JP2021195911A

JP2021195911A - エンジン装置

Info

Publication number: JP2021195911A
Application number: JP2020103238A
Authority: JP
Inventors: 正直井戸側; Masanao Idogawa; 孝宏内田; Takahiro Uchida; 雅広加地; Masahiro Kachi; 玲子郷; Reiko Go; 啓勝山本; Hirokatsu Yamamoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2021-12-27
Anticipated expiration: 2040-06-15
Also published as: JP7314865B2; US20210388782A1; US11746717B2

Abstract

【課題】パージ制御バルブを通過してから第２パージ通路を介してスロットル下流部に到達した蒸発燃料ガスの流量をより適切に推定する。【解決手段】パージ制御バルブを通過してから第２パージ通路を介して吸気管のスロットルバルブよりも下流側であるスロットル下流部に到達した蒸発燃料ガスの流量である第１到達流量を推定する際には、パージ制御バルブを通過した蒸発燃料ガスの流量であるバルブ通過流量と、パージ制御バルブからスロットル下流部までの第２パージ通路を介した経路による蒸発燃料ガスの流れについての第１応答遅れと、に基づいて第１到達流量を推定する。【選択図】図３

Description

本発明は、エンジン装置に関する。

従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの吸気管におけるスロットル弁よりも下流側に蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスをパージする第１パージ通路と、過給機からの過給圧を用いて負圧を発生させるエゼクタにより吸気管における過給機のコンプレッサよりも上流側に蒸発燃料ガスをパージする第２パージ通路と、燃料タンクで発生した蒸発燃料ガスを第１パージ通路や第２パージ通路に供給する供給通路と、供給通路に設けられたパージ制御バルブとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、吸気管のスロットル弁よりも下流側の吸気管圧力とエゼクタによる発生圧力とを比較し、パージが第１パージ通路および第２パージ通路のうちの何れを介して実施されるかを検出する。

特開２０１９−０５２５６１号公報

こうしたエンジン装置では、パージが第２パージ通路を介して実施されるときには、パージ制御バルブから吸気管のスロットルバルブよりも下流側のスロットル下流部までの第２パージ通路を介した経路の経路容積が大きいため、パージ制御バルブを通過した蒸発燃料ガスの流量と、スロットル下流部に到達した蒸発燃料ガスの流量と、が同時刻において等しくなるとは限らない。このため、パージ制御バルブを通過してから第２パージ通路を介してスロットル下流部に到達した蒸発燃料ガスの流量をより適切に推定することが求められている。

本発明のエンジン装置は、パージ制御バルブを通過してから第２パージ通路を介してスロットル下流部に到達した蒸発燃料ガスの流量をより適切に推定することを主目的とする。

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン装置は、
吸気管に配置されたスロットルバルブを有し、燃料タンクから供給される燃料を用いた燃焼室での爆発燃焼により動力を出力するエンジンと、
前記吸気管の前記スロットルバルブよりも上流側に配置されたコンプレッサを有する過給機と、
前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスを前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側に接続された第１パージ通路と第２パージ通路とに分岐して前記吸気管に供給する供給通路と、前記吸気管の前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間からの還流通路に吸気ポートが接続され且つ前記吸気管の前記コンプレッサよりも上流側に排気ポートが接続され且つ前記第２パージ通路に吸引ポートが接続されたエゼクタと、前記供給通路に設けられたパージ制御バルブと、を有する蒸発燃料処理装置と、
制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第２パージ通路を介して前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側であるスロットル下流部に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第１到達流量を推定する際には、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスの流量であるバルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記スロットル下流部までの前記第２パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第１応答遅れと、に基づいて前記第１到達流量を推定する、
ことを要旨とする。

本発明のエンジン装置では、パージ制御バルブを通過してから第２パージ通路を介して吸気管のスロットルバルブよりも下流側であるスロットル下流部に到達した蒸発燃料ガスの流量である第１到達流量を推定する際には、パージ制御バルブを通過した蒸発燃料ガスの流量であるバルブ通過流量と、パージ制御バルブからスロットル下流部までの第２パージ通路を介した経路による蒸発燃料ガスの流れについての第１応答遅れと、に基づいて第１到達流量を推定する。したがって、第１応答遅れを考慮することにより、第１到達流量をより適切に（精度よく）推定することができる。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れるときには、前記スロットル下流部の圧力であるスロットル後圧と前記エゼクタの前記吸引ポートの圧力であるエゼクタ圧との関係と、前記バルブ通過流量と、に基づいて前記パージ制御バルブを通過してから前記第２パージ通路に流れる前記蒸発燃料ガスの流量である第２通路流量を推定し、前記第２通路流量と前記第１応答遅れとに基づいて前記第１到達流量を推定するものとしてもよい。したがって、バルブ通過流量に基づく第２通路流量を考慮することにより、第１到達流量を更に適切に推定することができる。この場合、前記制御装置は、前記スロットル後圧および前記エゼクタ圧が負圧であるときに、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れると推定するものとしてもよい。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路を介して前記スロットル下流部に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第２到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量に基づいて、前記蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れを考慮せずに前記第２到達流量を推定するものとしてもよい。こうすれば、第２到達流量を簡易に推定することができる。この方法は、パージ制御バルブからスロットル下流部までの第１パージ通路を介した経路の経路容積が、蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れを無視できる程度に小さいときに特に有用である。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路を介して前記スロットル下流部に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第２到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記スロットル下流部までの前記第１パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第２応答遅れと、に基づいて前記第２到達流量を推定するものとしてもよい。したがって、第２応答遅れを考慮することにより、第２到達流量をより適切に推定することができる。

第２到達流量を推定する態様の本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れるときには、前記スロットル下流部の圧力であるスロットル後圧と前記エゼクタの前記吸引ポートの圧力であるエゼクタ圧との関係と、前記バルブ通過流量と、に基づいて前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路に流れる前記蒸発燃料ガスの流量である第１通路流量を推定し、前記第１通路流量に基づいて前記第２到達流量を推定するものとしてもよい。したがって、バルブ通過流量に基づく第１通路流量を考慮することにより、第２到達流量を更に適切に推定することができる。この場合、前記制御装置は、前記スロットル後圧および前記エゼクタ圧が負圧であるときに、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れると推定するものとしてもよい。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路を介して前記燃焼室に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第３到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記燃焼室までの前記第１パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第３応答遅れと、に基づいて前記第３到達流量を推定し、前記パージ制御バルブを通過してから前記第２パージ通路を介して前記燃焼室に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第４到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記燃焼室までの前記第２パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第４応答遅れと、に基づいて前記第４到達流量を推定するものとしてもよい。したがって、第３応答遅れや第４応答遅れを考慮することにより、第３到達流量や第４到達流量をより適切に推定することができる。

第３到達流量および第４到達流量を推定する態様の本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れるときには、前記スロットル下流部の圧力であるスロットル後圧と前記エゼクタの前記吸引ポートの圧力であるエゼクタ圧との関係と、前記バルブ通過流量と、に基づいて前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れる前記蒸発燃料ガスの流量である第１通路流量および第２通路流量を推定し、前記第１通路流量と前記第３応答遅れとに基づいて前記第３到達流量を推定すると共に、前記第２通路流量と前記第４応答遅れとに基づいて前記第４到達流量を推定するものとしてもよい。したがって、バルブ通過流量に基づく第１通路流量や第２通路流量を考慮することにより、第３到達流量や第４到達流量を更に適切に推定することができる。この場合、前記制御装置は、前記スロットル後圧および前記エゼクタ圧が負圧であるときに、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れると推定するものとしてもよい。

