JP2004076673A - Evaporated fuel processing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaporated fuel processing device for processing evaporated fuel in a canister by exhaust gas purge without deteriorating the emission characteristic of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This device has the canister 22 communicating with a fuel tank 10 and a pump 32 for generating a flow of purge gas within the canister 22. A catalyst 46 is arranged in the exhaust passage 44 of the internal combustion engine. This device further has an exhaust gas purge passage 56 for guiding the purge gas carried out from the canister 22 to the exhaust passage. The purge gas is circulated from the canister 22 toward the exhaust passage 44 during fuel cut. When the transfer of the catalyst 46 to a non-activated state is predicted based on the state characteristic value having the correlation with the activated state of the catalyst 46, the inflow of the purge gas to the exhaust passage 44 is prohibited. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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５−２３９７７９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、そのキャニスタに吸着された蒸発燃料を内燃機関の排気通路にパージすることで処理する蒸発燃料処理装置が知られている。上記従来の装置は、キャニスタに連通するパージ通路と共に、大気に通じる大気導入通路を備えている。パージ通路及び大気導入通路には、それぞれ通路内を流通するガス量を制御するための制御弁が配置されている。また、パージ通路及び大気導入通路は、共にポンプを介して内燃機関の排気通路に連通している。排気通路には、排気ガスを浄化するための三元触媒が配置されている。
【０００３】
上記従来の装置は、ポンプを作動させることにより、キャニスタから流出するパージガスと、大気導入通路を介して導入される空気とを混合して、内燃機関の排気通路に流入させることができる。排気通路に流入した混合ガスは、排気通路内の熱により燃焼した後、三元触媒に流入する。
【０００４】
三元触媒は、排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍値である場合に、排気ガスを効率良く浄化することができる。上記従来の装置は、三元触媒の前段で排気ガス中の空燃比を検出し、その空燃比が理論空燃比の近傍値となるように、パージ通路内の制御弁、および大気導入通路内の制御弁をそれぞれ制御する。このような制御によれば、排気通路にパージされるガス中の空燃比を適当に変化させ、その結果、三元触媒に流入する排気ガス中の空燃比を理論空燃比の近傍に制御することができる。このため、上記従来の装置によれば、良好な排気エミッション特性を維持しつつ、キャニスタ内の蒸発燃料を排気パージにより処理することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関において用いられる触媒装置は、適当な活性温度に加熱された状態で浄化能力を発揮する。一方、触媒温度は、内燃機関の運転中常に一定ではない。例えば、燃料噴射がカットされるフューエルカット時などは、排気通路を流れるガスが低温の空気となり、触媒温度に大きな低下が生じ易い。このため、フューエルカット時に無条件に排気パージが実行されるとすれば、パージガス中の未燃成分が触媒下流に流出し、内燃機関のエミッション特性が悪化する事態が生じ得る。
【０００６】
これに対して、上記従来の装置では、三元触媒の状態や、その状態に影響を与える内燃機関の運転状態などに何ら配慮を払うことなく排気パージが実行される。このため、上記従来の装置においては、例えばフューエルカットの継続に伴って触媒温度が低下しているような状況下でも排気パージの実行が許容され、その結果、エミッション特性が悪化するような事態が生じ得る。
【０００７】
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、内燃機関のエミッション特性を悪化させることなく、キャニスタ内の蒸発燃料を排気パージにより処理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。
【０００８】
【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ように配置されるキャニスタと、
前記キャニスタの内部にパージガスの流れを発生させることのできるポンプと、
内燃機関の排気通路に配置された触媒と、
前記キャニスタから流出するパージガスを、前記排気通路の前記触媒の上流に導く排気パージ通路と、
内燃機関のフューエルカット中に、前記キャニスタから前記排気通路に向けてパージガスを流通させる排気パージ発生手段と、
前記触媒の活性状態と相関を有する状態特性値を取得する状態特性値取得手段と、
前記活性状態特性値に基づいて前記触媒が非活性状態に移行すると予測される場合に、前記排気通路へのパージガスの流入を禁止する第１の排気パージ禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記状態特性値は、前記触媒の温度を含み、
前記状態特性値取得手段は、前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記状態特性値は、内燃機関においてフューエルカットが開始されてからの経過時間を含み、
前記状態特性値取得手段は、前記経過時間を計数するフューエルカット時間計数手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記排気パージ発生手段は、
前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、
前記触媒の温度が低下するに連れて、前記排気通路に流入するパージガスの流量を少量とすることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
内燃機関においてフューエルカットが開始されてからの経過時間を計数するフューエルカット時間計数手段を備え、
前記排気パージ発生手段は、
前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、前記経過時間が長いほど、前記排気通路に流入するパージガスの流量を少量とすることを特徴とする。
【００１３】
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、
前記排気パージ発生手段は、
前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、
前記触媒から持ち去られる熱量が少ないほど、前記排気通路に流入するパージガスの流量を多量とすることを特徴とする。
【００１４】
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、
吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、
前記排気パージ発生手段は、前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、前記吸入空気量が少ないほど、前記排気通路に流入するパージガスの流量を多量とすることを特徴とする。
【００１５】
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、
前記ポンプは、キャニスタの大気孔に加圧空気を圧送する加圧型ポンプであり、
前記排気パージ発生手段は、前記キャニスタを含む系の内圧が所定正圧値を超えないように前記ポンプを作動させるポンプ制御手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第９の発明は、第１０の発明において、前記排気パージ発生手段は、前記排気通路に流入させるべきパージガスの流量が多量であるほど前記所定正圧値を高い値に設定する所定正圧値設定手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記ポンプは、キャニスタのパージ孔から空気を吸引する吸引型ポンプであり、
前記排気パージ発生手段は、前記キャニスタを含む系の内圧が所定負圧値を下回らないように前記ポンプを作動させるポンプ制御手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、前記排気パージ発生手段は、前記排気通路に流入させるべきパージガスの流量が多量であるほど前記所定負圧値を低い値に設定する所定負圧値設定手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第１２の発明は、第１乃至第１１の発明の何れかにおいて、
車両が走行中であるか否かを判別する走行判定手段と、
車両が走行中でない場合は、前記排気通路へのパージガスの流入を禁止する第２の排気パージ禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図１乃至図３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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
キャニスタ２２のパージ孔２６は、パージ通路３５を介して内燃機関の吸気通路３８に連通している。パージ通路３５の途中には、パージガスの流量を制御するためのパージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｖａｌｖｅ）３６が配置されている。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。
【００２４】
内燃機関の吸気通路３８には、その内部を流れる吸入空気量ＧＡを検出するためのエアフロメータ３９が配置されている。エアフロメータ３９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４０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４０の下流において吸気通路３８に連通している。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４２が組み付けられている。燃料噴射弁４２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、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４４には、排気ガスを浄化するための触媒４６が配置されている。触媒４６には、触媒温度を検出するための温度センサ４８が組み込まれている。また、触媒４６の上流側および下流側には、それぞれ、空燃比センサ５０、および酸素濃度センサ５２が配置されている。空燃比センサ５０は、排気空燃比に応じた出力を発するセンサである。一方、酸素濃度センサ５２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センサである。
【００２６】
内燃機関の排気通路４４には、また、空燃比センサ５０の上流に、チェック弁５４を介して排気パージ通路５６の一端が連通している。チェック弁５４は、排気パージ通路５６から排気通路４４へ向かう流体の流れのみを許容する一方向弁である。排気パージ通路５６の他端は、第１ＶＳＶ５８を介してパージ通路３５に連通している。第１ＶＳＶ５８は、外部から供給される駆動信号を受けて開弁するノーマルクローズタイプの制御弁である。
【００２７】
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、タンク内圧センサ１２や温度センサ４８など、上述した各種のセンサに加えて、車速センサ６２が接続されている。ＥＣＵ６０は、それらのセンサの出力に基づいて、ＣＣＶ３０、ポンプ３２、パージＶＳＶ３６、および第１ＶＳＶ５８などの状態を制御することができる。
【００２８】
［吸気パージの説明］
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。
【００２９】
また、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。具体的には、ＥＣＵ６０は、例えば、吸気管圧力ＰＭが高圧（大気圧近傍値）とな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、大気孔２４とパージ孔２６の間に十分な差圧を確保することができ、パージガス流量を十分に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】
以上説明した通り、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、所定のパージ条件が成立する場合に、パージＶＳＶ３６を適当に制御し、かつ、必要に応じてポンプ３０を作動させることにより、キャニスタ２２内の蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージする。以下、本実施形態では、上記のパージを「吸気パージ」と称し、吸気パージを実現するための制御を「通常制御」と称する。
【００３２】
［排気パージの説明］
内燃機関においては、例えば、機関回転数ＮＥが高く、かつ、スロットルバルブ４０が全閉とされているような場合に、燃料噴射のカット、つまり、フューエルカットが行われる。また、ハイブリッド車両においては、モータのみが車両の駆動源として用いられる場合に、車両が走行中であるにも関わらず、内燃機関が停止状態となり、内燃機関への燃料噴射がカットされることがある。以下、「フューエルカット」とは、これら双方の場合を指しているものとする。
【００３３】
フューエルカットの実行中は、吸気通路３８に蒸発燃料をパージしないことが望ましい。しかしながら、キャニスタ２２内には可能な限り多くの吸着余力が確保されていることが望ましく、その要求を満たすうえでは、フューエルカットの実行中も、キャニスタ２２内の蒸発燃料のパージが継続できることが望ましい。
【００３４】
本実施形態の装置においては、ＣＣＶ３０を開いた状態でポンプ３２を作動させ、かつ、第１ＶＳＶ５８を適当に開弁させることにより、キャニスタ２２内の蒸発燃料を排気通路４４にパージさせることができる。そして、排気系に十分な熱が蓄えられていれば、パージされてきた蒸発燃料を排気通路４４の内部で燃焼させ、その後触媒４６で浄化した後に排出することができる。このため、本実施形態の装置において、キャニスタ２２内の蒸発燃料の早期パージを図るうえでは、フューエルカット中に、蒸発燃料を排気通路３８にパージすることが有効である。以下、このようなパージを「排気パージ」と称す。
【００３５】
ところが、フューエルカット中は、内燃機関１０から排気通路４４に高温の排気ガスが排出されることがない。このため、排気系の温度は、フューエルカットの継続に伴い低下傾向を示す。そして、触媒４６の温度が十分に低下した後更に排気パージが継続されると、未浄化の排気ガスが触媒４６の下流に流出する事態が生ずる。従って、本実施形態の装置において、フューエルカット中に排気パージを実行する場合には、触媒４６が非活性状態に移行しないように、その実行条件を制限することが必要である。
【００３６】
また、本実施形態の装置では、排気パージを実現するために、ポンプ３２を作動させてキャニスタ２２の内圧を高めることが必要である。この際、その内圧が過剰に高圧となると、キャニスタ２２や燃料タンク１０に不当に大きな応力が加わる。更に、排気パージの実行中にキャニスタ２２の内圧、つまり、タンク内圧ＰＴＮＫが過剰に高圧となると、排気パージの停止に伴ってポンプ３２が停止された直後に、多量のタンク内ガスがキャニスタ２２を介して大気孔２４から大気へ流出する事態が生ずる。従って、本実施形態の装置において排気パージを実行する場合には、排気パージの実行中にタンク内圧ＰＴＮＫが不当に高圧とならないようにポンプ３２の作動状態を制限することが必要である。
【００３７】
そこで、本実施形態の装置は、所定のパージ条件（フューエルカット中でないとの条件を含む）の成立中は蒸発燃料の吸気パージを行い、また、フューエルカットの実行中は、触媒４６が非活性状態に移行しない範囲で、かつ、タンク内圧ＰＴＮＫが不当に高圧とならない範囲で、蒸発燃料の排気パージを実行することとしている。
【００３８】
図２および図３は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。より具体的には、図２は、ＥＣＵ６０が、排気パージの実行条件の成立性を判断するために実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。また、図３は、排気パージの実行条件が成立する場合に、適正な排気パージを実現するためにＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。
【００３９】
図２に示すルーチンでは、先ず、車速ＳＰＤが判定速度ＫＳを超えているか否かが判別される（ステップ１００）。
判定速度ＫＳは、車両が走行中であるか否かを判断するための値であり、本実施形態では３ｋｍ／ｈとされている。
【００４０】
上記ステップ１００において、ＳＰＤ＞ＫＳが成立しないと判別された場合は、車両が走行中でない可能性があると判断できる。車両が停車している場合は、給油が行われることがある。本実施形態の装置において円滑な給油を可能とするためには、燃料タンク１０の内部で液面が円滑に上昇できるように、燃料タンク１０からキャニスタ２２に向かうタンク内ガスの円滑な流れを許容する必要がある。排気パージの実行中は、ポンプ３２からキャニスタ２２に加圧空気が供給されるため、上述したようなタンク内ガスの円滑な流れを許容することができない。そこで、本実施形態では、ＳＰＤ＞ＫＳが成立しない場合は、排気パージの実行条件が不成立であるものと判断される。図２に示すルーチンでは、この場合、以後、その条件の不成立を表すべく、排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに０がセットされる（ステップ１０２）。
【００４１】
排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに０がセットされている限り、本実施形態の装置において排気パージは実行されない。このため、本実施形態の装置によれば、車両の停車中に、排気パージの実行に起因して、円滑な給油特性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【００４２】
図２に示すルーチン中、上記ステップ１００において、ＳＰＤ＞ＫＳが成立すると判別された場合は、次に、フューエルカット中か否かが判別される（ステップ１０４）。
その結果、フューエルカット中でないと判別された場合は、排気パージを実行する必要がないと判断され、上記ステップ１０２の処理が実行される。
【００４３】
一方、フューエルカット中であると判断された場合は、次に、パージ実行カウンタＣＰＲＧの計数値が判定値ＫＰＲＧより大きいか否かが判別される（ステップ１０６）。
パージ実行カウンタＣＰＲＧは、吸気パージの実行時間を計数するカウンタである。また、判定値ＫＰＲＧは、パージガス中のベーパ濃度が安定するのに要するパージ時間である。
