JP3849603B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−３１２１１３号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。キャニスタは、燃料タンクに連通していると共に、内燃機関の吸気通路に連通している。また、このキャニスタは、大気に連通する大気孔を備えている。
【０００３】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、一旦キャニスタに吸着される。内燃機関の運転中に、吸気負圧がキャニスタに導かれると、大気孔から吸入された空気と共に、キャニスタに吸着されている蒸発燃料が吸気通路にパージされる。その結果、燃料タンク内で生じた蒸発燃料は、大気に放出されることなく、内燃機関の運転中に燃料として処理される。
【０００４】
ところで、内燃機関の吸気負圧は、スロットル開度が開くに連れて大気圧に近い値になる。このため、内燃機関の高負荷運転時には、十分な吸気負圧が発生しない。キャニスタに吸着されている蒸発燃料を吸気通路に吸い出すためには、吸気通路に十分な負圧が生じていることが必要である。このため、従来の装置において、内燃機関が高負荷で運転している場合は、吸気負圧をキャニスタに供給するだけでは十分なパージ能力を得ることができない。
【０００５】
上記従来の装置は、このような不都合を回避するため、キャニスタの大気孔に対して加圧空気を圧送することのできるポンプを備えている。そして、吸気負圧が高圧となる高負荷運転時にはポンプを作動させることによりキャニスタに加圧空気を供給することとしている。より具体的には、内燃機関の運転状態に合わせて、キャニスタのパージ孔と大気孔との間に、ほぼ一定の差圧が確保されるようにポンプの状態を制御することとしている。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、安定したパージ流量を確保することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、吸気負圧が十分に低圧となる低負荷運転時には、ポンプの作動が停止される。この場合、キャニスタのパージ孔付近に導かれた負圧の一部は、キャニスタの内部を通過して大気孔に到達するより、むしろ燃料タンクに導かれる。その結果、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに吸着されることなく直接吸気通路にパージされる事態が生じ、キャニスタに吸着されている蒸発燃料のパージ効率が低下する。
【０００７】
また、上記従来の装置では、吸気負圧が大気圧付近にまで上昇した場合に、ポンプの作動に伴って、キャニスタのパージ孔付近の圧力が正圧となることがある。この場合、その圧力が燃料タンクに導かれ、タンク内圧が正圧となる事態が生ずる。従来の装置において、ポンプの動作は、パージの停止と共に停止される。従って、タンク内圧が正圧となっている状況下でパージが停止されると、その後、大気孔付近の圧力が大気圧に低下するに伴い、燃料タンク内の蒸発燃料が、キャニスタを介して大気に吹き抜ける事態が生じ得る。
【０００８】
このように、上記従来の装置は、燃料タンクの内圧を考慮することなく、パージ流量を確保することのみに着目してポンプの制御を行っていることから、燃料タンク内の蒸発燃料の直接パージや、燃料タンク内の蒸発燃料の大気への吹き抜け等の不都合を発生させるものであった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ポンプによるパージ流量の確保を図りつつ、蒸発燃料の直接パージや大気への吹き抜けを防止することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの大気孔に対して加圧空気を供給するポンプと、
前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
前記燃料タンクの内圧が、所定の目標圧力以下であるか否かを検出する圧力判定手段と、
前記内圧が前記目標圧力以下である場合に前記ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
前記大気孔と前記ポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
前記燃料タンクの内圧に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を設定する目標開度設定手段と、
前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度が前記目標値と一致するように前記キャニスタ閉塞弁を制御するキャニスタ閉塞弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタに加圧空気を供給するポンプと、
前記大気孔と前記ポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
キャニスタ内の蒸発燃料を前記吸気通路にパージする際に前記ポンプを作動状態とするポンプ制御手段と、
前記吸気通路にパージされるパージガスの流量を検出するパージ流量検出手段と、
前記パージ流量に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を設定する目標開度設定手段と、
前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度が前記目標値と一致するように前記キャニスタ閉塞弁を制御するキャニスタ閉塞弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記ポンプは、前記大気孔に対して加圧空気を圧送することができることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第１の発明において、
前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記ベーパ濃度が低いほど、前記燃料タンクの内圧の目標圧力を高い値に設定する目標圧力設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第２または第３の発明において、
前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記ベーパ濃度に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を補正する目標開度補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
内燃機関の排気通路に２次空気を導入するための２次空気導入通路と、
前記ポンプと前記キャニスタとの導通状態を制御する第１制御弁と、
前記ポンプと前記２次空気導入通路との導通状態を制御する第２制御弁と、
前記キャニスタと前記ポンプとをつなぐ経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
前記ポンプから前記キャニスタに向けて加圧空気が供給される際に、前記キャニスタ閉塞弁を実質的に所定開度に制御して前記加圧空気の圧力を調整する圧力調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第６の発明において、
前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
前記燃料タンクの内圧に基づいて、前記所定開度を設定する開度設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の発明は、第６の発明において、
前記キャニスタは、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備え、
前記吸気通路にパージされるパージガスの流量を検出するパージ流量検出手段と、
前記パージ流量に基づいて、前記所定開度を設定する開度設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第９の発明は、第１乃至第８の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンクに燃料が供給される給油状態を検出する給油検出手段と、
前記給油状態の成立中は、前記ポンプを逆転運転させることにより、前記キャニスタから大気へ向かうガスの流れを生成させる逆流ガス生成手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧を測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。
【００２０】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１４，１６を介してベーパ通路１８が接続されている。ベーパ通路１８は、ダイヤフラム式の給油弁２０を介してキャニスタ２２に接続されている。キャニスタ２２の内部には、燃料ベーパを吸着するための活性炭が充填されている。このため、燃料タンク１０の内部で発生した燃料ベーパは、ベーパ通路１８および給油弁２０を通ってキャニスタ２２に到達し、キャニスタ２２の内部に吸着保持される。
【００２１】
キャニスタ２２には、大気孔２４およびパージ孔２６が設けられている。パージ孔２６は、パージガスの流量を制御するためのパージVSV(Vacuum Switching Valve)２８を介して内燃機関の吸気通路（図示せず）に連通している。パージVSV２８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。
【００２２】
キャニスタ２２の大気孔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】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)
４０を備えている。ECU４０には、上述したタンク内圧センサ１２を始め、内燃機関に組み込まれている各種のセンサ（図示せず）の出力が供給されている。ECU４０は、それらのセンサ出力に基づいて、パージVSV２８、CCV３０、およびポンプ３２などの状態を制御することができる。
【００２４】
［基本動作の説明］
本実施形態のシステムにおいて、燃料タンク１０の内部で発生したベーパは、ベーパ通路１８を通ってキャニスタ２２に導かれ、その内部に吸着保持される。ECU４０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VSV２８を適当に開弁させる。内燃機関の運転中にパージVSV２８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。本実施形態のシステムによれば、このようにして、燃料タンク１０内で発生するベーパを、大気に放出させることなく処理することができる。
【００２５】
ECU４０は、公知の手法でパージガス中のベーパ濃度を検出することができる。また、ECU４０は、デューティ制御によりパージVSV２８の実質的な開度を制御することで、キャニスタ２２から吸気通路に向かって流れるパージガスの流量を制御することができる。このため、ECU４０は、パージの実行に伴って吸気通路に供給されている蒸発燃料の量を検知することができる。
【００２６】
吸気通路に蒸発燃料がパージされている状況下で、所望の空燃比を実現するためには、パージにより供給されている燃料分だけ燃料噴射量を減量補正することが必要である。ECU４０は、上記の要求を満たすべく、パージの影響を相殺するための補正量を公知の手法で算出し、その算出値に基づいて、燃料噴射量に減量補正を施す。このため、本実施形態のシステムによれば、大きな空燃比荒れを生じさせることなく蒸発燃料のパージを行うことができる。
【００２７】
［ポンプの必要性］
既に説明した通り、本実施形態の装置は、キャニスタ２２の大気孔２４に対して加圧空気を供給することのできるポンプ３２を備えている。以下、図２および図３を参照して、このポンプ３２の機能および必要性について説明する。
【００２８】
図２は、ポンプ３２を動作させることなく、パージの際に大気孔２４から自然に空気を吸入させた場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図２（Ａ）はタンク内圧PTNKの変化、図２（Ｂ）はパージVSV２８に供給される駆動信号のデューティ比DUTYの変化、図２（Ｃ）は車速SPDの変化を示す。ここでは、図２（Ｃ）に示すような車速プロファイルで車両が走行した場合に、パージVSV２８に対するDUTYが図２（Ｂ）に示すように変化したものとする。尚、パージVSV２８は、DUTY＝０のとき全閉状態を維持し、DUTY＝１００のとき全開状態を維持する。
【００２９】
DUTYが大きな値をとり、パージVSV２８の実質的開度が大きくなると、吸気負圧がキャニスタ２２のパージ孔２６に導かれる。このようにして導かれた吸気負圧は、その一部は活性炭を通って大気孔２４にまで到達し、大気孔２４からの空気の自然吸入を生じさせる。これと同時に、パージ孔２６に導かれた吸気負圧の残部は、活性炭の通気抵抗に起因して、ベーパ通路１８の内部、すなわち、燃料タンク１０の内部にも導かれる。このため、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す通り、タンク内圧PTNKは、DUTYが継続的に大きな値をとり続けることにより大気圧に比して十分に低い値となる。
【００３０】
キャニスタ２２に吸着されている燃料を効率的にパージさせるうえでは、キャニスタ２２内の活性炭を通過する空気を多量に生じさせることが望ましい。一方、活性炭を通過する空気の量は、吸気負圧が燃料タンク１０側へ導かれることにより減少する。この点、タンク内圧PTNKが負圧化する上記の状況は、効率的なパージを実現するうえで好ましい状況ではない。
【００３１】
また、タンク内圧PTNKが負圧化するということは、燃料タンク１０内の蒸発燃料が、キャニスタ２２を経由して吸気通路に直接パージされていることを意味する。更に、タンク内圧PTNKが負圧化すると、燃料タンク１０の内部では蒸発燃料が発生し易くなる。このため、パージガス中のベーパ濃度は、タンク内圧PTNKの負圧化が進むにつれて高くなり、PTNKが十分に低い状況では、濃度の高いパージガスがパージされる事態が生ずる。蒸発燃料の直接パージに伴って上記の如くパージガス中のベーパ濃度が高くなると、燃料噴射量の補正がその変化に追従できず、空燃比に荒れが生ずることがある。従って、タンク内圧PTNKが負圧化する上記の状況は、空燃比の制御精度を確保する観点からも好ましいものではない。
【００３２】
本実施形態の装置では、CCV３０が開いている状況下でポンプ３２を正転運転させることにより、キャニスタ２２の大気孔２４に加圧空気を供給することができる。そして、この加圧空気によって活性炭の通気抵抗分を補償してやると、キャニスタ２２の内部に大気孔２４からパージ孔２６へ向かう空気の流れを発生させつつ、パージ孔２６付近の圧力を大気圧近傍の値に維持することができる。
【００３３】
パージの実行に伴ってパージ孔２６に吸気負圧が導かれる状況であっても、その付近の圧力が大気圧近傍の値であれば、吸気負圧が燃料タンク１０に導かれることはなく、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することができる。そして、この場合、キャニスタ２２内の蒸発燃料を効率的にパージさせることができ、また、燃料タンク１０内の蒸発燃料の直接パージも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、パージの実行中にポンプ３２を正転作動させることにより、タンク内圧PTNKが負圧化することによる不都合は回避することができる。
【００３４】
［特徴的動作の説明］
しかしながら、パージの実行中、常にポンプ３２を作動させることとすると、吸気負圧が大気圧近傍の値に上昇した場合などに、キャニスタ２２のパージ孔２６付近の圧力が正圧となる事態が生ずる。パージ孔２６付近の圧力が正圧となれば、タンク内圧PTNKも正圧となる。このような状況下でパージが停止され、その結果ポンプ３２が停止されると、正圧に維持されている燃料タンク１０内のガスは、キャニスタ２２を通って大気孔２４から大気へ流出しようとする。その結果、燃料タンク１０内の蒸発燃料が大気へ吹き抜ける現象が生じ得る。
【００３５】
また、燃料タンク１０から内燃機関の吸気通路にわたる経路には、何らかの原因で漏れ故障が生ずることがある。このような漏れ故障が生じている状況下で、タンク内圧PTNKが正圧とされると、その故障個所から大気へ蒸発燃料がリークする事態が生じ得る。
【００３６】
このように、パージの実行中に常にポンプ３２を作動状態とした場合は、タンク内圧PTNKが正圧化することに伴い、蒸発燃料が大気に放出される事態が生じ
やすくなる。そこで、本実施形態の装置は、パージの実行中に、パージ孔２６付近の圧力が負圧化するような場合にのみ、ポンプ３２を正転動作させることとしている。
【００３７】
図３は、上記の規則に従ってポンプ３２が制御された場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図３（Ａ）はポンプ３２の運転状態の変化、図３（Ｂ）はタンク内圧PTNKの変化、図３（Ｃ）はパージVSV２８に供給される駆動信号のデューティ比DUTYの変化、図３（Ｄ）は車速SPDの変化である。
【００３８】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、ポンプ３２は、パージの実行中、タンク内圧PTNKが所定の目標圧力（本実施形態では大気圧）より低い場合にONとされる。そして、パージの実行中であっても、タンク内圧PTNKが目標圧力より高い場合にはポンプ３２がOFFとされる。このため、本実施形態の装置によれば、パージの実行中のタンク内圧PTNKが負圧化することによる不都合、およびタンク内圧PTNKが正圧化することによる不都合の双方を回避することができる。
【００３９】
図４は、上記の機能を実現するためにECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートを示す。
図４に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１００）。