本発明のエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図であある。電子制御ユニット７０の入出力信号の一例を示す説明図である。パージ流量推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。上流パージ推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。支配パージ判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。サージ圧Ｐｓと上流パージ推定フラグＦｐｕｐとの様子の一例を示す説明図である。エゼクタ圧設定用マップの一例を示す説明図である。第１パージ通路６２の断面積に比して第２パージ通路６３の断面積が小さいときのオフセット量設定用マップの一例を示す説明図である。第１パージ通路６２の断面積と第２パージ通路６３の断面積とが或る関係のときの流量比率推定用マップの一例を示す説明図である。サージ圧Ｐｓと第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２との関係の一例を示す説明図である。パージ流量推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、電子制御ユニット７０の入出力信号の一例を示す説明図である。実施例のエンジン装置１０は、エンジン１２からの動力を用いて走行する一般的な車両や、エンジン１２に加えてモータを備える各種のハイブリッド車両に搭載され、図１や図２に示すように、エンジン１２と、過給機４０と、蒸発燃料処理装置５０と、電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン１２は、燃料タンク１１から供給されるガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン１２は、エアクリーナ２２により清浄された空気を吸気管２３に吸入してインタークーラ２５、スロットルバルブ２６、サージタンク２７の順に通過させる。そして、吸気バルブ２９を介して燃焼室３０に吸入した空気に燃焼室３０に取り付けられた筒内噴射弁２８から燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、点火プラグ３１による電気火花によって爆発燃焼させる。エンジン１２は、こうした爆発燃焼によるエネルギにより押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト１４の回転運動に変換する。燃焼室３０から排気バルブ３４を介して排気管３５に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する触媒（三元触媒）を有する浄化装置３７，３８を介して外気に排出される。なお、筒内噴射弁２８には、燃料タンク１１からフィードポンプ１１ｐや低圧側燃料通路１７、高圧ポンプ１８、高圧側燃料通路１９を介して燃料が供給される。高圧ポンプ１８は、エンジン１２からの動力により駆動されて低圧側燃料通路１７の燃料を加圧して高圧側燃料通路１９に供給する。

過給機４０は、ターボチャージャとして構成されており、コンプレッサ４１と、タービン４２と、回転軸４３と、ウェイストゲートバルブ４４と、ブローオフバルブ４５とを備える。コンプレッサ４１は、吸気管２３のインタークーラ２５よりも上流側に配置されている。タービン４２は、排気管３５の浄化装置３７よりも上流側に配置されている。回転軸４３は、コンプレッサ４１とタービン４２とを連結する。ウェイストゲートバルブ４４は、排気管３５におけるタービン４２よりも上流側と下流側とを連絡するバイパス管３６に設けられており、電子制御ユニット７０により制御される。ブローオフバルブ４５は、吸気管２３におけるコンプレッサ４１よりも上流側と下流側とを連絡するバイパス管２４に設けられており、電子制御ユニット７０により制御される。

この過給機４０では、ウェイストゲートバルブ４４の開度の調節により、バイパス管３６を流通する排気量とタービン４２を流通する排気量との分配比が調節され、タービン４２の回転駆動力が調節され、コンプレッサ４１による圧縮空気量が調節され、エンジン１２の過給圧（吸気圧）が調節される。ここで、分配比は、詳細には、ウェイストゲートバルブ４４の開度が小さいほど、バイパス管３６を流通する排気量が少なくなると共にタービン４２を流通する排気量が多くなるように調節される。なお、エンジン１２は、ウェイストゲートバルブ４４が全開のときには、過給機４０を備えない自然吸気タイプのエンジンと同様に動作可能になっている。

また、過給機４０では、吸気管２３におけるコンプレッサ４１よりも下流側の圧力が上流側の圧力よりもある程度高いときに、ブローオフバルブ４５を開弁させることにより、コンプレッサ４１よりも下流側の余剰圧力を解放することができる。なお、ブローオフバルブ４５は、電子制御ユニット７０により制御されるバルブに代えて、吸気管２３におけるコンプレッサ４１よりも下流側の圧力が上流側の圧力よりもある程度高くなると開弁する逆止弁として構成されるものとしてもよい。

蒸発燃料処理装置５０は、燃料タンク１１内で発生した蒸発燃料ガス（パージガス）をエンジン１２の吸気管２３に供給するパージを行なうための装置であり、導入通路５２と、開閉バルブ５３と、バイパス通路５４と、リリーフバルブ５５ａ，５５ｂと、キャニスタ５６と、共通通路６１と、第１パージ通路６２と、第２パージ通路６３と、バッファ部６４と、パージ制御バルブ６５と、逆止弁６６，６７と、還流通路６８と、エゼクタ６９とを備える。実施例の「供給通路」としては、導入通路５２および共通通路６１が相当する。

導入通路５２は、燃料タンク１１とキャニスタ５６とに接続されている。開閉バルブ５３は、導入通路５２に設けられており、ノーマルクローズタイプの電磁バルブとして構成されている。この開閉バルブ５３は、電子制御ユニット７０により制御される。

バイパス通路５４は、導入通路５２の開閉バルブ５３よりも燃料タンク１１側とキャニスタ５６側とをバイパスすると共に、２つに分岐して合流する分岐部５４ａ，５４ｂを有する。リリーフバルブ５５ａは、分岐部５４ａに設けられると共に逆止弁として構成されており、燃料タンク１１側の圧力がキャニスタ５６側の圧力に比してある程度大きくなると開弁する。リリーフバルブ５５ｂは、分岐部５４ｂに設けられると共に逆止弁として構成されており、キャニスタ５６側の圧力が燃料タンク１１側の圧力に比してある程度大きくなると開弁する。

キャニスタ５６は、導入通路５２に接続されていると共に大気開放通路５７を介して大気に開放されている。このキャニスタ５６の内部には、燃料タンク１１からの蒸発燃料を吸着可能な例えば活性炭などの吸着剤が充填されている。大気開放通路５７には、エアフィルタ５８が設けられている。

共通通路６１は、導入通路５２のキャニスタ５６付近に接続され、分岐点６１ａで第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に分岐する。第１パージ通路６２は、吸気管２３のスロットルバルブ２６とサージタンク２７との間に接続されている。第２パージ通路６３は、エゼクタ６９の吸引ポートに接続されている。

バッファ部６４は、共通通路６１に設けられている。このバッファ部６４の内部には、燃料タンク１１やキャニスタ５６からの蒸発燃料を吸着可能な例えば活性炭などの吸着剤が充填されている。パージ制御バルブ６５は、共通通路６１のバッファ部６４よりも分岐点６１ａ側に設けられている。このパージ制御バルブ６５は、ノーマルクローズタイプの電磁バルブとして構成されている。このパージ制御バルブ６５は、電子制御ユニット７０により制御される。

逆止弁６６は、第１パージ通路６２の分岐点６１ａ付近に設けられている。この逆止弁６６は、パージ通路６０の共通通路６１側から第１パージ通路６２（吸気管２３）側の方向の蒸発燃料を含む蒸発燃料ガス（パージガス）の流れを許容すると共に逆方向の蒸発燃料ガスの流れを禁止する。逆止弁６７は、第２パージ通路６３の分岐点６１ａ付近に設けられている。この逆止弁６７は、パージ通路６０の共通通路６１側から第２パージ通路６３（エゼクタ６９）側の方向の蒸発燃料ガスの流れを許容すると共に逆方向の蒸発燃料ガスの流れを禁止する。

還流通路６８は、吸気管２３のコンプレッサ４１とインタークーラ２５との間と、エゼクタ６９の吸気ポートと、に接続されている。エゼクタ６９は、吸気ポートと吸引ポートと排気ポートとを有する。エゼクタ６９の吸気ポートは、還流通路６８に接続されており、吸引ポートは、第２パージ通路６３に接続されており、排気ポートは、吸気管２３のコンプレッサ４１よりも上流側に接続されている。吸気ポートの先端部は、先細状に形成されている。

