JP6830869B2 - 蒸発燃料処理装置及び制御装置 - Google Patents

Description

本明細書は、蒸発燃料処理装置、及び、蒸発燃料と燃料の供給を制御する制御装置に関する技術を開示する。

燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含むガス（パージガス）を内燃機関に供給し、燃焼して処理する技術が知られている。特許文献１は、内燃機関へのパージガスの供給を制御する制御装置が開示されている。特許文献１では、車両が減速するときに内燃機関が作動している状態で燃料タンクから内燃機関への燃料の供給を停止する（フューエルカットを実施する）場合、内燃機関への燃料供給を停止すると同時に、パージガスの供給も停止する。特許文献１は、燃料の供給とパージガスの供給を同時に停止することによって、未燃焼のパージガス（未燃パージガス）が触媒に供給されることを抑制している。なお、未燃パージガスが触媒に接すると、触媒の温度が上昇する。

特開昭６１−３８１５３号公報

特許文献１では、フューエルカットと同時にパージガスの供給を停止している。これにより、フューエルカット後は、吸気管にパージガスが供給されない。しかしながら、フューエルカット時には、吸気管内にパージガスが残存していることがある。吸気管内に残存しているパージガスは、内燃機関で燃焼されることなく触媒に移動する。その結果、触媒の温度が上昇し、触媒がクライテリア温度（触媒機能を十分に発揮するための上限温度）を超えることが起こり得る。本明細書は、触媒の温度上昇を抑制する技術を提供する。

本明細書で開示する第１技術は、蒸発燃料処理装置に関する。その蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタと内燃機関の吸気管を接続しており、キャニスタから吸気管に送られるパージガスが通過するパージ通路と、パージ通路上に配置されており、キャニスタから吸気管にパージガスを供給する供給状態と、キャニスタから吸気管へのパージガスの供給を遮断する遮断状態とに切替わるパージ制御弁と、パージ制御弁と内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、の切替えタイミングを制御する制御装置とを備えている。制御装置は、内燃機関の作動中に燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止した状態でパージガスが内燃機関に供給された場合に触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料供給を停止する前にパージガス量を減少させる。

本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術の蒸発燃料処理装置であって、制御装置は、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料供給を停止するタイミングを、吸気管へのパージガスの供給を停止するタイミングよりも遅くする。

本明細書で開示する第３技術は、上記第１技術又は第２技術の蒸発燃料処理装置であって、制御装置は、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、吸気管へのパージガスの供給を停止する。

本明細書で開示する第４技術は、制御装置に関する。その制御装置は、蒸発燃料処理手段と燃料供給手段とを制御する制御装置であって、蒸発燃料処理手段は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気管に供給し、燃料供給手段は、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する。制御装置は、内燃機関の作動中に燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止した状態でパージガスが内燃機関に供給された場合に触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料供給を停止する前にパージガス量を減少させる。

本明細書で開示する第５技術は、蒸発燃料処理装置に関する。その蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタと内燃機関の吸気管を接続しており、キャニスタから吸気管に送られるパージガスが通過するパージ通路と、パージ通路上に配置されており、キャニスタから吸気管にパージガスを供給する供給状態と、キャニスタから吸気管へのパージガスの供給を遮断する遮断状態とに切替わるパージ制御弁と、パージ制御弁と内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、の切替えタイミングを制御する制御装置とを備えている。制御装置は、内燃機関の作動中に燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止した状態でパージガスが内燃機関に供給された場合に触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料の供給量を増加させ、触媒の温度を低下させる。

本明細書で開示する第６技術は、制御装置に関する。その制御装置は、蒸発燃料処理手段と燃料供給手段とを制御する制御装置であって、蒸発燃料処理手段は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気管に供給し、燃料供給手段は、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する。制御装置は、内燃機関の作動中に燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止した状態でパージガスが内燃機関に供給された場合に触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料の供給量を増加させ、触媒の温度を低下させる。

第１技術によると、内燃機関へ燃料を供給している間に、仮に内燃機関への燃料の供給を停止（フューエルカット）した場合の触媒温度を推定し、推定した触媒温度（推定触媒温度）がクライテリア温度を超えないように、予めバージガスの量を調整（減少）しておく。その結果、フューエルカットを実施したときは、触媒の温度がクライテリア温度を超えるために要するパージガスが吸気管内に存在していない。触媒温度が上昇し、触媒がクライテリア温度を超えることを防止することができる。

第２技術によると、推定触媒温度がクライテリア温度を超える場合は、吸気管へのパージガスの供給が停止した後、暫くの間、内燃機関で燃料の燃焼を継続させる。パージガスの供給停止時に吸気管内に存在していたパージガスは、暫くの間、内燃機関で燃料とともに燃焼する。そのため、フューエルカットを実施したときに、吸気管内に存在するパージガス量を減少させることができる。