【００４４】
図２に示すルーチン中、上記ステップ１０６において、ＣＰＲＧ＞ＫＰＲＧが成立しないと判別された場合は、パージされた蒸発燃料量が少ないため、パージガス中のベーパ濃度が未だ安定していない可能性があると判断できる。排気パージは、キャニスタ２２から不当に濃度の高いパージガスが流出してくるような状況下では実行しないことが望ましい。このため、上記の判別が成された場合、排気パージの実行を禁止すべく、以後、上記ステップ１０２の処理が実行される。
【００４５】
これに対して、上記ステップ１０６において、ＣＰＲＧ＞ＫＰＲＧが成立すると判別された場合は、キャニスタ２２内の蒸発燃料がある程度パージされており、パージガス中のベーパ濃度が安定していると判断することができる。この場合、次に、パージカットカウンタＣＰＨＴがインクリメントされ（ステップ１０８）、更に、その計数値ＣＰＨＴが第１判定値ＫＣＨＴ１より小さいか否かが判別される（ステップ１１０）。
【００４６】
パージカットカウンタＣＰＨＴは、既述の通り、ステップ１００〜１０６の条件が全て成立する場合にインクリメントされる。つまり、ステップ１００および１０６の条件が成立する限り、ＣＰＨＴにはフューエルカットの実行時間が計数される。排気系の温度、特に触媒４６の温度は、フューエルカットが継続されるに従って低下する。第１判定値ＫＣＨＴ１は、活性状態にある触媒４６が非活性状態に移行しない範囲で許容することのできるフューエルカット時間に設定されている。従って、パージカットカウンタＣＰＨＴの計数値が第１判定値ＫＴＨＣ１より小さいと判別される場合は、触媒４６は未だ十分に活性状態を維持していると判断できる。一方、ＣＰＨＴ＜ＫＣＨＴ１が成立しないと判別される場合は、触媒４６が活性状態から非活性状態に移行する可能性があると判断できる。
【００４７】
図２に示すルーチンでは、上記ステップ１１０において、ＣＰＨＴ＜ＫＣＨＴ１が成立しないと判別された場合、以後、排気パージの実行を禁止すべく、ステップ１０２の処理が実行される。このため、本実施形態の装置によれば、フューエルカットの実行に伴って触媒４６が非活性状態に移行した後に、更に排気パージが継続されるのを確実に防止することができる。
【００４８】
一方、上記ステップ１１０において、ＣＰＨＴ＜ＫＣＨＴ１が成立すると判別された場合は、次に、温度センサ４８により検出される触媒温度ＣＴＥＭＰが、判定温度ＫＴＥＭＰより高温であるか否かが判別される（ステップ１１２）。
【００４９】
判定温度ＫＴＥＭＰは、触媒４６の活性温度に基づいて設定された温度である。上記ステップ１１２において、触媒温度ＣＴＥＭＰが判定温度ＫＴＥＭＰより高くないと判別された場合は、触媒４６が活性状態から非活性状態に移行する可能性があると判断できる。この場合、以後、排気パージの実行を禁止すべく、ステップ１０２の処理が実行される。このため、本実施形態の装置によれば、触媒４６の非活性状態への移行が触媒温度ＣＴＥＭＰに基づいて予測される場合に、更に排気パージが継続されるのを確実に防止することができる。
【００５０】
これに対して、上記ステップ１１２において、ＣＴＥＭＰ＞ＫＴＥＭＰが成立すると判別された場合は、未だ触媒４６が非活性状態に移行する可能性を考慮する必要がないと判断できる。この場合、次に、空燃比センサ４４により検出される排気空燃比Ａ／Ｆが、判定空燃比ＫＡＦより大きいかが判別される（ステップ１１４）。
【００５１】
その結果、排気空燃比Ａ／Ｆが判定空燃比ＫＡＦより大きくないと判別された場合、触媒４６に対して、過剰にリッチなガスが流入していると判断できる。排気パージの実行に伴って触媒４６に過剰にリッチなガスが流入すると、その下流に未浄化の排気ガスが流出することがある。このため、図２に示すルーチンでは、その場合、以後排気パージの実行を禁止するため、上記ステップ１０２の処理が実行される。
【００５２】
一方、上記ステップ１１４において、Ａ／Ｆ＞ＫＡＦが成立すると判別された場合は、触媒４６に流入するガス中の空燃比が、触媒４６により十分浄化できるレベルであると判断できる。この場合は、更に、酸素濃度センサ５２の出力ＶＯＸが、判定電圧ＫＯＸより大きいか否かが判別される（ステップ１１６）。
【００５３】
酸素濃度センサ４８の出力ＶＯＸは、触媒４６の下流における空燃比がリーンである間は判定電圧ＫＯＸより大きな値を維持する。そして、触媒下流の空燃比がリッチになると、センサ出力ＶＯＸは判定電圧ＫＯＸより小さな値に変化する。従って、上記ステップ１１６において、センサ出力ＶＯＸが判定電圧ＫＯＸより大きくないと判別された場合は、触媒下流の空燃比がリッチである、つまり、触媒４６の下流に、未燃成分を含む排気ガスが流出していると判断できる。この場合、図２に示すルーチンでは、排気パージの実行を禁止するため、上記ステップ１０２の処理が実行される。
【００５４】
一方、上記ステップ１１６において、ＶＯＸ＞ＫＯＸが成立すると判別された場合は、触媒下流の空燃比がリーンに維持されていると判断できる。この場合、排気エミッションを悪化させることなく排気パージが実行できるとの判断がなされ、排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに１がセットされる（ステップ１１８）。
【００５５】
ＥＣＵ６０は、排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩを処理するための上記ルーチンと並行して、図３に示すルーチンを実行する。
図３に示すルーチンでは、先ず、排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに１がセットされているか否かが判別される（ステップ１２０）。
【００５６】
その結果、ＸＨＡＩＫＩ＝１が成立しないと判別された場合は、排気パージ通路５６をパージ通路３５から切り放すべく、第１ＶＳＶ５８がＯＦＦとされる（ステップ１２２）。
この場合、以後、パージ条件（吸気パージの実行条件）の成立時に吸気パージを行うべく、通常制御が実行される。
【００５７】
一方、上記ステップ１２０において、ＸＨＡＩＫＩ＝１が成立すると判別された場合は、タンク内圧ＰＴＮＫが所定正圧値ＫＰＴＮＫ２より低いか否かが判別される（ステップ１２４）。
所定正圧値ＫＰＴＮＫ２は、キャニスタ２２や燃料タンク１０に不当に大きな応力を作用させない範囲で、かつ、排気パージの停止時に大気孔２４からの蒸発燃料の吹き抜けを生じさせない範囲で、排気パージの実行中に許容することのできるタンク内圧ＰＴＮＫの上限値である。
【００５８】
従って、上記ステップ１２４において、ＰＴＮＫ＜ＫＰＴＮＫ２が成立すると判別された場合は、タンク内圧ＰＴＮＫをより高めることができると判断できる。この場合、ＣＣＶ３０が開弁され（ステップ１２６）、ポンプ３２がＯＮ状態とされ（ステップ１２８）、更に、第１ＶＳＶ５８がＯＮ状態とされる（ステップ１３０）。
これらの処理によれば、ポンプ３２からキャニスタ２２に向かって加圧空気が流通する状況が形成されると共に、排気パージ通路５６を通ってパージガスが排気通路４４に流入し得る状況が形成される。このため、上記の処理が実行されると、その後、タンク内圧ＰＴＮＫが上昇し、更に、その上昇に伴って、排気通路４４に流入するパージガス流量が増加する。
【００５９】
一方、上記ステップ１２４において、ＰＴＮＫ＜ＫＰＴＮＫ２が成立しないと判別された場合は、これ以上タンク内圧ＰＴＮＫを高めることはできないと判断できる。この場合、ＣＣＶ３０が閉弁され（ステップ１３２）、また、ポンプ３２がＯＦＦされた後に（ステップ１３４）、ステップ１３０の処理が実行される。
これらの処理によれば、ポンプ３２からキャニスタ２２に向かう加圧空気の供給が停止され、タンク内圧ＰＴＮＫが下降する結果、排気通路４４に流入するパージガス流量が減少する。
【００６０】
［効果の説明等］
以上説明した通り、図２に示すルーチンによれば、内燃機関においてフューエルカットが開始された後、触媒４６が非活性状態に移行する可能性がない状況下においてのみ、排気パージの実行を許容することができる。そして、図３に示すルーチンによれば、排気パージの実行が許容される場合には、タンク内圧ＰＴＮＫが所定正圧値ＫＰＴＮＫ２の近傍に制御されるようにポンプ３２を作動させながら、蒸発燃料の排気パージを行うことができる。このため、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、以下に示すような効果を得ることができる。
【００６１】
▲１▼吸気パージと排気パージとが組み合わせて実行されるため、吸気パージのみが実行される場合に比べてキャニスタ２２内の蒸発燃料を早期にパージすることができる。吸着燃料の早期パージが可能であるほど、キャニスタ２２内には、多量の吸着余力を確保し易い。このため、本実施形態の装置によれば、蒸発燃料が吸気パージによってのみが処理される場合に比して、キャニスタ２２の小型化を図ることができる。
【００６２】
▲２▼内燃機関の運転中にフューエルカットが行われた場合に限らず、内燃機関の停止に伴ってフューエルカットが行われた場合にも、触媒４６が活性している限り排気パージを行うことができる。このため、ハイブリッド車両や、エコラン車両など、車両の走行中に内燃機関を停止させる車両においても、キャニスタ２２内の蒸発燃料の早期パージを実現することができる。
【００６３】
▲３▼蒸発燃料の排気パージを、フューエルカット時に限り実行することができる。フューエルカット時は、排気通路４４内に高い背圧が生じないため、パージガスを効率良くその内部に流入させることができる。更に、フューエルカット中は、燃料噴射が実行されないため、燃料噴射量の影響を考慮することなく、簡単な制御で排気空燃比Ａ／Ｆを目標空燃比に合わせることができる。このため、本実施形態の装置によれば、高いエネルギ効率で、簡単な制御により、所望の排気パージを実現することができる。
【００６４】
▲４▼触媒４６が非活性状態となるのを防ぎつつ排気パージを行うことができる。つまり、触媒４６が非活性状態に移行しそうになると、排気パージを禁止して、触媒４６の冷却が更に進むのを阻止することができる。このため、本実施形態の装置によれば、フューエルカットの停止後、燃料噴射が再開された直後から、触媒４６に高い浄化能力を発揮させることができ、内燃機関に対して優れたエミッション特性を付与することができる。
【００６５】
▲５▼空燃比センサ５０および酸素濃度センサ５２により、排気空燃比Ａ／Ｆを監視しながら排気パージを行うことができるため、排気パージの実行に伴う未燃成分の大気放出を確実に防止することができる。
尚、本実施形態では、空燃比センサおよび酸素濃度センサ５２の双方で排気空燃比Ａ／Ｆを監視することとしているが、それらのセンサは必ずしも併用する必要はない。すなわち、排気空燃比Ａ／Ｆは、何れか一方のセンサのみを用いて監視することとしてもよい。
【００６６】
▲６▼排気パージの際にタンク内圧ＰＴＮＫが過大とならないようにポンプ３２の作動を制限することができるため、燃料タンク１０やキャニスタ２２の破損を防ぐことができる。また、排気パージ停止時における大気孔２４からの蒸発燃料の吹き抜けも防止することができる。
【００６７】
▲７▼排気パージの実行が、車両の走行中に限って許可されるため、車両の停止時に、排気パージの実行に起因して給油性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【００６８】
尚、上述した実施の形態１においては、パージカットカウンタＣＰＨＴの計数値および触媒温度ＣＴＥＭＰが前記第１の発明における「状態特性値」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１０４および１１８の処理と共に上記ステップ１２０〜１３４の処理を実行することにより前記第１の発明における「排気パージ発生手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行し、また、触媒温度ＣＴＥＭＰを検出することにより前記第１の発明における「状態特性値取得手段」が、上記ステップ１１０，１１２および１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「第１の排気パージ禁止手段」が、それぞれ実現されている。
【００６９】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、温度センサ４８の出力に基づいて触媒温度ＣＴＥＭＰを検出することにより前記第２の発明における「触媒温度取得手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第３の発明における「フューエルカット時間計数手段」が、それぞれ実現されている。
【００７０】
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１２４〜１３４の処理を実行することにより、前記第８または第９の発明における「ポンプ制御手段」が実現されている。
【００７１】
更に、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第１４の発明における「走行判定手段」が、上記ステップ１００と共にステップ１０２の処理を実行することにより前記第１４の発明における「第２の排気パージ禁止手段」が、それぞれ実現されている。
【００７２】
実施の形態２．
次に、図４を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の装置は、実施の形態１の装置において、ＥＣＵ６０に、上記図３に示すルーチンに代えて図４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００７３】
［第１の特徴］
上述した実施の形態１の装置は、排気パージの実行中に、タンク内圧ＰＴＮＫを常に一定の所定正圧値ＫＰＴＮＫ２に制御している。排気通路４４にパージされるパージガスの流量は、ほぼ排気パージ中におけるタンク内圧ＰＴＮＫにより決定される。このため、実施の形態１に装置において、排気パージ中に生ずるパージ流量は、常にほぼ一定である。
【００７４】
本実施形態の装置は、実施の形態１の装置と同様にフューエルカット中に限って排気パージを実行する。ところで、フューエルカット中に排気通路を流れるガスの流量は、常に一定ではない。すなわち、そのガス流量は、内燃機関が作動しており、吸気通路から排気通路へ空気が吹き抜けている場合には比較的多量となり、また、内燃機関が停止している場合は、排気パージにより供給されるガス流量だけとなる。
【００７５】
フューエルカット中における触媒４６の冷却速度は、排気通路を流通するガス流量の多少により変化する。具体的には、触媒４６の冷却速度は、排気通路内のガス流量が少ない場合は、多量のガスが流通している場合に比して遅くなる。従って、吸入空気量ＧＡが少ないときは、吸入空気量ＧＡが多いときに比べて、触媒４６を非活性状態に移行させることなく多量のパージガスを排気通路４４に供給することが可能である。そこで、本実施形態の装置は、排気パージの実行時に排気通路４４に供給されるパージガスの流量を、吸入空気量ＧＡに応じて増減させることとした。
【００７６】
［第２の特徴］
本実施形態の装置において、排気パージの実行中に排気通路４４内に供給される蒸発燃料は、触媒４６により浄化する必要がある。触媒４６の浄化能力は限られているため、清浄な排気ガスを得るためには、触媒４６に流入する蒸発燃料量を適正量に制限することが必要である。
【００７７】
ところで、排気パージの実行中に触媒４６に流入する蒸発燃料の量は、パージガスの流量と、そのガス中のベーパ濃度により決定される。従って、触媒４６が処理できるパージガス流量は、パージガス中のベーパ濃度が薄い場合に、その濃度が濃い場合に比して多量となる。そこで、本実施形態の装置は、排気パージの実行時に排気通路４４に供給されるパージガスの流量を、パージガス中のベーパ濃度に応じて増減させることとした。
【００７８】
［第３の特徴］
既述した通り、上述した実施の形態１では、排気パージの実行中は常にほぼ一定のパージ流量が生成される。ところで、触媒４６の冷却速度は、排気パージ中に生ずる吸入空気量ＧＡに影響される他、パージ流量そのものによっても影響される。このため、触媒４６を非活性状態に移行させずにパージの効率を高めるうえでは、触媒温度ＣＴＥＭＰの低下に伴って、パージ流量を減少させることが適切である。そこで、本実施形態の装置は、触媒温度が十分に高いと予測される間は多量のパージ流量を発生させ、触媒温度の低下が進むに連れてパージ流量を減少させることとした。
【００７９】
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。尚、図４において、上記図３に示すルーチンと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００８０】
図４に示すルーチンは、ステップ１２４の処理が、ステップ１４０〜１４６の処理に置き換えられている点を除き、図３に示すルーチンと同様である。すなわち、図４に示すルーチンでは、ステップ１２０において排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに１がセットされていると判別された場合に、先ず、目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔが算出される（ステップ１４０）。
【００８１】
ＥＣＵ６０は、ステップ１４０の枠中に示すように、ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧおよび吸入空気量ＧＡとの関係で、目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔを定めたマップを記憶している。ベーパ濃度学習値ＦＧＰＧは、パージガス中のベーパ濃度を表す値であり、吸気パージの実行中に公知の手法でＥＣＵ６０により学習される。上記のマップにおいて、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫｔは、ベーパ濃度が濃いほど小さな値となるように、また、吸入空気量ＧＡが少ないほど大きな値となるように定められている。
【００８２】
上記ステップ１４０において、ＥＣＵ６０は、上記のマップを参照して、最新のベーパ濃度学習値ＦＧＰＧおよび吸入空気量ＧＡに対応する目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔを算出する。その結果、目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔは、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど低い値に設定され、また、吸入空気量ＧＡが多量であるほど高い値に設定される。
【００８３】
図４に示すルーチンでは、次に、パージカットカウンタＣＰＨＴの計数値に基づいて、補正係数Ｋｔが算出される（ステップ１４２）。
補正係数Ｋｔは、後述するステップ１４４において、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫを算出するために、目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔに掛け合わされる係数である。
【００８４】
ＥＣＵ６０は、ステップ１４２の枠中に示すように、パージカットカウンタＣＰＨＴの計数値との関係で、補正係数Ｋｔを定めたマップを記憶している。このマップにおいて、補正係数Ｋｔは、パージカットカウンタＣＰＨＴの計数値が大きいほど下限値０に近づくように定められている。パージカットカウンタＣＰＨＴには、フューエルカットの継続時間が計数される。従って、補正係数Ｋｔは、フューエルカットの継続期間が長くなり、触媒温度の大きな低下が予測されるほど、より小さな値に設定される。
【００８５】
補正係数Ｋｔが算出されると、次に、その値Ｋｔを目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔに掛け合わせることにより、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫが算出される（ステップ１４４）。
その結果、排気パージ中における目標タンク内圧ＫＰＴＮＫは、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど、吸入空気量ＧＡが多量であるほど、また、フューエルカットの継続時間が長いほど、低い値に設定される。
【００８６】
図４に示すルーチンでは、次に、タンク内圧ＰＴＮＫが、上記の如く設定された目標タンク内圧ＰＴＮＫに比して小さいか否かが判別される（ステップ１４６）。