【００４０】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１０２）。
【００４１】
一方、パージが実行中であると判別された場合は、次に、タンク内圧PTNKが負圧化しているか否か、つまり、目標圧力である大気圧より低いか否かが判別される（ステップ１０４）。
【００４２】
そして、タンク内圧PTNKが負圧化していないと判別された場合は、燃料タンク１０の内部が正圧化するのを避けるべく、ステップ１０２においてポンプ３２がOFFされる。
一方、タンク内圧PTNKが負圧化していると判別された場合は、パージ孔２６付近の圧力を高めてタンク内圧PTNKを大気圧に近づけるべく、ポンプ３２がONとされる（ステップ１０６）。
【００４３】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、パージが実行されており、かつ、タンク内圧PTNKが負圧化している場合にのみポンプ３２を正転運転させることができる。このため、本実施形態の装置によれば、パージの実行中にタンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することができ、その結果、蒸発燃料の効率的なパージ、パージ中における空燃比荒れの防止、パージ停止直後の蒸発燃料の吹き抜け防止、および漏れ故障個所からの蒸発燃料のリーク防止の全てを達成することができる。
【００４４】
［変形例等］
ところで、上述した実施の形態１では、パージの実行中に、タンク内圧PTNKの制御をポンプ３２のON・OFFのみで行うこととしている。しかしながら、本実施形態の装置において、タンク内圧PTNKを制御する手法はこれに限定されるものではない。すなわち、本実施形態の装置は、図１に示す通り、大気孔２４とパージポンプ３２との間にCCV３０を備えている。このため、CCV３０をデューティ制御すれば、ポンプ３２からキャニスタ２２に供給される加圧空気の量を制御させることができる。
【００４５】
タンク内圧PTNKは、単にポンプ３２をON・OFFさせるだけの場合より、ポンプ３２のON・OFFと併せてキャニスタ２２に供給される加圧空気の量が制御される方が、つまり、CCV３０の実質的開度が制御される方が、精度良く制御することができる。このため、本実施形態の装置では、パージの実行中に、ポンプ３２をON・OFF制御すると共に、タンク内圧PTNKと目標圧力（大気圧）との差に応じたディティ比でCCV３０をデューティ制御することとしてもよい。
【００４６】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１０４においてタンク内圧PTNKを検出することにより前記第１の発明における「タンク内圧検出手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「圧力判定手段」が、上記ステップ１０２および１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「ポンプ駆動手段」が、それぞれ実現されている。また、上述した実施の形態１においては、 ECU ４０に、タンク内圧 PTNK に基づいて、 CCV ３０に供給すべき駆動信号のデューティ比を設定させることにより前記第１の発明における「目標開度設定手段」を、また、その駆動信号で CCV ３０を駆動させることにより前記第１の発明における「キャニスタ閉塞弁制御手段」を、それぞれ実現することができる。
【００４７】
実施の形態２．
次に、図５および図６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、ECU４０に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図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。
【００４８】
上述した実施の形態１の装置は、パージの実行中に、ポンプ３２をON・OFFさせることによりタンク内圧PTNKを目標圧力（大気圧）に維持している。ポンプ３２の状態が切り換えられた後、その切り換え後の状態がタンク内圧PTNKに反映されるまでにはある程度の遅延が生ずる。このため、実施の形態１の装置では、タンク内圧PTNKの生ずるある程度の変動は許容せざるを得ない。
【００４９】
タンク内圧PTNKの変動は、実施の形態１の場合のようにタンク内圧PTNKに基づいてポンプ３２の動作状態を制御する他、キャニスタ２２に供給する加圧空気の量を、吸気通路に向かって流れるパージガスの流量に見合った量に制御することによって抑制することができる。つまり、本実施形態の装置においては、タンク内圧PTNKに基づいてポンプ３２の動作状態を制御するのではなく、パージ流量に見合った量の加圧空気がキャニスタ２２に供給されるようにポンプ３２およびCCV３０を制御することによってもタンク内圧PTNKを目標圧力付近に制御することができる。
【００５０】
CCV３０の状態変化は、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量に即座に反映される。また、CCV３０の開度をパージ流量に見合った状態とする制御には、タンク内圧PTNKに基づいてポンプ３２のON・OFFを切り換える場合のようなフィードバックの要素が含まれていない。このため、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量を、CCV３０の状態を変化させることによりパージ流量に見合った量とする制御は、ポンプ３２のON・OFFを切り換えることによりタンク内圧PTNKを目標圧力に一致させる制御に比べて、明らかに優れた応答性を示す。そこで、本実施形態において、ECU４０は、パージの実行中に、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量がパージ流量に見合った量となるようにポンプ３２およびCCV３０を制御することで、タンク内圧PTNKの負圧化および正圧化を防ぐこととしている。
【００５１】
図５は、上記の規則に従ってポンプ３２およびCCV３０が制御された場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図５（Ａ）はCCV３０に供給される駆動信号のデューティ比CCVDutyの変化、図５（Ｂ）はポンプ３２の作動状態の変化、図５（Ｃ）はタンク内圧PTNKの変化、図５（Ｄ）パージVSV２８に供給される駆動信号のデューティ比DUTYの変化、図５（Ｅ）は車速SPDの変化である。
【００５２】
図５（Ｂ）および図５（Ｄ）に示すように、ポンプ３２は、パージの実行中は常にONとなるように制御されている。そして、図５（Ａ）および図５（Ｄ）に示すように、CCV３０に対する駆動信号のデューティ比CCVDutyは、パージVSV２８に対する駆動信号のデューティ比DUTYと同様に増減している。つまり、CCV３０は、その実質的開度が、パージVSV２８を流れるパージ流量に見合った開度となるように制御されている。
【００５３】
この場合、パージの実行に伴ってキャニスタ２２から流出するパージガスの流量分が、大気孔２４からキャニスタ２２に流入することとなり、パージの実行中常に、燃料タンク１０内のガス量はほぼ一定に維持される。このため、本実施形態の装置によれば、図５（Ｃ）に示すように、パージの実行中に、実施の形態１の場合に比して更に精度良くタンク内圧PTNKを大気圧近傍に制御することができる。
【００５４】
図６は、上記の機能を実現するためにECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートを示す。
図６に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１１０）。
【００５５】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１１２）。
【００５６】
一方、パージが実行中であると判別された場合は、ポンプ３２がONとされ、キャニスタ２２への加圧空気の供給が開始される（ステップ１１４）。
【００５７】
次に、パージ流量に基づいて、CCV３０に供給する駆動信号のデューティ比CCVDutyが算出される（ステップ１１６）。
ECU４０は、吸気負圧PMとパージVSV２８の開度（パージVSV２８に供給されている駆動信号のデューティ比DUTY）とに基づいて、或いは、公知の手法で算出されているパージ率PGRと吸入空気量Gaとに基づいて、パージ流量を求めることができる。また、ECU４０は、パージ流量に見合った量の加圧空気をキャニスタ２２に供給するために必要なCCVDutyの値を定めたマップ（ステップ１１６の枠中に示すようなマップ）を記憶している。本ステップ１１６では、そのマップを参照して、現在のパージ流量に応じたデューティ比CCVDutyが算出される。
【００５８】
上記の処理によりCCVDutyが算出されると、以後、そのCCVDutyで変動する駆動信号で、CCV３０が駆動される（ステップ１１８）。
その結果、CCV３０を通ってパージ流量に見合った量の加圧空気がポンプ３２から大気孔２４へと流入し、タンク内圧PTNKがほぼ大気圧に維持されたまま、キャニスタ２２内の蒸発燃料のパージが行われる。
【００５９】
以上説明した通り、図６に示すルーチンによれば、タンク内圧PTNKを精度良く大気圧近傍の値に維持したまま、キャニスタ２２から吸気通路に向けて蒸発燃料をパージさせることができる。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１の装置に比して更に効率的に蒸発燃料をパージさせると共に、パージ中における空燃比の荒れ、パージ停止直後の蒸発燃料の吹き抜止、および漏れ故障個所からの蒸発燃料のリークを、実施の形態１の場合に比して更に確実に防止することができる。
【００６０】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU４０が、上記ステップ１１０および１１４の処理を実行することにより前記第２の発明における「ポンプ制御手段」が、上記ステップ１１６においてパージ流量を求めることにより前記第２の発明における「パージ流量検出手段」が、上記ステップ１１６においてCCVDutyを算出することにより前記第２の発明における「目標開度設定手段」が、上記ステップ１１８の処理を実行することにより前記第２の発明における「キャニスタ閉塞弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００６１】
実施の形態３．
次に、図７を参照して本発明の実施の形態３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、ECU４０に、上記図４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。
【００６２】
上述した実施の形態１の装置は、パージの実行中に、タンク内圧PTNKを大気圧近傍の値に制御することとしている。ところで、本実施形態の装置において、パージガス中のベーパ濃度が薄い場合は、キャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料量が少ないと推定することができる。蒸発燃料のパージ効率を高めるうえでは、このような場合には、キャニスタ２２内を流通する空気の量を増やしてパージを促進させてやることが望ましい。
【００６３】
本実施形態の装置において、キャニスタ２２内部を流通する空気の量は、ポンプ３２からキャニスタ２２に供給される加圧空気量を増やしてやることで増量させることができる。また、タンク内圧PTNKが目標圧力に一致するようにポンプ３２のON・OFFが切り換えられる装置にあっては、キャニスタ２２に供給される加圧空気量は、目標圧力を高めてポンプ３２の作動時間を延ばしてやることで増やすことができる。このため、このような装置にあっては、パージガス中のベーパ濃度が薄くなるに連れてタンク内圧PTNKの目標圧力を高めることで、蒸発燃料のパージ能力を改善することができる。
【００６４】
パージ中におけるタンク内圧PTNKは、その目標圧力が高い値に設定されほど高圧となる。また、既述した通り、パージ中におけるタンク内圧PTNKが高くなるに連れて、パージの停止時に燃料タンク１０内の蒸発燃料がキャニスタ２２を介して大気に吹き抜け易くなる。しかしながら、ベーパ濃度が薄い場合は、上記の如く、キャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料量が少ないと推定できる。また、ベーパ濃度が薄い場合には、燃料タンク１０の内部で発燃料がさほど多量には発生していないと推定することができる。このような状況下では、パージの停止に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２２へガスが流出しても、キャニスタ２２の外部にまで蒸発燃料が吹き抜けることはない。このため、ベーパ濃度が薄いときは、タンク内圧PTNKの目標圧力を高めても、その弊害として蒸発燃料が大気に吹き抜け易くなることはない。
【００６５】
そこで、本実施形態の装置は、実施の形態１の場合と同様にポンプ３２の状態を制御すると共に、つまり、パージの実行中にタンク内圧PTNKが目標圧力を下回っているか否かに基づきポンプ３２のON・OFFを切り換えると共に、パージガス中のベーパ濃度が薄いほど、タンク内圧PTNKの目標圧力をより高い値に設定することとしている。
【００６６】
図７は、上記の機能を実現するための本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートを示す。
図７に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１２０）。
【００６７】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、CCV３０が開弁状態とされ（ステップ１２２）、次いでポンプ３２がOFFされた後（ステップ１２４）、今回のルーチンが終了される。
【００６８】
一方、上記ステップ１２０において、パージが実行中であると判別された場合は、次に、ベーパ濃度に対応する目標圧量PTGTが算出される（ステップ１２６）。
ECU４０は、既述した通り、公知の手法でパージガス中のベーパ濃度を検知することができる。また、ECU４０は、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることがなく、かつ、蒸発燃料を効率的にパージさせるうえで適切な目標圧力PTGTを、ベーパ濃度との関係で定めたマップ（ステップ１２６の枠中に示すようなマップ）を記憶している。本ステップ１２６では、そのマップに基づいて現在のベーパ濃度に応じた目標圧力PTGTが算出される。その結果、本ステップ１２６では、ベーパ濃度が薄いほど高い目標圧力PTGTが、また、ベーパ濃度が濃いほど低い（大気圧付近）の目標圧力PTGTが設定される。
【００６９】
図７に示すルーチンでは、次に、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高圧であるか否かが判別される（ステップ１２８）。
【００７０】
その結果、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高圧であると判別された場合は、タンク内圧PTNKがそれ以上高圧となるのを避けるべく、CCV３０が閉弁された後（ステップ１３０）、ステップ１２４においてポンプ３２がOFFされる。
この際、ポンプ３２がOFFされるに先立ってCCV３０が閉じられるため、キャニスタ２２および燃料タンク１０の内圧は目標圧力PTGTの近傍に維持され、蒸発燃料を効率的にパージするための状態が維持される。
【００７１】
一方、上記ステップ１２８において、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高くないと判別された場合は、タンク内圧PTNKを上昇させる必要があると判断できる。この場合、CCV３０が開弁状態とされ（ステップ１３２）、次いで、ポンプ３２がON状態とされた後、今回の処理サイクルが終了される。
【００７２】
以上説明した一連の処理によれば、パージガス中のベーパ濃度が薄い場合に限り、タンク内圧PTNKが比較的高圧の目標圧力PTGTに一致するようにポンプ３２からキャニスタ２２へ多量の加圧空気を供給することができる。このため、本実施形態の装置によれば、パージ停止に伴う蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることなく、キャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料が少量である場合のパージ効率を高めることができる。
【００７３】
そして、上述した一連の処理によれば、パージガス中のベーパ濃度が濃い場合には、タンク内圧PTNKが大気圧付近の目標圧力PTGTに一致するようにポンプ３２からキャニスタ２２へ適量の加圧空気を供給することができる。この場合、タンク内圧PTNKを正圧化させることなくパージを進めることができるため、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
尚、上述した実施の形態３においては、ECU４０が、上記ステップ１２６においてパージガス中のベーパ濃度を検出することにより前記第４の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、上記ステップ１２６において目標圧力PTGTを設定することにより前記得第４の発明における「目標圧力設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００７５】
実施の形態４．
次に、図８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１の装置において、ECU４０に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図８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。
【００７６】