第３技術によると、推定触媒温度がクライテリア温度を超える場合は、吸気管へのパージガスの供給を停止することにより、フューエルカットを実施したときの触媒の温度上昇を抑制することができる。すなわち、推定触媒温度を、ほぼ常にクライテリア温度以下に維持することができる。そのため、どのようなタイミングでフューエルカットを実施しても、触媒をクライテリア温度以下に維持することができる。

第４技術によると、上記第１技術から第３技術を実施することができる。

第５技術によると、推定触媒温度がクライテリア温度を超える場合は、内燃機関に供給する燃料を増加させ、触媒の温度を低下させる。結果として、推定触媒温度をクライテリア温度以下に維持することができる。どのようなタイミングでフューエルカットを実施しても、触媒をクライテリア温度以下に維持することができる。

第６技術によると、上記第５技術を実施することができる。

蒸発燃料処理装置を用いた車両の燃料供給システムを示す。 第１制御方法における車両各部のタイミングチャートを示す。 第１制御方法のフローチャートを示す。 パージガスと触媒の温度上昇の関係を記したテーブルを示す。 第２制御方法における車両各部のタイミングチャートを示す。 第２制御方法のフローチャートを示す。 第３制御方法における車両各部のタイミングチャートを示す。 第３制御方法のフローチャートを示す。 第４制御方法における車両各部のタイミングチャートを示す。 第４制御方法のフローチャートを示す。 推定触媒温度と燃料増加係数の関係を記したテーブルを示す。

以下、図面を参照し、蒸発燃料処理装置１０を説明する。図１に示すように、蒸発燃料処理装置１０は、自動車等の車両に搭載され、燃料タンクＦＴに貯留される燃料をエンジンＥＮに供給する燃料供給システム２に配置される。

（燃料供給システム）
燃料供給システム２は、燃料タンクＦＴ内に収容される燃料ポンプ（図示省略）から圧送された燃料をインジェクタＩＪに供給する。インジェクタＩＪは、後述するＥＣＵ(Engine Control Unitの略)１００によって開度が調整される電磁弁を有する。インジェクタＩＪは、燃料をエンジンＥＮに噴射する。インジェクタＩＪは、エンジンＥＮへの燃料供給手段であり、燃料噴射弁の一例である。

エンジンＥＮには、吸気管ＩＰと排気管ＥＰが接続されている。吸気管ＩＰは、エンジンＥＮの負圧あるいは過給機ＣＨの作動によって、エンジンＥＮに空気を供給するための配管である。吸気管ＩＰには、スロットルバルブＴＶが配置されている。スロットルバルブＴＶは、吸気管ＩＰの開度を調整することによって、エンジンＥＮに流入する空気量を制御する。スロットルバルブＴＶは、ＥＣＵ１００によって制御される。吸気管ＩＰのスロットルバルブＴＶよりも上流側には、過給機ＣＨが配置されている。過給機ＣＨは、いわゆるターボチャージャーであり、エンジンＥＮから排気管ＥＰに排気された気体によってタービンを回転させ、それにより、吸気管ＩＰ内の空気を加圧してエンジンＥＮに供給する。過給機ＣＨは、ＥＣＵ１００によって、エンジンＥＮの運転状態が決められた領域（例えばエンジン回転数２０００回転×エンジン負荷率２０％）になった場合に作動するように制御される。

吸気管ＩＰの過給機ＣＨよりも上流側には、エアクリーナＡＣが配置されている。エアクリーナＡＣは、吸気管ＩＰに流入する空気から異物を除去するフィルタを有する。吸気管ＩＰでは、スロットルバルブＴＶが開弁すると、エアクリーナＡＣを通過してエンジンＥＮに向けて吸気される。エンジンＥＮは、燃料と空気を内部で燃焼し、燃焼後に排気管ＥＰに排気する。エンジンＥＮからの排ガスは、触媒９０に供給され、触媒９０で浄化された後、外気へ放出される。

過給機ＣＨが停止している状況では、エンジンＥＮの駆動により、吸気管ＩＰ内に負圧が発生している。なお、自動車の停止時にエンジンＥＮのアイドリングを停止したり、ハイブリッド車のようにエンジンＥＮを停止してモータで走行する場合、言い換えると、環境対策のためにエンジンＥＮの駆動を制御する場合、エンジンＥＮの駆動による吸気管ＩＰ内の負圧が発生しないか、あるいは小さい状況が生じる。一方、過給機ＣＨが作動している状況では、過給機ＣＨよりも上流側では大気圧である一方、過給機ＣＨよりも下流側で正圧が発生している。

