３２に対する指令がＯＮ指令からＯＦＦ指令に切り換えられた後の空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしているが（図３中時刻ｔ１、図４中時刻Ｔ１参照）、異常検出の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ３２の異常は、ポンプ３２に対する指令がＯＦＦ指令からＯＮ指令に切り換えられた後のＦＡＦの変化に基づいて検出することとしてもよい。また、ポンプ３２の異常は、ＦＡＦの変化からではなく、排気空燃比の変化から直接検出することとしてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施の形態１では、上記図６に示すマップにおいて、第１および第２ＮＧ領域が、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧが理論空燃比対応値に一致する場合にも、平均値ＦＡＦＡＶが十分に大きい場合、或いは十分に小さい場合には、ポンプ３２の異常が判定されるようにが設定されている。しかしながら、それらの設定はこれに限定されるものではない。すなわち、第１および第２ＮＧ領域は、ＦＧＰＧが理論空燃比対応値の近傍値である場合には、常にポンプ３２の異常判定が成されないように設定することとしてもよい。
【０１０２】
また、上述した実施の形態１では、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後に、排気空燃比に生ずる変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしているが、異常検出の基礎は、排気空燃比に限定されるものではない。すなわち、吸気通路３８に燃料成分濃度を検出するためのセンサを設けたうえで、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後に、吸気通路３８内の燃料成分濃度の変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしてもよい。
【０１０３】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常検出手段」が実現されている。
【０１０４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２８の処理を実行すると共に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが実現されるように駆動デューティＤＵＴＹを制御することにより前記第２の発明における「協調制御手段」が実現されている。
【０１０５】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第３の発明における「遅延手段」が実現されている。
【０１０６】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第４の発明における「吸入空気量検出手段」に、目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが前記第４の発明における「目標開度」にそれぞれ相当していると共に、ＥＣＵ６０が、公知の手法で吸気管圧力ＰＭを推定することで前記第４の発明における「吸気負圧検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２８で用いられるＫＰＧ２を算出することにより前記第４の発明における「目標開度算出手段」が、ＫＰＧ２に設定された目標パージ率ＴＧＴＰＧＲが実現されるように駆動デューティＤＵＴＹを制御することにより前記第４の発明における「パージ制御弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０７】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第５の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ５０が前記第５の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ＥＣＵ６０が、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧを学習することにより前記第５の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Ｇａに基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０を算出することにより前記第５の発明における「噴射量制御手段」が、図６に示す第１ＮＧ領域においてポンプ３２の異常を検出することにより前記第５の発明における「低濃度時異常検出手段」が、図６に示す第２ＮＧ領域においてポンプ３２の異常を検出することにより前記第５の発明における「高濃度時異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０８】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第６の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ５０が前記第６の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ＥＣＵ６０が、吸入空気量Ｇａに基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０を算出することにより前記第６の発明における「噴射量制御手段」が、空燃比フィードバック係数ＦＡＦを用いて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０に補正を施すことにより前記第６の発明における「空燃比フィードバック手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０９】
また、上述した実施の形態１においては、酸素センサ５０が前記第７の発明における「排気側センサ」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、燃料噴射量に対してパージ補正係数ＦＰＧを用いた補正を施すことにより前記第７の発明における「パージ分減量補正手段」が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第７の発明における「パージ補正保持手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１０】
また、上述した実施の形態１においては、ポンプ３２が、キャニスタ２２の大気孔２４に連通しているが、ポンプ３２の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ３２は、キャニスタ２２内に強制的に空気の流れを発生させ得るものであれば良く、パージ孔２６とパージＶＳＶ３６の間に配置してもよい。