上述した実施の形態３の装置は、ベーパ濃度が薄いほどタンク内圧PTNKを高くする技術を、実施の形態１の制御方法、すなわち、パージの実行中にポンプ３２をON・OFFさせることによりタンク内圧PTNKを目標圧力PTGTに制御する方法と組み合わせている。ところで、タンク内圧PTGTは、実施の形態２の説明において記述した通り、CCV３０の開度をパージ流量に見合った開度に制御することで、より精度良く制御することができる。そこで、本実施形態では、ベーパ濃度が薄いほどタンク内圧PTNKを高くする技術を、実施の形態２の制御方法、つまり、CCV３０の開度をパージ流量に見合った開度とすることでタンク内圧PTGTを制御する方法と組み合わせることとしている。
【００７７】
図８は、上記の機能を実現するためにECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
図８に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１４０）。
【００７８】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１４２）。
【００７９】
一方、パージが実行中であると判別された場合は、ポンプ３２がONとされ、キャニスタ２２への加圧空気の供給が開始される（ステップ１４４）。
【００８０】
次に、パージ流量に基づいて、CCV３０に供給する駆動信号のデューティ比の基本値Duty0が算出される（ステップ１４６）。
本ステップ１４６で算出される基本値Duty0は、実施の形態２におけるCCVDutyと同様に、CCV３０をデューティ比で開閉させた場合に、ポンプ３２からキャニスタ２２に向けて、パージ流量と等量の加圧空気を流通させることのできる値である。本ステップ１４６において、ECU４０は、実施の形態２においてCCVDutyを算出したのと同様の手法で（ステップ１１６参照）、現在のパージ流量に対応する基本値Duty0を算出する。
【００８１】
デューティ比の基本値Duty0が算出されると、次に、補正係数Kが算出（ステップ１４８）。
補正係数Kは、後述の如く、CCV３０の駆動信号のデューティ比Dutyを算出するために、上記の基本値Duty0に掛け合わされる係数である。従って、その値Kが大きいほど、CCV３０の実質的開度は大きくなり、キャニスタ２２に供給される加圧空気量は多量となる。
本ステップ１４８において、ECU４０は、実施の形態３において目標圧力PTGTを算出したのと同様の手法で（ステップ１２６参照）、現在のベーパ濃度に対応する補正係数Kを算出する。すなわち、ECU４０は、パージ停止時に蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることがなく、かつ、蒸発燃料を効率的にパージさせるうえで適切な補正係数Kを、ベーパ濃度との関係で定めたマップ（ステップ１４８の枠中に示すようなマップ）を記憶している。本ステップ１４８では、そのマップに基づいて現在のベーパ濃度に応じた補正係数Kが算出される。その結果、本ステップ１４８では、ベーパ濃度が薄いほど大きな補正係数Kが、また、ベーパ濃度が濃いほど小さな（最小値は１．０）補正係数Kが設定される。
【００８２】
図８に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１４６で算出された基本値Duty0と上記ステップ１４８で算出された補正係数Kとを掛け合わせることにより、CCV３０に供給する駆動信号のデューティ比Duty＝Duty0×Kが算出される（ステップ１５０）。
【００８３】
次に、上記の如く算出されたデューティ比Dutyで、CCV３０が駆動される（ステップ１１８）。
その結果、ベーパ濃度が濃い場合にはほぼパージ流量と等しい加圧空気が、また、ベーパ濃度が薄い場合にはパージ流量より適量だけ多量の加圧空気が、CCV３０を通ってポンプ３２から大気孔２４へと流入する。
【００８４】
キャニスタ２２に供給される加圧空気量が上記の如く制御されると、タンク内圧PTNKは、実施の形態３の場合と同様に、ベーパ濃度が濃い場合にはほぼ大気圧に維持され、また、ベーパ濃度が薄い場合には大気圧より高い適当な圧力に制御される。更に、本実施形態では、実施の形態３の場合に比してより好適な手法（CCV３０を用いた手法）でタンク内圧PTNKの制御を行っている。このため、本実施形態の装置によれば、パージ停止に伴う蒸発燃料の吹き抜け防止や蒸発燃料のパージ効率向上などの効果を、実施の形態３の場合に比してより正確に達成することができる。
【００８５】
尚、上述した実施の形態４においては、ECU４０が、上記ステップ１４８においてベーパ濃度を検出することにより前記第５の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、上記ステップ１４８および１５０の処理を実行することにより前記第５の発明における「目標開度補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００８６】
実施の形態５
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図９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。尚、図９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。
【００８７】
図９に示すように、本実施形態の装置は、２次空気導入通路５０を備えている。２次空気導入通路５０の一端は、チェックバルブ５２を介して、内燃機関の排気通路５４に連通している。チェックバルブ５２は、排気通路５４に向かうガスの流れのみを許容する一方向弁である。排気通路５４には、排気ガスを浄化するための触媒５５が配置されている。２次空気導入通路５０は、その触媒５５の上流において排気通路５４と連通している。
【００８８】
２次空気導入通路５０の他端は、ASV(Air Switching Valve)５６と連通している。ASV５６は、その内部に２つの制御弁を備えるユニットである。ASV５６には、上述した２次空気導入通路５０の他、大気連通路５８および加圧空気供給経路６０が連通している。大気連通路５８は、ポンプ３２およびフィルタ６２を介して大気に連通している。一方、加圧空気供給経路６０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。ASV５６が備える一方の制御弁は、ポンプ３２と２次空気導入通路５０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。ASV５６が備える他方の制御弁はポンプと加圧空気供給経路６０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。
【００８９】
［動作説明］
本実施形態において、ECU４０は、ポンプ３２やパージVSV２８の制御に加えて、ASV５６の制御を行う。ECU４０は、内燃機関の冷間始動時など、触媒５５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５０とが導通するようにASV５６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により圧送された空気が２次空気として排気通路５４の触媒５５の上流に流入する。触媒５５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５５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５５を短時間で暖機することができる。
【００９０】
本実施形態において、ポンプ３２は、実施の形態１乃至４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、ECU４０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６０とが導通するようにASV５６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。
【００９１】
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５４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。
【００９２】
図１０は、本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
図１０に示すルーチンでは、先ず、内燃機関の冷間始動中か否かが判別される（ステップ１６０）。
より具体的には、内燃機関の排気通路５４に２次空気を供給する必要があるか否かが判別される。本ステップ１６０において、この判別は、例えば、内燃機関の始動後の経過時間、或いは内燃機関の冷却水温などに基づいて行うことができる。
【００９３】
上記の判別の結果、冷間始動中であると判断された場合は、ASV５６のAI側制御弁がON（開状態）とされ（ステップ１６２）、次いでポンプ３２が作動状態とされる（ステップ１６４）。
上記の処理が実行されると、以後、ポンプ３２で生成された加圧空気が、２次空気として排気通路５４の触媒５５上流に供給される。その結果、触媒５５の早期暖機が実現される。
【００９４】
図１０に示すルーチン中、上記ステップ１６０において、内燃機関が冷間始動中ではないとの判別がなされた場合は、ASV５６のAI側制御弁がOFF（閉状態）とされ（ステップ１６６）、次いで、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１６８）。
【００９５】
上記の判別の結果、パージが実行中でないと判断された場合は、ASV５６のパージ側制御弁がOFFされ（ステップ１７０）、CCV３０が開状態とされた後（ステップ１７２）、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１７４）。
パージの停止中は、上記の処理が実行される結果、キャニスタ２２が、実施の形態１乃至４の場合と同様に、CCV３０およびフィルタ３４を介して大気に開放された状態となる。
【００９６】
上記ステップ１６８において、パージが実行中であると判別された場合は、次に、タンク内圧PTNKが所定の目標圧力（例えば大気圧）より高いか否かが判別される（ステップ１７６）。
【００９７】
その結果、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高いと判別された場合は、タンク内圧PTNKがそれ以上高圧となるのを避けるべく、上述したステップ１７０以降の処理が実行される。
一方、タンク内圧PTNKが目標圧力より高くないと判別された場合は、タンク内圧PTNKを高めるべく、ASV５６のパージ側制御弁がONとされ（ステップ１７８）、CCV３０が閉状態とされ（ステップ１８０）、更に、ポンプ３２がONされる（ステップ１６４）。
これらの処理が実行されると、その後、ポンプ３２からキャニスタ２２へ加圧空気が供給され始め、タンク内圧PTNKの上昇が図られる。
【００９８】
上述した一連の処理によれば、ポンプ３２を、必要に応じて、２次空気発生用の機構として、或いは、キャニスタ２２に加圧空気を供給するための機構として利用することができる。そのうえで、実施の形態１の場合と同様に、パージの実行中は、タンク内圧PTNKを所定の目標圧力に制御することができる。従って、本実施形態の構成によれば、実施の形態１の場合と同様の機能と、触媒５５の早期暖機を可能とする機能とを併せ持つシステムを安価に実現することができる。
【００９９】
［変形例等］
ところで、本実施形態におけるポンプ３２には、十分な２次空気を発生するだけの能力が要求される。このため、図９に示すポンプ３２は、実施の形態１乃至４の場合に比して大きな能力を有している。従って、パージの実行中に、単にこのポンプ３２をON・OFFさせるだけでは、パージ流量やタンク内圧PTNKを精度良く制御することが困難な事態が生じ得る。
【０１００】
本実施形態の装置では、ポンプ３２から加圧供給経路６０に加圧空気が供給されている場合に、CCV３０を適当に開弁させることにより、その加圧空気の一部をキャニスタ２２に流入させることなく大気に放出させることができる。そして、この場合は、キャニスタ２２に流入する加圧空気の量を減らすことで、パージ流量やタンク内圧PTNKの制御性を高めることができる。
【０１０１】
このため、本実施形態の装置では、上記図１０に示すステップ１８０において、CCV３０を全閉状態とするのではなく、加圧空気の一部が大気に放出されるように、CCV３０を適当にデューティ制御することとしてもよい。更に、より好ましくは、その際にCCV３０に供給される駆動信号のデューティ比を、タンク内圧PTNKが目標圧力に近づくようにフィードバック制御することとしてもよい。上記ステップ１８０において、このような制御を実行することとすれば、ポンプ３２が、実施の形態１乃至４の場合に比して大きな容量を有していても、パージ流量やタンク内圧PTNKを精度良く安定制御することができる。また、これらの制御すると、フィルタ３４に対して、その内側から外側へ向かう空気を流通させることができる。このため、これらの制御によれば、上述した本来の効果に加えて、フィルタ３４の清掃効果を付随的に得ることができる。
【０１０２】
また、上述した実施の形態５においては、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持するために、実施の形態１の場合と同様の制御（図４参照）、すなわち、ポンプ３２をON・OFFさせる制御を実行することとしているが、その制御はこれに限定されるものではない。すなわち、本実施形態の装置においても、実施の形態２の場合と同様に（図６参照）、パージの実行中常にポンプ３２をON状態とし、かつ、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量がパージ流量に見合った量となるようにCCV３０をデューティ制御することにより、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することとしてもよい。但し、本実施形態において、CCV３０は、大気に放出される加圧空気量を制御する機構として機能するため、CCV３０の目標開度（デューティ比CCVDuty）は、実施の形態２の場合とは逆に、パージ流量が少ないほど大きな値にすることが必要である。
【０１０３】
尚、上述した実施の形態５においては、ASV５６のパージ側制御弁が前記第６の発明における「第１制御弁」に、ASVのAI側制御弁が前記第６の発明における「第２制御弁」に、CCV３０が前記第６の発明における「キャニスタ閉塞弁」に、それぞれ相当していると共に、ECU４０に、上記ステップ１８０においてCCV３０を適当にデューティ制御させることにより前記第６の発明における「圧力調整手段」を実現することができる。
【０１０４】
また、上述した実施の形態５においては、ECU４０に、上記ステップ１８０において、タンク内圧PTNKを検出させることにより前記第７の発明における「タンク内圧検出手段」を、そのタンク内圧PTNKに基づいてCCV３０をデューティ制御させることにより前記第７の発明における「開度設定手段」を、それぞれ実現することができる。
【０１０５】
また、上述した実施の形態５においては、ECU４０に、上記ステップ１８０において、パージ流量を検出させることにより前記第８の発明における「パージ流量検出手段」を、そのパージ流量に基づいてCCV３０をデューティ制御させることにより前記第８の発明における「開度設定手段」を、それぞれ実現することができる。
【０１０６】
実施の形態６．
次に、図１１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、ECU４０に、上記図１０に示すルーチンに代えて、後述する図１１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。
【０１０７】
上述した実施の形態５の装置は、パージの実行中、常にタンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することで、蒸発燃料の直接パージやパージ停止に伴う蒸発燃料の吹き抜けを防止することとしている。これに対して、実施の形態３の説明において既述した通り、ベーパ濃度が薄い場合は、タンク内圧PTNKの目標値を大気圧より高い値とすることで、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることなくパージ効率を高めることができる。そこで、本実施形態の装置は、実施の形態５の場合と同様の構成（図９に示す構成）を用いつつ、パージの実行中に、タンク内圧PTNKの目標値をベーパ濃度に応じて適宜設定することとした。
【０１０８】
図１１は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。尚、図１１において、上記図１０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。
【０１０９】
図１１に示すルーチンは、図１０に示すステップ１７６の処理が、ステップ１９０および１９２の処理に置き換えられている点を除き、図１０に示すルーチンと同様である。すなわち、図１１に示すルーチンでは、ステップ１６８においてパージが実行中であるとの判別が成された場合、次に、ベーパ濃度に基づいてタンク内圧PTNKの目標圧力PTGTが設定される（ステップ１９０）。
本ステップ１９０において、ECU４０は、実施の形態３の場合と同様の手法で現在のベーパ濃度に対応する目標圧力PTGTを算出する（図７，ステップ１２６参照）。本ステップ１９０の処理によれば、パージの停止に伴う蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることがなく、かつ、蒸発燃料を効率的にパージさせるうえで適切な目標圧力PTGTを設定することができる。
【０１１０】
図１１に示すルーチンでは、次に、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高圧であるか否かが判別される（ステップ１９２）。
その結果、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高いと判別された場合は、タンク内圧PTNKがそれ以上高圧となるのを避けるべく、ASV５６のパージ側制御弁がOFFされ、CCV３０が開状態とされ、更にポンプ３２がOFFされる（ステップ１７０〜１７４）。