（蒸発燃料処理装置）
蒸発燃料処理装置１０は、燃料タンクＦＴ内の蒸発燃料を、吸気管ＩＰを介してエンジンＥＮに供給する。蒸発燃料処理装置１０は、キャニスタ１４と、ポンプ１２と、ガス管３２と、パージ制御弁３４と、ＥＣＵ１００内の制御部１０２を備える。キャニスタ１４は、燃料タンクＦＴ内で発生した蒸発燃料を吸着する。キャニスタ１４は、活性炭１４ｄと、活性炭１４ｄを収容するケース１４ｅを備える。ケース１４ｅは、タンクポート１４ａと、パージポート１４ｂと、大気ポート１４ｃを有する。タンクポート１４ａは、燃料タンクＦＴの上端に接続されている。これにより、燃料タンクＦＴの蒸発燃料がキャニスタ１４に流入される。活性炭１４ｄは、燃料タンクＦＴからケース１４ｅに流入する気体から蒸発燃料を吸着する。これにより、蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。

大気ポート１４ｃは、エアフィルタＡＦを介して大気に連通している。エアフィルタＡＦは、大気ポート１４ｃを介してキャニスタ１４内に流入する空気から異物を除去する。パージポート１４ｂには、ガス管３２が連通している。ガス管３２は、過給機ＣＨの上流側の吸気管ＩＰに接続されている。ガス管３２は、ゴム、樹脂等の可撓性の材料で作製されている。ガス管３２は、パージ通路の一例である。

ガス管３２は、キャニスタ１４と吸気管ＩＰを接続している。キャニスタ１４内の蒸発燃料を含む気体（パージガス）は、キャニスタ１４からパージポート１４ｂを介してガス管３２内に流入する。ガス管３２内のパージガスは、過給機ＣＨの上流側の吸気管ＩＰに供給される。パージガスは、ガス管３２を通過して、キャニスタ１４から吸気管ＩＰに送られる。

ガス管３２には、ポンプ１２が配置されている。ポンプ１２は、キャニスタ１４と吸気管ＩＰの間に配置されている。ポンプ１２は、いわゆる渦流ポンプ（カスケードポンプ、ウエスコポンプとも呼ぶ）、遠心ポンプ等が用いられる。ポンプ１２は、制御部１０２によって制御される。ポンプ１２の吸入口は、ガス管３２を介してキャニスタ１４に連通している。ポンプ１２の吐出口は、ガス管３２を介して、過給機ＣＨより上流側の吸気管ＩＰに連結されている。

ガス管３２上には、パージ制御弁３４が配置されている。パージ制御弁３４は、ポンプ１２と吸気管ＩＰの間に配置されている。パージ制御弁３４が閉弁状態である場合、パージガスは、パージ制御弁３４によって停止される。一方、パージ制御弁３４が開弁されると、パージガスは吸気管ＩＰ内に流入する。すなわち、パージ制御弁３４は、キャニスタ１４から吸気管ＩＰにパージガスを供給する供給状態と、キャニスタ１４から吸気管ＩＰへのパージガスの供給を遮断する遮断状態とに切替わる。パージ制御弁３４は、電子制御弁であり、制御部１０２によって制御される。

（制御部）
制御部１０２は、ＥＣＵ１００の一部であり、ＥＣＵ１００の他の部分（例えばエンジンＥＮを制御する部分）と一体的に配置されている。なお、制御部１０２は、ＥＣＵ１００の他の部分と別に配置されていてもよい。制御部１０２は、ＣＰＵとＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。制御部１０２は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、蒸発燃料処理装置１０及びインジェクタＩＪを制御する。具体的には、制御部１０２は、ポンプ１２に信号を出力し、ポンプ１２を制御する。また、制御部１０２は、パージ制御弁３４に信号を出力しデューティ制御を実行する。すなわち、制御部１０２は、パージ制御弁３４に出力する信号のデューティ比を調整することによって、パージ制御弁３４の開弁時間を調整する。また、制御部１０２は、インジェクタＩＪに信号を出力し、燃料の噴射タイミングも制御する。インジェクタＩＪは、制御部１０２からの信号により、エンジンＥＮの作動中に燃料の噴射を停止する（フューエルカットする）こともある。制御部１０２は、パージ制御弁３４とインジェクタＩＪの切替えタイミング（オンオフのタイミング）を制御する。

ＥＣＵ１００は、排気管ＥＰ内に配置される空燃比センサ５０に接続されている。ＥＣＵ１００は、空燃比センサ５０の検出結果から排気管ＥＰ内の空燃比を検出し、インジェクタＩＪの燃料噴射量を制御する。

また、ＥＣＵ１００は、エアクリーナＡＣ付近に配置されるエアフローメータ５２に接続されている。エアフローメータ５２は、いわゆるホットワイヤ式のエアロフローメータであるが、他の構成であってもよい。ＥＣＵ１００は、エアフローメータ５２から検出結果を示す信号を受信して、エンジンＥＮに吸入される気体量を検出する。

