JP3849611B2 - 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５−２３９７７９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、
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。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
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。
【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。
【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、
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。
【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、
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。
【００１３】
また、第６の発明は、第７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。
【００１４】
また、第７の発明は、第１乃至第４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。
【００１５】
また、第８の発明は、第７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。
【００１６】
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、
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。
【００１７】
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
［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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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）。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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）。
【００４６】
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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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）。
【００５２】
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）。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
(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。
【００５９】
(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。
【００６０】
(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。
【００６１】
(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。
【００６２】
(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。
【００６３】
(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。
【００６４】
(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。
【００６５】
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。
【００６６】
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５または第７の発明における「ポンプ制御手段」が実現されている。
【００６７】
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９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９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。
【００６８】
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。
【００６９】
［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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
［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。
【００７３】
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。
【００７４】
［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。
【００７５】
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。
【００７６】
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）。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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１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１の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００８６】
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２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２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２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。
【００８７】
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３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３の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００８８】
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４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４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。
【００８９】
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６の発明における「所定正圧値設定手段」が実現されている。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
［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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
［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。
【００９９】
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）。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
［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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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５または第７の発明における「ポンプ制御手段」が実現されている。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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）。
【０１２６】
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）。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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８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８の発明における「所定負圧値設定手段」が実現されている。
【０１３１】
【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、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。
【０１３２】
第２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。
【０１３３】
第３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。
【０１３４】
第４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。
【０１３５】
第５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。
【０１３６】
第６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。
【０１３７】
第７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。
【０１３８】
第８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。
【０１３９】
第９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
【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、
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。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
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。
【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。
【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、
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。
【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、
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。
【００１３】
また、第６の発明は、第７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。
【００１４】
また、第７の発明は、第１乃至第４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。
【００１５】
また、第８の発明は、第７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。
【００１６】
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、
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。
【００１７】
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
［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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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）。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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）。
【００４６】
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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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）。
【００５２】
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）。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
(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。
【００５９】
(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。
【００６０】
(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。
【００６１】
(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。
【００６２】
(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。
【００６３】
(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。
【００６４】
(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。
【００６５】
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。
【００６６】
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５または第７の発明における「ポンプ制御手段」が実現されている。
【００６７】
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９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９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。
【００６８】
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。
【００６９】
［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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
［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。
【００７３】
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。
【００７４】
［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。
【００７５】
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。
【００７６】
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）。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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１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１の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００８６】
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２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２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２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。
【００８７】
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３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３の発明における「排気パージ発生手段」が実現されている。
【００８８】
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４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４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。
【００８９】
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６の発明における「所定正圧値設定手段」が実現されている。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
［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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
［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。
【００９９】
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）。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
［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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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５または第７の発明における「ポンプ制御手段」が実現されている。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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）。
【０１２６】
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）。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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８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８の発明における「所定負圧値設定手段」が実現されている。
【０１３１】
【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、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。
【０１３２】
第２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。
【０１３３】
第３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。
【０１３４】
第４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。
【０１３５】
第５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。
【０１３６】
第６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。
【０１３７】
第７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。
【０１３８】
第８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。
【０１３９】
第９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
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、
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蒸発燃料処理装置。 - 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記載の蒸発燃料処理装置。 - 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または２記載の蒸発燃料処理装置。 - 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３の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 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４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 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５記載の蒸発燃料処理装置。
- 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４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。 - 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７記載の蒸発燃料処理装置。
- 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８の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
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