このエゼクタ６９では、過給機４０が作動しているとき（吸気管２３のコンプレッサ４１とインタークーラ２５との間の圧力が正圧になるとき）に、吸気ポートと排気ポートとの間に圧力差が生じ、吸気ポートから排気ポートに向かって還流吸気（吸気管２３のコンプレッサ４１よりも下流側から還流通路６８を介して還流される吸気）が流れる。このとき、還流吸気が吸気ポートの先端部で減圧され、その先端部周辺で負圧が発生する。そして、その負圧により、蒸発燃料ガスが第２パージ通路６３から吸引ポートを介して吸引され、この蒸発燃料ガスが負圧の還流吸気と共に排気ポートを介して吸気管２３のコンプレッサ４１よりも上流側に供給される。

こうして構成される蒸発燃料処理装置５０は、基本的には、以下のように動作する。吸気管２３のスロットルバルブ２６よりも下流側の圧力（後述のサージ圧Ｐｓ）が負圧で、且つ、開閉バルブ５３およびパージ制御バルブ６５が開弁しているときには、逆止弁６６が開弁し、燃料タンク１１内で発生した蒸発燃料ガス（パージガス）やキャニスタ５６から脱離した蒸発燃料ガスが導入通路５２や共通通路６１、第１パージ通路６２を介して吸気管２３のスロットルバルブ２６よりも下流側に供給される。以下、これを「下流パージ」という。このとき、吸気管２３のコンプレッサ４１とインタークーラ２５との間の圧力（後述の過給圧Ｐｃ）が負圧またはゼロであれば、エゼクタ６９が作動しないから、逆止弁６６は開弁しない。

また、吸気管２３のコンプレッサ４１とインタークーラ２５との間の圧力（過給圧Ｐｃ）が正圧で、且つ、開閉バルブ５３およびパージ制御バルブ６５が開弁しているときには、エゼクタ６９が作動して逆止弁６７が開弁し、蒸発燃料ガスが導入通路５２や共通通路６１、第２パージ通路６３、エゼクタ６９を介して吸気管２３のコンプレッサ４１よりも上流側に供給される。以下、これを「上流パージ」という。このとき、吸気管２３のスロットルバルブ２６よりも下流側の圧力（サージ圧Ｐｓ）に応じて、逆止弁６６が開弁または閉弁する。

したがって、蒸発燃料処理装置５０では、吸気管２３のスロットルバルブ２６よりも下流側の圧力（サージ圧Ｐｓ）や、吸気管２３のコンプレッサ４１とインタークーラ２５との間の圧力（過給圧Ｐｃ）に応じて、パージのうち下流パージだけが行なわれたり、上流パージだけが行なわれたり、下流パージおよび上流パージの両方が行なわれたりする。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵに加えて、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、データを記憶保持する不揮発性のフラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを備える。電子制御ユニット７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。

電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、燃料タンク１１内の圧力を検出する内圧センサ１１ａからのタンク内圧Ｐｔｎｋや、エンジン１２のクランクシャフト１４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４ａからのクランク角θｃｒ、エンジン１２の冷却水の温度を検出する水温センサ１６からの冷却水温Ｔｗ、スロットルバルブ２６の開度を検出するスロットルポジションセンサ２６ａからのスロットル開度ＴＨを挙げることができる。吸気バルブ２９を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブ３４を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出する図示しないカムポジションセンサからのカムポジションθｃａも挙げることができる。吸気管２３のコンプレッサ４１よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ２３ａからの吸入空気量Ｑａや、吸気管２３のコンプレッサ４１よりも上流側に取り付けられた吸気温センサ２３ｔからの吸気温Ｔｉｎ、吸気管２３のコンプレッサ４１よりも上流側に取り付けられた吸気圧センサ２３ｂからの吸気圧（コンプレッサ前圧）Ｐｉｎ、吸気管２３のコンプレッサ４１とインタークーラ２５との間に取り付けられた過給圧センサ２３ｃからの過給圧Ｐｃも挙げることができる。サージタンク２７に取り付けられたサージ圧センサ２７ａからのサージ圧（スロットル後圧）Ｐｓや、サージタンク２７に取り付けられた温度センサ２７ｂからのサージ温度Ｔｓも挙げることができる。筒内噴射弁２８に供給する燃料の燃圧を検出する燃圧センサ２８ａからの供給燃圧Ｐｆｄも挙げることができる。排気管３５の浄化装置３７よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ３５ａからのフロント空燃比ＡＦ１や、排気管３５の浄化装置３７と浄化装置３８との間に取り付けられたリヤ空燃比センサ３５ｂからのリヤ空燃比ＡＦ２も挙げることができる。パージ制御バルブポジションセンサ６５ａからのパージ制御バルブ６５の開度Ｏｐｖや第２パージ通路６３に取り付けられたＯＢＤ用センサ（圧力センサ）６３ａからのセンサ信号Ｐｏｂｄも挙げることができる。

電子制御ユニット７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ２６への制御信号や、筒内噴射弁２８への制御信号、点火プラグ３１への制御信号を挙げることができる。ウェイストゲートバルブ４４への制御信号、ブローオフバルブ４５への制御信号、開閉バルブ５３への制御信号も挙げることができる。パージ制御バルブ６５への制御信号も挙げることができる。

電子制御ユニット７０は、エンジン１２の回転数Ｎｅや負荷率（エンジン１２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の割合）ＫＬを演算している。回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４ａからのクランク角θｃｒに基づいて演算される。負荷率ＫＬは、エアフローメータ２３ａからの吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅとに基づいて演算される。

こうして構成された実施例のエンジン装置１０では、電子制御ユニット７０は、エンジン１２の要求負荷率ＫＬ＊に基づいて、スロットルバルブ２６の開度を制御する吸入空気量制御や、筒内噴射弁２８からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御、点火プラグ３１の点火時期を制御する点火制御、ウェイストゲートバルブ４４の開度を制御する過給制御、パージ制御バルブ６５の開度を制御するパージ制御などを行なう。

吸入空気量制御では、パージ制御に伴って吸気管２３に供給される蒸発燃料ガスの流量（パージ流量）が多いほどスロットル開度ＴＨが小さくなるようにスロットルバルブ２６を制御する。燃料噴射制御では、パージ制御に伴って燃焼室３０に供給されるパージ流量が多い（これに伴ってフロント空燃比ＡＦ１がリッチ側になる）ほど燃料噴射量が少なくなるように筒内噴射弁２８を制御する。パージ制御は、パージ条件が成立しているときに行なわれる。パージ条件としては、例えば、エンジン１２の運転制御（燃料噴射制御など）を行なっており、且つ、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上である条件などが用いられる。閾値Ｔｗｒｅｆとしては、例えば、５５℃〜６５℃程度が用いられる。パージ制御では、要求パージ率Ｒｐｒｑに基づく駆動デューティＤｄｒを用いてパージ制御バルブ６５を制御する。「パージ率」は、吸入空気量に対する蒸発燃料ガス量の割合を意味する。要求パージ率Ｒｐｒｑは、パージ制御バルブ６５の駆動デューティを１００％としたときのパージ率である全開パージ率Ｒｐｍａｘ以下の範囲内で、開始パージ率Ｒｐｓｔ１または再開パージ率Ｒｐｓｔ２からパージ条件の成立の継続時間が長くなるにつれて徐々に大きくなるように設定される。開始パージ率Ｒｐｓｔ１および再開パージ率Ｒｐｓｔ２は、それぞれ、現在のトリップで初回および２回目以降にパージ条件が非成立から成立に切り替わった直後の要求パージ率Ｒｐｒｑとして比較的小さい値が用いられる。パージ条件の成立が中断するときとしては、例えば、エンジン装置１０が搭載される車両の走行中にアクセルオフされてエンジン１２の燃料カットを行なっている（エンジン１２の運転制御を中断している）ときなどが挙げられる。