そして、その比較の結果に基づいて、タンク内圧ＰＴＮＫが目標タンク内圧ＫＰＴＮＫに一致するように、ステップ１２６〜１３４の処理、すなわち、ＣＣＶ３０、ポンプ３２および第１ＶＳＶ５８の制御が実行される。
【００８７】
排気パージ中に発生するパージ流量は、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫが高いほど多量となり、その値ＫＰＴＮＫが低いほど少量となる。このため、上記図４に示すルーチンによれば、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど、また、吸入空気量ＧＡが多量であるほど、更に、フューエルカットの継続時間が長いほど、パージ流量を少量とすることができる。従って、本実施形態の装置によれば、それら３つの要素に基づいて、常に優れたエミッション特性を維持しつつ、優れた効率でキャニスタ２２内の蒸発燃料をパージすることができる。
【００８８】
ところで、上述した実施の形態２においては、目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔを、排気パージ中における吸入空気量ＧＡに基づいて設定することとしているが、ＫＰＴＮＫｔの設定手法はこれに限定されるものではない。すなわち、目標タンク内圧一時値ＫＰＴＮＫｔは、内燃機関が停止しているかに基づいて、吸入空気量ＧＡとの関係では２段階のみに区別して設定することとしてもよい。
【００８９】
尚、上述した実施の形態２においては、ＣＣＶ３０およびポンプ３２が前記第４の発明における「排気パージ流量制御機構」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１４２および１４４の処理と共に、ステップ１４６および１２６〜１３４の処理を実行することにより前記第４の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００９０】
また、上述した実施の形態２においては、ＣＣＶ３０およびポンプ３２が前記第５の発明における「排気パージ流量制御機構」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、図２に示すステップ１０８の処理を実行することにより前記第５の発明における「フューエルカット時間計数手段」が、上記ステップ１４２および１４４の処理と共にステップ１４６および１２６〜１３４の処理を実行することにより前記第５の発明における「排気パージ発生手段」が、それぞれ実現されている。
【００９１】
また、上述した実施の形態２においては、ＣＣＶ３０およびポンプ３２が前記第６の発明における「排気パージ流量制御機構」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１４０および１４４の処理と共に、ステップ１４６および１２６〜１３４の処理を実行することにより前記第６の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００９２】
また、上述した実施の形態２においては、エアフロメータ３９が前記第７の発明における「吸入空気量検出手段」に、ＣＣＶ３０およびポンプ３２が前記第７の発明における「排気パージ流量制御機構」にそれぞれ相当していると共に、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１４０および１４４の処理と共に、ステップ１４６および１２６〜１３４の処理を実行することにより前記第７の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００９３】
また、上述した実施の形態２においては、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫが前記第１０の発明における「所定正圧値」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１４０〜１４４の処理を実行することにより、前記第１０の発明における「所定正圧値設定手段」が実現されている。
【００９４】
実施の形態３．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。図５は、本発明の実施の形態３の構成を説明するための図である。本実施形態の装置は、図５に示すＥＣＵ６０に、上述した図２に示すルーチンと共に、後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。尚、図５において、図１に示す構成要素と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００９５】
図５に示す構成は、図１に示す構成に加えて、２次空気導入通路６４を備えている。２次空気導入通路６４の一端は、排気パージ通路５６と共にチェックバルブ５４に連通している。また、２次空気導入通路６４の他端は、ＡＳＶ（Ａｉｒ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｖａｌｖｅ）６６と連通している。ＡＳＶ６６には、上述した２次空気導入通路６４の他、大気連通路６８および加圧空気供給経路７０が連通している。大気連通路６８は、ポンプ３２およびフィルタ７２を介して大気に連通している。一方、加圧空気供給経路７０は、キャニスタ２２とＣＣＶ３０とをつなぐ経路の途中に連通している。ＡＳＶ６６は、その内部に２つの制御弁を備えている。ＡＳＶ６６が備える一方の制御弁は、ポンプ３２と２次空気導入通路６４とを導通または遮断状態とすることができる。以下、この制御弁を「ＡＩ側制御弁」と称す。ＡＳＶ６６が備える他方の制御弁はポンプ３２と加圧空気供給経路７０とを導通または遮断状態とすることができる。以下、この制御弁を「パージ側制御弁」と称す。
【００９６】
図５中に破線で示す構成は、本実施形態の装置の変形例が備える要素を示している。すなわち、本実施形態の装置の変形例は、パージＶＳＶ３６の上流においてパージ通路３５と連通するＡＩ用パージ通路７４を備えている。ＡＩ用パージ通路７４は、第２ＶＳＶ７６を介してポンプ３２の吸入口と連通している。変形例の構成によれば、第２ＶＳＶ７６を開くことで、ポンプ３２の吸入口を、パージ通路３５に連通させることができる。
【００９７】
［基本動作の説明］
本実施形態において、ＥＣＵ６０は、ポンプ３２やパージＶＳＶ３６の制御に加えて、ＡＳＶ６６の制御を行う。ＥＣＵ６０は、内燃機関の冷間始動時など、触媒４６の早期暖機が要求されるような場合に、ポンプ３２と２次空気導入通路６４とが導通するようにＡＳＶ６６のＡＩ側制御弁を制御し、かつ、ポンプ３２を作動させる。この場合、ポンプ３２は、フィルタ７２を介して吸入した空気を加圧して２次空気導入通路６４に圧送する。その結果、排気通路４４の触媒４６の上流に２次空気が供給される。触媒４６の上流に２次空気が供給されると、排気ガス中の未燃成分の燃焼が促され、触媒４６に供給される熱量が増し、その暖機が促進される。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の冷間始動時などに触媒４６を短時間で暖機することができる。
【００９８】
本実施形態において、ポンプ３２は、実施の形態１の場合と同様に、キャニスタ２２に対して加圧空気を供給する機構としても利用される。すなわち、ＥＣＵ６０は、キャニスタ２２に加圧空気を供給する必要がある場合は、ポンプ３２と加圧空気供給経路７０とが導通するようにＡＳＶ６６のパージ側制御弁を制御し、かつ、ポンプ３２を運転状態とする。この場合、ポンプ３２により生成される加圧空気は、キャニスタ２２とＣＣＶ３０とをつなぐ経路に供給される。
【００９９】
この際、ＣＣＶ３０が閉じられていると、ポンプ３２の発生する加圧空気はキャニスタ２２に流入する。このように、本実施形態の装置によれば、一つのポンプ３２を、排気通路４４に対する２次空気の供給と、キャニスタ２２に対する加圧空気の供給の双方に兼用することができる。従って、本実施形態の装置によれば、上述した２次空気と加圧空気の双方を発生させる機構を安価に実現することができる。
【０１００】
本実施形態において、ＥＣＵ６０は、内燃機関の冷間始動時には、ポンプ３２から排気系に２次空気を供給するための制御を実行する。また、吸気パージの実行条件が成立する場合には、必要に応じてポンプ３２からキャニスタ２２に加圧空気を供給しながら、パージＶＳＶ３６をデューティ駆動することで、キャニスタ２２内の蒸発燃料を吸気通路３８にパージさせる。本実施形態では、これら２つの制御を併せて「通常制御」と称す。
【０１０１】
また、本実施形態において、ＥＣＵ６０は、上述した実施の形態１の場合と同様に、図２に示すルーチンを実行することで排気パージの実行条件が成立しているか否かを判別する。そして、排気パージの実行条件が成立していない場合は、上記の通常制御を実行し、一方、その条件が成立している場合は、蒸発燃料の排気パージを行う。
【０１０２】
［排気パージの動作説明］
図６は、本実施形態におけるＥＣＵ６０が、排気パージの実行条件が成立する場合に適正な排気パージを実現するために実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。
【０１０３】
図６に示すルーチンでは、先ず、排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに１がセットされているか否かが判別される（ステップ１５０）。
【０１０４】
その結果、ＸＨＡＩＫＩ＝１が成立しないと判別された場合は、排気パージ通路５６をパージ通路３５から切り放すべく、第１ＶＳＶ５８がＯＦＦとされる（ステップ１５２）。
この場合、以後、冷間始動時に２次空気を流通させ、また、パージ条件（吸気パージの実行条件）成立時に吸気パージを発生させるため、通常制御が実行される。
【０１０５】
一方、上記ステップ１５０において、ＸＨＡＩＫＩ＝１が成立すると判別された場合は、ＣＣＶ３０が閉じられる（ステップ１５４）。
本ステップ１５４の処理によりＣＣＶ３０が閉じられると、キャニスタ２２の大気孔２４は、ＡＳＶ６６のパージ側制御弁およびポンプ３２を介してのみ大気に連通する状態となる。
【０１０６】
図６に示すルーチンでは、次に、タンク内圧ＰＴＮＫが所定正圧値ＫＰＴＡＮＫ２より低いか否かが判別される（ステップ１５６）。
所定正圧値ＫＰＴＮＫ２は、実施の形態１の場合と同様に、キャニスタ２２や燃料タンク１０に不当に大きな応力を作用させず、かつ、排気パージの停止時に蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることのないタンク内圧ＰＴＮＫの上限値である。
【０１０７】
上記ステップ１５６において、ＰＴＮＫ＜ＫＰＴＮＫ２が成立すると判別された場合は、タンク内圧ＰＴＮＫをより高めることができると判断できる。この場合、ＡＳＶ６６のパージ側制御弁が開弁され（ステップ１５８）、かつ、ポンプ３２がＯＮとされた状態で（ステップ１６０）、更に、第１ＶＳＶ５８がＯＮとされる（ステップ１６２）。
これらの処理によれば、ポンプ３２からキャニスタ２２に向かって加圧空気が流通する状況が形成されると共に、排気パージ通路５６を通ってパージガスが排気通路４４に流入し得る状況が形成される。このため、上記の処理が実行されると、その後、タンク内圧ＰＴＮＫが上昇し、更に、その上昇に伴って、排気通路４４に流入するパージガス流量が増加する。
【０１０８】
一方、上記ステップ１５６において、ＰＴＮＫ＜ＫＰＴＮＫ２が成立しないと判別された場合は、これ以上タンク内圧ＰＴＮＫを高めることはできないと判断できる。この場合、ＡＳＶ６６のパージ側制御弁が閉弁され（ステップ１６４）、また、ポンプ３２がＯＦＦされた後に（ステップ１６６）、ステップ１６２の処理が実行される。これらの処理によれば、ポンプ３２からキャニスタ２２に向かう加圧空気の供給が停止され、タンク内圧ＰＴＮＫが下降する結果、排気通路４４に流入するパージガス流量が減少する。
【０１０９】
以上説明した通り、図６に示すルーチンによれば、図５に示す構成と図１に示す構成との相違に関わらず、実施の形態１において、図３に示すルーチンが実行されるのと全く同様の機能を実現することができる。具体的には、排気パージの実行が許容される場合に、タンク内圧ＰＴＮＫを所定正圧値ＫＰＴＮＫ２の近傍に維持しながら蒸発燃料の排気パージを行うことができる。このため、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、２次空気の供給機能を有しつつ、蒸発燃料のパージに関して、実施の形態１の装置と同様の効果を実現することができる。
【０１１０】
［変形例等］
ところで、上述した実施の形態３においては、２次空気を生成するためにポンプ３２に大気を吸引させることとしているが、２次空気を生成するための手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ＡＩ用パージ通路７４および第２ＶＳＶ７６を備える変形例に装置においては、２次空気の生成が要求される状況下で第２ＶＳＶ７６を開弁させることにより、ポンプ３２に、パージガスを吸引させることができる。この場合、蒸発燃料を含むパージガスを２次空気として排気通路４４に供給することができる。このため、変形例の装置によれば、実施の形態３の装置に比して、更に優れたパージ能力を実現することができる。
【０１１１】
実施の形態４．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態の装置は、実施の形態３の装置において、ＥＣＵ６０に、上記図６に示すルーチンに代えて、後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１１２】
上述した実施の形態３の装置は、実施の形態１の場合と同様に、排気パージの実行中に、タンク内圧ＰＴＮＫを常に一定の所定正圧値ＫＰＴＮＫ２に制御している。これに対して、本実施形態の装置は、実施の形態２の場合と同様に、排気パージ中の目標タンク内圧ＫＰＴＮＫを、（１）吸入空気量ＧＡの多少に応じて、また、（２）パージガス中のベーパ濃度に応じて、更に、（３）フューエルカットの継続時間に応じて、適宜上下させる点に特徴を有している。
【０１１３】
図７は、上記の機能を実現すべく、本実施形態においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。尚、図７において、上記図４または図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【０１１４】
図７に示すルーチンは、ステップ１５６の処理が、ステップ１４０〜１４６の処理に置き換えられている点を除き、図６に示すルーチンと同様である。また、ステップ１４０〜１４６の処理は、図４に示すルーチン中で実行されるのと全く同様である。
【０１１５】
図７に示すルーチンによれば、排気パージの実行が許容される場合に、タンク内圧ＰＴＮＫを目標タンク内圧ＫＰＴＮＫの近傍に維持しながら蒸発燃料の排気パージを行うことができる。そして、吸入空気量ＧＡが多量であるほど、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど、また、フューエルカットの継続時間が長いほど、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫを下げてパージ流量を減らすことができる。このため、本実施形態の装置によれば、２次空気の供給を可能としつつ、排気パージに関する限り、構成の相違に関わらず実施の形態２の装置（図１および図４参照）と全く同様の機能を実現することができる。
【０１１６】
実施の形態５．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。図８は、本発明の実施の形態５の構成を説明するための図である。本実施形態の装置は、図８に示すＥＣＵ６０に、上述した図２に示すルーチンと共に、後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。尚、図８において、図１に示す構成要素と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【０１１７】
図８に示す構成は、ポンプ３２の位置が、ＣＣＶ３０に連通する位置から排気パージ通路５６の途中に移されている点を除き、図１に示す構成と同様である。図８に示す構成によれば、ＣＣＶ３０および第１ＶＳＶ５８を開いてポンプ３２を作動させることにより、キャニスタ２２から排気通路４４へパージガスを流通させることができる。
【０１１８】
上述した実施の形態１の装置では、ポンプ３２が加圧型のポンプとして使用されている。つまり、実施の形態１の装置では、ポンプ３２がキャニスタ２２に対して加圧空気を圧送することでパージガスが生成されている。この場合、パージガスの生成中はタンク内圧ＰＴＮＫが正圧となる。このため、実施の形態１では、排気パージ中にタンク内圧ＰＴＮＫが過剰に高圧とならないように、ポンプ３２の作動を制限している（上記ステップ１３２，１３４参照）。
【０１１９】
これに対して、本実施形態の装置では、ポンプ３２が吸引型のポンプとして使用されている。このため、本実施形態の装置では、排気パージの実行中にタンク内圧ＰＴＮＫが負圧となる。タンク内圧ＰＴＮＫが過剰に負圧化すると、燃料タンク１０やキャニスタ２２に大きな応力が作用する。また、タンク内圧ＰＴＮＫが負圧化すると、燃料タンク１０内で蒸発燃料の発生が促されると共に、新たに発生した蒸発燃料がキャニスタ２２を経由して直接パージ通路２６に流通する事態が生ずる。そこで、本実施形態の装置では、排気パージの実行中にタンク内圧ＰＴＮＫが過剰に負圧化しないように、より具体的には、キャニスタ２２や燃料タンク１０に過剰な応力が作用せず、かつ、蒸発燃料の直接パージが発生しないように、ポンプ３２の作動を制限することとしている。
【０１２０】
図９は、上記の機能を実現するため、本実施形態においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。尚、図９において、上記図３に示すルーチンと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【０１２１】
図９に示すルーチンは、ステップ１２４がステップ１７０に置き換えられている点を除き、図３に示すルーチンと同様である。すなわち、図９に示すルーチンでは、ステップ１２０において排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに１がセットされていると判別された場合に、タンク内圧ＰＴＮＫが所定負圧値ＫＰＴＮＫ１より高圧であるか否かが判別される（ステップ１７０）。
所定負圧値ＫＰＴＮＫ１は、キャニスタ２２や燃料タンク１０に不当な応力を作用させることがなく、かつ、蒸発燃料の直接パージを生じさせることのないタンク内圧として、予め定められている値（負圧値）である。
【０１２２】
図９に示すルーチンでは、タンク内圧ＰＴＮＫが所定負圧値ＫＰＴＮＫ１より高い場合にポンプ３２によるパージガスの吸引が許可される（ステップ１２６〜１３０）。一方、タンク内圧ＰＴＮＫが所定負圧値ＫＰＴＮＫ１より更に低下していると判別された場合は、ポンプ３２によるパージガスの吸引が停止される（ステップ１３２，１３４）。このため、図９に示すルーチンによれば、タンク内圧ＰＴＮＫを所定負圧値ＫＰＴＮＫ１の近傍に維持しつつ、排気パージを実行することができる。
【０１２３】
以上説明した通り、本実施形態の装置によれば、ポンプ３２を吸引型のポンプとして使用しつつ、タンク内圧ＰＴＮＫを過剰に負圧化させることなく排気パージを実行することができる。このため、本実施形態の装置によれば、図８に示す構成と図１に示す構成との差に関わらず、実質的に実施の形態１の装置と同様の機能を実現することができる。
【０１２４】
尚、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１７０、および１２６〜１３４の処理を実行することにより、前記第１１または第１２の発明における「ポンプ制御手段」が実現されている。
【０１２５】
実施の形態６．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
本実施形態の装置は、実施の形態５の装置において、ＥＣＵ６０に、上記図９に示すルーチンに代えて、後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１２６】