一方、タンク内圧PTNKが目標圧力より高くないと判別された場合は、タンク内圧PTNKを高めるべく、ASV５６のパージ側制御弁がONされ、CCV３０が閉弁状態とされ、更にポンプ３２がONN（ステップ１７８、１８０，１６４）。
【０１１１】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、ポンプ３２を、必要に応じて、２次空気発生用の機構として、或いは、キャニスタ２２に加圧空気を供給するための機構として利用することができる。そのうえで、実施の形態３の場合と同様に、パージの実行中は、ベーパ濃度に基づいて設定された目標圧力PTGTにタンク内圧PTNKを制御することができる。このため、本実施形態の構成によれば、実施の形態３の場合と同様の機能と、触媒５５の早期暖機を可能とする機能とを併せ持つシステムを安価に実現することができる。
【０１１２】
［変形例等］
ところで、上述した実施の形態６においては、ステップ１８０においてCCV３０を閉じることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態５の場合と同様に、ステップ１８０では、ポンプ３２で生成される加圧空気の一部が大気に放出されるように、CCV３０を、所定のデューティ比（固定値、或いはタンク内圧PTNKに基づいて設定された値）でデューティ制御することとしてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施の形態６においては、ECU４０が、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持するために、実施の形態３の場合と同様の制御（図７参照）、すなわち、ポンプ３２をON・OFFさせる制御を実行しているが、その制御はこれに限定されるものではない。すなわち、本実施形態の装置においても、実施の形態４の場合と同様に（図８参照）、パージの実行中常にポンプ３２をON状態とし、かつ、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量がパージ流量およびベーパ濃度に見合った量となるようにCCV３０をデューティ制御することにより、タンク内圧PTNKを所望の圧力に維持することとしてもよい。但し、本実施形態において、CCV３０は、大気に放出される加圧空気量を制御する機構として機能するため、CCV３０の基本デューティ値Duty0は、実施の形態４の場合とは逆に、パージ流量が少ないほど大きな値に設定することが必要である。同様に、補正係数Kは、実施の形態４の場合とは逆に、ベーパ濃度が薄いほど小さな値に設定することが必要である
【０１１４】
実施の形態７．
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の実施の形態７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、ECU４０に、上述した図４に示すルーチンに代えて、後述する図１２に示すルーチンを更に実行させることにより実現することができる。
【０１１５】
燃料タンク１０の空き容量は、給油により液面が上昇することにより急減に減少する。このため、円滑な給油を可能とするためには、空き容量の減少分に見合ったタンク内ガスの流出を許容することが必要である。上述した実施の形態１乃至４の装置は、何れも、パージの停止中はキャニスタ２２の大気孔２４を大気に開放している。大気孔２４が大気に開放されていると、燃料タンク１０内のガスは容易にキャニスタ２２に向かって流出することができる。このため、実施の形態１乃至４の装置によれば、パージの停止中は、円滑な給油を可能とすることができる。
【０１１６】
また、上述した実施の形態１乃至４の装置は、何れも、パージの実行中は、燃料タンク１０から溢れ出てきたベーパガスを内燃機関の吸気通路に流通させることができる。このため、それらの装置によれば、パージの実行中に給油がなされた場合にも、タンク内ガスの流出を許容して、円滑な給油を可能とすることができる。
【０１１７】
しかしながら、パージの実行中に、燃料タンク１０から吸気通路へ給油の実行に伴う多量の蒸発燃料がパージされると、ベーパ濃度の急激な変化に燃料噴射量の補正が追いつけずに、空燃比荒れが生ずることがある。このため、給油の実行時に流出を許容すべきタンク内ガスは、パージの実行中であっても吸気通路に流通させないことが望ましい。そこで、本実施形態の装置は、パージの実行中に給油が行われた場合には、ポンプ３２を逆転方向に運転させ、燃料タンク１０から流出してくる蒸発燃料を、内燃機関１０の吸気通路にパージさせることなく、キャニスタ２２側に強制的に吸い込むこととした。
【０１１８】
ところで、本実施形態の装置において、パージの停止時に給油が行われた場合も、ポンプ３２を逆転運転させれば、燃料タンク１０から流出してくる蒸発燃料を積極的にキャニスタ２２に吸い込むことができる。燃料タンク１０から流出してくる蒸発燃料をこのように積極的にキャニスタ２２に吸い込むこととすれば、タンク内ガスの抜け性を改善することができる。従って、パージの停止時にもポンプ３２を逆転運転することとすれば、タンク内ガスの抜け性を確保するために課されていた種々の制約を緩めて、配管の形状やキャニスタ２２の配置などに関する自由度を高めることができる。そこで、本実施形態の装置は、パージの実行中に限らず、パージの停止中にも給油の際には、ポンプ３２を逆転運転させることとした。
【０１１９】
図１２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、車両の運転中に所定間隔毎に起動される他、車両の停車中においても所定の規則に従って適宜起動されるものとする。尚、図１２において、上記図４に示すルーチン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。
【０１２０】
図１２に示すルーチンでは、先ず、給油中であるか否かが判別される（ステップ２００）。
給油の実行中は、液面上昇に伴う空き空間の減少に伴い、タンク内圧PTNKが通常より高い値となる。本ステップ２００では、例えば、タンク内圧PTNKが所定の判定値PONより高圧か否かに基づいて、給油中であるか否かを判断することができる。
【０１２１】
上記ステップ２００において、給油中でないとの判別がなされた場合は、以後、実施の形態１の場合と同様に、ステップ１００〜１０６の処理が実行される。その結果、パージの実行中は、タンク内圧PTNKが目標圧力である大気圧近傍の値に維持される。
【０１２２】
一方、上記ステップ２００において給油中であるとの判断がなされた場は、次いで、ポンプの逆転運転が開始される（ステップ２０２）
【０１２３】
図１３は、上記ステップ２０２の処理が実行された後に、本実施形態の装置の内部に生ずるガスの流れを説明するための図である。図１３に示すように、ステップ２０２の処理によりポンプ３２が逆転運転されると、キャニスタ２２の内部に、大気孔２４側から負圧が導かれる。その結果、給油の実行に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２２へ向かって流出してくる蒸発燃料は、パージ孔２６の外へは殆ど流出せず、強制的にキャニスタ２２の内部に引き込まれる。
【０１２４】
燃料タンク１０内の蒸発燃料が上記の如く強制的にキャニスタ２２内部に引き込まれる場合、蒸発燃料の直接パージが防止されることから、給油に伴う空燃比の荒れを有効に抑制することができる。更に、この場合はタンク内ガスの抜け性が改善されることから、所望の給油性を得るうえで配管やキャニスタ２２に課すべき制約を緩めることができる。従って、本実施形態の構成によれば、給油時の内燃機関の運転状態を実施の形態１の場合に比して更に安定させることができ、かつ、配管やキャニスタ２２の配置等に関して実施の形態１の場合より更に高い自由度を有する装置を実現することができる。
【０１２５】
ところで、上述した実施の形態７の装置は、給油時にポンプ３２を逆転させる技術を、実施の形態１の装置に組み込むことにより実現されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、給油時にポンプ３２を逆転させる技術は、実施の形態１の装置に限らず、実施の形態２乃至６の何れの装置に組み込むこととしてもよい。
【０１２６】
尚、上述した実施の形態７においては、ECU４０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第９の発明における「給油検出手段」が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第９の発明における「逆流ガス生成手段」が、それぞれ実現されている。
【０１２７】
【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、キャニスタ閉塞弁の実質的開度を、タンク内圧に基づいて設定された目標値に一致させることができる。キャニスタ閉塞弁は、キャニスタの大気孔とポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配設されている。前者の構成によれば、キャニスタ閉塞弁の開度を変化させることにより、キャニスタに供給される加圧空気の割合を直接的に変えることができる。また、後者の構成によれば、キャニスタに供給されない加圧空気の量を変えることで、キャニスタに供給される加圧空気の割合を間接的に変えることができる。このため、キャニスタに供給される加圧空気の割合を変えることができれば、タンク内圧の制御精度を高めることができる。このため、本発明によれば、第１乃至第３の発明に比して、更に高い精度でタンク内圧を制御することができる。
【０１２８】
第２の発明によれば、キャニスタ閉塞弁の実質的開度を、パージ流量に基づいて設定された目標値に一致させることができる。キャニスタ閉塞弁は、キャニスタの大気孔とポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配設されている。前者の構成によれば、キャニスタ閉塞弁の開度を変化させることにより、キャニスタに供給される加圧空気の割合を直接的に変えることができる。また、後者の構成によれば、キャニスタに供給されない加圧空気の量を変えることで、キャニスタに供給される加圧空気の割合を間接的に変えることができる。このため、本発明によれば、パージ流量に見合った量の加圧空気をキャニスタに供給することができる。キャニスタに供給される加圧空気の量がパージ流量と対応している場合、タンク内圧は適当な圧力に維持される。このため、本発明によれば、ポンプによるパージ流量の確保を図りつつ、蒸発燃料の直接パージや大気への吹き抜けを防止することができる。
【０１２９】
第３の発明によれば、ポンプにより生成される加圧空気はキャニスタの大気孔に供給される。このため、本発明によれば、その加圧空気をキャニスタから蒸発燃料をパージさせるための空気として利用することができ、高いパージ能力を実現することができる。
【０１３０】
第４の発明によれば、パージガス中のベーパ濃度が低いほど、タンク内圧の目標圧力を高い値とすることができる。パージ流量は、タンク内圧の目標圧力が高いほど多量となる。このため、本発明によれば、キャニスタ内の蒸発燃料が少なく、ベーパ濃度が薄くなった状況下で、高いパージ能力を確保することができる。また、ベーパ濃度が薄い場合、つまり、キャニスタ内の蒸発燃料量が少ない場合は、パージの停止に伴って燃料タンクからキャニスタに向けてベーパ濃度の低いガスが流出してきても、蒸発燃料の大気への吹き抜けは生じない。従って、本発明によれば、エミッション特性を悪化させることなく、パージ能力の向上を図ることができる。
【０１３１】
第５の発明によれば、パージガス中のベーパ濃度に応じて、キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を補正することができる。上記の目標値を補正すると、ベーパ濃度が低いほどパージ流量を多量に発生させることができる。このため、本発明によれば、ベーパ濃度が薄くなった状況下でのパージ能力を高めることができる。タンク内圧は、多量のパージ流量を確保しようとするほど高圧となる。しかしながら、ベーパ濃度が薄い場合は、キャニスタ内の蒸発燃料量が少なく、パージの停止に伴って燃料タンクからキャニスタに向けてベーパ濃度の低いガスが流出してきても、蒸発燃料の大気への吹き抜けは生じない。このため、本発明によれば、エミッション特性を悪化させることなく、パージ能力の向上を図ることができる。
【０１３２】
第６の発明によれば、第１制御弁を導通状態とすることで、ポンプに、キャニスタに向かう加圧空気を発生させることができる。また、第２制御弁を導通状態とすることで、ポンプから排気通路へ２次空気を流通させることができる。ポンプには、２次空気を供給するに足る大きな容量が要求される。このポンプを、キャニスタに加圧空気を供給するための機構として用いる場合は、キャニスタ閉塞弁の実質的開度を所定開度とすることができる。この場合、加圧空気の一部がキャニスタ閉塞弁を通って大気に放出されるため、過剰な空気がキャニスタに供給されるのを防ぐことができる。
【０１３３】
第７の発明によれば、キャニスタ閉塞弁が実現すべき所定開度をタンク内圧に基づいて設定することができる。このため、本発明によれば、タンク内圧に応じた量の加圧空気をキャニスタに供給することができ、高い精度でタンク内圧を制御することができる。
【０１３４】
第８の発明によれば、キャニスタ閉塞弁が実現すべき所定開度を、キャニスタから吸気通路にパージされるパージガスの流量に基づいて設定することができる。このため、本発明によれば、パージ流量に見合った量の加圧空気をキャニスタに供給することができ、高い精度でタンク内圧を制御することができる。
【０１３５】
第９の発明によれば、給油時には、ポンプを逆転運転させることにより、燃料タンク内のガスをキャニスタ側へ吸引することができる。このため、本発明によれば、優れた給油性を実現することができる。
【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】 図１に示す装置において、ポンプを作動させることなくパージを行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】 図１に示す装置において、ポンプを作動させながらパージを行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態１において実行されるパージポンプ駆動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２の装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態２において実行されるパージポンプ駆動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３において実行されるパージポンプ駆動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４において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】 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１０】 本発明の実施の形態５において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１１】 本発明の実施の形態６において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２】 本発明の実施の形態７において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態７の装置により達成される効果を説明するための図である。
【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
２８ パージVSV
３０ CCV(Canister Closed Valve)
３２ ポンプ
４０ ECU(Electronic Control Unit)
PTNK タンク内圧
PTGT タンク内圧の目標圧力
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−３１２１１３号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。キャニスタは、燃料タンクに連通していると共に、内燃機関の吸気通路に連通している。また、このキャニスタは、大気に連通する大気孔を備えている。
【０００３】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、一旦キャニスタに吸着される。内燃機関の運転中に、吸気負圧がキャニスタに導かれると、大気孔から吸入された空気と共に、キャニスタに吸着されている蒸発燃料が吸気通路にパージされる。その結果、燃料タンク内で生じた蒸発燃料は、大気に放出されることなく、内燃機関の運転中に燃料として処理される。
【０００４】
ところで、内燃機関の吸気負圧は、スロットル開度が開くに連れて大気圧に近い値になる。このため、内燃機関の高負荷運転時には、十分な吸気負圧が発生しない。キャニスタに吸着されている蒸発燃料を吸気通路に吸い出すためには、吸気通路に十分な負圧が生じていることが必要である。このため、従来の装置において、内燃機関が高負荷で運転している場合は、吸気負圧をキャニスタに供給するだけでは十分なパージ能力を得ることができない。
【０００５】
上記従来の装置は、このような不都合を回避するため、キャニスタの大気孔に対して加圧空気を圧送することのできるポンプを備えている。そして、吸気負圧が高圧となる高負荷運転時にはポンプを作動させることによりキャニスタに加圧空気を供給することとしている。より具体的には、内燃機関の運転状態に合わせて、キャニスタのパージ孔と大気孔との間に、ほぼ一定の差圧が確保されるようにポンプの状態を制御することとしている。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、安定したパージ流量を確保することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置では、吸気負圧が十分に低圧となる低負荷運転時には、ポンプの作動が停止される。この場合、キャニスタのパージ孔付近に導かれた負圧の一部は、キャニスタの内部を通過して大気孔に到達するより、むしろ燃料タンクに導かれる。その結果、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに吸着されることなく直接吸気通路にパージされる事態が生じ、キャニスタに吸着されている蒸発燃料のパージ効率が低下する。