次に、こうして構成された実施例のエンジン装置１０の動作、特に、エンジン装置１０の各位置（パージ制御バルブ６５、燃焼室３０、サージタンク２７）の蒸発燃料ガスの流量（パージ流量）を推定する際の動作について説明する。図３は、パージ流量推定ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図４は、パージが上流パージを含むか否かを推定するための上流パージ推定ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図５は、下流パージおよび上流パージのうち支配的な支配パージが何れであるかを判定するための支配パージ判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。パージが上流パージを含むとは、燃焼室３０に供給される蒸発燃料ガスのうちの少なくとも一部が第２パージ通路６３を介して供給される蒸発燃料ガスであることを意味する。図４および図５のルーチンの実行結果は、図３のルーチンで用いられる。図３および図５のルーチンは、電子制御ユニット７０により、パージを実行しているときに繰り返し実行され、図４のルーチンは、パージの実行の有無に拘わらずに繰り返し実行される。以下、説明の容易のために、パージが上流パージを含むか否かの推定について図４の上流パージ推定ルーチンを用いて説明すると共に支配パージの判定について図５の支配パージ判定ルーチンを用いて説明した後に、これらの実行結果に基づくパージ流量の推定について図３のパージ流量推定ルーチンを用いて説明する。

パージが上流パージを含むか否かの推定について図４の上流パージ推定ルーチンを用いて説明する。本ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、最初に、サージ圧Ｐｓを入力する（ステップＳ３００）。ここで、サージ圧Ｐｓは、サージ圧センサ２７ａにより検出された値が入力される。続いて、前回に本ルーチンを実行したときに設定した上流パージ推定フラグ（前回Ｆｐｕｐ）の値を調べる（ステップＳ３１０）。ここで、上流パージ推定フラグＦｐｕｐは、パージが上流パージを含むと推定しているときには値１が設定され、パージが上流パージを含まない（下流パージだけである）と推定しているときには値０が設定される。また、上流パージ推定フラグＦｐｕｐは、現在のトリップを開始するときに、初期値としての値０が設定される。なお、実施例では、本ルーチンがパージ条件の成立の有無に拘わらずに繰り返し実行されるから、パージを実行していないときの上流パージ推定フラグＦｐｕｐは、パージを実行していると仮定したときの値となる。

前回の上流パージ推定フラグ（前回Ｆｐｕｐ）が値０のとき、即ち、パージが上流パージを含まない（下流パージだけである）と推定しているときには、サージ圧Ｐｓと閾値Ｐｓｒｅｆとを比較する（ステップＳ３２０）。ここで、閾値Ｐｓｒｅｆは、パージが上流パージを含むか否かの推定に用いられる閾値であり、実験や解析により予め定められる。閾値Ｐｓｒｅｆとしては、例えば、−６〜−９ｋＰａ程度が用いられる。

ステップＳ３２０でサージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満であると判定したときには、パージが上流パージを含まないと推定し、上流パージ推定フラグＦｐｕｐに値０を設定して即ち値０で保持して（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ３２０でサージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ以上であると判定したときには、パージが上流パージを含むと推定し、上流パージ推定フラグＦｐｕｐに値１を設定して即ち値０から値１に切り替えて（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３１０で前回の上流パージ推定フラグ（前回Ｆｐｕｐ）が値１のとき、即ち、パージが上流パージを含むと推定しているときには、サージ圧Ｐｓと閾値Ｐｓｒｅｆとを比較する（ステップＳ３４０）。サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ以上であると判定したときには、パージが上流パージを含むと推定し、上流パージ推定フラグＦｐｕｐに値１を設定して即ち値１で保持して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３４０でサージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満であると判定したときには、サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満に至ってから所定時間Ｔ０が経過したか否かを判定する（ステップＳ３５０）。所定時間Ｔ０の詳細については後述する。サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満に至ってから所定時間Ｔ０が経過していないと判定したときには、パージが上流パージを含むと推定し、上流パージ推定フラグＦｐｕｐに値１を設定して即ち値１で保持して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満に至ってから所定時間Ｔ０が経過したと判定したときには、パージが上流パージを含まないと推定し、上流パージ推定フラグＦｐｕｐに値０を設定して即ち値１から値０に切り替えて（ステップＳ３３０）、本ルーチンを終了する。

所定時間Ｔ０は、上流パージの際に蒸発燃料ガスがサージタンク２７（燃焼室３０）に到達するまでの時間と下流パージの際に蒸発燃料ガスがサージタンク２７（燃焼室３０）に到達するまでの時間との差分として実験や解析により定められる。上流パージの際に蒸発燃料ガスが第２パージ通路６３および吸気管２３を介してサージタンク２７（燃焼室３０）に到達するまでの経路容積（第２パージ通路６３と吸気管２３の略全体とに基づく経路容積）は、下流パージの際に蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および吸気管２３を介してサージタンク２７（燃焼室３０）に到達するまでの経路容積（第１パージ通路６２と吸気管２３のスロットルバルブ２６よりも下流側の部分とに基づく経路容積）に比して大きい。このため、上流パージの際に蒸発燃料ガスがサージタンク２７（燃焼室３０）に到達するまでの時間は、下流パージの際に蒸発燃料ガスがサージタンク２７（燃焼室３０）に到達するまでの時間に比して長くなる。したがって、サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ以上の状態から閾値Ｐｓｒｅｆ未満に至ったときに、しばらくの間は、第２パージ通路６３に残留している蒸発燃料ガスと第１パージ通路６２に新たに供給される蒸発燃料ガスとが吸気管２３のスロットルバルブ２６よりも下流側で合流してサージタンク２７（燃焼室３０）に供給されると想定される。実施例では、これを踏まえて、上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値１のときには、サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ以上の状態から閾値Ｐｓｒｅｆ未満に至ってから所定時間Ｔ０が経過するのを待って、上流パージ推定フラグＦｐｕｐを値０に切り替えるものとした。これにより、パージが上流パージを含むか否かをより適切に推定することができる。

図６は、サージ圧Ｐｓと上流パージ推定フラグＦｐｕｐとの様子の一例を示す説明図である。図示するように、上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値０でサージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ以上に至ると（時刻ｔ１１）、上流パージ推定フラグＦｐｕｐを値１に切り替える。その後に、サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満に至り（時刻ｔ１２）、サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓｒｅｆ未満で所定時間Ｔ０が経過すると（時刻ｔ１３）、上流パージ推定フラグＦｐｕｐを値０に切り替える。

次に、支配パージの判定について図５の支配パージ判定ルーチンを用いて説明する。本ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、最初に、吸気圧Ｐｉｎや過給圧Ｐｃ、サージ圧Ｐｓ、駆動デューティＤｄｒなどのデータを入力する（ステップＳ４００）。ここで、吸気圧Ｐｉｎは、吸気圧センサ２３ｂにより検出された値が入力される。過給圧Ｐｃは、過給圧センサ２３ｃにより検出された値が入力される。サージ圧Ｐｓは、サージ圧センサ２７ａにより検出された値が入力される。駆動デューティＤｄｒは、上述のパージ制御で設定された値が入力される。