（パージ処理）
エンジンＥＮの駆動中は、キャニスタ１４からエンジンＥＮにパージガスが供給される場合がある。パージガスは、ポンプ１２を駆動し、パージ制御弁３４を所定の開度で開くことにより、吸気管ＩＰに供給される。パージ実行中（吸気管ＩＰへのパージガスの供給中）は、吸気管ＩＰへのパージガス供給量を調整するために、デューティ比に基づいて、パージ制御弁３４の開閉が繰り返される。なお、過給機ＣＨが作動していない場合は吸気管ＩＰ内は負圧となるが、過給機ＣＨが作動している場合は過給機ＣＨの下流側は正圧となる。しかしながら、過給機ＣＨが作動している場合であっても、過給機ＣＨの上流側は負圧（または大気圧）である。ガス管３２を過給機ＣＨの上流側の吸気管ＩＰに接続することにより、過給機ＣＨの作動状態に係らず、パージガスを吸気管ＩＰに送り出すことができる。パージガスの流量及び濃度は、ポンプ１２の回転数、パージ制御弁３４の開度、空燃比センサ５０の値より算出される。なお、パージガスの流量及び濃度は、ガス管３２に流量計、濃度計を取り付けることにより実測することもできる。

吸気管ＩＰ内に供給されたパージガスは、インジェクタＩＪより供給される燃料とともにエンジンＥＮで燃焼される。燃料後の排ガスは、触媒９０で浄化された後、外部に排出される。例えば、減速等のため、エンジンＥＮが作動している状態でインジェクタＩＪからエンジンＥＮへの燃料の供給を停止（フューエルカット）することがある。この場合、吸気管ＩＰへのパージガスの供給も停止する。しかしながら、フューエルカットと同時、あるいは、フューエルカット後にパージガスの供給を停止すると、パージガス（未燃焼のパージガス）が触媒９０に供給され、触媒９０の温度が上昇する。蒸発燃料処理装置１０では、以下に説明する制御を行うことにより、触媒９０の温度が触媒クライテリアを超えることを防止する。なお、以下に説明する制御は、制御部１０２により実行される。

（第１制御方法）
図２から図４を参照し、第１制御方法について説明する。第１制御方法では、未燃パージガスによって触媒９０の温度がクライテリア温度を超えると推測された場合、フューエルカットのタイミングを本来よりも遅くすることにより、吸気管ＩＰ内のパージガスをエンジンＥＮで燃焼し、未燃パージガスの発生自体を抑制する。なお、図２は、駆動中の車両がタイミングｔ１で減速を開始するときの、エンジン回転数、フューエルカットの有無、パージガス供給の有無（パージ制御弁３４のオン，オフ）、触媒９０の温度を示している。

図３は、第１制御方法の処理フローを示している。本フローは、所定時間毎（例えば、１０〜１００ｍ秒毎）に実行され、蒸発燃料処理装置１０では１６ｍ秒毎に実行される。図３に示すように、まず、パージ実行フラグ（パージガスを吸気管ＩＰに供給するフラグ）がオンしているか否かを判定する（ステップＳ２）。蒸発燃料処理装置１０では、パージガスが吸気管ＩＰに供給されているときに第１制御を行う。そのため、パージ中でない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、本制御は終了する。一方、パージ中の場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、仮にパージガスがエンジンＥＮで燃焼されることなく触媒９０に供給された場合の、触媒９０の温度上昇を推定する。すなわち、未燃パージガスが触媒９０に供給された場合の触媒９０の温度上昇ΔＴ１を推定する。蒸発燃料処理装置１０では、図４に示すテーブルに基づいて、触媒９０の温度上昇ΔＴ１を推定する。

図４を参照し、温度上昇ΔＴ１について説明する。図４は、吸気管ＩＰに供給される（ガス管３２を通過する）パージガスの流量とパージガス濃度に対する、触媒９０の温度上昇ΔＴ１を示している。このテーブルは、制御部１０２内に記憶されている。パージガスの流量が大きくなるに従って、また、パージガス濃度が濃くなるに従って、温度上昇ΔＴ１の値が大きくなる。例えば、Ｃ３よりＣ４の方がΔＴ１の値が大きく、Ｃ３よりＤ３の方がΔＴ１の値が大きい。なお、パージガスの流量、及び／又は、パージガスの濃度は、ガス管３２にガス濃度計，ガス流量計を取り付けて実測してもよいし、空燃比センサ５０の値，ポンプ１２の回転数，パージ制御弁３４の開度（デューティ比）等から推測してもよい。

図３に示すフローの説明を続ける。温度上昇ΔＴ１を取得後（ステップＳ４）、触媒９０の実際の温度（触媒温度Ｔ２）を取得する（ステップＳ６）。触媒温度Ｔ２は、エンジンＥＮの回転数、負荷率より推定する。なお、触媒温度Ｔ２は、触媒９０に温度計を取り付けて実測してもよい。また、ステップＳ４とＳ６の順序は任意である。