上述した実施の形態５の装置は、排気パージの実行中に、タンク内圧ＰＴＮＫを常に一定の所定負圧値ＫＰＴＮＫ１に制御している。これに対して、本実施形態の装置は、排気パージ中の目標タンク内圧ＫＰＴＮＫを、（１）吸入空気量ＧＡの多少に応じて、また、（２）パージガス中のベーパ濃度に応じて、更に、（３）フューエルカットの継続時間に応じて、適宜上下させる点に特徴を有している。
【０１２７】
図１０は、上記の機能を実現すべく、本実施形態においてＥＣＵ６０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。尚、図１０において、上記図４または図９に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【０１２８】
図１０に示すルーチンは、ステップ１７０の処理が、ステップ１４０〜１４４およびステップ１８０の処理に置き換えられている点を除き、図９に示すルーチンと同様である。また、ステップ１４０〜１４４の処理は、図４に示すルーチン中で実行されるのと全く同様である。
【０１２９】
図１０に示すルーチンにおいて、ステップ１２０において排気パージ実行フラグＸＨＡＩＫＩに１がセットされていると判別された場合は、先ず、目標タンク内圧ＫＰＴＮＫ（正の値）が算出される。この際、ＫＰＴＮＫ（正の値）は、吸入空気量ＧＡが多量であるほど、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど、また、フューエルカットの継続時間が長いほど、小さな値とされる（ステップ１４０〜１４４）。
【０１３０】
上記の処理が終了すると、次に、タンク内圧ＰＴＮＫが、負の目標タンク内圧−ＫＰＴＮＫより高いか否かが判別される（ステップ１８０）。
そして、ＰＴＮＫ＞−ＫＰＴＮＫが成立すると判別された場合は、ポンプ３２によるパージガスの吸引が許可される（ステップ１２６〜１３０）。一方、ＰＴＮＫ＞−ＫＰＴＮＫが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２によるパージガスの吸引が停止される（ステップ１３２，１３４）。
【０１３１】
上述した一連の処理によれば、排気パージの実行中は、タンク内圧ＰＴＮＫが負の目標タンク内圧−ＫＰＴＮＫの近傍に維持される。そして、負の目標タンク内圧−ＫＰＴＮＫは、吸入空気量ＧＡが多量であるほど、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど、また、フューエルカットの継続時間が長いほど、大気圧に近い値とされる。
【０１３２】
本実施形態の装置において、排気通路４４に流入するパージガスの流量は、負の目標タンク内圧−ＫＰＴＮＫが大気圧に近づくに連れて少量となる。従って、図１０に示すルーチンによれば、吸入空気量ＧＡが多量であるほど、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど、また、フューエルカットの継続時間が長いほど、パージ流量を減らすことができる。このため、本実施形態の装置によれば、図８に示す構成と図１に示す構成との相違に関わらず、排気パージに関する限り、実施の形態２の装置（図１および図４参照）と全く同様の機能を実現することができる。
【０１３３】
ところで、上述した実施の形態６においては、負の目標タンク内圧−ＫＰＴＮＫの値を変化させることにより、排気パージ中のパージ流量を適当に変化させることとしているが、パージ流量を変化させる手法はこれに限定されるものではない。すなわち、図８に示す装置においては、ポンプ３２の駆動デューティ比を変化させることにより、排気パージ中におけるパージ流量を直接的に変化させることができる。このため、図８に示す装置においては、ポンプ３２の駆動デューティ比を、吸入空気量ＧＡ、ベーパ濃度、およびフューエルカット時間に基づいて適宜変化させることにより、最適なパージ流量を実現することとしてもよい。
【０１３４】
尚、上述した実施の形態６においては、負の目標タンク内圧−ＫＰＴＮＫが前記第１３の発明における「所定負圧値」に相当していると共に、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１４０〜１４４の処理を実行することにより、前記第１３の発明における「所定負圧値設定手段」が実現されている。
【０１３５】
【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、活性状態特性値に基づいて触媒が非活性状態に移行すると予測される場合には、排気パージの実行を禁止することができる。このため、本発明によれば、排気パージの実行に伴って内燃機関のエミッション特性が悪化するのを有効に防止することができる。
【０１３６】
第２の発明によれば、触媒温度を状態特性値と捉えることで、触媒が非活性状態に移行するか否かを、精度良く予測することができる。
【０１３７】
第３の発明によれば、フューエルカットが開始された後の経過時間を状態特性値と捉えることで、触媒が非活性状態に移行するか否かを、精度良く予測することができる。
【０１３８】
第４の発明によれば、触媒温度が低下するに連れて排気通路に流入するパージガスの流量を少量とすることができる。このため、本発明によれば、排気パージの実行に伴う触媒温度の更なる低下を抑制しつつ、内燃機関のエミッション特性の悪化を有効に防止することができる。
【０１３９】
第５の発明によれば、フューエルカットが開始されてからの経過時間に基づいて、触媒温度の低下程度を精度良く判断することができる。
【０１４０】
第６の発明によれば、排気パージの実行中に触媒から持ち去られる熱量が少なく触媒温度が低下し難い状況下では、排気通路に流入するパージガス流量を多量とすることができる。このため、本発明によれば、触媒が活性状態を維持し易い状況下では優れたパージ能力を確保することができる。
【０１４１】
第７の発明によれば、吸入空気量に基づいて、触媒から持ち去られる熱量の多少を精度良く判断することができる。
【０１４２】
第８の発明によれば、加圧型ポンプを適切に作動させることにより、系内に過剰な圧力（正圧）を作用させることなく、適正に排気パージを行うことができる。
【０１４３】
第９の発明によれば、加圧型ポンプにより発生させる所定正圧値を適当な値に設定することで、所望のパージガス流量を発生させることができる。
【０１４４】
第１０の発明によれば、減圧型ポンプを適切に作動させることにより、系内に過剰な圧力（負圧）を作用させることなく、適正に排気パージを行うことができる。
【０１４５】
第１１の発明によれば、減圧型ポンプにより発生させる所定負圧値を適当な値に設定することで、所望のパージガス流量を発生させることができる。
【０１４６】
第１２の発明によれば、車両が走行中でない場合は、排気パージの実行を禁止して、燃料タンク内のガスがキャニスタに円滑に流入し得る状態を作り出すことができる。つまり、本発明によれば、車両が走行中でない場合は、排気パージの実行を禁止して給油の開始に備えることができる。このため、本発明によれば、円滑な給油特性を実現することができ、かつ、給油の実行に伴う過剰パージの発生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の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において排気パージ実行フラグを処理するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態５において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態６において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０　燃料タンク
１２　タンク内圧センサ
１８　ベーパ通路
２２　キャニスタ
２４　大気孔
２６　パージ孔
３０　ＣＣＶ（Ｃａｎｉｓｔｅｒ　Ｃｌｏｓｅｄ　Ｖａｌｖｅ）
３２　ポンプ
３６　パージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｖａｌｖｅ）
３８　吸気通路
４４　排気通路
４６　触媒
４８　温度センサ
５０　空燃比センサ
５２　酸素濃度センサ
５６　排気パージ通路
５８　第１ＶＳＶ
６０　ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）
６４　２次空気導入通路
６６　ＡＳＶ（Ａｉｒ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｖａｌｖｅ）
ＰＴＮＫ　タンク内圧
ＫＰＴＮＫ１　所定負圧値
ＫＰＴＮＫ２　所定正圧値
ＫＰＴＮＫ　目標タンク内圧
−ＫＰＴＮＫ　負の目標タンク内圧
ＣＰＨＴ　パージカットカウンタ
ＣＴＥＭＰ　触媒温度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel vapor processing apparatus, and more particularly to a fuel vapor processing apparatus for processing fuel vapor generated in a fuel tank without releasing the fuel to the atmosphere.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-239779, an evaporative fuel process comprising a canister communicating with a fuel tank and purging evaporative fuel adsorbed by the canister into an exhaust passage of an internal combustion engine is performed. Devices are known. The above-described conventional apparatus includes an air introduction passage communicating with the atmosphere, together with a purge passage communicating with the canister. In the purge passage and the air introduction passage, control valves for controlling the amount of gas flowing in the passage are arranged. The purge passage and the atmosphere introduction passage are both connected to an exhaust passage of the internal combustion engine via a pump. A three-way catalyst for purifying exhaust gas is arranged in the exhaust passage.
[0003]
In the above-described conventional apparatus, by operating the pump, the purge gas flowing out of the canister and the air introduced through the air introduction passage can be mixed and flow into the exhaust passage of the internal combustion engine. The mixed gas that has flowed into the exhaust passage burns by the heat in the exhaust passage, and then flows into the three-way catalyst.
[0004]
The three-way catalyst can efficiently purify the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is close to the stoichiometric air-fuel ratio. The conventional device detects the air-fuel ratio in the exhaust gas before the three-way catalyst and controls the control valve in the purge passage and the air introduction passage so that the air-fuel ratio becomes a value close to the stoichiometric air-fuel ratio. Each control valve is controlled. According to such control, the air-fuel ratio in the gas purged into the exhaust passage is appropriately changed, and as a result, the air-fuel ratio in the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio. Can be. For this reason, according to the above-described conventional apparatus, the fuel vapor in the canister can be processed by the exhaust purge while maintaining the good exhaust emission characteristics.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a catalyst device used in an internal combustion engine exhibits a purification ability in a state where it is heated to an appropriate activation temperature. On the other hand, the catalyst temperature is not always constant during operation of the internal combustion engine. For example, at the time of fuel cut when fuel injection is cut, the gas flowing through the exhaust passage becomes low-temperature air, and the catalyst temperature is apt to be greatly reduced. For this reason, if the exhaust purge is executed unconditionally during the fuel cut, unburned components in the purge gas may flow downstream of the catalyst, and the emission characteristics of the internal combustion engine may deteriorate.
[0006]
On the other hand, in the above-described conventional apparatus, the exhaust purge is performed without paying any attention to the state of the three-way catalyst and the operating state of the internal combustion engine that affects the state. For this reason, in the above-mentioned conventional apparatus, for example, the execution of the exhaust purge is allowed even in a situation where the catalyst temperature is lowered due to the continuation of the fuel cut, and as a result, a situation in which the emission characteristics are deteriorated may occur. Can occur.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and provides an evaporative fuel processing apparatus capable of processing evaporative fuel in a canister by exhaust purging without deteriorating emission characteristics of an internal combustion engine. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an evaporative fuel processing apparatus for processing evaporative fuel generated in a fuel tank without releasing the fuel to the atmosphere, in order to achieve the above object.
A canister arranged to communicate with the fuel tank;
A pump capable of generating a flow of purge gas inside the canister;
A catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust purge passage that guides a purge gas flowing out of the canister upstream of the catalyst in the exhaust passage;
Exhaust-purge generating means for flowing a purge gas from the canister toward the exhaust passage during fuel cut of the internal combustion engine;
State characteristic value acquisition means for acquiring a state characteristic value having a correlation with the activation state of the catalyst,
First exhaust purge prohibiting means for prohibiting the flow of purge gas into the exhaust passage when the catalyst is predicted to shift to the inactive state based on the active state characteristic value;
It is characterized by having.
[0009]
Further, the second invention is based on the first invention,
The state characteristic value includes a temperature of the catalyst,
The state characteristic value acquiring means includes a catalyst temperature acquiring means for acquiring a temperature of the catalyst.