こうしてデータを入力すると、過給圧Ｐｃから吸気圧Ｐｉｎを減じた値と駆動デューティＤｄｒとに基づいてエゼクタ圧Ｐｅｊを推定する（ステップＳ４１０）。ここで、エゼクタ圧Ｐｅｊは、過給圧Ｐｃから吸気圧Ｐｉｎを減じた値と駆動デューティＤｄｒとをエゼクタ圧設定用マップに適用して求めることができる。エゼクタ圧設定用マップは、過給圧Ｐｃから吸気圧Ｐｉｎを減じた値と駆動デューティＤｄｒとエゼクタ圧Ｐｅｊとの関係として実験や解析により予め定められ、図示しないＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されている。図７は、エゼクタ圧設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、エゼクタ圧Ｐｅｊは、駆動デューティＤｄｒが大きいほど大きくなり（負の値としての絶対値が小さくなり）、且つ、過給圧Ｐｃ（過給圧Ｐｃから吸気圧Ｐｉｎを減じた値）が大きいほど小さくなる（負の値としての絶対値が大きくなる）ように設定される。

続いて、サージ圧Ｐｓに基づいて、第１パージ通路６２の断面積に対する第２パージ通路６３の断面積に基づく影響を補正するためにサージ圧Ｐｓをオフセットするオフセット量ｋｄを設定する（ステップＳ４２０）。ここで、オフセット量ｋｄは、サージ圧Ｐｓをオフセット量設定用マップに適用して求めることができる。オフセット量設定用マップは、サージ圧Ｐｓとオフセット量ｋｄとの関係として実験や解析により予め定められ、図示しないＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されている。図８は、第１パージ通路６２の断面積に比して第２パージ通路６３の断面積が小さいときのオフセット量設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、オフセット量ｋｄは、サージ圧Ｐｓの負の値としての絶対値が大きいほど負の値としての絶対値が大きくなるように設定される。これは、サージ圧Ｐｓが負の値としての絶対値が大きいほど、第１パージ通路６２の断面積に対する第２パージ通路６３の断面積に基づく影響が大きくなることに基づく。なお、第１パージ通路６２や第２パージ通路６３が管によって構成されている場合、断面積は管径の２乗に比例するから、第１パージ通路６２の断面積に対する第２パージ通路６３の断面積に基づく影響は、第１パージ通路６２の管径に対する第２パージ通路の管径に基づく影響と言い換えることができる。

こうしてオフセット量ｋｄを設定すると、エゼクタ圧Ｐｅｊとサージ圧Ｐｓからオフセット量ｋｄを減じた値とを比較する（ステップＳ４３０）。エゼクタ圧Ｐｅｊがサージ圧Ｐｓからオフセット量ｋｄを減じた値以上である（負の値としての絶対値が以下である）と判定したときには、蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２に支配的に流れる（支配パージが下流パージである）と判断し、支配パージフラグＦｐｄに値０を設定して（ステップＳ４４０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ４３０でエゼクタ圧Ｐｅｊがサージ圧Ｐｓからオフセット量ｋｄを減じた値よりも小さい（負の値としての絶対値が大きい）と判定したときには、蒸発燃料ガスが第２パージ通路６３に支配的に流れる（支配パージが上流パージである）と判断し、支配パージフラグＦｐｄに値１を設定して（ステップＳ４５０）、本ルーチンを終了する。

実施例では、このように、サージ圧Ｐｓに基づいて、第１パージ通路６２の断面積に対する第２パージ通路の断面積に基づく影響を補正するためのオフセット量ｋｄを設定し、エゼクタ圧Ｐｅｊとサージ圧Ｐｓからオフセット量ｋｄを減じた値とを比較して下流パージおよび上流パージのうち支配パージが何れであるかを判定する。これにより、第１パージ通路６２の断面積に対する第２パージ通路の断面積に基づく影響を考慮しないものに比して、下流パージおよび上流パージのうち支配パージが何れであるかをより適切に判定することができる。

次に、パージ流量の推定について図３のパージ流量推定ルーチンを用いて説明する。このルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、最初に、吸入空気量Ｑａやサージ圧Ｐｓ、要求パージ率Ｒｐｒｑ、エゼクタ圧Ｐｅｊ、上流パージ推定フラグＦｐｕｐ、支配パージフラグＦｐｄなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、吸入空気量Ｑａは、エアフローメータ２３ａにより検出された値が入力される。サージ圧Ｐｓは、サージ圧センサ２７ａにより検出された値が入力される。要求パージ率Ｒｐｒｑは、上述のパージ制御で設定された値が入力される。上流パージ推定フラグＦｐｕｐは、図４の上流パージ推定ルーチンにより設定された値が入力される。支配パージフラグＦｐｄは、図５の支配パージ判定ルーチンにより設定された値が入力される。

こうしてデータを入力すると、吸入空気量Ｑａおよび要求パージ率Ｒｐｒｑに基づいて、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスの流量（パージ流量）であるバルブ通過流量Ｑｖを推定する（ステップＳ１１０）。ここで、バルブ通過流量Ｑｖは、吸入空気量Ｑａおよび要求パージ率Ｒｐｒｑをバルブ通過流量推定用マップに適用して求めることができる。バルブ通過流量推定用マップは、吸入空気量Ｑａおよび要求パージ率Ｒｐｒｑとバルブ通過流量Ｑｖとの関係として実験や解析により定められ、図示しないＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されている。

そして、上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値１であるか否か即ちパージが上流パージを含むと推定しているか否かを判定し（ステップＳ１２０）、サージ圧Ｐｓが負圧であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、エゼクタ圧Ｐｅｊが負圧であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理は、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に（成り行きで配分されて）流れるか、第１パージ通路６２および第２パージ通路６３のうちの何れかだけに流れるかを判定（推定）する処理である。

ステップＳ１２０で上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値１である即ちパージが上流パージを含むと推定していると判定し、且つ、ステップＳ１３０でサージ圧Ｐｓが負圧であると判定し、且つ、ステップＳ１４０でエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧であると判定したときには、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に流れると判定（推定）する。このときには、サージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊの和に対するサージ圧Ｐｓの割合として圧力比率Ｒｐを演算し（ステップＳ１５０）、演算した圧力比率Ｒｐと、第１パージ通路６２の断面積と第２パージ通路６３の断面積との関係と、に基づいて流量比率Ｒｆを推定する（ステップＳ１６０）。そして、バルブ通過流量Ｑｖに流量比率Ｒｆを乗じた値を第１通路流量Ｑｐ１として推定し（ステップＳ２００）、バルブ通過流量Ｑｖから第１通路流量Ｑｐ１を減じた値を第２通路流量Ｑｐ２として推定する（ステップＳ２１０）。

ここで、第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２は、それぞれ、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスのうち第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に流れる蒸発燃料ガスの流量である。流量比率Ｒｆは、バルブ通過流量Ｑｖ（第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２の和）に対する第１通路流量Ｑｐ１の割合である。ステップＳ１６０の処理では、流量比率Ｒｆは、圧力比率Ｒｐを流量比率推定用マップに適用して求めることができる。流量比率推定用マップは、圧力比率Ｒｐと流量比率Ｒｆとの関係として実験や解析により予め定められ、図示しないＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されている。図９は、第１パージ通路６２の断面積と第２パージ通路６３の断面積とが或る関係のときの流量比率推定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、流量比率Ｒｆは、圧力比率Ｒｐが値０よりも大きく且つ値１よりも小さい範囲内で大きいほど、値０よりも大きく且つ値１よりも小さい範囲内で大きくなるように設定される。そして、第１パージ通路６２および第２パージ通路６３の断面積をそれぞれ「Ｓ１」、「Ｓ２」としたときに、図９のときの「Ｓ１／Ｓ２」に対して、「Ｓ１／Ｓ２」が大きいほど即ち蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２に流れやすいほど流量比率Ｒｆが大きくなり（値１に近づき）、「Ｓ１／Ｓ２」が小さいほど即ち蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２に流れにくいほど流量比率Ｒｆが小さくなる（値０に近づく）。