次に、ステップＳ８に進み、超過温度ΔＴ４を算出する。超過温度ΔＴ４は、未燃パージガスが触媒９０に供給された場合の触媒９０の温度（推定触媒温度：ΔＴ１＋Ｔ２）から触媒９０のクライテリア温度Ｔ３を引いた値であり、「ΔＴ４＝（ΔＴ１＋Ｔ２）−Ｔ３」で示される。「ΔＴ４≦０」の場合、未燃パージガスが触媒９０に供給されても触媒９０はクライテリア温度Ｔ３を超えない。一方、「ΔＴ４＞０」の場合、未燃パージガスが触媒９０に供給されると触媒９０はクライテリア温度Ｔ３を超える。

「ΔＴ４≦０」の場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、本制御を終了する。この場合、フューエルカットは、任意のタイミング（本体のフューエルカットのタイミング）で実行される。一方、「ΔＴ４＞０」の場合、フューエルカットを実行するタイミングを決定する（ステップＳ１２）。「ΔＴ４＞０」の場合、フューエルカットを実行するタイミング（タイミングｔ３）は、パージガスの供給を停止するタイミング（タイミングｔ２）より遅い（図２を参照）。タイミングｔ３は、図４に示すテーブルより算出する。

上記したように、図４のテーブルは、未燃パージガスが触媒９０に供給された場合の触媒９０の温度上昇ΔＴ１を示している。このテーブルを利用して、「ΔＴ４≦０」を満足するパージガス流量を決定する。例えば、図４において温度上昇ΔＴ１がＦ４のときに「ΔＴ４＝０」となる場合、フューエルカット後に触媒９０に供給されるパージガス流量がａ３以下となるように、タイミングｔ３を決定する。なお、タイミングｔ３は、吸気管ＩＰに供給されたパージガスが全てエンジンＥＮで燃焼された後、すなわち、触媒９０に供給されるパージガス流量が「０」になるタイミング以降に設定してもよい。図２のタイミングｔ３は、触媒９０に供給されるパージガス流量が「０」になるタイミングである。そのため、パージオフ時（タイミングｔ２）に吸気管ＩＰ内に残存していたパージガスは、エンジンＥＮで全て燃焼され、未燃パージガスは触媒９０に供給されない。よって、触媒温度Ｔ２は、エンジン回転数、エンジン負荷率の減少に伴って低下している。

（第１制御方法の利点）
上記した第１制御方法では、フューエルカットを実行するタイミングを、パージガスの供給を停止するタイミング（パージ制御弁３４をオフするタイミング）より遅くする。これにより、パージ制御弁３４を閉じたときに吸気管ＩＰ内に残存しているパージガスを、エンジンＥＮで燃焼することができる。その結果、未燃パージガスが触媒に供給されることが抑制され、触媒の温度がクライテリア温度を超えることを防止することができる。但し、上記第１制御方法は、フューエルカットの際に常に実行されるのではなく、未燃パージガスによって触媒温度が触媒クライテリア温度を超えると推定された場合にのみ実行される。すなわち、未燃パージガスが触媒に供給されても触媒の温度がクライテリア温度を超えない場合は実行されない。触媒がクライテリア温度に達することを防止するだけであれば、常に、フューエルカットのタイミングをパージ制御弁３４をオフ（パージオフ）するタイミングより遅くしてもよい。しかしながら、常にフューエルカットのタイミングをパージオフのタイミングより遅くすると、燃料の消費量が増加する。上記第１制御方法は、燃料の消費を抑制しながら、触媒がクライテリア温度を超えることを防止することができる。

（第２制御方法）
図５及び図６を参照し、第２制御方法について説明する。第２制御方法も、未燃パージガスによって触媒９０の温度がクライテリア温度を超える場合、吸気管ＩＰ内のパージガスをエンジンＥＮで燃焼し、未燃パージガスの流量自体を抑制するという点で第１制御方法と共通している。図５は、駆動中の車両がタイミングｔ１４で減速を開始するときの、エンジン回転数、フューエルカットの有無、パージガス供給の有無（パージ制御弁３４のオン，オフ）、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）、実際の触媒温度（Ｔ２）を示している。

図６は、第２制御方法の処理フローを示している。本フローは、所定時間毎（例えば、１０〜１００ｍ秒毎）に実行され、蒸発燃料処理装置１０では１６ｍ秒毎に実行される。図６に示すように、ステップＳ２２からステップＳ３０までの処理は、図３のステップＳ２からステップＳ１０までの処理と実質的に同じである。ステップＳ２２からステップＳ３０までの処理については説明を省略する。本制御方法は、ステップＳ３２以降の処置が、第１制御方法と異なる。