[0010]
Further, a third invention is the first or the second invention, wherein
The state characteristic value includes an elapsed time since the start of the fuel cut in the internal combustion engine,
The state characteristic value obtaining means includes a fuel cut time counting means for counting the elapsed time.
[0011]
Further, a fourth invention is the invention according to any one of the first to third inventions,
The exhaust purge generating means includes:
An exhaust purge flow rate control mechanism that controls a flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage,
The flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage may be reduced as the temperature of the catalyst decreases.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects,
Fuel cut time counting means for counting the elapsed time from the start of fuel cut in the internal combustion engine,
The exhaust purge generating means includes:
An exhaust purge flow rate control mechanism for controlling a flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage is provided, and the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage is reduced as the elapsed time is longer.
[0013]
In a sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects,
The exhaust purge generating means includes:
An exhaust purge flow rate control mechanism that controls a flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage,
The flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage is increased as the amount of heat removed from the catalyst decreases.
[0014]
Further, a seventh invention is the liquid crystal display device according to any one of the first to sixth inventions,
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount is provided,
The exhaust purge generating means includes an exhaust purge flow rate control mechanism for controlling a flow rate of a purge gas flowing into the exhaust passage, and the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage increases as the intake air amount decreases. Features.
[0015]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects,
The pump is a pressurized pump for pumping pressurized air to an atmospheric hole of a canister,
The exhaust purge generating means includes a pump control means for operating the pump so that an internal pressure of a system including the canister does not exceed a predetermined positive pressure value.
[0016]
In a ninth aspect based on the tenth aspect, the exhaust purge generation means sets the predetermined positive pressure value to a higher value as the flow rate of the purge gas to be flown into the exhaust passage is larger. It is characterized by comprising value setting means.
[0017]
Further, a tenth invention is directed to any one of the first to seventh inventions,
The pump is a suction pump that sucks air from a purge hole of a canister,
The exhaust purge generating means includes a pump control means for operating the pump so that an internal pressure of a system including the canister does not fall below a predetermined negative pressure value.
[0018]
In an eleventh aspect based on the tenth aspect, the exhaust purge generating means sets the predetermined negative pressure value to a lower value as the flow rate of the purge gas to be flown into the exhaust passage is larger. It is characterized by comprising value setting means.
[0019]
In a twelfth aspect, in any one of the first to eleventh aspects,
Traveling determination means for determining whether or not the vehicle is traveling;
Second exhaust purging prohibiting means for prohibiting the flow of purge gas into the exhaust passage when the vehicle is not traveling;
It is characterized by having.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the evaporated fuel processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The fuel vapor processing apparatus according to the present embodiment includes a fuel tank 10. The fuel tank 10 is provided with a tank internal pressure sensor 12 for measuring the tank internal pressure. The tank internal pressure sensor 12 is a sensor that detects the tank internal pressure as a relative pressure to the atmospheric pressure and generates an output according to the detected value.
[0021]
A vapor passage 18 is connected to the fuel tank 10 via ROVs (Roll Over Valves) 14 and 16. The vapor passage 18 is connected to a canister 22 via a diaphragm type oil supply valve 20. The interior of the canister 22 is filled with activated carbon for adsorbing fuel vapor. For this reason, the fuel vapor generated inside the fuel tank 10 reaches the canister 22 through the vapor passage 18 and the fuel supply valve 20 and is adsorbed and held inside the canister 22.
[0022]
The canister 22 is provided with an atmosphere hole 24 and a purge hole 26. A pump 32 communicates with the atmosphere hole 24 via a CCV (Canister Closed Valve) 30. The suction port of the pump 32 is open to the atmosphere via a filter 34. The CCV 30 is a normally open type solenoid valve that closes the atmosphere hole 24 by receiving a drive signal from the outside. When the CCV 30 is open, by operating the pump 32, the pressurized air generated by the pump 32 can be supplied to the atmosphere hole 24 of the canister 22.
[0023]
The purge hole 26 of the canister 22 communicates with an intake passage 38 of the internal combustion engine via a purge passage 35. A purge VSV (Vacuum Switching Valve) 36 for controlling the flow rate of the purge gas is disposed in the middle of the purge passage 35. The purge VSV 36 is a control valve that achieves a substantially arbitrary opening by performing duty control.
[0024]
An air flow meter 39 for detecting an intake air amount GA flowing through the intake passage 38 of the internal combustion engine is arranged. Downstream of the air flow meter 39, a throttle valve 40 for controlling the intake air amount GA is arranged. The above-described purge hole 26 communicates with an intake passage 38 downstream of the throttle valve 40. A fuel injection valve 42 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine is assembled. The fuel injection valve 42 receives a drive signal supplied from the outside, opens the needle valve, and can inject an amount of fuel according to the valve opening time (fuel injection time TAU).
[0025]
A catalyst 46 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 44 of the internal combustion engine. A temperature sensor 48 for detecting a catalyst temperature is incorporated in the catalyst 46. An air-fuel ratio sensor 50 and an oxygen concentration sensor 52 are arranged on the upstream and downstream sides of the catalyst 46, respectively. The air-fuel ratio sensor 50 is a sensor that outputs an output according to the exhaust air-fuel ratio. On the other hand, the oxygen concentration sensor 52 is a sensor that outputs an output according to whether the exhaust air-fuel ratio is rich or lean based on whether or not oxygen is contained in the exhaust gas.
[0026]
One end of an exhaust purge passage 56 communicates with the exhaust passage 44 of the internal combustion engine via a check valve 54 upstream of the air-fuel ratio sensor 50. The check valve 54 is a one-way valve that allows only the flow of the fluid from the exhaust purge passage 56 to the exhaust passage 44. The other end of the exhaust purge passage 56 communicates with the purge passage 35 via the first VSV 58. The first VSV 58 is a normally closed type control valve that opens upon receiving a drive signal supplied from the outside.
[0027]
As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 60. A vehicle speed sensor 62 is connected to the ECU 60 in addition to the various sensors described above, such as the tank internal pressure sensor 12 and the temperature sensor 48. The ECU 60 can control the states of the CCV 30, the pump 32, the purge VSV 36, the first VSV 58, and the like based on the outputs of those sensors.
[0028]
[Explanation of intake purge]
In the system of the present embodiment, the vapor generated inside the fuel tank 10 is guided to the canister 22 through the vapor passage 18 and is sucked and held therein. The ECU 60 appropriately opens the purge VSV 36 under a condition where a predetermined purge condition is satisfied during operation of the internal combustion engine. When the purge VSV 36 is opened during operation of the internal combustion engine, the intake negative pressure is guided to the canister 22, and the vapor adsorbed by the canister 22 is purged into the intake passage together with the air sucked from the atmospheric holes 24. .
[0029]
Further, the ECU 60 operates the pump 32 with the CCV 30 opened as necessary during execution of the purge. As a result, when the operation of the pump 32 is started, the pressurized air generated by the pump 32 starts to be supplied to the air holes 24 of the canister 22. Specifically, the ECU 60 operates the pump 32 during a high-load operation of the internal combustion engine in which, for example, the intake pipe pressure PM becomes high (a value near the atmospheric pressure). When the intake pipe pressure PM is high, a sufficient purge gas flow rate cannot be obtained simply by opening the purge VSV 36. When the pump 32 operates in such a situation, a sufficient differential pressure can be secured between the atmosphere hole 24 and the purge hole 26 even if the intake negative pressure is insufficient, and the purge gas flow rate is sufficiently secured. can do. For this reason, according to the device of the present embodiment, excellent purge capability can be ensured regardless of the operating state of the internal combustion engine.
[0030]
The ECU 60 also operates the pump 32 when a sufficiently large intake negative pressure is generated such as during an idle operation of the internal combustion engine and the pressure near the purge hole 26 is excessively reduced. If the pressure near the purge hole 26 becomes excessively negative, the negative pressure is guided to the fuel tank 10, and the fuel vapor in the tank passes through the canister 22 and is directly purged into the intake passage 38. Further, the direct purging of the fuel vapor generated in this manner causes a rough air-fuel ratio in the internal combustion engine. In the apparatus of the present embodiment, when the pump 32 is operated under the above-described situation, the pressure near the purge hole 26 can be increased to prevent the direct purging of the evaporated fuel. Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, even in a situation where a sufficiently large intake negative pressure occurs, the fuel vapor in the canister 22 can be properly purged without causing the air-fuel ratio to become rough.
[0031]
As described above, the evaporative fuel processing apparatus according to the present embodiment appropriately controls the purge VSV 36 when the predetermined purge condition is satisfied, and operates the pump 30 as necessary, so that the inside of the canister 22 can be controlled. Is purged into the intake passage of the internal combustion engine. Hereinafter, in the present embodiment, the above purge is referred to as “intake purge”, and the control for realizing the intake purge is referred to as “normal control”.
[0032]
[Explanation of exhaust purge]
In the internal combustion engine, for example, when the engine speed NE is high and the throttle valve 40 is fully closed, cut of fuel injection, that is, fuel cut is performed. Also, in a hybrid vehicle, when only the motor is used as a drive source of the vehicle, the internal combustion engine may be stopped and fuel injection to the internal combustion engine may be cut off even though the vehicle is running. is there. Hereinafter, "fuel cut" refers to both cases.
[0033]
During the fuel cut, it is desirable not to purge the intake passage 38 with fuel vapor. However, it is desirable that the canister 22 has as large an adsorbable residual capacity as possible, and in order to satisfy the demand, it is desirable that the purge of the evaporated fuel in the canister 22 can be continued even during the execution of the fuel cut. .
[0034]
In the apparatus of the present embodiment, the fuel vapor in the canister 22 can be purged to the exhaust passage 44 by operating the pump 32 with the CCV 30 opened and appropriately opening the first VSV 58. If sufficient heat is stored in the exhaust system, the purged fuel vapor can be burned in the exhaust passage 44 and then purified by the catalyst 46 before being discharged. For this reason, in the apparatus of the present embodiment, purging evaporated fuel into the exhaust passage 38 during fuel cut is effective for early purging of evaporated fuel in the canister 22. Hereinafter, such a purge is referred to as an “exhaust purge”.
[0035]
However, during fuel cut, high-temperature exhaust gas is not discharged from the internal combustion engine 10 into the exhaust passage 44. For this reason, the temperature of the exhaust system tends to decrease as fuel cut continues. Then, if the exhaust purge is further continued after the temperature of the catalyst 46 is sufficiently lowered, a situation occurs in which the unpurified exhaust gas flows out downstream of the catalyst 46. Therefore, in the apparatus of the present embodiment, when performing the exhaust purge during the fuel cut, it is necessary to limit the execution conditions so that the catalyst 46 does not shift to the inactive state.
[0036]
In the apparatus of the present embodiment, it is necessary to operate the pump 32 to increase the internal pressure of the canister 22 in order to realize the exhaust purge. At this time, if the internal pressure becomes excessively high, an unduly large stress is applied to the canister 22 and the fuel tank 10. Further, if the internal pressure of the canister 22, that is, the tank internal pressure PTNK becomes excessively high during the execution of the exhaust purge, a large amount of gas in the tank causes the canister 22 to immediately discharge the canister 22 immediately after the pump 32 is stopped along with the stop of the exhaust purge. A situation occurs in which the gas flows out from the atmosphere hole 24 to the atmosphere through the air hole 24. Therefore, when performing the exhaust purge in the apparatus of the present embodiment, it is necessary to limit the operation state of the pump 32 so that the tank internal pressure PTNK does not become unduly high during the execution of the exhaust purge.
[0037]
Therefore, the apparatus according to the present embodiment performs the intake purge of the evaporated fuel while the predetermined purge condition (including the condition that the fuel cut is not being performed) is performed, and the catalyst 46 is deactivated during the execution of the fuel cut. The exhaust purge of the fuel vapor is executed within a range that does not shift to the state and within a range where the tank internal pressure PTNK does not become unduly high.
[0038]
2 and 3 show a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 in the present embodiment to realize the above functions. More specifically, FIG. 2 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 to determine whether the exhaust purge execution condition is satisfied. FIG. 3 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 to realize an appropriate exhaust purge when the execution conditions of the exhaust purge are satisfied.
[0039]
In the routine shown in FIG. 2, first, it is determined whether or not the vehicle speed SPD exceeds the determination speed KS (step 100).
The determination speed KS is a value for determining whether the vehicle is running or not, and is 3 km / h in the present embodiment.
[0040]
If it is determined in step 100 that SPD> KS does not hold, it can be determined that the vehicle may not be running. When the vehicle is stopped, refueling may be performed. In order to enable smooth refueling in the apparatus of the present embodiment, a smooth flow of gas in the tank from the fuel tank 10 to the canister 22 is allowed so that the liquid level can rise smoothly inside the fuel tank 10. There is a need to. During the execution of the exhaust purge, the pressurized air is supplied from the pump 32 to the canister 22, so that the smooth flow of the gas in the tank as described above cannot be allowed. Therefore, in the present embodiment, when SPD> KS is not satisfied, it is determined that the execution condition of the exhaust purge is not satisfied. In this case, in the routine shown in FIG. 2, in this case, 0 is set to the exhaust purge execution flag XHAKI to indicate that the condition is not satisfied (step 102).
[0041]
As long as the exhaust purge execution flag XHAIKI is set to 0, exhaust purging is not performed in the apparatus of the present embodiment. For this reason, according to the device of the present embodiment, it is possible to reliably prevent the smooth refueling characteristic from being impaired due to the execution of the exhaust purge while the vehicle is stopped.
[0042]
In the routine shown in FIG. 2, when it is determined in step 100 that SPD> KS is satisfied, it is next determined whether or not fuel cut is being performed (step 104).
As a result, when it is determined that the fuel cut is not being performed, it is determined that it is not necessary to perform the exhaust purge, and the process of step 102 is performed.
[0043]
On the other hand, when it is determined that the fuel is being cut, it is next determined whether or not the count value of the purge execution counter CPRG is larger than the determination value KPRG (step 106).
The purge execution counter CPRG is a counter that counts the execution time of the intake purge. The determination value KPRG is a purge time required for the vapor concentration in the purge gas to stabilize.
[0044]
In the routine shown in FIG. 2, when it is determined in step 106 that CPRG> KPRG does not hold, the vapor concentration in the purge gas may not be stable because the amount of the evaporated fuel purged is small. Can be determined. It is desirable that the exhaust purge is not performed under a situation where an unduly high-concentration purge gas flows out of the canister 22. Therefore, when the above determination is made, the process of step 102 is thereafter executed to prohibit execution of the exhaust purge.
[0045]
On the other hand, if it is determined in step 106 that CPRG> KPRG holds, it is determined that the evaporated fuel in the canister 22 has been purged to some extent and the vapor concentration in the purge gas is stable. it can. In this case, next, the purge cut counter CPHT is incremented (step 108), and it is further determined whether or not the count value CPHT is smaller than the first determination value KCHT1 (step 110).
[0046]
As described above, the purge cut counter CPHT is incremented when all the conditions of steps 100 to 106 are satisfied. That is, as long as the conditions of steps 100 and 106 are satisfied, the execution time of the fuel cut is counted in the CPHT. The temperature of the exhaust system, particularly the temperature of the catalyst 46, decreases as the fuel cut continues. The first determination value KCHT1 is set to a fuel cut time that can be permitted within a range in which the activated catalyst 46 does not shift to the inactive state. Therefore, when it is determined that the count value of the purge cut counter CPHT is smaller than the first determination value KTHC1, it can be determined that the catalyst 46 is still sufficiently active. On the other hand, when it is determined that CPHT <KCHT1 does not hold, it can be determined that the catalyst 46 may shift from the active state to the inactive state.