【０００７】
また、上記従来の装置では、吸気負圧が大気圧付近にまで上昇した場合に、ポンプの作動に伴って、キャニスタのパージ孔付近の圧力が正圧となることがある。この場合、その圧力が燃料タンクに導かれ、タンク内圧が正圧となる事態が生ずる。従来の装置において、ポンプの動作は、パージの停止と共に停止される。従って、タンク内圧が正圧となっている状況下でパージが停止されると、その後、大気孔付近の圧力が大気圧に低下するに伴い、燃料タンク内の蒸発燃料が、キャニスタを介して大気に吹き抜ける事態が生じ得る。
【０００８】
このように、上記従来の装置は、燃料タンクの内圧を考慮することなく、パージ流量を確保することのみに着目してポンプの制御を行っていることから、燃料タンク内の蒸発燃料の直接パージや、燃料タンク内の蒸発燃料の大気への吹き抜け等の不都合を発生させるものであった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ポンプによるパージ流量の確保を図りつつ、蒸発燃料の直接パージや大気への吹き抜けを防止することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの大気孔に対して加圧空気を供給するポンプと、
前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
前記燃料タンクの内圧が、所定の目標圧力以下であるか否かを検出する圧力判定手段と、
前記内圧が前記目標圧力以下である場合に前記ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
前記大気孔と前記ポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
前記燃料タンクの内圧に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を設定する目標開度設定手段と、
前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度が前記目標値と一致するように前記キャニスタ閉塞弁を制御するキャニスタ閉塞弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタに加圧空気を供給するポンプと、
前記大気孔と前記ポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
キャニスタ内の蒸発燃料を前記吸気通路にパージする際に前記ポンプを作動状態とするポンプ制御手段と、
前記吸気通路にパージされるパージガスの流量を検出するパージ流量検出手段と、
前記パージ流量に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を設定する目標開度設定手段と、
前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度が前記目標値と一致するように前記キャニスタ閉塞弁を制御するキャニスタ閉塞弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記ポンプは、前記大気孔に対して加圧空気を圧送することができることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、第１の発明において、
前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記ベーパ濃度が低いほど、前記燃料タンクの内圧の目標圧力を高い値に設定する目標圧力設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第２または第３の発明において、
前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記ベーパ濃度に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を補正する目標開度補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
内燃機関の排気通路に２次空気を導入するための２次空気導入通路と、
前記ポンプと前記キャニスタとの導通状態を制御する第１制御弁と、
前記ポンプと前記２次空気導入通路との導通状態を制御する第２制御弁と、
前記キャニスタと前記ポンプとをつなぐ経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
前記ポンプから前記キャニスタに向けて加圧空気が供給される際に、前記キャニスタ閉塞弁を実質的に所定開度に制御して前記加圧空気の圧力を調整する圧力調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、第６の発明において、
前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
前記燃料タンクの内圧に基づいて、前記所定開度を設定する開度設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の発明は、第６の発明において、
前記キャニスタは、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備え、
前記吸気通路にパージされるパージガスの流量を検出するパージ流量検出手段と、
前記パージ流量に基づいて、前記所定開度を設定する開度設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第９の発明は、第１乃至第８の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンクに燃料が供給される給油状態を検出する給油検出手段と、
前記給油状態の成立中は、前記ポンプを逆転運転させることにより、前記キャニスタから大気へ向かうガスの流れを生成させる逆流ガス生成手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧を測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。
【００２０】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１４，１６を介してベーパ通路１８が接続されている。ベーパ通路１８は、ダイヤフラム式の給油弁２０を介してキャニスタ２２に接続されている。キャニスタ２２の内部には、燃料ベーパを吸着するための活性炭が充填されている。このため、燃料タンク１０の内部で発生した燃料ベーパは、ベーパ通路１８および給油弁２０を通ってキャニスタ２２に到達し、キャニスタ２２の内部に吸着保持される。
【００２１】
キャニスタ２２には、大気孔２４およびパージ孔２６が設けられている。パージ孔２６は、パージガスの流量を制御するためのパージVSV(Vacuum Switching Valve)２８を介して内燃機関の吸気通路（図示せず）に連通している。パージVSV２８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。
【００２２】
キャニスタ２２の大気孔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】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)
４０を備えている。ECU４０には、上述したタンク内圧センサ１２を始め、内燃機関に組み込まれている各種のセンサ（図示せず）の出力が供給されている。ECU４０は、それらのセンサ出力に基づいて、パージVSV２８、CCV３０、およびポンプ３２などの状態を制御することができる。
【００２４】
［基本動作の説明］
本実施形態のシステムにおいて、燃料タンク１０の内部で発生したベーパは、ベーパ通路１８を通ってキャニスタ２２に導かれ、その内部に吸着保持される。ECU４０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VSV２８を適当に開弁させる。内燃機関の運転中にパージVSV２８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。本実施形態のシステムによれば、このようにして、燃料タンク１０内で発生するベーパを、大気に放出させることなく処理することができる。
【００２５】
ECU４０は、公知の手法でパージガス中のベーパ濃度を検出することができる。また、ECU４０は、デューティ制御によりパージVSV２８の実質的な開度を制御することで、キャニスタ２２から吸気通路に向かって流れるパージガスの流量を制御することができる。このため、ECU４０は、パージの実行に伴って吸気通路に供給されている蒸発燃料の量を検知することができる。
【００２６】
吸気通路に蒸発燃料がパージされている状況下で、所望の空燃比を実現するためには、パージにより供給されている燃料分だけ燃料噴射量を減量補正することが必要である。ECU４０は、上記の要求を満たすべく、パージの影響を相殺するための補正量を公知の手法で算出し、その算出値に基づいて、燃料噴射量に減量補正を施す。このため、本実施形態のシステムによれば、大きな空燃比荒れを生じさせることなく蒸発燃料のパージを行うことができる。
【００２７】
［ポンプの必要性］
既に説明した通り、本実施形態の装置は、キャニスタ２２の大気孔２４に対して加圧空気を供給することのできるポンプ３２を備えている。以下、図２および図３を参照して、このポンプ３２の機能および必要性について説明する。
【００２８】
図２は、ポンプ３２を動作させることなく、パージの際に大気孔２４から自然に空気を吸入させた場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図２（Ａ）はタンク内圧PTNKの変化、図２（Ｂ）はパージVSV２８に供給される駆動信号のデューティ比DUTYの変化、図２（Ｃ）は車速SPDの変化を示す。ここでは、図２（Ｃ）に示すような車速プロファイルで車両が走行した場合に、パージVSV２８に対するDUTYが図２（Ｂ）に示すように変化したものとする。尚、パージVSV２８は、DUTY＝０のとき全閉状態を維持し、DUTY＝１００のとき全開状態を維持する。
【００２９】
DUTYが大きな値をとり、パージVSV２８の実質的開度が大きくなると、吸気負圧がキャニスタ２２のパージ孔２６に導かれる。このようにして導かれた吸気負圧は、その一部は活性炭を通って大気孔２４にまで到達し、大気孔２４からの空気の自然吸入を生じさせる。これと同時に、パージ孔２６に導かれた吸気負圧の残部は、活性炭の通気抵抗に起因して、ベーパ通路１８の内部、すなわち、燃料タンク１０の内部にも導かれる。このため、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す通り、タンク内圧PTNKは、DUTYが継続的に大きな値をとり続けることにより大気圧に比して十分に低い値となる。
【００３０】
キャニスタ２２に吸着されている燃料を効率的にパージさせるうえでは、キャニスタ２２内の活性炭を通過する空気を多量に生じさせることが望ましい。一方、活性炭を通過する空気の量は、吸気負圧が燃料タンク１０側へ導かれることにより減少する。この点、タンク内圧PTNKが負圧化する上記の状況は、効率的なパージを実現するうえで好ましい状況ではない。
【００３１】
また、タンク内圧PTNKが負圧化するということは、燃料タンク１０内の蒸発燃料が、キャニスタ２２を経由して吸気通路に直接パージされていることを意味する。更に、タンク内圧PTNKが負圧化すると、燃料タンク１０の内部では蒸発燃料が発生し易くなる。このため、パージガス中のベーパ濃度は、タンク内圧PTNKの負圧化が進むにつれて高くなり、PTNKが十分に低い状況では、濃度の高いパージガスがパージされる事態が生ずる。蒸発燃料の直接パージに伴って上記の如くパージガス中のベーパ濃度が高くなると、燃料噴射量の補正がその変化に追従できず、空燃比に荒れが生ずることがある。従って、タンク内圧PTNKが負圧化する上記の状況は、空燃比の制御精度を確保する観点からも好ましいものではない。
【００３２】
本実施形態の装置では、CCV３０が開いている状況下でポンプ３２を正転運転させることにより、キャニスタ２２の大気孔２４に加圧空気を供給することができる。そして、この加圧空気によって活性炭の通気抵抗分を補償してやると、キャニスタ２２の内部に大気孔２４からパージ孔２６へ向かう空気の流れを発生させつつ、パージ孔２６付近の圧力を大気圧近傍の値に維持することができる。
【００３３】
パージの実行に伴ってパージ孔２６に吸気負圧が導かれる状況であっても、その付近の圧力が大気圧近傍の値であれば、吸気負圧が燃料タンク１０に導かれることはなく、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することができる。そして、この場合、キャニスタ２２内の蒸発燃料を効率的にパージさせることができ、また、燃料タンク１０内の蒸発燃料の直接パージも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、パージの実行中にポンプ３２を正転作動させることにより、タンク内圧PTNKが負圧化することによる不都合は回避することができる。
【００３４】
［特徴的動作の説明］
しかしながら、パージの実行中、常にポンプ３２を作動させることとすると、吸気負圧が大気圧近傍の値に上昇した場合などに、キャニスタ２２のパージ孔２６付近の圧力が正圧となる事態が生ずる。パージ孔２６付近の圧力が正圧となれば、タンク内圧PTNKも正圧となる。このような状況下でパージが停止され、その結果ポンプ３２が停止されると、正圧に維持されている燃料タンク１０内のガスは、キャニスタ２２を通って大気孔２４から大気へ流出しようとする。その結果、燃料タンク１０内の蒸発燃料が大気へ吹き抜ける現象が生じ得る。
【００３５】
また、燃料タンク１０から内燃機関の吸気通路にわたる経路には、何らかの原因で漏れ故障が生ずることがある。このような漏れ故障が生じている状況下で、タンク内圧PTNKが正圧とされると、その故障個所から大気へ蒸発燃料がリークする事態が生じ得る。
【００３６】
このように、パージの実行中に常にポンプ３２を作動状態とした場合は、タンク内圧PTNKが正圧化することに伴い、蒸発燃料が大気に放出される事態が生じ
やすくなる。そこで、本実施形態の装置は、パージの実行中に、パージ孔２６付近の圧力が負圧化するような場合にのみ、ポンプ３２を正転動作させることとしている。
【００３７】
図３は、上記の規則に従ってポンプ３２が制御された場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図３（Ａ）はポンプ３２の運転状態の変化、図３（Ｂ）はタンク内圧PTNKの変化、図３（Ｃ）はパージVSV２８に供給される駆動信号のデューティ比DUTYの変化、図３（Ｄ）は車速SPDの変化である。
【００３８】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、ポンプ３２は、パージの実行中、タンク内圧PTNKが所定の目標圧力（本実施形態では大気圧）より低い場合にONとされる。そして、パージの実行中であっても、タンク内圧PTNKが目標圧力より高い場合にはポンプ３２がOFFとされる。このため、本実施形態の装置によれば、パージの実行中のタンク内圧PTNKが負圧化することによる不都合、およびタンク内圧PTNKが正圧化することによる不都合の双方を回避することができる。
【００３９】
図４は、上記の機能を実現するためにECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートを示す。
図４に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１００）。
【００４０】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１０２）。
【００４１】
一方、パージが実行中であると判別された場合は、次に、タンク内圧PTNKが負圧化しているか否か、つまり、目標圧力である大気圧より低いか否かが判別される（ステップ１０４）。
【００４２】
そして、タンク内圧PTNKが負圧化していないと判別された場合は、燃料タンク１０の内部が正圧化するのを避けるべく、ステップ１０２においてポンプ３２がOFFされる。
一方、タンク内圧PTNKが負圧化していると判別された場合は、パージ孔２６付近の圧力を高めてタンク内圧PTNKを大気圧に近づけるべく、ポンプ３２がONとされる（ステップ１０６）。
【００４３】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、パージが実行されており、かつ、タンク内圧PTNKが負圧化している場合にのみポンプ３２を正転運転させることができる。このため、本実施形態の装置によれば、パージの実行中にタンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することができ、その結果、蒸発燃料の効率的なパージ、パージ中における空燃比荒れの防止、パージ停止直後の蒸発燃料の吹き抜け防止、および漏れ故障個所からの蒸発燃料のリーク防止の全てを達成することができる。
【００４４】
［変形例等］
ところで、上述した実施の形態１では、パージの実行中に、タンク内圧PTNKの制御をポンプ３２のON・OFFのみで行うこととしている。しかしながら、本実施形態の装置において、タンク内圧PTNKを制御する手法はこれに限定されるものではない。すなわち、本実施形態の装置は、図１に示す通り、大気孔２４とパージポンプ３２との間にCCV３０を備えている。このため、CCV３０をデューティ制御すれば、ポンプ３２からキャニスタ２２に供給される加圧空気の量を制御させることができる。
【００４５】
タンク内圧PTNKは、単にポンプ３２をON・OFFさせるだけの場合より、ポンプ３２のON・OFFと併せてキャニスタ２２に供給される加圧空気の量が制御される方が、つまり、CCV３０の実質的開度が制御される方が、精度良く制御することができる。このため、本実施形態の装置では、パージの実行中に、ポンプ３２をON・OFF制御すると共に、タンク内圧PTNKと目標圧力（大気圧）との差に応じたディティ比でCCV３０をデューティ制御することとしてもよい。