ステップＳ１２０で上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値０である即ちパージが上流パージを含まないと推定していると判定したときや、ステップＳ１３０でサージ圧Ｐｓが負圧でないと判定したとき、ステップＳ１４０でエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧でないと判定したときには、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスの全てが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３のうちの何れかに流れると推定し、支配パージフラグＦｐｄの値を調べる（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１７０で支配パージフラグＦｐｄが値１であるとき、即ち、支配パージが上流パージであるときには、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスの全てが第２パージ通路６３に流れると推定し、流量比率Ｒｆに値０を設定し（ステップＳ１８０）、上述のステップＳ２００，Ｓ２１０の処理により、第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２を推定する（ステップＳ２１０）。

ステップＳ１７０で支配パージフラグＦｐｄが値０であるとき、即ち、支配パージが下流パージであるときには、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスの全てが第１パージ通路６２に流れると推定し、流量比率Ｒｆに値１を設定し（ステップＳ１９０）、上述のステップＳ２００，Ｓ２１０の処理により、第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２を推定する（ステップＳ２１０）。

こうして第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２を推定すると、パージ制御バルブ６５を通過してから第１パージ通路６２および吸気管２３を介してサージタンク２７に到達した蒸発燃料ガスの流量であるサージ到達流量Ｑｓ１を推定する（ステップＳ２２０）。続いて、パージ制御バルブ６５を通過してから第２パージ通路６３および吸気管２３を介してサージタンク２７に到達した蒸発燃料ガスの流量であるサージ到達流量Ｑｓ２を推定する（ステップＳ２３０）。そして、サージ到達流量Ｑｓ１およびサージ到達流量Ｑｓ２の和を、サージタンク２７に到達した蒸発燃料ガスの流量であるサージ到達流量Ｑｓとして推定する（ステップＳ２４０）。

ここで、サージ到達流量Ｑｓ１，Ｑｓ２の推定について説明する。説明の容易のために、サージ到達流量Ｑｓ２の推定、サージ到達流量Ｑｓ１の推定の順に説明する。サージ到達流量Ｑｓ２は、式（１）に示すように、前回（本ルーチンの実行間隔だけ前）に推定したサージ到達第２流量（前回Ｑｓ２）と、時間Ｔｓ２だけ前に推定した第２通路流量Ｑｐ２［Ｔｓ２前］と、なまし回数τｓ２とを用いて推定することができる。時間Ｔｓ２は、蒸発燃料ガスがパージ制御バルブ６５を通過してから第２パージ通路６３および吸気管２３を介してサージタンク２７に到達するのに要する時間である。時間Ｔｓ２やなまし回数τｓ２は、エンジン１２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ、サージ圧Ｐｓなどに基づいて実験や解析により予め設定される。例えば、時間Ｔｓ２やなまし回数τｓ２は、エンジン１２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなり、負荷率ＫＬが大きいほど小さくなり、サージ圧Ｐｓが小さい（負圧として大きい）ほど小さくなるように設定される。これは、エンジン１２の回転数Ｎｅが大きく、負荷率ＫＬが大きく、サージ圧Ｐｓが小さいほど蒸発燃料ガスのサージタンク２７（燃焼室３０）に向かう速度が大きくなることに基づく。なお、時間Ｔｓ２やなまし回数τｓ２は、簡単のために、予め定められた一定値が用いられるものとしてもよい。このようにサージ到達流量Ｑｓ２を推定することにより、パージ制御バルブ６５からサージタンク２７までの第２パージ通路６３を介した経路容積（蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れ）を考慮して、サージ到達流量Ｑｓ２をより適切に（精度よく）推定することができる。

Qs2=前回Qs2＋(Qp2[Ts2前]−前回Qs2)/τs2 (1)

サージ到達流量Ｑｓ１は、実施例では、ステップＳ２００で推定した第１通路流量Ｑｐ１をサージ到達流量Ｑｓ１として推定するものとした。こうすれば、サージ到達流量Ｑｓ１を簡易に推定することができる。この方法は、パージ制御バルブ６５からサージタンク２７までの第１パージ通路６２を介した経路容積が、蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れを無視できる程度に小さいときに特に有用である。実施例では、このように蒸発燃料処理装置５０（第１パージ通路６２）が設計されるものとした。

なお、サージ到達流量Ｑｓ１、サージ到達流量Ｑｓ２、サージ到達流量Ｑｓのうちの少なくとも１つは、例えば、上述の吸入空気量制御（スロットルバルブ２６の制御）に用いられる。

続いて、パージ制御バルブ６５を通過してから第１パージ通路６２および吸気管２３を介して燃焼室３０に到達した蒸発燃料ガスの流量である燃焼室到達流量Ｑｃ１を推定する（ステップＳ２５０）。続いて、パージ制御バルブ６５を通過してから第２パージ通路６３および吸気管２３を介して燃焼室３０に到達した蒸発燃料ガスの流量である燃焼室到達流量Ｑｃ２を推定する（ステップＳ２６０）。そして、燃焼室到達流量Ｑｃ１および燃焼室到達流量Ｑｃ２の和を、燃焼室３０に到達した蒸発燃料ガスの流量である燃焼室到達流量Ｑｃとして推定して（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。

ここで、燃焼室到達流量Ｑｃ１は、式（２）に示すように、前回（本ルーチンの実行間隔だけ前）に推定した燃焼室到達第１流量（前回Ｑｃ１）と、時間Ｔｃ１だけ前に推定した第１通路流量Ｑｐ１［Ｔｃ１前］と、なまし回数τｃ１とを用いて演算することができる。燃焼室到達流量Ｑｃ２は、式（３）に示すように、前回（本ルーチンの実行間隔だけ前）に推定した燃焼室到達第２流量（前回Ｑｃ２）と、時間Ｔｃ２だけ前に推定した第２通路流量Ｑｐ２［Ｔｃ２前］と、なまし回数τｃ２とを用いて推定することができる。時間Ｔｃ１は、蒸発燃料ガスがパージ制御バルブ６５を通過してから第１パージ通路６２および吸気管２３を介して燃焼室３０に到達するのに要する時間であり、時間Ｔｃ２は、蒸発燃料ガスがパージ制御バルブ６５を通過してから第２パージ通路６３および吸気管２３を介して燃焼室３０に到達するのに要する時間である。時間Ｔｃ２およびなまし回数τｃ２は、時間Ｔｃ１およびなまし回数τｃ１に比して大きい値に設定される。これは、蒸発燃料ガスがパージ制御バルブ６５を通過してから第２パージ通路６３および吸気管２３を介して燃焼室３０に到達するのに要する時間が、蒸発燃料ガスがパージ制御バルブ６５を通過してから第１パージ通路６２および吸気管２３を介して燃焼室３０に到達するのに要する時間に比して長いことに基づく。時間Ｔｃ１，Ｔｃ２やなまし回数τｃ１，τｃ２は、エンジン１２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ、サージ圧Ｐｓなどに基づいて実験や解析により予め設定される。例えば、時間Ｔｃ１，Ｔｃ２やなまし回数τｃ１，τｃ２は、エンジン１２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなり、負荷率ＫＬが大きいほど小さくなり、サージ圧Ｐｓが小さい（負圧として大きい）ほど小さくなるように設定される。これは、上述の時間Ｔｓ２やなまし回数τｓ２の傾向の理由と同様の理由による。なお、時間Ｔｃ１，Ｔｃ２やなまし回数τｃ１，τｃ２は、簡単のために、予め定められた一定値が用いられるものとしてもよい。