[0047]
In the routine shown in FIG. 2, if it is determined in step 110 that CPHT <KCHT1 does not hold, the process of step 102 is thereafter executed to prohibit execution of the exhaust purge. For this reason, according to the device of the present embodiment, it is possible to reliably prevent the exhaust purging from being further continued after the catalyst 46 shifts to the inactive state with the execution of the fuel cut.
[0048]
On the other hand, if it is determined in step 110 that CPHT <KCHT1 holds, then it is determined whether the catalyst temperature CTEMP detected by the temperature sensor 48 is higher than the determination temperature KTEMP (step 110). 112).
[0049]
Determination temperature KTEMP is a temperature set based on the activation temperature of catalyst 46. If it is determined in step 112 that the catalyst temperature CTEMP is not higher than the determination temperature KTEMP, it can be determined that the catalyst 46 may shift from the active state to the inactive state. In this case, thereafter, the process of step 102 is executed to prohibit the execution of the exhaust purge. Therefore, according to the device of the present embodiment, when the transition of the catalyst 46 to the inactive state is predicted based on the catalyst temperature CTEMP, it is possible to reliably prevent the exhaust purge from being further continued. .
[0050]
On the other hand, if it is determined in step 112 that CTEMP> KTEMP is satisfied, it can be determined that there is no need to consider the possibility that the catalyst 46 will transition to the inactive state yet. In this case, it is next determined whether the exhaust air-fuel ratio A / F detected by the air-fuel ratio sensor 44 is larger than the determination air-fuel ratio KAF (step 114).
[0051]
As a result, when it is determined that the exhaust air-fuel ratio A / F is not larger than the determination air-fuel ratio KAF, it can be determined that an excessively rich gas is flowing into the catalyst 46. If an excessively rich gas flows into the catalyst 46 in accordance with the execution of the exhaust purge, unpurified exhaust gas may flow downstream therefrom. For this reason, in the routine shown in FIG. 2, in this case, the process of step 102 is executed to prohibit the execution of the exhaust purge thereafter.
[0052]
On the other hand, if it is determined in step 114 that A / F> KAF is satisfied, it can be determined that the air-fuel ratio in the gas flowing into the catalyst 46 is at a level that can be sufficiently purified by the catalyst 46. In this case, it is further determined whether or not the output VOX of the oxygen concentration sensor 52 is higher than the determination voltage KOX (step 116).
[0053]
The output VOX of the oxygen concentration sensor 48 maintains a value larger than the determination voltage KOX while the air-fuel ratio downstream of the catalyst 46 is lean. Then, when the air-fuel ratio downstream of the catalyst becomes rich, the sensor output VOX changes to a value smaller than the determination voltage KOX. Therefore, when it is determined in step 116 that the sensor output VOX is not higher than the determination voltage KOX, the air-fuel ratio downstream of the catalyst is rich, that is, the exhaust gas including the unburned component is downstream of the catalyst 46. It can be determined that it has leaked. In this case, in the routine shown in FIG. 2, the process of step 102 is executed to prohibit the execution of the exhaust purge.
[0054]
On the other hand, if it is determined in step 116 that VOX> KOX holds, it can be determined that the air-fuel ratio downstream of the catalyst is maintained lean. In this case, it is determined that the exhaust purge can be performed without deteriorating the exhaust emission, and the exhaust purge execution flag XHAIKI is set to 1 (step 118).
[0055]
The ECU 60 executes a routine shown in FIG. 3 in parallel with the above-described routine for processing the exhaust purge execution flag XHAIKI.
In the routine shown in FIG. 3, first, it is determined whether or not 1 is set to the exhaust purge execution flag XHAIKI (step 120).
[0056]
As a result, if it is determined that XHAIKI = 1 does not hold, the first VSV 58 is turned off to disconnect the exhaust purge passage 56 from the purge passage 35 (step 122).
In this case, thereafter, the normal control is performed to perform the intake purge when the purge condition (the intake purge execution condition) is satisfied.
[0057]
On the other hand, if it is determined in step 120 that XHAIKI = 1 is established, it is determined whether or not the tank internal pressure PTNK is lower than a predetermined positive pressure value KPTNK2 (step 124).
The predetermined positive pressure value KPTNK2 is set within a range that does not cause unduly large stress to act on the canister 22 and the fuel tank 10 and that the vaporized fuel does not blow out from the atmosphere hole 24 when the exhaust purge is stopped. This is the upper limit of the tank internal pressure PTNK that can be allowed inside.
[0058]
Therefore, if it is determined in step 124 that PTNK <KPTNK2 holds, it can be determined that the tank internal pressure PTNK can be further increased. In this case, the CCV 30 is opened (step 126), the pump 32 is turned on (step 128), and the first VSV 58 is turned on (step 130).
According to these processes, a situation where pressurized air flows from the pump 32 toward the canister 22 is formed, and a situation where purge gas flows into the exhaust passage 44 through the exhaust purge passage 56 is formed. Therefore, when the above-described processing is performed, the tank internal pressure PTNK subsequently increases, and the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage 44 increases with the increase.
[0059]
On the other hand, if it is determined in step 124 that PTNK <KPTNK2 is not satisfied, it can be determined that the tank internal pressure PTNK cannot be further increased. In this case, after the CCV 30 is closed (step 132) and the pump 32 is turned off (step 134), the process of step 130 is executed.
According to these processes, the supply of the pressurized air from the pump 32 to the canister 22 is stopped, and the tank internal pressure PTNK decreases, so that the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage 44 decreases.
[0060]
[Explanation of effects, etc.]
As described above, according to the routine shown in FIG. 2, after the fuel cut is started in the internal combustion engine, the execution of the exhaust purge is permitted only in a situation where there is no possibility that the catalyst 46 shifts to the inactive state. be able to. Then, according to the routine shown in FIG. 3, when the execution of the exhaust purge is permitted, the pump 32 is operated such that the tank internal pressure PTNK is controlled to be close to the predetermined positive pressure value KPTNK2, and the evaporative fuel is removed. An exhaust purge can be performed. Therefore, according to the evaporated fuel processing apparatus of the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0061]
{Circle around (1)} Since the intake purge and the exhaust purge are performed in combination, the fuel vapor in the canister 22 can be purged earlier than when only the intake purge is performed. The earlier the adsorbed fuel can be purged, the easier it is to secure a large adsorbable capacity in the canister 22. For this reason, according to the device of the present embodiment, the canister 22 can be reduced in size as compared with the case where the evaporated fuel is processed only by the intake purge.
[0062]
(2) Purging the exhaust gas not only when the fuel cut is performed during the operation of the internal combustion engine but also when the fuel cut is performed due to the stop of the internal combustion engine as long as the catalyst 46 is active. Can be. Therefore, even in a vehicle such as a hybrid vehicle or an eco-run vehicle in which the internal combustion engine is stopped while the vehicle is running, it is possible to realize early purging of the fuel vapor in the canister 22.
[0063]
(3) The exhaust purge of the evaporated fuel can be executed only at the time of fuel cut. At the time of fuel cut, a high back pressure is not generated in the exhaust passage 44, so that the purge gas can efficiently flow into the exhaust passage. Furthermore, since fuel injection is not executed during fuel cut, the exhaust air-fuel ratio A / F can be adjusted to the target air-fuel ratio by simple control without considering the effect of the fuel injection amount. Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, a desired exhaust purge can be realized with high energy efficiency and simple control.
[0064]
(4) The exhaust purge can be performed while preventing the catalyst 46 from becoming inactive. That is, when the catalyst 46 is about to shift to the inactive state, the exhaust purge can be prohibited, and the further cooling of the catalyst 46 can be prevented. For this reason, according to the device of the present embodiment, after the fuel cut is stopped, immediately after the fuel injection is restarted, the catalyst 46 can exhibit high purification performance, and excellent emission characteristics can be obtained for the internal combustion engine. Can be granted.
[0065]
(5) Since the exhaust purge can be performed while monitoring the exhaust air-fuel ratio A / F by the air-fuel ratio sensor 50 and the oxygen concentration sensor 52, the release of unburned components to the atmosphere accompanying the execution of the exhaust purge is reliably prevented. be able to.
In the present embodiment, the exhaust air-fuel ratio A / F is monitored by both the air-fuel ratio sensor and the oxygen concentration sensor 52, but it is not always necessary to use these sensors together. That is, the exhaust air-fuel ratio A / F may be monitored using only one of the sensors.
[0066]
{Circle around (6)} The operation of the pump 32 can be restricted so that the tank internal pressure PTNK does not become excessive at the time of exhaust purging, so that damage to the fuel tank 10 and the canister 22 can be prevented. In addition, it is possible to prevent the fuel vapor from flowing through the atmosphere holes 24 when the exhaust purge is stopped.
[0067]
{Circle around (7)} Since the execution of the exhaust purge is permitted only while the vehicle is running, it is possible to reliably prevent the refueling property from being impaired due to the execution of the exhaust purge when the vehicle is stopped.
[0068]
In the first embodiment, the count value of the purge cut counter CPHT and the catalyst temperature CTEMP correspond to the “state characteristic value” in the first aspect of the present invention, and the ECU 60 executes The “exhaust purge generation means” in the first invention executes the processing in step 108 by executing the processing in steps 120 to 134 together with the processing, and detects the catalyst temperature CTEMP to execute the first processing. The "state characteristic value acquiring means" of the present invention executes the processing of steps 110, 112 and 102, thereby realizing the "first exhaust purge prohibiting means" of the first invention.
[0069]
In the first embodiment described above, the ECU 60 detects the catalyst temperature CTEMP based on the output of the temperature sensor 48, so that the “catalyst temperature acquisition unit” in the second aspect of the present invention performs the processing of step 108. The “fuel cut time counting means” according to the third aspect of the present invention is realized by the execution.
[0070]
In the first embodiment described above, the “pump control means” in the eighth or ninth aspect of the present invention is implemented by the ECU 60 executing the processes of steps 124 to 134.
[0071]
Further, in the above-described first embodiment, the “running determination unit” in the fourteenth aspect of the present invention executes the process of step 102 together with the step 100 by the ECU 60 executing the process of step 100. The "second exhaust purge prohibiting means" in the fourteenth aspect is realized.
[0072]
Embodiment 2 FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The device of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute the routine shown in FIG. 4 instead of the routine shown in FIG. 3 in the device of the first embodiment.
[0073]
[First feature]
In the above-described apparatus of the first embodiment, the tank internal pressure PTNK is constantly controlled to a constant predetermined positive pressure value KPTNK2 during the execution of the exhaust purge. The flow rate of the purge gas purged into the exhaust passage 44 is substantially determined by the tank internal pressure PTNK during the exhaust purge. For this reason, in the apparatus according to the first embodiment, the purge flow rate generated during the exhaust purge is almost always constant.
[0074]
The device of the present embodiment executes the exhaust purge only during the fuel cut as in the device of the first embodiment. Incidentally, the flow rate of the gas flowing through the exhaust passage during the fuel cut is not always constant. That is, the gas flow rate is relatively large when the internal combustion engine is operating and air is flowing from the intake passage to the exhaust passage, and is supplied by the exhaust purge when the internal combustion engine is stopped. Only the gas flow rate to be performed.
[0075]
The cooling rate of the catalyst 46 during the fuel cut changes depending on the flow rate of the gas flowing through the exhaust passage. Specifically, the cooling rate of the catalyst 46 is lower when the gas flow rate in the exhaust passage is small than when a large amount of gas is flowing. Therefore, when the intake air amount GA is small, a larger amount of purge gas can be supplied to the exhaust passage 44 without shifting the catalyst 46 to the inactive state than when the intake air amount GA is large. Therefore, in the apparatus of the present embodiment, the flow rate of the purge gas supplied to the exhaust passage 44 at the time of executing the exhaust purge is increased or decreased according to the intake air amount GA.
[0076]
[Second feature]
In the apparatus of the present embodiment, the evaporated fuel supplied into the exhaust passage 44 during the execution of the exhaust purge needs to be purified by the catalyst 46. Since the purification ability of the catalyst 46 is limited, it is necessary to limit the amount of fuel vapor flowing into the catalyst 46 to an appropriate amount in order to obtain clean exhaust gas.
[0077]
Incidentally, the amount of the evaporated fuel flowing into the catalyst 46 during the execution of the exhaust purge is determined by the flow rate of the purge gas and the vapor concentration in the gas. Accordingly, the flow rate of the purge gas that can be processed by the catalyst 46 is larger when the vapor concentration in the purge gas is low than when the vapor concentration is high. Therefore, the apparatus according to the present embodiment increases or decreases the flow rate of the purge gas supplied to the exhaust passage 44 at the time of executing the exhaust purge in accordance with the vapor concentration in the purge gas.
[0078]
[Third feature]
As described above, in Embodiment 1 described above, a substantially constant purge flow rate is always generated during the execution of the exhaust purge. Incidentally, the cooling rate of the catalyst 46 is affected not only by the intake air amount GA generated during the exhaust purge, but also by the purge flow rate itself. Therefore, in order to increase the efficiency of the purge without shifting the catalyst 46 to the inactive state, it is appropriate to decrease the purge flow rate as the catalyst temperature CTEMP decreases. Therefore, the apparatus according to the present embodiment generates a large amount of purge flow while the catalyst temperature is predicted to be sufficiently high, and decreases the purge flow as the catalyst temperature decreases.
[0079]
FIG. 4 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 in the present embodiment to realize the above functions. In FIG. 4, the same steps as those in the routine shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
[0080]
The routine shown in FIG. 4 is the same as the routine shown in FIG. 3 except that the processing in step 124 is replaced with the processing in steps 140 to 146. That is, in the routine shown in FIG. 4, when it is determined in step 120 that the exhaust purge execution flag XHAIKI is set to 1, first, the target tank internal pressure temporary value KPTNKt is calculated (step 140).
[0081]
The ECU 60 stores a map in which the target tank internal pressure temporary value KPTNKt is determined based on the relationship between the vapor concentration learning value FGPG and the intake air amount GA, as shown in the frame of step 140. The vapor concentration learning value FGPG is a value representing the vapor concentration in the purge gas, and is learned by the ECU 60 by a known method during execution of the intake purge. In the above-described map, the target tank internal pressure KPTNKt is set so as to be smaller as the vapor concentration is higher, and to be larger as the intake air amount GA is smaller.
[0082]
In step 140, the ECU 60 calculates the temporary target tank internal pressure KPTNKt corresponding to the latest vapor concentration learning value FGPG and the intake air amount GA with reference to the map. As a result, the target tank internal pressure temporary value KPTNKt is set to a lower value as the vapor concentration in the purge gas is higher, and is set to a higher value as the intake air amount GA is larger.
[0083]
In the routine shown in FIG. 4, next, the correction coefficient Kt is calculated based on the count value of the purge cut counter CPHT (step 142).
The correction coefficient Kt is a coefficient that is multiplied by the target tank internal pressure temporary value KPTNKt in order to calculate the target tank internal pressure KPTNK in step 144 described later.