推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３を超える場合、すなわち、「ΔＴ４＞０」の場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、パージ制御弁３４を閉じ、吸気管ＩＰへのパージガスの供給を停止する（ステップＳ３２）。本制御方法では、フューエルカットのタイミングとは独立して、実際には触媒温度Ｔ２がクライテリア温度Ｔ３未満であっても、仮にフューエルカットを実施した場合に触媒温度がクライテリア温度を超える場合（ΔＴ４＞０）、パージガスの供給を停止する。例えば、図５に示すように、タイミングｔ１１でパーオフした後、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３未満となると（タイミングｔ１２）、パージガスの供給を再開する。タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの間、フューエルカットは実行されていない。

ステップＳ３２でパージオフした後、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がパージ再開温度（クライテリア温度Ｔ３−所定値ΔＴ５）以上のときは（ステップＳ３４：ＮＯ）、パージガスの供給を停止し続ける。すなわち、推定触媒温度がクライテリア温度Ｔ３以下になっても、直ちにパージを再開せず、所定時間パージガスの供給を停止し続ける。推定触媒温度がパージ再開温度未満となり（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、フューエルカット中でない場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、パージガスの供給を再開する（ステップＳ３８，タイミングｔ１２）。

一方、推定触媒温度がパージ再開温度未満になっても（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、フューエルカットの場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、パージガスの供給は再開しない。すなわち、図５のタイミングｔ１３以降に示されているように、タイミングｔ１３でパージオフし、推定触媒温度がパージ再開温度未満に低下する前に、タイミングｔ１４でエンジンＥＮの回転数が低下し、タイミングｔ１５でフューエルカットした場合、パージガスの供給を再開することなく、パージオフし続ける。

（第２制御方法の利点）
第２制御方法では、フューエルカットの実行の有無に係らず、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３を超えるとパージガスの供給を停止する。そのため、推定触媒温度は、ほぼ、常にクライテリア温度Ｔ３以下に維持される。上記第２制御方法では、推定触媒温度を常にクライテリア温度Ｔ３以下に維持することにより、フューエルカットのタイミングを調整することなく、触媒９０の温度上昇を抑制することができる。

（第３制御方法）
図７及び図８を参照し、第３制御方法について説明する。第３制御方法は、フューエルカットのタイミングとは独立して、未燃パージガスによって触媒９０の温度がクライテリア温度を超える場合、パージガスの供給を制御するという点で第２制御方法と共通している。図７は、駆動中の車両がタイミングｔ３４で減速を開始するときの、エンジン回転数、フューエルカットの有無、パージガス供給の有無（パージ制御弁３４のオン，オフ）、パージガス供給量、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）、実際の触媒温度（Ｔ２）を示している。

図８は、第３制御方法の処理フローを示している。本フローは、所定時間毎（例えば、１０〜１００ｍ秒毎）に実行され、蒸発燃料処理装置１０では１６ｍ秒毎に実行される。図８に示すように、ステップＳ４２からステップＳ５０までの処理は、図５のステップＳ２２からステップＳ３０（図１のステップＳ２からステップＳ１０）までの処理と実質的に同じである。ステップＳ４２からステップＳ５０までの処理については説明を省略する。本制御方法は、ステップＳ５２以降の処置が、第１，第２制御方法と異なる。

推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３を超えて「ΔＴ４＞０」となる場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、「ΔＴ４＝０」となる流量Ｑ１を算出する（ステップＳ５２）。流量Ｑ１は、図４に示すテーブルより算出する。例えば、現在のパージガス流量（制御流量Ｑ０）がａ７であり、パージガス濃度がｂ２（温度上昇ΔＴ１＝Ｄ２）のときに「ΔＴ４＞０」となる場合、パージガス濃度ｂ２において「ΔＴ４＝０」を満足するパージガス流量Ｑ１（例えば、流量Ｑ１＝ａ５）を決定する。

次に、パージガスの供給を停止することなく、吸気管ＩＰへ供給するパージガス流量を流量Ｑ１より少ない流量Ｑ２（例えば、流量Ｑ２＝ａ３）に変更する（ステップＳ５４，タイミングｔ３１，ｔ３３）。なお、パージガス流量の変更は、パージ制御弁３４のデューティ比を制御することにより実行される。

流量Ｑ２でパージガスを供給し続けると、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）は低下していく（タイミングｔ３１〜ｔ３２，ｔ３３〜ｔ３５）。すなわち、流量Ｑ２でパージガスを供給し続けると、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）はクライテリア温度Ｔ３を超えないので、「ΔＴ４＜０」となる。パージガス流量を流量Ｑ２に変更した後、フューエルカットが実行されると（ステップＳ５６：ＹＥＳ，タイミングｔ３５）、パージガスの供給を停止する（ステップＳ６４）。また、パージガス流量を流量Ｑ２に変更した後、フューエルカットが実行されない場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がパージ制御再開温度（クライテリア温度Ｔ３−所定値ΔＴ５）以上の間は、流量Ｑ２を維持する（ステップＳ５８：ＮＯ，タイミングｔ３１〜ｔ３２）。