【０１１１】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第８の発明における「吸入空気量検出手段」に相当している。そして、ＥＣＵ６０が、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧを学習することにより前記第８の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Ｇａに基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵ０を算出することにより前記第８の発明における「噴射量制御手段」が、図６に示すマップを参照してポンプ３２の異常を判定しつつ、ＦＧＰＧが理論空燃比対応値の近傍値である場合にポンプ３２のＮＧ判定を保留することにより前記第８の発明における「異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に変化が生じたか否かに基づいて、ポンプの状態を判断することができる。つまり、本発明によれば、ポンプのオン・オフに伴って、パージ流量が適正に変化し、その結果として吸気通路内の燃料成分濃度や排気空燃比に適正な変化が生じたか否かに基づき、ポンプの異常を簡便に、かつ、精度良く検出することができる。
【０１１３】
第２の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられるのと協調して、パージ制御弁の実質的開度が変更される。この場合、ポンプが正常である場合には吸気通路内の燃料成分濃度や排気空燃比に変化を生じさせることなく、それらに変化が生じた場合にポンプの異常を認定することができる。従って、本発明によれば、ポンプに異常が生じない限り空燃比荒れの原因を生じさせることなくポンプの異常判定を行うことができる。
【０１１４】
第３の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その変化がパージ制御弁の位置に及ぶのに要する遅延時間の影響を考慮して、パージ制御弁の協調制御を行うことができる。このため、本発明によれば、ポンプが正常である場合に、そのオン・オフの切り換えに伴って生ずる空燃比荒れを十分に小さく抑制することができる。
【０１１５】
第４の発明によれば、ポンプのオン・オフ切り換えの後に、その切り換え前のパージ流量と同等のパージ流量を生じさせることのできるパージ制御弁の目標開度を、吸入空気量、吸気負圧、およびポンプの定格に基づいて容易かつ高精度に算出することができる。
【０１１６】
第５の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄いか否かに応じて、異なる基準でポンプの異常を判断することができる。ポンプとパージ制御弁とが協調制御される環境下で、ポンプが適正に動作しない場合は、ポンプにオン指令が発せられている場合に比してポンプにオフ指令が発せられている場合にパージ流量は多量となる。そして、ベーパ濃度が薄い場合は、パージガス流量が多量となるほど排気空燃比は薄くなり、一方、ベーパ濃度が濃い場合は、パージ流量が多量となるほど排気空燃比は濃くなる。このため、本発明で用いられる基準によれば、ベーパ濃度が薄い場合も濃い場合も、正確にポンプの異常を検出することができる。
【０１１７】
第６の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられることにより空燃比フィードバック補正の大きさに変化が生じたか否かに基づいて、その切り換えに伴ってポンプの作動・非作動が適正に切り換えられたか否か、つまり、ポンプが正常であるか否かを正確に判断することができる。
【０１１８】
第７の発明によれば、通常時には、パージされる蒸発燃料分が燃料噴射量から減量されることにより、パージの実行に関わらず安定した空燃比精度が維持できる。一方、ポンプの異常を検出するためにポンプのオン・オフが切り換えられる場合は、その前後でパージ分減量補正の大きさが固定されるため、ポンプのオン・オフの影響を排気空燃比に顕著に生じさせることができる。このため、本発明によれば、通常時には良好な排気エミッション特性を実現しつつ、ポンプの異常を精度良く検出することができる。
【０１１９】
第８の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、ポンプの状態に関する判断を保留することができる。ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値をとる場合、ポンプのオン・オフに伴ってパージ流量が変化しても、排気空燃比に顕著な変化は生じない。本発明によれば、このような状況下で誤った判断が成されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を示す図である。
【図３】実施の形態１の装置においてポンプの異常を検出するための第１の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】実施の形態１の装置においてポンプの異常を検出するための第２の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１の装置において第２の手法に従ってポンプのＯＢＤ制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】実施の形態１の装置において図５に示すルーチンを実行する際に参照されるマップの一例である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
２２ キャニスタ
３０ ＣＣＶ（Ｃａｎｉｓｔｅｒ Ｃｌｏｓｅｄ Ｖａｌｖｅ）
３２ ポンプ
３６ パージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）
３８ 吸気通路
４０ エアフロメータ
４６ 燃料噴射弁
５０ 酸素センサ
Claims (8)
- 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする請求項２記載の蒸発燃料処理装置。
- 前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸気通路の内圧である吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段と、
前記吸入空気量、前記吸気負圧、および前記ポンプの定格に基づいて、前記ポンプのオン・オフ切り換えの後に、その切り換え前のパージ流量を確保するために前記パージ制御弁が実質的に実現すべき目標開度を算出する目標開度算出手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記目標開度が実現されるように前記パージ制御弁を制御するパージ制御弁制御手段を備えることを特徴とする請求項２または３記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
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