【００４６】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１０４においてタンク内圧PTNKを検出することにより前記第１の発明における「タンク内圧検出手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「圧力判定手段」が、上記ステップ１０２および１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「ポンプ駆動手段」が、それぞれ実現されている。また、上述した実施の形態１においては、 ECU ４０に、タンク内圧 PTNK に基づいて、 CCV ３０に供給すべき駆動信号のデューティ比を設定させることにより前記第１の発明における「目標開度設定手段」を、また、その駆動信号で CCV ３０を駆動させることにより前記第１の発明における「キャニスタ閉塞弁制御手段」を、それぞれ実現することができる。
【００４７】
実施の形態２．
次に、図５および図６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、ECU４０に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図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。
【００４８】
上述した実施の形態１の装置は、パージの実行中に、ポンプ３２をON・OFFさせることによりタンク内圧PTNKを目標圧力（大気圧）に維持している。ポンプ３２の状態が切り換えられた後、その切り換え後の状態がタンク内圧PTNKに反映されるまでにはある程度の遅延が生ずる。このため、実施の形態１の装置では、タンク内圧PTNKの生ずるある程度の変動は許容せざるを得ない。
【００４９】
タンク内圧PTNKの変動は、実施の形態１の場合のようにタンク内圧PTNKに基づいてポンプ３２の動作状態を制御する他、キャニスタ２２に供給する加圧空気の量を、吸気通路に向かって流れるパージガスの流量に見合った量に制御することによって抑制することができる。つまり、本実施形態の装置においては、タンク内圧PTNKに基づいてポンプ３２の動作状態を制御するのではなく、パージ流量に見合った量の加圧空気がキャニスタ２２に供給されるようにポンプ３２およびCCV３０を制御することによってもタンク内圧PTNKを目標圧力付近に制御することができる。
【００５０】
CCV３０の状態変化は、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量に即座に反映される。また、CCV３０の開度をパージ流量に見合った状態とする制御には、タンク内圧PTNKに基づいてポンプ３２のON・OFFを切り換える場合のようなフィードバックの要素が含まれていない。このため、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量を、CCV３０の状態を変化させることによりパージ流量に見合った量とする制御は、ポンプ３２のON・OFFを切り換えることによりタンク内圧PTNKを目標圧力に一致させる制御に比べて、明らかに優れた応答性を示す。そこで、本実施形態において、ECU４０は、パージの実行中に、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量がパージ流量に見合った量となるようにポンプ３２およびCCV３０を制御することで、タンク内圧PTNKの負圧化および正圧化を防ぐこととしている。
【００５１】
図５は、上記の規則に従ってポンプ３２およびCCV３０が制御された場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図５（Ａ）はCCV３０に供給される駆動信号のデューティ比CCVDutyの変化、図５（Ｂ）はポンプ３２の作動状態の変化、図５（Ｃ）はタンク内圧PTNKの変化、図５（Ｄ）パージVSV２８に供給される駆動信号のデューティ比DUTYの変化、図５（Ｅ）は車速SPDの変化である。
【００５２】
図５（Ｂ）および図５（Ｄ）に示すように、ポンプ３２は、パージの実行中は常にONとなるように制御されている。そして、図５（Ａ）および図５（Ｄ）に示すように、CCV３０に対する駆動信号のデューティ比CCVDutyは、パージVSV２８に対する駆動信号のデューティ比DUTYと同様に増減している。つまり、CCV３０は、その実質的開度が、パージVSV２８を流れるパージ流量に見合った開度となるように制御されている。
【００５３】
この場合、パージの実行に伴ってキャニスタ２２から流出するパージガスの流量分が、大気孔２４からキャニスタ２２に流入することとなり、パージの実行中常に、燃料タンク１０内のガス量はほぼ一定に維持される。このため、本実施形態の装置によれば、図５（Ｃ）に示すように、パージの実行中に、実施の形態１の場合に比して更に精度良くタンク内圧PTNKを大気圧近傍に制御することができる。
【００５４】
図６は、上記の機能を実現するためにECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートを示す。
図６に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１１０）。
【００５５】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１１２）。
【００５６】
一方、パージが実行中であると判別された場合は、ポンプ３２がONとされ、キャニスタ２２への加圧空気の供給が開始される（ステップ１１４）。
【００５７】
次に、パージ流量に基づいて、CCV３０に供給する駆動信号のデューティ比CCVDutyが算出される（ステップ１１６）。
ECU４０は、吸気負圧PMとパージVSV２８の開度（パージVSV２８に供給されている駆動信号のデューティ比DUTY）とに基づいて、或いは、公知の手法で算出されているパージ率PGRと吸入空気量Gaとに基づいて、パージ流量を求めることができる。また、ECU４０は、パージ流量に見合った量の加圧空気をキャニスタ２２に供給するために必要なCCVDutyの値を定めたマップ（ステップ１１６の枠中に示すようなマップ）を記憶している。本ステップ１１６では、そのマップを参照して、現在のパージ流量に応じたデューティ比CCVDutyが算出される。
【００５８】
上記の処理によりCCVDutyが算出されると、以後、そのCCVDutyで変動する駆動信号で、CCV３０が駆動される（ステップ１１８）。
その結果、CCV３０を通ってパージ流量に見合った量の加圧空気がポンプ３２から大気孔２４へと流入し、タンク内圧PTNKがほぼ大気圧に維持されたまま、キャニスタ２２内の蒸発燃料のパージが行われる。
【００５９】
以上説明した通り、図６に示すルーチンによれば、タンク内圧PTNKを精度良く大気圧近傍の値に維持したまま、キャニスタ２２から吸気通路に向けて蒸発燃料をパージさせることができる。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１の装置に比して更に効率的に蒸発燃料をパージさせると共に、パージ中における空燃比の荒れ、パージ停止直後の蒸発燃料の吹き抜止、および漏れ故障個所からの蒸発燃料のリークを、実施の形態１の場合に比して更に確実に防止することができる。
【００６０】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU４０が、上記ステップ１１０および１１４の処理を実行することにより前記第２の発明における「ポンプ制御手段」が、上記ステップ１１６においてパージ流量を求めることにより前記第２の発明における「パージ流量検出手段」が、上記ステップ１１６においてCCVDutyを算出することにより前記第２の発明における「目標開度設定手段」が、上記ステップ１１８の処理を実行することにより前記第２の発明における「キャニスタ閉塞弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００６１】
実施の形態３．
次に、図７を参照して本発明の実施の形態３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、ECU４０に、上記図４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。
【００６２】
上述した実施の形態１の装置は、パージの実行中に、タンク内圧PTNKを大気圧近傍の値に制御することとしている。ところで、本実施形態の装置において、パージガス中のベーパ濃度が薄い場合は、キャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料量が少ないと推定することができる。蒸発燃料のパージ効率を高めるうえでは、このような場合には、キャニスタ２２内を流通する空気の量を増やしてパージを促進させてやることが望ましい。
【００６３】
本実施形態の装置において、キャニスタ２２内部を流通する空気の量は、ポンプ３２からキャニスタ２２に供給される加圧空気量を増やしてやることで増量させることができる。また、タンク内圧PTNKが目標圧力に一致するようにポンプ３２のON・OFFが切り換えられる装置にあっては、キャニスタ２２に供給される加圧空気量は、目標圧力を高めてポンプ３２の作動時間を延ばしてやることで増やすことができる。このため、このような装置にあっては、パージガス中のベーパ濃度が薄くなるに連れてタンク内圧PTNKの目標圧力を高めることで、蒸発燃料のパージ能力を改善することができる。
【００６４】
パージ中におけるタンク内圧PTNKは、その目標圧力が高い値に設定されほど高圧となる。また、既述した通り、パージ中におけるタンク内圧PTNKが高くなるに連れて、パージの停止時に燃料タンク１０内の蒸発燃料がキャニスタ２２を介して大気に吹き抜け易くなる。しかしながら、ベーパ濃度が薄い場合は、上記の如く、キャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料量が少ないと推定できる。また、ベーパ濃度が薄い場合には、燃料タンク１０の内部で発燃料がさほど多量には発生していないと推定することができる。このような状況下では、パージの停止に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２２へガスが流出しても、キャニスタ２２の外部にまで蒸発燃料が吹き抜けることはない。このため、ベーパ濃度が薄いときは、タンク内圧PTNKの目標圧力を高めても、その弊害として蒸発燃料が大気に吹き抜け易くなることはない。
【００６５】
そこで、本実施形態の装置は、実施の形態１の場合と同様にポンプ３２の状態を制御すると共に、つまり、パージの実行中にタンク内圧PTNKが目標圧力を下回っているか否かに基づきポンプ３２のON・OFFを切り換えると共に、パージガス中のベーパ濃度が薄いほど、タンク内圧PTNKの目標圧力をより高い値に設定することとしている。
【００６６】
図７は、上記の機能を実現するための本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートを示す。
図７に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１２０）。
【００６７】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、CCV３０が開弁状態とされ（ステップ１２２）、次いでポンプ３２がOFFされた後（ステップ１２４）、今回のルーチンが終了される。
【００６８】
一方、上記ステップ１２０において、パージが実行中であると判別された場合は、次に、ベーパ濃度に対応する目標圧量PTGTが算出される（ステップ１２６）。
ECU４０は、既述した通り、公知の手法でパージガス中のベーパ濃度を検知することができる。また、ECU４０は、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることがなく、かつ、蒸発燃料を効率的にパージさせるうえで適切な目標圧力PTGTを、ベーパ濃度との関係で定めたマップ（ステップ１２６の枠中に示すようなマップ）を記憶している。本ステップ１２６では、そのマップに基づいて現在のベーパ濃度に応じた目標圧力PTGTが算出される。その結果、本ステップ１２６では、ベーパ濃度が薄いほど高い目標圧力PTGTが、また、ベーパ濃度が濃いほど低い（大気圧付近）の目標圧力PTGTが設定される。
【００６９】
図７に示すルーチンでは、次に、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高圧であるか否かが判別される（ステップ１２８）。
【００７０】
その結果、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高圧であると判別された場合は、タンク内圧PTNKがそれ以上高圧となるのを避けるべく、CCV３０が閉弁された後（ステップ１３０）、ステップ１２４においてポンプ３２がOFFされる。
この際、ポンプ３２がOFFされるに先立ってCCV３０が閉じられるため、キャニスタ２２および燃料タンク１０の内圧は目標圧力PTGTの近傍に維持され、蒸発燃料を効率的にパージするための状態が維持される。
【００７１】
一方、上記ステップ１２８において、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高くないと判別された場合は、タンク内圧PTNKを上昇させる必要があると判断できる。この場合、CCV３０が開弁状態とされ（ステップ１３２）、次いで、ポンプ３２がON状態とされた後、今回の処理サイクルが終了される。
【００７２】
以上説明した一連の処理によれば、パージガス中のベーパ濃度が薄い場合に限り、タンク内圧PTNKが比較的高圧の目標圧力PTGTに一致するようにポンプ３２からキャニスタ２２へ多量の加圧空気を供給することができる。このため、本実施形態の装置によれば、パージ停止に伴う蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることなく、キャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料が少量である場合のパージ効率を高めることができる。
【００７３】
そして、上述した一連の処理によれば、パージガス中のベーパ濃度が濃い場合には、タンク内圧PTNKが大気圧付近の目標圧力PTGTに一致するようにポンプ３２からキャニスタ２２へ適量の加圧空気を供給することができる。この場合、タンク内圧PTNKを正圧化させることなくパージを進めることができるため、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
尚、上述した実施の形態３においては、ECU４０が、上記ステップ１２６においてパージガス中のベーパ濃度を検出することにより前記第４の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、上記ステップ１２６において目標圧力PTGTを設定することにより前記得第４の発明における「目標圧力設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００７５】
実施の形態４．
次に、図８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１の装置において、ECU４０に、上記図４に示すルーチンに代えて後述する図８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。
【００７６】
上述した実施の形態３の装置は、ベーパ濃度が薄いほどタンク内圧PTNKを高くする技術を、実施の形態１の制御方法、すなわち、パージの実行中にポンプ３２をON・OFFさせることによりタンク内圧PTNKを目標圧力PTGTに制御する方法と組み合わせている。ところで、タンク内圧PTGTは、実施の形態２の説明において記述した通り、CCV３０の開度をパージ流量に見合った開度に制御することで、より精度良く制御することができる。そこで、本実施形態では、ベーパ濃度が薄いほどタンク内圧PTNKを高くする技術を、実施の形態２の制御方法、つまり、CCV３０の開度をパージ流量に見合った開度とすることでタンク内圧PTGTを制御する方法と組み合わせることとしている。
【００７７】
図８は、上記の機能を実現するためにECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
図８に示すルーチンでは、先ず、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１４０）。
【００７８】
その結果、パージが実行中でないと判別された場合は、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１４２）。
【００７９】
一方、パージが実行中であると判別された場合は、ポンプ３２がONとされ、キャニスタ２２への加圧空気の供給が開始される（ステップ１４４）。
【００８０】
次に、パージ流量に基づいて、CCV３０に供給する駆動信号のデューティ比の基本値Duty0が算出される（ステップ１４６）。
本ステップ１４６で算出される基本値Duty0は、実施の形態２におけるCCVDutyと同様に、CCV３０をデューティ比で開閉させた場合に、ポンプ３２からキャニスタ２２に向けて、パージ流量と等量の加圧空気を流通させることのできる値である。本ステップ１４６において、ECU４０は、実施の形態２においてCCVDutyを算出したのと同様の手法で（ステップ１１６参照）、現在のパージ流量に対応する基本値Duty0を算出する。
【００８１】
デューティ比の基本値Duty0が算出されると、次に、補正係数Kが算出（ステップ１４８）。
補正係数Kは、後述の如く、CCV３０の駆動信号のデューティ比Dutyを算出するために、上記の基本値Duty0に掛け合わされる係数である。従って、その値Kが大きいほど、CCV３０の実質的開度は大きくなり、キャニスタ２２に供給される加圧空気量は多量となる。