一方、パージガス流量を流量Ｑ２に変更した後、フューエルカットが実行されない場合であっても（ステップＳ５６：ＮＯ）、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がパージ制御再開温度未満となり（ステップＳ５８：ＹＥＳ）、フューエルカット中でない場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、パージガス流量を流量Ｑ１に戻す（ステップＳ６２，タイミングｔ３２）。

（第３制御方法の利点）
第３制御方法では、フューエルカットの実行の有無に係らず、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３を超えると、パージガスの供給量を減少させ、推定触媒温度がクライテリア温度を超えないように維持し続ける。すなわち、第３制御方法では、推定触媒温度がクライテリア温度を超えてもパージガスを供給し続ける。そのため、フューエルカットのタイミングを調整することなく、キャニスタ１４に吸着されたパージガスの消費を確保しながら、触媒９０の温度上昇を抑制することができる。

（第４制御方法）
図９から図１１を参照し、第３制御方法について説明する。第３制御方法は、フューエルカットのタイミングの調整することなく触媒９０の温度上昇を抑制することができるという点で第２制御方法と共通している。図９は、駆動中の車両がタイミングｔ２２で減速を開始するときの、エンジン回転数、フューエルカットの有無、パージガス供給の有無（パージ制御弁３４のオン，オフ）、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）、実際の触媒温度（Ｔ２）を示している。

図１０は、第３制御方法の処理フローを示している。本フローは、所定時間毎（例えば、１０〜１００ｍ秒毎）に実行され、蒸発燃料処理装置１０では１６ｍ秒毎に実行される。図１０に示すように、ステップＳ８２からステップＳ８８までの処理は、図３のステップＳ２からステップＳ８，図６のステップＳ２２からステップＳ２８，図８のステップＳ４２からステップＳ４８までの処理と実質的に同じである。ステップＳ８２からステップＳ８８までの処理については説明を省略する。本制御方法は、ステップＳ８８以降の処置が、第１制御方法〜第３制御方法と異なる。

図１０に示すように、ステップＳ８８で超過温度ΔＴ４を算出した後、超過温度ΔＴ４に基づいて燃料増加係数αを決定し（ステップＳ９０）、燃料増加係数αに基づいてエンジンＥＮに供給する燃料を増加させる（ステップＳ９２）。燃料増加係数αは、図１１に示すテーブルより算出する。なお、燃料増加係数αとは、排気温度が高くなったときに、内燃機関（エンジン）に供給する燃料を増加させる割合のことである。排気温度が高くなり、触媒温度が上昇したときに内燃機関（エンジン）に供給する燃料を増加させ、排気温度を低下させ、触媒温度を低下させる技術（燃料増加技術）は公知である。本制御方法では、実際には触媒温度が上昇していない（燃料を増加する必要がない）にも係らず、燃料増加を実施して触媒温度を低下させる。図１１の燃料増加係数αについては後述する。

図９に示すように、タイミングｔ２１で推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３を超えると、実際の触媒温度Ｔ２がクライテリア温度Ｔ３を超えていなくても、エンジンＥＮに供給する燃料を増加し、触媒温度Ｔ２を低下させる。上記したように、この場合、通常は燃料増加を行わない。実際の触媒温度Ｔ２の低下に伴い、推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）も低下する（タイミングｔ２１以降）。そのため、タイミングｔ２２でエンジンＥＮの回転数が減少し、タイミングｔ２３でフューエルカットが実行されても、触媒温度Ｔ２はクライテリア温度Ｔ３を超えない（タイミングｔ２４参照）。このように、本制御方法は、実際の触媒温度に基づいて燃料増加せず、推定触媒温度に対して燃料増加技術を適用する。

図１１に示す燃料増加係数αについて説明する。燃料増加係数αは、超過温度ΔＴ４に対応して設定されている。燃料増加係数αは、超過温度ΔＴ４が大きくなるに従って、大きな値が設定されている。例えば、Ｅ２よりＥ２の方が大きな値が設定されている。なお、燃料増加は推定触媒温度（ΔＴ１＋Ｔ２）がクライテリア温度Ｔ３を超えた場合（すなわち、ΔＴ４＞０）の場合に実行するので、ΔＴ４≦０の場合、燃料増加係数αは「１」である。なお、実際の触媒温度の上昇に伴って本制御とは別に既に燃料増加を行っている場合、既に増加させた燃料に対して燃料増加係数αを適用する。