[0084]
As shown in the frame of step 142, the ECU 60 stores a map in which the correction coefficient Kt is determined in relation to the count value of the purge cut counter CPHT. In this map, the correction coefficient Kt is set such that the lower the lower limit value 0, the larger the count value of the purge cut counter CPHT. The purge cut counter CPHT counts the duration of fuel cut. Therefore, the correction coefficient Kt is set to a smaller value as the duration of the fuel cut becomes longer and a large decrease in the catalyst temperature is predicted.
[0085]
After the correction coefficient Kt is calculated, the value Kt is then multiplied by the target tank internal pressure temporary value KPTNKt to calculate the target tank internal pressure KPTNK (step 144).
As a result, the target tank internal pressure KPTNK during the exhaust purge is set to a lower value as the vapor concentration in the purge gas is higher, the intake air amount GA is larger, and the fuel cut duration is longer.
[0086]
In the routine shown in FIG. 4, it is next determined whether or not the tank internal pressure PTNK is smaller than the target tank internal pressure PTNK set as described above (step 146).
Then, based on the result of the comparison, the processing of steps 126 to 134, that is, the control of the CCV 30, the pump 32, and the first VSV 58 is executed so that the tank internal pressure PTNK matches the target tank internal pressure KPTNK.
[0087]
The purge flow rate generated during the exhaust purge increases as the target tank internal pressure KPTNK increases, and decreases as the value KPTNK decreases. Therefore, according to the routine shown in FIG. 4, as the vapor concentration in the purge gas is higher, the intake air amount GA is larger, and the fuel cut duration is longer, the purge flow rate is set smaller. can do. Therefore, according to the device of the present embodiment, it is possible to purge the fuel vapor in the canister 22 with excellent efficiency while always maintaining excellent emission characteristics based on these three factors.
[0088]
In the second embodiment described above, the target tank internal pressure temporary value KPTNKt is set based on the intake air amount GA during the exhaust purge, but the setting method of KPTNKt is not limited to this. . That is, the target tank internal pressure temporary value KPTNKt may be set to be distinguished only in two stages in relation to the intake air amount GA based on whether the internal combustion engine is stopped.
[0089]
In the second embodiment described above, the CCV 30 and the pump 32 correspond to the “exhaust purge flow rate control mechanism” in the fourth aspect of the present invention, and the ECU 60 performs step 146 together with the processing of steps 142 and 144. By executing the processing of steps 126 to 134, the "exhaust purge generating means" in the fourth aspect of the present invention is realized.
[0090]
Further, in the above-described second embodiment, the CCV 30 and the pump 32 correspond to the “exhaust purge flow rate control mechanism” in the fifth aspect of the present invention, and the ECU 60 executes the process of step 108 shown in FIG. Thus, the "fuel cut time counting means" in the fifth invention executes the processing in steps 146 and 126 to 134 together with the processing in steps 142 and 144, thereby providing the "exhaust purge generation means" in the fifth invention. Has been realized respectively.
[0091]
In the above-described second embodiment, the CCV 30 and the pump 32 correspond to the “exhaust purge flow rate control mechanism” in the sixth aspect of the present invention, and the ECU 60 executes the processing in steps 146 and 144 together with the processing in steps 140 and 144. By executing the processing of steps 126 to 134, the "exhaust purge generation means" in the sixth invention is realized.
[0092]
In the above-described second embodiment, the air flow meter 39 corresponds to the “intake air amount detecting means” in the seventh aspect, and the CCV 30 and the pump 32 correspond to the “exhaust purge flow rate control mechanism” in the seventh aspect. In addition, the "exhaust purge generating means" in the seventh aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the processing of steps 146 and 126 to 134 together with the processing of steps 140 and 144.
[0093]
In the second embodiment described above, the target tank internal pressure KPTNK corresponds to the “predetermined positive pressure value” in the tenth aspect of the present invention, and the ECU 60 executes the processing of steps 140 to 144 described above. The "predetermined positive pressure value setting means" in the tenth aspect is realized.
[0094]
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the third embodiment of the present invention. The device of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 shown in FIG. 5 to execute a routine shown in FIG. 6 described later together with the routine shown in FIG. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
[0095]
The configuration shown in FIG. 5 includes a secondary air introduction passage 64 in addition to the configuration shown in FIG. One end of the secondary air introduction passage 64 communicates with the check valve 54 together with the exhaust purge passage 56. The other end of the secondary air introduction passage 64 is in communication with an ASV (Air Switching Valve) 66. The ASV 66 communicates with an air communication passage 68 and a pressurized air supply passage 70 in addition to the secondary air introduction passage 64 described above. The atmosphere communication passage 68 communicates with the atmosphere via the pump 32 and the filter 72. On the other hand, the pressurized air supply path 70 is in communication with a path connecting the canister 22 and the CCV 30. The ASV 66 has two control valves therein. One of the control valves provided in the ASV 66 can connect or disconnect the pump 32 and the secondary air introduction passage 64. Hereinafter, this control valve is referred to as an “AI side control valve”. The other control valve included in the ASV 66 can connect or disconnect the pump 32 and the pressurized air supply path 70. Hereinafter, this control valve is referred to as a “purge-side control valve”.
[0096]
A configuration shown by a broken line in FIG. 5 indicates an element included in a modification of the device of the present embodiment. That is, a modification of the apparatus of the present embodiment includes the AI purge passage 74 that communicates with the purge passage 35 upstream of the purge VSV 36. The AI purge passage 74 communicates with the suction port of the pump 32 via the second VSV 76. According to the configuration of the modified example, by opening the second VSV 76, the suction port of the pump 32 can communicate with the purge passage 35.
[0097]
[Explanation of basic operation]
In the present embodiment, the ECU 60 controls the ASV 66 in addition to the control of the pump 32 and the purge VSV 36. The ECU 60 controls the AI-side control valve of the ASV 66 so that the pump 32 and the secondary air introduction passage 64 are conducted when early warm-up of the catalyst 46 is required, for example, during a cold start of the internal combustion engine. And the pump 32 is operated. In this case, the pump 32 pressurizes the air taken in through the filter 72 and sends it to the secondary air introduction passage 64 under pressure. As a result, secondary air is supplied to the exhaust passage 44 upstream of the catalyst 46. When the secondary air is supplied upstream of the catalyst 46, the combustion of the unburned components in the exhaust gas is promoted, the amount of heat supplied to the catalyst 46 increases, and the warm-up is promoted. Therefore, according to the device of the present embodiment, the catalyst 46 can be warmed up in a short time at the time of a cold start of the internal combustion engine or the like.
[0098]
In the present embodiment, the pump 32 is also used as a mechanism for supplying pressurized air to the canister 22, as in the case of the first embodiment. That is, when it is necessary to supply pressurized air to the canister 22, the ECU 60 controls the purge side control valve of the ASV 66 so that the pump 32 and the pressurized air supply path 70 are electrically connected, and controls the pump 32 Set to the operation state. In this case, the pressurized air generated by the pump 32 is supplied to a path connecting the canister 22 and the CCV 30.
[0099]
At this time, if the CCV 30 is closed, the pressurized air generated by the pump 32 flows into the canister 22. As described above, according to the apparatus of the present embodiment, one pump 32 can be used for both the supply of the secondary air to the exhaust passage 44 and the supply of the pressurized air to the canister 22. Therefore, according to the device of the present embodiment, the above-described mechanism for generating both the secondary air and the pressurized air can be realized at low cost.
[0100]
In the present embodiment, the ECU 60 executes control for supplying secondary air from the pump 32 to the exhaust system during a cold start of the internal combustion engine. Further, when the execution condition of the intake purge is satisfied, the purge VSV 36 is duty-driven while supplying pressurized air from the pump 32 to the canister 22 as necessary, so that the fuel vapor in the canister 22 can be removed from the intake passage. Purge to 38. In the present embodiment, these two controls are collectively referred to as “normal control”.
[0101]
Further, in the present embodiment, the ECU 60 determines whether or not the exhaust purge execution condition is satisfied by executing the routine shown in FIG. 2, as in the case of the above-described first embodiment. When the execution condition of the exhaust purge is not satisfied, the above-described normal control is executed. On the other hand, when the condition is satisfied, the exhaust purge of the evaporated fuel is performed.
[0102]
[Operation explanation of exhaust purge]
FIG. 6 shows a flowchart of a control routine that is executed by the ECU 60 in the present embodiment to realize an appropriate exhaust purge when an exhaust purge execution condition is satisfied.
[0103]
In the routine shown in FIG. 6, first, it is determined whether or not the exhaust purge execution flag XHAIKI is set to 1 (step 150).
[0104]
As a result, when it is determined that XHAIKI = 1 is not established, the first VSV 58 is turned off to disconnect the exhaust purge passage 56 from the purge passage 35 (step 152).
In this case, thereafter, normal control is executed in order to allow the secondary air to flow at the time of the cold start and to generate the intake purge when the purge condition (the intake purge execution condition) is satisfied.
[0105]
On the other hand, if it is determined in step 150 that XHAIKI = 1 holds, the CCV 30 is closed (step 154).
When the CCV 30 is closed by the process of step 154, the air hole 24 of the canister 22 is brought into a state of communicating with the atmosphere only through the purge side control valve of the ASV 66 and the pump 32.
[0106]
In the routine shown in FIG. 6, next, it is determined whether or not the tank internal pressure PTNK is lower than a predetermined positive pressure value KPTANK2 (step 156).
As in the first embodiment, the predetermined positive pressure value KPTNK2 does not exert an unduly large stress on the canister 22 and the fuel tank 10, and does not cause the fuel vapor to flow through when the exhaust purge is stopped. This is the upper limit of the tank internal pressure PTNK.
[0107]
If it is determined in step 156 that PTNK <KPTNK2 holds, it can be determined that the tank internal pressure PTNK can be further increased. In this case, the purge side control valve of the ASV 66 is opened (step 158) and the pump 32 is turned on (step 160), and the first VSV 58 is turned on (step 162).
According to these processes, a situation where pressurized air flows from the pump 32 toward the canister 22 is formed, and a situation where purge gas flows into the exhaust passage 44 through the exhaust purge passage 56 is formed. Therefore, when the above-described processing is performed, the tank internal pressure PTNK subsequently increases, and the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage 44 increases with the increase.
[0108]
On the other hand, if it is determined in step 156 that PTNK <KPTNK2 does not hold, it can be determined that the tank internal pressure PTNK cannot be further increased. In this case, the purge side control valve of the ASV 66 is closed (step 164), and after the pump 32 is turned off (step 166), the processing of step 162 is executed. According to these processes, the supply of the pressurized air from the pump 32 to the canister 22 is stopped, and the tank internal pressure PTNK decreases, so that the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage 44 decreases.
[0109]
As described above, according to the routine shown in FIG. 6, regardless of the difference between the configuration shown in FIG. 5 and the configuration shown in FIG. 1, in the first embodiment, the routine shown in FIG. A similar function can be realized. Specifically, when the execution of the exhaust purge is permitted, the exhaust purge of the evaporated fuel can be performed while maintaining the tank internal pressure PTNK close to the predetermined positive pressure value KPTNK2. Therefore, according to the evaporative fuel processing apparatus of the present embodiment, the same effect as the apparatus of the first embodiment can be realized with respect to purging of the evaporative fuel while having the function of supplying the secondary air.
[0110]
[Modifications, etc.]
By the way, in the above-described third embodiment, the pump 32 is caused to suck the atmosphere in order to generate the secondary air, but the method for generating the secondary air is not limited to this. That is, in the modified example including the AI purge passage 74 and the second VSV 76, the pump 32 can be caused to suck the purge gas by opening the second VSV 76 under the condition where the generation of the secondary air is required. it can. In this case, the purge gas containing the fuel vapor can be supplied to the exhaust passage 44 as secondary air. For this reason, according to the device of the modified example, it is possible to realize a more excellent purge capability than the device of the third embodiment.
[0111]
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The device of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 7, which will be described later, instead of the routine shown in FIG. 6 in the device of the third embodiment.
[0112]
As in the first embodiment, the apparatus according to the third embodiment controls the tank internal pressure PTNK to a constant predetermined positive pressure value KPTNK2 during execution of the exhaust purge. On the other hand, in the device of the present embodiment, the target tank internal pressure KPTNK during the exhaust purge is increased according to (1) the amount of intake air amount GA, and (2) It is characterized in that it is raised and lowered as appropriate according to the vapor concentration in the purge gas and (3) the duration of the fuel cut.
[0113]
FIG. 7 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 in the present embodiment to realize the above functions. In FIG. 7, steps that are the same as the steps shown in FIG. 4 or FIG. 6 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted or simplified.
[0114]
The routine shown in FIG. 7 is the same as the routine shown in FIG. 6 except that the processing in step 156 is replaced with the processing in steps 140 to 146. Further, the processing of steps 140 to 146 is exactly the same as that executed in the routine shown in FIG.
[0115]
According to the routine shown in FIG. 7, when the execution of the exhaust purge is permitted, the exhaust purge of the evaporated fuel can be performed while maintaining the tank internal pressure PTNK close to the target tank internal pressure KPTNK. Then, as the intake air amount GA is larger, the vapor concentration in the purge gas is higher, and the duration of the fuel cut is longer, the target tank internal pressure KPTNK can be reduced to reduce the purge flow rate. For this reason, according to the apparatus of the present embodiment, the secondary air can be supplied, and as far as the exhaust purge is concerned, the apparatus is completely the same as the apparatus of the second embodiment (see FIGS. 1 and 4) regardless of the difference in the configuration. Function can be realized.
[0116]
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram for describing a configuration according to the fifth embodiment of the present invention. The device of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 shown in FIG. 8 to execute a routine shown in FIG. 9 described later together with the routine shown in FIG. In FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
[0117]
The configuration shown in FIG. 8 is the same as the configuration shown in FIG. 1 except that the position of the pump 32 is moved from the position communicating with the CCV 30 to the middle of the exhaust purge passage 56. According to the configuration shown in FIG. 8, by opening the CCV 30 and the first VSV 58 and operating the pump 32, the purge gas can flow from the canister 22 to the exhaust passage 44.
[0118]
In the device of the first embodiment described above, the pump 32 is used as a pressurized pump. That is, in the apparatus of the first embodiment, the purge gas is generated by the pump 32 feeding the pressurized air to the canister 22. In this case, during the generation of the purge gas, the tank internal pressure PTNK becomes a positive pressure. Therefore, in the first embodiment, the operation of the pump 32 is restricted so that the tank internal pressure PTNK does not become excessively high during the exhaust purge (see steps 132 and 134 described above).
[0119]
On the other hand, in the device of the present embodiment, the pump 32 is used as a suction-type pump. For this reason, in the apparatus of the present embodiment, the tank internal pressure PTNK becomes a negative pressure during the execution of the exhaust purge. If the tank internal pressure PTNK becomes excessively negative, a large stress acts on the fuel tank 10 and the canister 22. Further, when the tank internal pressure PTNK is reduced to a negative pressure, the generation of fuel vapor in the fuel tank 10 is promoted, and a situation occurs in which newly generated fuel vapor flows directly to the purge passage 26 via the canister 22. Therefore, in the apparatus of the present embodiment, more specifically, no excessive stress acts on the canister 22 and the fuel tank 10 so that the tank internal pressure PTNK does not become excessively negative during the execution of the exhaust purge. The operation of the pump 32 is limited so that the direct purge of the fuel vapor does not occur.