本ステップ１４８において、ECU４０は、実施の形態３において目標圧力PTGTを算出したのと同様の手法で（ステップ１２６参照）、現在のベーパ濃度に対応する補正係数Kを算出する。すなわち、ECU４０は、パージ停止時に蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることがなく、かつ、蒸発燃料を効率的にパージさせるうえで適切な補正係数Kを、ベーパ濃度との関係で定めたマップ（ステップ１４８の枠中に示すようなマップ）を記憶している。本ステップ１４８では、そのマップに基づいて現在のベーパ濃度に応じた補正係数Kが算出される。その結果、本ステップ１４８では、ベーパ濃度が薄いほど大きな補正係数Kが、また、ベーパ濃度が濃いほど小さな（最小値は１．０）補正係数Kが設定される。
【００８２】
図８に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１４６で算出された基本値Duty0と上記ステップ１４８で算出された補正係数Kとを掛け合わせることにより、CCV３０に供給する駆動信号のデューティ比Duty＝Duty0×Kが算出される（ステップ１５０）。
【００８３】
次に、上記の如く算出されたデューティ比Dutyで、CCV３０が駆動される（ステップ１１８）。
その結果、ベーパ濃度が濃い場合にはほぼパージ流量と等しい加圧空気が、また、ベーパ濃度が薄い場合にはパージ流量より適量だけ多量の加圧空気が、CCV３０を通ってポンプ３２から大気孔２４へと流入する。
【００８４】
キャニスタ２２に供給される加圧空気量が上記の如く制御されると、タンク内圧PTNKは、実施の形態３の場合と同様に、ベーパ濃度が濃い場合にはほぼ大気圧に維持され、また、ベーパ濃度が薄い場合には大気圧より高い適当な圧力に制御される。更に、本実施形態では、実施の形態３の場合に比してより好適な手法（CCV３０を用いた手法）でタンク内圧PTNKの制御を行っている。このため、本実施形態の装置によれば、パージ停止に伴う蒸発燃料の吹き抜け防止や蒸発燃料のパージ効率向上などの効果を、実施の形態３の場合に比してより正確に達成することができる。
【００８５】
尚、上述した実施の形態４においては、ECU４０が、上記ステップ１４８においてベーパ濃度を検出することにより前記第５の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、上記ステップ１４８および１５０の処理を実行することにより前記第５の発明における「目標開度補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００８６】
実施の形態５
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図９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。尚、図９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。
【００８７】
図９に示すように、本実施形態の装置は、２次空気導入通路５０を備えている。２次空気導入通路５０の一端は、チェックバルブ５２を介して、内燃機関の排気通路５４に連通している。チェックバルブ５２は、排気通路５４に向かうガスの流れのみを許容する一方向弁である。排気通路５４には、排気ガスを浄化するための触媒５５が配置されている。２次空気導入通路５０は、その触媒５５の上流において排気通路５４と連通している。
【００８８】
２次空気導入通路５０の他端は、ASV(Air Switching Valve)５６と連通している。ASV５６は、その内部に２つの制御弁を備えるユニットである。ASV５６には、上述した２次空気導入通路５０の他、大気連通路５８および加圧空気供給経路６０が連通している。大気連通路５８は、ポンプ３２およびフィルタ６２を介して大気に連通している。一方、加圧空気供給経路６０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。ASV５６が備える一方の制御弁は、ポンプ３２と２次空気導入通路５０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。ASV５６が備える他方の制御弁はポンプと加圧空気供給経路６０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。
【００８９】
［動作説明］
本実施形態において、ECU４０は、ポンプ３２やパージVSV２８の制御に加えて、ASV５６の制御を行う。ECU４０は、内燃機関の冷間始動時など、触媒５５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５０とが導通するようにASV５６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により圧送された空気が２次空気として排気通路５４の触媒５５の上流に流入する。触媒５５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５５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５５を短時間で暖機することができる。
【００９０】
本実施形態において、ポンプ３２は、実施の形態１乃至４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、ECU４０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６０とが導通するようにASV５６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。
【００９１】
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５４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。
【００９２】
図１０は、本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
図１０に示すルーチンでは、先ず、内燃機関の冷間始動中か否かが判別される（ステップ１６０）。
より具体的には、内燃機関の排気通路５４に２次空気を供給する必要があるか否かが判別される。本ステップ１６０において、この判別は、例えば、内燃機関の始動後の経過時間、或いは内燃機関の冷却水温などに基づいて行うことができる。
【００９３】
上記の判別の結果、冷間始動中であると判断された場合は、ASV５６のAI側制御弁がON（開状態）とされ（ステップ１６２）、次いでポンプ３２が作動状態とされる（ステップ１６４）。
上記の処理が実行されると、以後、ポンプ３２で生成された加圧空気が、２次空気として排気通路５４の触媒５５上流に供給される。その結果、触媒５５の早期暖機が実現される。
【００９４】
図１０に示すルーチン中、上記ステップ１６０において、内燃機関が冷間始動中ではないとの判別がなされた場合は、ASV５６のAI側制御弁がOFF（閉状態）とされ（ステップ１６６）、次いで、パージが実行中であるか否かが判別される（ステップ１６８）。
【００９５】
上記の判別の結果、パージが実行中でないと判断された場合は、ASV５６のパージ側制御弁がOFFされ（ステップ１７０）、CCV３０が開状態とされた後（ステップ１７２）、ポンプ３２がOFFされる（ステップ１７４）。
パージの停止中は、上記の処理が実行される結果、キャニスタ２２が、実施の形態１乃至４の場合と同様に、CCV３０およびフィルタ３４を介して大気に開放された状態となる。
【００９６】
上記ステップ１６８において、パージが実行中であると判別された場合は、次に、タンク内圧PTNKが所定の目標圧力（例えば大気圧）より高いか否かが判別される（ステップ１７６）。
【００９７】
その結果、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高いと判別された場合は、タンク内圧PTNKがそれ以上高圧となるのを避けるべく、上述したステップ１７０以降の処理が実行される。
一方、タンク内圧PTNKが目標圧力より高くないと判別された場合は、タンク内圧PTNKを高めるべく、ASV５６のパージ側制御弁がONとされ（ステップ１７８）、CCV３０が閉状態とされ（ステップ１８０）、更に、ポンプ３２がONされる（ステップ１６４）。
これらの処理が実行されると、その後、ポンプ３２からキャニスタ２２へ加圧空気が供給され始め、タンク内圧PTNKの上昇が図られる。
【００９８】
上述した一連の処理によれば、ポンプ３２を、必要に応じて、２次空気発生用の機構として、或いは、キャニスタ２２に加圧空気を供給するための機構として利用することができる。そのうえで、実施の形態１の場合と同様に、パージの実行中は、タンク内圧PTNKを所定の目標圧力に制御することができる。従って、本実施形態の構成によれば、実施の形態１の場合と同様の機能と、触媒５５の早期暖機を可能とする機能とを併せ持つシステムを安価に実現することができる。
【００９９】
［変形例等］
ところで、本実施形態におけるポンプ３２には、十分な２次空気を発生するだけの能力が要求される。このため、図９に示すポンプ３２は、実施の形態１乃至４の場合に比して大きな能力を有している。従って、パージの実行中に、単にこのポンプ３２をON・OFFさせるだけでは、パージ流量やタンク内圧PTNKを精度良く制御することが困難な事態が生じ得る。
【０１００】
本実施形態の装置では、ポンプ３２から加圧供給経路６０に加圧空気が供給されている場合に、CCV３０を適当に開弁させることにより、その加圧空気の一部をキャニスタ２２に流入させることなく大気に放出させることができる。そして、この場合は、キャニスタ２２に流入する加圧空気の量を減らすことで、パージ流量やタンク内圧PTNKの制御性を高めることができる。
【０１０１】
このため、本実施形態の装置では、上記図１０に示すステップ１８０において、CCV３０を全閉状態とするのではなく、加圧空気の一部が大気に放出されるように、CCV３０を適当にデューティ制御することとしてもよい。更に、より好ましくは、その際にCCV３０に供給される駆動信号のデューティ比を、タンク内圧PTNKが目標圧力に近づくようにフィードバック制御することとしてもよい。上記ステップ１８０において、このような制御を実行することとすれば、ポンプ３２が、実施の形態１乃至４の場合に比して大きな容量を有していても、パージ流量やタンク内圧PTNKを精度良く安定制御することができる。また、これらの制御すると、フィルタ３４に対して、その内側から外側へ向かう空気を流通させることができる。このため、これらの制御によれば、上述した本来の効果に加えて、フィルタ３４の清掃効果を付随的に得ることができる。
【０１０２】
また、上述した実施の形態５においては、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持するために、実施の形態１の場合と同様の制御（図４参照）、すなわち、ポンプ３２をON・OFFさせる制御を実行することとしているが、その制御はこれに限定されるものではない。すなわち、本実施形態の装置においても、実施の形態２の場合と同様に（図６参照）、パージの実行中常にポンプ３２をON状態とし、かつ、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量がパージ流量に見合った量となるようにCCV３０をデューティ制御することにより、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することとしてもよい。但し、本実施形態において、CCV３０は、大気に放出される加圧空気量を制御する機構として機能するため、CCV３０の目標開度（デューティ比CCVDuty）は、実施の形態２の場合とは逆に、パージ流量が少ないほど大きな値にすることが必要である。
【０１０３】
尚、上述した実施の形態５においては、ASV５６のパージ側制御弁が前記第６の発明における「第１制御弁」に、ASVのAI側制御弁が前記第６の発明における「第２制御弁」に、CCV３０が前記第６の発明における「キャニスタ閉塞弁」に、それぞれ相当していると共に、ECU４０に、上記ステップ１８０においてCCV３０を適当にデューティ制御させることにより前記第６の発明における「圧力調整手段」を実現することができる。
【０１０４】
また、上述した実施の形態５においては、ECU４０に、上記ステップ１８０において、タンク内圧PTNKを検出させることにより前記第７の発明における「タンク内圧検出手段」を、そのタンク内圧PTNKに基づいてCCV３０をデューティ制御させることにより前記第７の発明における「開度設定手段」を、それぞれ実現することができる。
【０１０５】
また、上述した実施の形態５においては、ECU４０に、上記ステップ１８０において、パージ流量を検出させることにより前記第８の発明における「パージ流量検出手段」を、そのパージ流量に基づいてCCV３０をデューティ制御させることにより前記第８の発明における「開度設定手段」を、それぞれ実現することができる。
【０１０６】
実施の形態６．
次に、図１１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、ECU４０に、上記図１０に示すルーチンに代えて、後述する図１１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。
【０１０７】
上述した実施の形態５の装置は、パージの実行中、常にタンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持することで、蒸発燃料の直接パージやパージ停止に伴う蒸発燃料の吹き抜けを防止することとしている。これに対して、実施の形態３の説明において既述した通り、ベーパ濃度が薄い場合は、タンク内圧PTNKの目標値を大気圧より高い値とすることで、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることなくパージ効率を高めることができる。そこで、本実施形態の装置は、実施の形態５の場合と同様の構成（図９に示す構成）を用いつつ、パージの実行中に、タンク内圧PTNKの目標値をベーパ濃度に応じて適宜設定することとした。
【０１０８】
図１１は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。尚、図１１において、上記図１０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。
【０１０９】
図１１に示すルーチンは、図１０に示すステップ１７６の処理が、ステップ１９０および１９２の処理に置き換えられている点を除き、図１０に示すルーチンと同様である。すなわち、図１１に示すルーチンでは、ステップ１６８においてパージが実行中であるとの判別が成された場合、次に、ベーパ濃度に基づいてタンク内圧PTNKの目標圧力PTGTが設定される（ステップ１９０）。
本ステップ１９０において、ECU４０は、実施の形態３の場合と同様の手法で現在のベーパ濃度に対応する目標圧力PTGTを算出する（図７，ステップ１２６参照）。本ステップ１９０の処理によれば、パージの停止に伴う蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることがなく、かつ、蒸発燃料を効率的にパージさせるうえで適切な目標圧力PTGTを設定することができる。
【０１１０】
図１１に示すルーチンでは、次に、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高圧であるか否かが判別される（ステップ１９２）。
その結果、タンク内圧PTNKが目標圧力PTGTより高いと判別された場合は、タンク内圧PTNKがそれ以上高圧となるのを避けるべく、ASV５６のパージ側制御弁がOFFされ、CCV３０が開状態とされ、更にポンプ３２がOFFされる（ステップ１７０〜１７４）。
一方、タンク内圧PTNKが目標圧力より高くないと判別された場合は、タンク内圧PTNKを高めるべく、ASV５６のパージ側制御弁がONされ、CCV３０が閉弁状態とされ、更にポンプ３２がONN（ステップ１７８、１８０，１６４）。
【０１１１】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、ポンプ３２を、必要に応じて、２次空気発生用の機構として、或いは、キャニスタ２２に加圧空気を供給するための機構として利用することができる。そのうえで、実施の形態３の場合と同様に、パージの実行中は、ベーパ濃度に基づいて設定された目標圧力PTGTにタンク内圧PTNKを制御することができる。このため、本実施形態の構成によれば、実施の形態３の場合と同様の機能と、触媒５５の早期暖機を可能とする機能とを併せ持つシステムを安価に実現することができる。
【０１１２】
［変形例等］
ところで、上述した実施の形態６においては、ステップ１８０においてCCV３０を閉じることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態５の場合と同様に、ステップ１８０では、ポンプ３２で生成される加圧空気の一部が大気に放出されるように、CCV３０を、所定のデューティ比（固定値、或いはタンク内圧PTNKに基づいて設定された値）でデューティ制御することとしてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施の形態６においては、ECU４０が、タンク内圧PTNKを大気圧近傍に維持するために、実施の形態３の場合と同様の制御（図７参照）、すなわち、ポンプ３２をON・OFFさせる制御を実行しているが、その制御はこれに限定されるものではない。すなわち、本実施形態の装置においても、実施の形態４の場合と同様に（図８参照）、パージの実行中常にポンプ３２をON状態とし、かつ、キャニスタ２２に供給される加圧空気の量がパージ流量およびベーパ濃度に見合った量となるようにCCV３０をデューティ制御することにより、タンク内圧PTNKを所望の圧力に維持することとしてもよい。但し、本実施形態において、CCV３０は、大気に放出される加圧空気量を制御する機構として機能するため、CCV３０の基本デューティ値Duty0は、実施の形態４の場合とは逆に、パージ流量が少ないほど大きな値に設定することが必要である。同様に、補正係数Kは、実施の形態４の場合とは逆に、ベーパ濃度が薄いほど小さな値に設定することが必要である
【０１１４】
実施の形態７．