（第４制御方法の利点）
第４制御方法では、フューエルカット及びパージオフのタイミングを調整する必要がない。そのため、燃料を過剰に消費したり、パージガスの処理量が減少したりすることを抑制することができる。

（他の実施形態）
上記したように、蒸発燃料処理装置１０では、パージ通路（ガス管３２）の上流から下流に向けて、キャニスタ１４，ポンプ１２，パージ制御弁３４の順に配置されている。しかしながら、この配置順は一例であり、パージ通路上に配置するキャニスタ１４，ポンプ１２及びパージ制御弁３４の配置順は任意に変更することができる。

上記実施形態では、過給機ＣＨを備える燃料供給システムに対して蒸発燃料処理装置１０を適用している。しかしながら、本明細書で開示する技術は、具体的には、蒸発燃料処理装置１０、あるいは、制御部１０２は、過給機を備えていない燃料供給システムに対しても適用することができる。

上記実施形態における制御部１０２は、単独で、あるいは、ＥＣＵ１００と一体で、既存の燃料供給システムに適用することができる。

また、本明細書で開示する蒸発燃料処理装置では、必ずしもポンプは必要ではない。蒸発燃料処理装置は、少なくとも、キャニスタと、キャニスタと吸気管を接続するパージ通路と、パージ通路上に配置されるパージ制御弁と、上記した機能を有する制御部を備えていればよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：蒸発燃料処理装置
１４：キャニスタ
３２：パージ通路
３４：パージ制御弁
１０２：制御装置
ＥＮ：内燃機関
ＦＴ：燃料タンク
ＩＪ：燃料噴射弁
ＩＰ：吸気管

Claims (7)

1. 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   キャニスタと内燃機関の吸気管を接続しており、キャニスタから吸気管に送られるパージガスが通過するパージ通路と、
   パージ通路上に配置されており、キャニスタから吸気管にパージガスを供給する供給状態と、キャニスタから吸気管へのパージガスの供給を遮断する遮断状態とに切替わるパージ制御弁と、
   パージ制御弁と内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、の切替えタイミングを制御する制御装置と、
   を備えており、
   前記制御装置は、
   燃料タンクから内燃機関への燃料が供給されて内燃機関が作動している間に、燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止したと仮定した状態においてパージガスが内燃機関に供給されたと仮定した場合に、その仮定状態における触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、
   触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料供給を停止する前にパージガス量を減少させる、蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御装置は、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料供給を停止するタイミングを、吸気管へのパージガスの供給を停止するタイミングよりも遅くする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御装置は、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、吸気管へのパージガスの供給を停止する蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御装置は、触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、触媒の温度がクライテリア温度を超えないパージガス量を算出し、パージガスの供給量を算出した供給量まで減少させる蒸発燃料処理装置。
5. 蒸発燃料処理手段と燃料供給手段とを制御する制御装置であって、
   蒸発燃料処理手段は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気管に供給し、
   燃料供給手段は、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給し、
   前記制御装置は、燃料タンクから内燃機関への燃料が供給されて内燃機関が作動している間に、燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止したと仮定した状態においてパージガスが内燃機関に供給されたと仮定した場合に、その仮定状態における触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、
   触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料供給を停止する前にパージガス量を減少させる、制御装置。
6. 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   キャニスタと内燃機関の吸気管を接続しており、キャニスタから吸気管に送られるパージガスが通過するパージ通路と、
   パージ通路上に配置されており、キャニスタから吸気管にパージガスを供給する供給状態と、キャニスタから吸気管へのパージガスの供給を遮断する遮断状態とに切替わるパージ制御弁と、
   パージ制御弁と内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、の切替えタイミングを制御する制御装置と、
   を備えており、
   前記制御装置は、
   燃料タンクから内燃機関への燃料が供給されて内燃機関が作動している間に、燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止したと仮定した状態においてパージガスが内燃機関に供給された場合に、その仮定状態における触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、
   触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料の供給を停止する前に内燃機関への燃料の供給量を増加させ、触媒の温度を低下させる、蒸発燃料処理装置。
7. 蒸発燃料処理手段と燃料供給手段とを制御する制御装置であって、
   蒸発燃料処理手段は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気管に供給し、
   燃料供給手段は、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給し、
   前記制御装置は、
   燃料タンクから内燃機関への燃料が供給されて内燃機関が作動している間に、燃料タンクから内燃機関への燃料供給を停止したと仮定した状態においてパージガスが内燃機関に供給されたと仮定した場合に、その仮定状態における触媒の温度がクライテリア温度を超えるか否かを推定し、
   触媒の温度がクライテリア温度を超えると推定した場合に、内燃機関への燃料の供給を停止する時に触媒の温度がクライテリア温度以下になるように、内燃機関への燃料の供給を停止する前に内燃機関への燃料の供給量を増加させ、触媒の温度を低下させる、制御装置。

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