Qc1=前回Qc1＋(Qp1[Tc1前]−前回Qc1)/τc1 (2)
Qc2=前回Qc2＋(Qp2[Tc2前]−前回Qc2)/τc2 (3)

このように燃焼室到達流量Ｑｃ１，Ｑｃ２を推定することにより、パージ制御バルブ６５から燃焼室３０までの第１パージ通路６２を介した経路容積（蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れ）と第２パージ通路６３を介した経路容積（蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れ）とを考慮して、燃焼室到達流量Ｑｃ１，Ｑｃ２をより適切に（精度よく）推定することができる。なお、燃焼室到達流量Ｑｃ１、燃焼室到達流量Ｑｃ２、燃焼室到達流量Ｑｃのうちの少なくとも１つは、例えば、上述のパージ制御（パージ制御バルブ６５の制御）に用いられる。

図１０は、サージ圧Ｐｓと第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２との関係の一例を示す説明図である。図中、サージ圧Ｐｓが負の値Ｐｓ１以下の領域は、サージ圧Ｐｓが負圧で且つエゼクタ圧Ｐｅｊが値０以上の領域を意味し、サージ圧Ｐｓが値０以上の領域は、サージ圧Ｐｓが値０以上で且つエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧の領域を意味し、サージ圧Ｐｓが値Ｐｓ１よりも大きく且つ値０未満の領域は、サージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧の領域を意味する。図示するように、サージ圧Ｐｓが閾値Ｐｓ１以下の領域（サージ圧Ｐｓが負圧で且つエゼクタ圧Ｐｅｊが値０以上の領域）では、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスの全てが第１パージ通路６２に流れる。サージ圧Ｐｓが値０以上の領域（サージ圧Ｐｓが値０以上で且つエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧の領域）では、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスの全てが第１パージ通路６２に流れる。サージ圧Ｐｓが値Ｐｓ１よりも大きく且つ値０未満の領域（サージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧の領域）では、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に（成り行きで配分されて）流れる。実施例では、パージが上流パージを含むと推定していると共にサージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧のときには、圧力比率Ｒｐに基づいて流量比率Ｒｆを推定し、バルブ通過流量Ｑｖと流量比率Ｒｆとに基づいて第１通路流量Ｑｐ１を推定すると共にバルブ通過流量Ｑｖから第１通路流量Ｑｐ１を減じて第２通路流量Ｑｐ２を推定する。これにより、蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に流れるときに、第１通路流量Ｑｐ１や第２通路流量Ｑｐ２をより適切に推定することができる。

以上説明した実施例のエンジン装置１０では、時間Ｔｓ２だけ前の第２通路流量Ｑｐ２［Ｔｓ２前］およびなまし回数τｓ２に基づいてサージ到達流量Ｑｓ２を推定し、サージ到達流量Ｑｓ１およびサージ到達流量Ｑｓ２の和をサージ到達流量Ｑｓとして推定する。これにより、パージ制御バルブ６５からサージタンク２７までの第２パージ通路６３を介した経路容積（蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れ）を考慮して、サージ到達流量Ｑｓ２をより適切に（精度よく）推定することができる。

実施例のエンジン装置１０では、上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値１である（パージが上流パージを含むと推定している）と共にサージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧のときに、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に流れると推定するものとした。しかし、上流パージ推定フラグＦｐｕｐを考慮せずに、サージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧のときに、パージ制御バルブ６５を通過した蒸発燃料ガスが第１パージ通路６２および第２パージ通路６３に流れると推定するものとしてもよい。

実施例のエンジン装置１０では、上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値１である（パージが上流パージを含むと推定している）と共にサージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊが負圧のときには、圧力比率Ｒｐと、第１パージ通路６２の断面積と第２パージ通路６３の断面積との関係と、に基づいて流量比率Ｒｆを推定するものとした。しかし、第１パージ通路６２の断面積と第２パージ通路６３の断面積との関係を考慮せずに、圧力比率Ｒｐｉｎ基づいて流量比率Ｒｆを推定するものとしてもよい。

実施例のエンジン装置１０では、第１通路流量Ｑｐ１をサージ到達流量Ｑｓ１として推定するものとした。しかし、式（４）に示すように、前回（図３のパージ流量推定ルーチンの実行間隔だけ前）に推定したサージ到達第１流量（前回Ｑｓ１）と、時間Ｔｓ１だけ前に推定した第１通路流量Ｑｐ１［Ｔｓ１前］と、なまし回数τｓ１とを用いてサージ到達流量Ｑｓ１を推定するものとしてもよい。時間Ｔｓ１は、蒸発燃料ガスがパージ制御バルブ６５を通過してから第１パージ通路６２および吸気管２３を介してサージタンク２７に到達するのに要する時間である。時間Ｔｓ１やなまし回数τｓ１は、エンジン１２の回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ、サージ圧Ｐｓなどに基づいて実験や解析により予め設定される。例えば、時間Ｔｓ１やなまし回数τｓ１は、エンジン１２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなり、負荷率ＫＬが大きいほど小さくなり、サージ圧Ｐｓが小さい（負圧として大きい）ほど小さくなるように設定される。これは、上述の時間Ｔｓ２やなまし回数τｓ２の傾向の理由と同様の理由による。なお、時間Ｔｓ１やなまし回数τｓ１は、簡単のために、予め定められた一定値が用いられるものとしてもよい。このようにサージ到達流量Ｑｓ１を推定することにより、パージ制御バルブ６５からサージタンク２７までの第１パージ通路６２を介した経路容積（蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れ）を考慮して、サージ到達流量Ｑｓ１をより適切に（精度よく）推定することができる。

Qs1=前回Qs1＋(Qp1[Ts1前]−前回Qs1)/τs1 (4)

実施例のエンジン装置１０では、上流パージ推定フラグＦｐｕｐが値０である（パージが上流パージを含まないと推定している）ときや、サージ圧Ｐｓが負圧でないとき、エゼクタ圧Ｐｅｊが負圧でないときには、支配パージフラグＦｐｄ（支配パージが下流パージおよび上流パージのうちの何れであるか）に基づいて流量比率Ｒｆに値０または値１を設定するものとした。しかし、このときには、サージ圧Ｐｓおよびエゼクタ圧Ｐｅｊのうちの何れかが負圧であると考えられるから、支配パージフラグＦｐｄを考慮するのに代えて、サージ圧Ｐｓおよび／またはエゼクタ圧Ｐｅｊに基づいて流量比率Ｒｆに値０または値１を設定するものとしてもよい。

実施例のエンジン装置１０では、バルブ通過流量Ｑｖおよび流量比率Ｒｆに基づいて第１通路流量Ｑｐ１および第２通路流量Ｑｐ２を推定し、第１通路流量Ｑｐ１に基づいてサージ到達流量Ｑｓ１および燃焼室到達流量Ｑｃ１を推定すると共に第２通路流量Ｑｐ２に基づいてサージ到達流量Ｑｓ２および燃焼室到達流量Ｑｃ２を推定するものとした。しかし、バルブ通過流量Ｑｖに基づいてサージ到達流量Ｑｓ１，Ｑｓ２および燃焼室到達流量Ｑｃ１，Ｑｃ２を推定するものであれば、これに限定されるものではない。例えば、電子制御ユニット７０は、図３のパージ流量推定ルーチンに代えて、図１１のパージ流量推定ルーチンを実行するものとしてもよい。図１１のルーチンは、ステップＳ１２０〜Ｓ１６０の処理が除かれた点で、図３のルーチンとは異なる。