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の実施の形態７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、ECU４０に、上述した図４に示すルーチンに代えて、後述する図１２に示すルーチンを更に実行させることにより実現することができる。
【０１１５】
燃料タンク１０の空き容量は、給油により液面が上昇することにより急減に減少する。このため、円滑な給油を可能とするためには、空き容量の減少分に見合ったタンク内ガスの流出を許容することが必要である。上述した実施の形態１乃至４の装置は、何れも、パージの停止中はキャニスタ２２の大気孔２４を大気に開放している。大気孔２４が大気に開放されていると、燃料タンク１０内のガスは容易にキャニスタ２２に向かって流出することができる。このため、実施の形態１乃至４の装置によれば、パージの停止中は、円滑な給油を可能とすることができる。
【０１１６】
また、上述した実施の形態１乃至４の装置は、何れも、パージの実行中は、燃料タンク１０から溢れ出てきたベーパガスを内燃機関の吸気通路に流通させることができる。このため、それらの装置によれば、パージの実行中に給油がなされた場合にも、タンク内ガスの流出を許容して、円滑な給油を可能とすることができる。
【０１１７】
しかしながら、パージの実行中に、燃料タンク１０から吸気通路へ給油の実行に伴う多量の蒸発燃料がパージされると、ベーパ濃度の急激な変化に燃料噴射量の補正が追いつけずに、空燃比荒れが生ずることがある。このため、給油の実行時に流出を許容すべきタンク内ガスは、パージの実行中であっても吸気通路に流通させないことが望ましい。そこで、本実施形態の装置は、パージの実行中に給油が行われた場合には、ポンプ３２を逆転方向に運転させ、燃料タンク１０から流出してくる蒸発燃料を、内燃機関１０の吸気通路にパージさせることなく、キャニスタ２２側に強制的に吸い込むこととした。
【０１１８】
ところで、本実施形態の装置において、パージの停止時に給油が行われた場合も、ポンプ３２を逆転運転させれば、燃料タンク１０から流出してくる蒸発燃料を積極的にキャニスタ２２に吸い込むことができる。燃料タンク１０から流出してくる蒸発燃料をこのように積極的にキャニスタ２２に吸い込むこととすれば、タンク内ガスの抜け性を改善することができる。従って、パージの停止時にもポンプ３２を逆転運転することとすれば、タンク内ガスの抜け性を確保するために課されていた種々の制約を緩めて、配管の形状やキャニスタ２２の配置などに関する自由度を高めることができる。そこで、本実施形態の装置は、パージの実行中に限らず、パージの停止中にも給油の際には、ポンプ３２を逆転運転させることとした。
【０１１９】
図１２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU４０が実行するパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、車両の運転中に所定間隔毎に起動される他、車両の停車中においても所定の規則に従って適宜起動されるものとする。尚、図１２において、上記図４に示すルーチン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。
【０１２０】
図１２に示すルーチンでは、先ず、給油中であるか否かが判別される（ステップ２００）。
給油の実行中は、液面上昇に伴う空き空間の減少に伴い、タンク内圧PTNKが通常より高い値となる。本ステップ２００では、例えば、タンク内圧PTNKが所定の判定値PONより高圧か否かに基づいて、給油中であるか否かを判断することができる。
【０１２１】
上記ステップ２００において、給油中でないとの判別がなされた場合は、以後、実施の形態１の場合と同様に、ステップ１００〜１０６の処理が実行される。その結果、パージの実行中は、タンク内圧PTNKが目標圧力である大気圧近傍の値に維持される。
【０１２２】
一方、上記ステップ２００において給油中であるとの判断がなされた場は、次いで、ポンプの逆転運転が開始される（ステップ２０２）
【０１２３】
図１３は、上記ステップ２０２の処理が実行された後に、本実施形態の装置の内部に生ずるガスの流れを説明するための図である。図１３に示すように、ステップ２０２の処理によりポンプ３２が逆転運転されると、キャニスタ２２の内部に、大気孔２４側から負圧が導かれる。その結果、給油の実行に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２２へ向かって流出してくる蒸発燃料は、パージ孔２６の外へは殆ど流出せず、強制的にキャニスタ２２の内部に引き込まれる。
【０１２４】
燃料タンク１０内の蒸発燃料が上記の如く強制的にキャニスタ２２内部に引き込まれる場合、蒸発燃料の直接パージが防止されることから、給油に伴う空燃比の荒れを有効に抑制することができる。更に、この場合はタンク内ガスの抜け性が改善されることから、所望の給油性を得るうえで配管やキャニスタ２２に課すべき制約を緩めることができる。従って、本実施形態の構成によれば、給油時の内燃機関の運転状態を実施の形態１の場合に比して更に安定させることができ、かつ、配管やキャニスタ２２の配置等に関して実施の形態１の場合より更に高い自由度を有する装置を実現することができる。
【０１２５】
ところで、上述した実施の形態７の装置は、給油時にポンプ３２を逆転させる技術を、実施の形態１の装置に組み込むことにより実現されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、給油時にポンプ３２を逆転させる技術は、実施の形態１の装置に限らず、実施の形態２乃至６の何れの装置に組み込むこととしてもよい。
【０１２６】
尚、上述した実施の形態７においては、ECU４０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第９の発明における「給油検出手段」が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第９の発明における「逆流ガス生成手段」が、それぞれ実現されている。
【０１２７】
【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、キャニスタ閉塞弁の実質的開度を、タンク内圧に基づいて設定された目標値に一致させることができる。キャニスタ閉塞弁は、キャニスタの大気孔とポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配設されている。前者の構成によれば、キャニスタ閉塞弁の開度を変化させることにより、キャニスタに供給される加圧空気の割合を直接的に変えることができる。また、後者の構成によれば、キャニスタに供給されない加圧空気の量を変えることで、キャニスタに供給される加圧空気の割合を間接的に変えることができる。このため、キャニスタに供給される加圧空気の割合を変えることができれば、タンク内圧の制御精度を高めることができる。このため、本発明によれば、第１乃至第３の発明に比して、更に高い精度でタンク内圧を制御することができる。
【０１２８】
第２の発明によれば、キャニスタ閉塞弁の実質的開度を、パージ流量に基づいて設定された目標値に一致させることができる。キャニスタ閉塞弁は、キャニスタの大気孔とポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配設されている。前者の構成によれば、キャニスタ閉塞弁の開度を変化させることにより、キャニスタに供給される加圧空気の割合を直接的に変えることができる。また、後者の構成によれば、キャニスタに供給されない加圧空気の量を変えることで、キャニスタに供給される加圧空気の割合を間接的に変えることができる。このため、本発明によれば、パージ流量に見合った量の加圧空気をキャニスタに供給することができる。キャニスタに供給される加圧空気の量がパージ流量と対応している場合、タンク内圧は適当な圧力に維持される。このため、本発明によれば、ポンプによるパージ流量の確保を図りつつ、蒸発燃料の直接パージや大気への吹き抜けを防止することができる。
【０１２９】
第３の発明によれば、ポンプにより生成される加圧空気はキャニスタの大気孔に供給される。このため、本発明によれば、その加圧空気をキャニスタから蒸発燃料をパージさせるための空気として利用することができ、高いパージ能力を実現することができる。
【０１３０】
第４の発明によれば、パージガス中のベーパ濃度が低いほど、タンク内圧の目標圧力を高い値とすることができる。パージ流量は、タンク内圧の目標圧力が高いほど多量となる。このため、本発明によれば、キャニスタ内の蒸発燃料が少なく、ベーパ濃度が薄くなった状況下で、高いパージ能力を確保することができる。また、ベーパ濃度が薄い場合、つまり、キャニスタ内の蒸発燃料量が少ない場合は、パージの停止に伴って燃料タンクからキャニスタに向けてベーパ濃度の低いガスが流出してきても、蒸発燃料の大気への吹き抜けは生じない。従って、本発明によれば、エミッション特性を悪化させることなく、パージ能力の向上を図ることができる。
【０１３１】
第５の発明によれば、パージガス中のベーパ濃度に応じて、キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を補正することができる。上記の目標値を補正すると、ベーパ濃度が低いほどパージ流量を多量に発生させることができる。このため、本発明によれば、ベーパ濃度が薄くなった状況下でのパージ能力を高めることができる。タンク内圧は、多量のパージ流量を確保しようとするほど高圧となる。しかしながら、ベーパ濃度が薄い場合は、キャニスタ内の蒸発燃料量が少なく、パージの停止に伴って燃料タンクからキャニスタに向けてベーパ濃度の低いガスが流出してきても、蒸発燃料の大気への吹き抜けは生じない。このため、本発明によれば、エミッション特性を悪化させることなく、パージ能力の向上を図ることができる。
【０１３２】
第６の発明によれば、第１制御弁を導通状態とすることで、ポンプに、キャニスタに向かう加圧空気を発生させることができる。また、第２制御弁を導通状態とすることで、ポンプから排気通路へ２次空気を流通させることができる。ポンプには、２次空気を供給するに足る大きな容量が要求される。このポンプを、キャニスタに加圧空気を供給するための機構として用いる場合は、キャニスタ閉塞弁の実質的開度を所定開度とすることができる。この場合、加圧空気の一部がキャニスタ閉塞弁を通って大気に放出されるため、過剰な空気がキャニスタに供給されるのを防ぐことができる。
【０１３３】
第７の発明によれば、キャニスタ閉塞弁が実現すべき所定開度をタンク内圧に基づいて設定することができる。このため、本発明によれば、タンク内圧に応じた量の加圧空気をキャニスタに供給することができ、高い精度でタンク内圧を制御することができる。
【０１３４】
第８の発明によれば、キャニスタ閉塞弁が実現すべき所定開度を、キャニスタから吸気通路にパージされるパージガスの流量に基づいて設定することができる。このため、本発明によれば、パージ流量に見合った量の加圧空気をキャニスタに供給することができ、高い精度でタンク内圧を制御することができる。
【０１３５】
第９の発明によれば、給油時には、ポンプを逆転運転させることにより、燃料タンク内のガスをキャニスタ側へ吸引することができる。このため、本発明によれば、優れた給油性を実現することができる。
【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】 図１に示す装置において、ポンプを作動させることなくパージを行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】 図１に示す装置において、ポンプを作動させながらパージを行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態１において実行されるパージポンプ駆動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２の装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態２において実行されるパージポンプ駆動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３において実行されるパージポンプ駆動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４において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】 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１０】 本発明の実施の形態５において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１１】 本発明の実施の形態６において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２】 本発明の実施の形態７において実行されるパージポンプ駆動制御ルーチンのフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態７の装置により達成される効果を説明するための図である。
【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
２８ パージVSV
３０ CCV(Canister Closed Valve)
３２ ポンプ
４０ ECU(Electronic Control Unit)
PTNK タンク内圧
PTGT タンク内圧の目標圧力
Claims (9)
- 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの大気孔に対して加圧空気を供給するポンプと、
前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
前記燃料タンクの内圧が、所定の目標圧力以下であるか否かを検出する圧力判定手段と、
前記内圧が前記目標圧力以下である場合に前記ポンプを駆動するポンプ駆動手段と、
前記大気孔と前記ポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
前記燃料タンクの内圧に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を設定する目標開度設定手段と、
前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度が前記目標値と一致するように前記キャニスタ閉塞弁を制御するキャニスタ閉塞弁制御手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタに加圧空気を供給するポンプと、
前記大気孔と前記ポンプとをつなぐ経路内、或いは、その経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
キャニスタ内の蒸発燃料を前記吸気通路にパージする際に前記ポンプを作動状態とするポンプ制御手段と、
前記吸気通路にパージされるパージガスの流量を検出するパージ流量検出手段と、
前記パージ流量に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を設定する目標開度設定手段と、
前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度が前記目標値と一致するように前記キャニスタ閉塞弁を制御するキャニスタ閉塞弁制御手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 前記ポンプは、前記大気孔に対して加圧空気を圧送することができることを特徴とする請求項２記載の蒸発燃料処理装置。
- 前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記ベーパ濃度が低いほど、前記燃料タンクの内圧の目標圧力を高い値に設定する目標圧力設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記ベーパ濃度に応じて、前記キャニスタ閉塞弁の実質的開度の目標値を補正する目標開度補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項２または３記載の蒸発燃料処理装置。 - 内燃機関の排気通路に２次空気を導入するための２次空気導入通路と、
前記ポンプと前記キャニスタとの導通状態を制御する第１制御弁と、
前記ポンプと前記２次空気導入通路との導通状態を制御する第２制御弁と、
前記キャニスタと前記ポンプとをつなぐ経路と並列に大気に連通するように設けられた経路内に配置されたキャニスタ閉塞弁と、
前記ポンプから前記キャニスタに向けて加圧空気が供給される際に、前記キャニスタ閉塞弁を実質的に所定開度に制御して前記加圧空気の圧力を調整する圧力調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
前記燃料タンクの内圧に基づいて、前記所定開度を設定する開度設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項６記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記キャニスタは、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に空気を吸い込むための大気孔とを備え、
前記吸気通路にパージされるパージガスの流量を検出するパージ流量検出手段と、
前記パージ流量に基づいて、前記所定開度を設定する開度設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項６記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記燃料タンクに燃料が供給される給油状態を検出する給油検出手段と、
前記給油状態の成立中は、前記ポンプを逆転運転させることにより、前記キャニスタから大気へ向かうガスの流れを生成させる逆流ガス生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
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