[0120]
FIG. 9 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 in the present embodiment to realize the above functions. In FIG. 9, the same steps as those in the routine shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
[0121]
The routine shown in FIG. 9 is the same as the routine shown in FIG. 3, except that step 124 is replaced with step 170. That is, in the routine shown in FIG. 9, when it is determined in step 120 that the exhaust purge execution flag XHAIKI is set to 1, it is determined whether or not the tank internal pressure PTNK is higher than the predetermined negative pressure value KPTNK1. (Step 170).
The predetermined negative pressure value KPTNK1 is a predetermined value (negative pressure) as a tank internal pressure that does not cause undue stress to act on the canister 22 and the fuel tank 10 and does not cause direct purging of the evaporated fuel. Value).
[0122]
In the routine shown in FIG. 9, when the tank internal pressure PTNK is higher than the predetermined negative pressure value KPTNK1, suction of the purge gas by the pump 32 is permitted (steps 126 to 130). On the other hand, when it is determined that the tank internal pressure PTNK is lower than the predetermined negative pressure value KPTNK1, the suction of the purge gas by the pump 32 is stopped (steps 132 and 134). Therefore, according to the routine shown in FIG. 9, it is possible to execute the exhaust purge while maintaining the tank internal pressure PTNK close to the predetermined negative pressure value KPTNK1.
[0123]
As described above, according to the apparatus of the present embodiment, the exhaust purge can be performed without using the pump 32 as a suction-type pump and excessively reducing the tank internal pressure PTNK to a negative pressure. Therefore, according to the device of the present embodiment, substantially the same functions as those of the device of the first embodiment can be realized regardless of the difference between the configuration shown in FIG. 8 and the configuration shown in FIG.
[0124]
In the fifth embodiment described above, the “pump control means” in the eleventh or twelfth aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the processes in steps 170 and 126 to 134 described above.
[0125]
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The device of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 10 to be described later instead of the routine shown in FIG. 9 in the device of the fifth embodiment.
[0126]
In the above-described apparatus of the fifth embodiment, the tank internal pressure PTNK is constantly controlled to a constant predetermined negative pressure value KPTNK1 during the execution of the exhaust purge. On the other hand, in the apparatus of the present embodiment, the target tank internal pressure KPTNK during the exhaust purge is further increased according to (1) the amount of the intake air amount GA, and (2) the vapor concentration in the purge gas. (3) It is characterized in that it is raised and lowered appropriately according to the duration of fuel cut.
[0127]
FIG. 10 shows a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 in the present embodiment to realize the above functions. In FIG. 10, steps that are the same as the steps shown in FIG. 4 or FIG. 9 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted or simplified.
[0128]
The routine shown in FIG. 10 is the same as the routine shown in FIG. 9 except that the processing of step 170 is replaced with the processing of steps 140 to 144 and step 180. Further, the processing of steps 140 to 144 is exactly the same as that executed in the routine shown in FIG.
[0129]
In the routine shown in FIG. 10, when it is determined in step 120 that the exhaust purge execution flag XHAIKI is set to 1, first, the target tank internal pressure KPTNK (positive value) is calculated. At this time, KPTNK (positive value) is set to a smaller value as the intake air amount GA is larger, the vapor concentration in the purge gas is higher, and the fuel cut duration is longer (steps 140 to 140). 144).
[0130]
When the above processing is completed, it is next determined whether or not the tank internal pressure PTNK is higher than a negative target tank internal pressure-KPTNK (step 180).
If it is determined that PTNK> -KPTNK is established, the suction of the purge gas by the pump 32 is permitted (steps 126 to 130). On the other hand, if it is determined that PTNK> −KPTNK is not established, the suction of the purge gas by the pump 32 is stopped (steps 132 and 134).
[0131]
According to the series of processes described above, the tank internal pressure PTNK is maintained near the negative target tank internal pressure -KPTNK during the execution of the exhaust purge. The negative target tank internal pressure -KPTNK is set to a value closer to the atmospheric pressure as the intake air amount GA is larger, the vapor concentration in the purge gas is higher, and the duration of the fuel cut is longer.
[0132]
In the apparatus of the present embodiment, the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage 44 becomes smaller as the negative target tank internal pressure −KPTNK approaches the atmospheric pressure. Therefore, according to the routine shown in FIG. 10, the purge flow rate can be reduced as the intake air amount GA is larger, the vapor concentration in the purge gas is higher, and the duration of fuel cut is longer. Therefore, according to the device of the present embodiment, regardless of the difference between the configuration shown in FIG. 8 and the configuration shown in FIG. 1, as far as the exhaust purging is concerned, the device of the second embodiment (see FIGS. 1 and 4) is used. Exactly the same function can be realized.
[0133]
In the sixth embodiment described above, the purge flow rate during the exhaust purge is appropriately changed by changing the value of the negative target tank internal pressure −KPTNK. However, the method of changing the purge flow rate is as follows. However, the present invention is not limited to this. That is, in the device shown in FIG. 8, the purge flow rate during the exhaust purge can be directly changed by changing the drive duty ratio of the pump 32. For this reason, in the apparatus shown in FIG. 8, the optimum purge flow rate may be realized by appropriately changing the drive duty ratio of the pump 32 based on the intake air amount GA, the vapor concentration, and the fuel cut time. Good.
[0134]
In the sixth embodiment described above, the negative target tank internal pressure−KPTNK corresponds to the “predetermined negative pressure value” in the thirteenth invention, and the ECU 60 executes the processing of steps 140 to 144. By doing so, the "predetermined negative pressure value setting means" in the thirteenth invention is realized.
[0135]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
According to the first invention, when it is predicted that the catalyst shifts to the inactive state based on the active state characteristic value, the execution of the exhaust purge can be prohibited. Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the emission characteristics of the internal combustion engine from being deteriorated due to the execution of the exhaust purge.
[0136]
According to the second aspect, it is possible to accurately predict whether or not the catalyst shifts to the inactive state by regarding the catalyst temperature as the state characteristic value.
[0137]
According to the third aspect, it is possible to accurately predict whether or not the catalyst shifts to the inactive state by regarding the elapsed time after the start of the fuel cut as the state characteristic value.
[0138]
According to the fourth aspect, the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage as the catalyst temperature decreases can be reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the emission characteristics of the internal combustion engine from deteriorating while suppressing a further decrease in the catalyst temperature accompanying the execution of the exhaust purge.
[0139]
According to the fifth aspect, the degree of decrease in the catalyst temperature can be accurately determined based on the elapsed time since the start of the fuel cut.
[0140]
According to the sixth aspect, the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage can be increased in a situation where the amount of heat removed from the catalyst during the execution of the exhaust purge is small and the catalyst temperature does not easily decrease. For this reason, according to the present invention, excellent purging ability can be ensured in a situation where the catalyst can easily maintain the active state.
[0141]
According to the seventh aspect, it is possible to accurately determine the amount of heat removed from the catalyst based on the amount of intake air.
[0142]
According to the eighth aspect, by appropriately operating the pressurizing pump, it is possible to appropriately perform the exhaust purge without applying an excessive pressure (positive pressure) to the system.
[0143]
According to the ninth aspect, by setting the predetermined positive pressure value generated by the pressurized pump to an appropriate value, a desired purge gas flow rate can be generated.
[0144]
According to the tenth aspect, by appropriately operating the pressure reducing pump, it is possible to appropriately perform the exhaust purge without applying an excessive pressure (negative pressure) to the system.
[0145]
According to the eleventh aspect, by setting the predetermined negative pressure value generated by the pressure reducing pump to an appropriate value, a desired purge gas flow rate can be generated.
[0146]
According to the twelfth aspect, when the vehicle is not running, the execution of the exhaust purge is prohibited, and a state in which the gas in the fuel tank can smoothly flow into the canister can be created. That is, according to the present invention, when the vehicle is not running, the execution of the exhaust purge can be prohibited to prepare for the start of refueling. For this reason, according to the present invention, it is possible to realize smooth lubrication characteristics and to prevent the occurrence of excessive purge due to the execution of lubrication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an evaporative fuel processing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a routine executed to process an exhaust purge execution flag according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a purge control routine executed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of a purge control routine executed in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration of an evaporative fuel processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart of a purge control routine executed in a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of a purge control routine executed in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration of an evaporative fuel processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of a purge control routine executed in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart of a purge control routine executed in a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Fuel tank
12 Tank pressure sensor
18 Vapor passage
22 Canister
24 Atmosphere
26 purge holes
30 CCV (Canister Closed Valve)
32 pump
36 Purge VSV (Vacuum Switching Valve)
38 Intake passage
44 Exhaust passage
46 catalyst
48 Temperature sensor
50 Air-fuel ratio sensor
52 Oxygen concentration sensor
56 Exhaust purge passage
58 1st VSV
60 ECU (Electronic Control Unit)
64 Secondary air introduction passage
66 ASV (Air Switching Valve)
PTNK tank pressure
KPTNK1 Predetermined negative pressure value
KPTNK2 Predetermined positive pressure value
KPTNK Target tank pressure
−KPTNK Negative target tank pressure
CPHT Purge cut counter
CTEMP catalyst temperature

Claims (12)

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ように配置されるキャニスタと、
前記キャニスタの内部にパージガスの流れを発生させることのできるポンプと、
内燃機関の排気通路に配置された触媒と、
前記キャニスタから流出するパージガスを、前記排気通路の前記触媒の上流に導く排気パージ通路と、
内燃機関のフューエルカット中に、前記キャニスタから前記排気通路に向けてパージガスを流通させる排気パージ発生手段と、
前記触媒の活性状態と相関を有する状態特性値を取得する状態特性値取得手段と、
前記活性状態特性値に基づいて前記触媒が非活性状態に移行すると予測される場合に、前記排気通路へのパージガスの流入を禁止する第１の排気パージ禁止手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。An evaporative fuel processing device for processing the evaporative fuel generated in the fuel tank without releasing it to the atmosphere,
A canister arranged to communicate with the fuel tank;
A pump capable of generating a flow of purge gas inside the canister;
A catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust purge passage that guides a purge gas flowing out of the canister upstream of the catalyst in the exhaust passage;
Exhaust-purge generating means for flowing a purge gas from the canister toward the exhaust passage during fuel cut of the internal combustion engine;
State characteristic value acquisition means for acquiring a state characteristic value having a correlation with the activation state of the catalyst,
First exhaust purge prohibiting means for prohibiting the flow of purge gas into the exhaust passage when the catalyst is predicted to shift to the inactive state based on the active state characteristic value;
An evaporative fuel treatment device comprising: 前記状態特性値は、前記触媒の温度を含み、
前記状態特性値取得手段は、前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段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。The state characteristic value includes a temperature of the catalyst,
2. The evaporative fuel treatment apparatus according to claim 1, wherein the state characteristic value obtaining unit includes a catalyst temperature obtaining unit that obtains a temperature of the catalyst. 前記状態特性値は、内燃機関においてフューエルカットが開始されてからの経過時間を含み、
前記状態特性値取得手段は、前記経過時間を計数するフューエルカット時間計数手段を備え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。The state characteristic value includes an elapsed time since the start of the fuel cut in the internal combustion engine,
3. The evaporative fuel treatment apparatus according to claim 1, wherein the state characteristic value acquiring unit includes a fuel cut time counting unit that counts the elapsed time. 前記排気パージ発生手段は、
前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、
前記触媒の温度が低下するに連れて、前記排気通路に流入するパージガスの流量を少量とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。The exhaust purge generating means includes:
An exhaust purge flow rate control mechanism that controls a flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage,
4. The evaporative fuel treatment apparatus according to claim 1, wherein the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage is reduced as the temperature of the catalyst decreases. 内燃機関においてフューエルカットが開始されてからの経過時間を計数するフューエルカット時間計数手段を備え、
前記排気パージ発生手段は、
前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、前記経過時間が長いほど、前記排気通路に流入するパージガスの流量を少量とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。Fuel cut time counting means for counting the elapsed time from the start of fuel cut in the internal combustion engine,
The exhaust purge generating means includes:
5. An exhaust purge flow rate control mechanism for controlling a flow rate of a purge gas flowing into the exhaust passage, wherein a flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage is reduced as the elapsed time is longer. An evaporative fuel processing apparatus according to any one of the preceding claims. 前記排気パージ発生手段は、
前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、
前記触媒から持ち去られる熱量が少ないほど、前記排気通路に流入するパージガスの流量を多量と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。The exhaust purge generating means includes:
An exhaust purge flow rate control mechanism that controls a flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage,
6. The evaporative fuel treatment apparatus according to claim 1, wherein the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage is increased as the amount of heat removed from the catalyst decreases. 吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、
前記排気パージ発生手段は、前記排気通路に流入するパージガスの流量を制御する排気パージ流量制御機構を備え、前記吸入空気量が少ないほど、前記排気通路に流入するパージガスの流量を多量とす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。An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount is provided,
The exhaust purge generating means includes an exhaust purge flow rate control mechanism for controlling a flow rate of a purge gas flowing into the exhaust passage, and the flow rate of the purge gas flowing into the exhaust passage increases as the intake air amount decreases. The evaporative fuel processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein: 前記ポンプは、キャニスタの大気孔に加圧空気を圧送する加圧型ポンプであり、
前記排気パージ発生手段は、前記キャニスタを含む系の内圧が所定正圧値を超えないように前記ポンプを作動させるポンプ制御手段を備え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。The pump is a pressurized pump for pumping pressurized air to an atmospheric hole of a canister,
8. The exhaust gas purging unit according to claim 1, further comprising a pump control unit that operates the pump so that an internal pressure of a system including the canister does not exceed a predetermined positive pressure value. Evaporative fuel treatment equipment. 前記排気パージ発生手段は、前記排気通路に流入させるべきパージガスの流量が多量であるほど前記所定正圧値を高い値に設定する所定正圧値設定手段を備えることを特徴とする請求項８記載の蒸発燃料処理装置。9. The exhaust gas purging device according to claim 8, further comprising a predetermined positive pressure value setting device that sets the predetermined positive pressure value to a higher value as the flow rate of the purge gas to be flown into the exhaust passage is larger. Evaporative fuel treatment equipment. 前記ポンプは、キャニスタのパージ孔から空気を吸引する吸引型ポンプであり、
前記排気パージ発生手段は、前記キャニスタを含む系の内圧が所定負圧値を下回らないように前記ポンプを作動させるポンプ制御手段を備え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。The pump is a suction pump that sucks air from a purge hole of a canister,
8. The exhaust gas purging device according to claim 1, further comprising a pump control device that operates the pump so that an internal pressure of a system including the canister does not fall below a predetermined negative pressure value. Evaporative fuel treatment equipment. 前記排気パージ発生手段は、前記排気通路に流入させるべきパージガスの流量が多量であるほど前記所定負圧値を低い値に設定する所定負圧値設定手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の蒸発燃料処理装置。11. The exhaust gas purging device according to claim 10, further comprising a predetermined negative pressure value setting device that sets the predetermined negative pressure value to a lower value as the flow rate of the purge gas to be flown into the exhaust passage increases. Evaporative fuel treatment equipment. 車両が走行中であるか否かを判別する走行判定手段と、
車両が走行中でない場合は、前記排気通路へのパージガスの流入を禁止する第２の排気パージ禁止手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。Traveling determination means for determining whether or not the vehicle is traveling;
Second exhaust purging prohibiting means for prohibiting the flow of purge gas into the exhaust passage when the vehicle is not traveling;
The evaporative fuel treatment apparatus according to any one of claims 1 to 11, further comprising:
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