図１１のパージ流量推定ルーチンでは、電子制御ユニット７０は、ステップＳ１１０でバルブ通過流量Ｑｖを推定すると、支配パージフラグＦｐｄに基づいて流量比率Ｒｆに値０または値１を設定し（ステップＳ１７０〜Ｓ１９０）、ステップＳ２００以降の処理を実行する。この場合、実施例に比して精度が劣るものの、蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れを考慮しないものに比して、サージ到達流量Ｑｓ２や燃焼室到達流量Ｑｃ１，Ｑｃ２をより適切に（精度よく）推定することができる。また、実施例と同様に、サージ到達流量Ｑｓ１を簡易に推定することができる。

実施例のエンジン装置１０では、サージ圧Ｐｓに基づいてオフセット量ｋｄを設定し、エゼクタ圧Ｐｅｊと、サージ圧Ｐｓからオフセット量ｋｄを減じた値と、に基づいて下流パージおよび上流パージのうち支配パージが何れであるかを判定するものとした。しかし、エゼクタ圧Ｐｅｊと、サージ圧Ｐｓに無関係な一定のオフセット量ｋｄをサージ圧Ｐｓから減じた値と、に基づいて下流パージおよび上流パージのうち支配パージが何れであるかを判定するものとしてもよい。また、エゼクタ圧Ｐｅｊと、サージ圧Ｐｓ（オフセット量ｋｄを減じない値）と、に基づいて下流パージおよび上流パージのうちの何れが支配的パージであるかを判定するものとしてもよい。

実施例のエンジン装置１０では、エンジン１２は、燃焼室３０内に燃料を噴射する筒内噴射弁２８を備えるものとした。しかし、エンジン１２は、筒内噴射弁２８に加えてまたは代えて、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を備えるものとしてもよい。

実施例のエンジン装置１０では、過給機４０は、吸気管２３に配置されるコンプレッサ４１と排気管３５に配置されるタービン４２とが回転軸４３を介して連結されるターボチャージャとして構成されるものとした。しかし、これに代えて、エンジン１２やモータにより駆動されるコンプレッサが吸気管２３に配置されるスーパーチャージャとして構成されるものとしてもよい。

実施例のエンジン装置１０では、蒸発燃料処理装置５０において、共通通路６１は、導入通路５２のキャニスタ５６付近に接続されるものとした。しかし、キャニスタ５６に接続されるものとしてもよい。

実施例では、一般的な自動車や各種のハイブリッド自動車に搭載されるエンジン装置１０の形態とした。しかし、自動車以外の車両に搭載されるエンジン装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン１２が「エンジン」に相当し、過給機４０が「過給機」に相当し、蒸発燃料処理装置５０が「蒸発燃料処理装置」に相当し、電子制御ユニット７０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。

１０エンジン装置、１１燃料タンク、１１ａ内圧センサ、１２エンジン、１４クランクシャフト、１４ａクランクポジションセンサ、１６水温センサ、１７低圧側燃料通路、１８高圧ポンプ、１９高圧側燃料通路、２２エアクリーナ、２３吸気管、２３ａエアフローメータ、２３ｂ吸気圧センサ、２３ｃ過給圧センサ、２３ｔ吸気温センサ、２４バイパス管、２５インタークーラ、２６スロットルバルブ、２６ａスロットルポジションセンサ、２７サージタンク、２７ａサージ圧センサ、２７ｂ温度センサ、２８筒内噴射弁、２８ａ燃圧センサ、２９吸気バルブ、３０燃焼室、３１点火プラグ、３２ピストン、３４排気バルブ、３５排気管、３５ａフロント空燃比センサ、３５ｂリヤ空燃比センサ、３６バイパス管、３７，３８浄化装置、４０過給機、４１コンプレッサ、４２タービン、４３回転軸、４４ウェイストゲートバルブ、４５ブローオフバルブ、５０蒸発燃料処理装置、５２導入通路、５３開閉バルブ、５４バイパス通路、５４ａ，５４ｂ分岐部、５５ａ，５５ｂリリーフバルブ、５５ｂリリーフバルブ、５６キャニスタ、５７大気開放通路、５８エアフィルタ、６１共通通路、６１ａ分岐点、６２第１パージ通路、６３第２パージ通路、６３ａＯＢＤ用センサ、６４バッファ部、６５パージ制御バルブ、６５ａパージ制御バルブポジションセンサ、６６逆止弁、６７逆止弁、６８還流通路、６９エゼクタ、７０電子制御ユニット。

Claims

吸気管に配置されたスロットルバルブを有し、燃料タンクから供給される燃料を用いた燃焼室での爆発燃焼により動力を出力するエンジンと、
前記吸気管の前記スロットルバルブよりも上流側に配置されたコンプレッサを有する過給機と、
前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスを前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側に接続された第１パージ通路と第２パージ通路とに分岐して前記吸気管に供給する供給通路と、前記吸気管の前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間からの還流通路に吸気ポートが接続され且つ前記吸気管の前記コンプレッサよりも上流側に排気ポートが接続され且つ前記第２パージ通路に吸引ポートが接続されたエゼクタと、前記供給通路に設けられたパージ制御バルブと、を有する蒸発燃料処理装置と、
制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第２パージ通路を介して前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側であるスロットル下流部に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第１到達流量を推定する際には、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスの流量であるバルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記スロットル下流部までの前記第２パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第１応答遅れと、に基づいて前記第１到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項１記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、
前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れるときには、
前記スロットル下流部の圧力であるスロットル後圧と前記エゼクタの前記吸引ポートの圧力であるエゼクタ圧との関係と、前記バルブ通過流量と、に基づいて前記パージ制御バルブを通過してから前記第２パージ通路に流れる前記蒸発燃料ガスの流量である第２通路流量を推定し、
前記第２通路流量と前記第１応答遅れとに基づいて前記第１到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項１または２記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路を介して前記スロットル下流部に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第２到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量に基づいて、前記蒸発燃料ガスの流れについての応答遅れを考慮せずに前記第２到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項１または２記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路を介して前記スロットル下流部に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第２到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記スロットル下流部までの前記第１パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第２応答遅れと、に基づいて前記第２到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項３または４記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、
前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れるときには、
前記スロットル下流部の圧力であるスロットル後圧と前記エゼクタの前記吸引ポートの圧力であるエゼクタ圧との関係と、前記バルブ通過流量と、に基づいて前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路に流れる前記蒸発燃料ガスの流量である第１通路流量を推定し、
前記第１通路流量に基づいて前記第２到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、
前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路を介して前記燃焼室に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第３到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記燃焼室までの前記第１パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第３応答遅れと、に基づいて前記第３到達流量を推定し、
前記パージ制御バルブを通過してから前記第２パージ通路を介して前記燃焼室に到達した前記蒸発燃料ガスの流量である第４到達流量を推定する際には、前記バルブ通過流量と、前記パージ制御バルブから前記燃焼室までの前記第２パージ通路を介した経路による前記蒸発燃料ガスの流れについての第４応答遅れと、に基づいて前記第４到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項６記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、
前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れるときには、
前記スロットル下流部の圧力であるスロットル後圧と前記エゼクタの前記吸引ポートの圧力であるエゼクタ圧との関係と、前記バルブ通過流量と、に基づいて前記パージ制御バルブを通過してから前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れる前記蒸発燃料ガスの流量である第１通路流量および第２通路流量を推定し、
前記第１通路流量と前記第３応答遅れとに基づいて前記第３到達流量を推定すると共に、前記第２通路流量と前記第４応答遅れとに基づいて前記第４到達流量を推定する、
エンジン装置。
請求項２，５，７のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
前記制御装置は、前記スロットル後圧および前記エゼクタ圧が負圧であるときに、前記パージ制御バルブを通過した前記蒸発燃料ガスが前記第１パージ通路および前記第２パージ通路に流れると推定する、
エンジン装置。