(57)【要約】【課題】キャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態を精度良く判定して、その判定結果に応じて蒸発燃料のパージを適切に停止する。【解決手段】蒸発燃料処理装置は、パージ通路６６、キャニスタ６４、パージ弁６７、及びＥＣＵ１０を有し、ＥＣＵ１０は、空燃比センサＳＷ８により検出された実空燃比と設定すべき目標空燃比との差に基づき、燃料噴射弁６の燃料噴射量を空燃比フィードバック制御において補正するためのフィードバック補正量を求め、フィードバック補正量に基づき、蒸発燃料の濃度を学習するための蒸発燃料濃度学習値を求め、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定されたときに、パージ量の積算を開始し、積算されたパージ量が所定量に達したときに、パージ弁６７を閉弁して、吸気通路４０への蒸発燃料のパージを停止する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンクからエンジンの吸気通路に向けて延び、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸気通路にパージするためのパージ通路と、
前記パージ通路上に設けられ、前記燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、
前記キャニスタの下流側の前記パージ通路上に設けられ、当該パージ通路を開閉するパージ弁と、
少なくとも前記パージ弁を制御して、前記蒸発燃料を前記吸気通路にパージするための蒸発燃料パージ制御を実行するよう構成された制御器と、
を有し、
前記制御器は、
前記エンジンの排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサによって検出された実空燃比と設定すべき目標空燃比との差に基づき、前記エンジンの燃料噴射弁の燃料噴射量を空燃比フィードバック制御において補正するためのフィードバック補正量を求め、
前記フィードバック補正量に基づき、前記吸気通路にパージされるガスに含まれる前記蒸発燃料の濃度を学習するための蒸発燃料濃度学習値を求め、
前記蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ前記蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定されたときに、前記吸気通路にパージされる蒸発燃料を含むガスのパージ量の積算を開始し、
積算された前記パージ量が所定量に達したときに、前記パージ弁を閉弁して、前記吸気通路への前記蒸発燃料のパージを停止する、
よう構成されている、ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記制御器は、積算された前記パージ量が前記所定量に達したときに、前記パージ弁を閉弁すると共に、前記目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定して前記エンジンを運転させる所定の燃焼モードの実行を許可するよう構成されている、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記燃焼モードが許可されて当該燃焼モードが実行された後に、前記蒸発燃料の発生量が所定量に達したと判定されたときに、前記燃焼モードの実行を禁止するよう構成されている、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記制御器は、前記キャニスタにおける大気開放口付近の前記蒸発燃料の吸着量に基づき、前記パージ量を判定するための前記所定量を設定するよう構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記制御器は、前記蒸発燃料の濃度の学習開始時に求められた前記蒸発燃料濃度学習値に基づき、前記パージ量を判定するための前記所定量を設定するよう構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記制御器は、
前記蒸発燃料パージ制御に関係する制御弁及び／又はセンサの特性により生じる空燃比のばらつきに起因する前記蒸発燃料濃度学習値のばらつき量を求め、
前記蒸発燃料濃度学習値が前記所定値未満で、且つ前記蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定され、尚且つ前記ばらつき量が所定量未満であるときに、前記パージ量の積算を開始する、
よう構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記制御器は、前記蒸発燃料濃度学習値の変化量が所定量未満である状態が所定時間継続した場合、又は連続して求められた所定数の前記蒸発燃料濃度学習値の全ての変化量が所定量未満である場合に、前記蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定するよう構成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路に放出するための蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料タンク内に発生した蒸発燃料（エバポガス）をキャニスタに一旦吸着させ、キャニスタに吸着された蒸発燃料を、パージ通路に設けられたパージ弁を開弁することで、当該パージ通路からエンジンの吸気通路へとパージ（放出）する蒸発燃料パージ制御を実行する蒸発燃料処理装置が知られている。
【０００３】
上記のような蒸発燃料パージ制御の実行に起因する空燃比のずれを抑制するために、この制御中に、吸気通路にパージされるガスに含まれる蒸発燃料の濃度に関する学習が行われている。そして、この学習された蒸発燃料濃度（蒸発燃料濃度学習値）に基づき、燃料噴射量の補正や蒸発燃料パージ制御が行われている。例えば、特許文献１には、エンジン停止時間や外気温や燃温などに基づいて、エンジン停止期間中の蒸発燃料濃度の変化量を推定し、この変化量に基づいて、エンジン停止前に学習した蒸発燃料濃度の学習値を補正する技術が開示されている。
【０００４】
他方で、例えば特許文献２には、空燃比をリーンに設定するリーン運転を行っているときに、蒸発燃料のパージを禁止する技術が開示されている。この技術では、リーン運転時に蒸発燃料をパージすることによる燃焼安定性の悪化の抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９９６２７号公報
【特許文献２】特開平８−１７７５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、キャニスタ内に多量の蒸発燃料が蓄積された状態において、例えば上記の特許文献２に記載された技術のように所定の要求に応じて蒸発燃料のパージを禁止すると、蒸発燃料がキャニスタから外部に放出されてしまう可能性がある。したがって、このような蒸発燃料のパージの禁止は、キャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態を的確に推定して、蒸発燃料が外部に放出される可能性がないと判定された場合に実行することが望ましい。ここで、従来技術として、上記の蒸発燃料濃度学習値（つまり学習されたパージガス中の蒸発燃料の濃度）に基づいて、キャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態を判定するものが知られている。しかしながら、この蒸発燃料濃度学習値だけでは、キャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態、具体的には蒸発燃料のパージを禁止しても蒸発燃料が外部に放出される可能性がないようなキャニスタの状態を、的確に判定することは困難である。例えば、蒸発燃料濃度学習値の精度が確保されていない状況においては、この蒸発燃料濃度学習値に基づきキャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態を的確に判定できないからである。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、キャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態を精度良く判定して、その判定結果に応じて蒸発燃料のパージを適切に停止することができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、蒸発燃料処理装置であって、燃料タンクからエンジンの吸気通路に向けて延び、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気通路にパージするためのパージ通路と、パージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、キャニスタの下流側のパージ通路上に設けられ、当該パージ通路を開閉するパージ弁と、少なくともパージ弁を制御して、蒸発燃料を吸気通路にパージするための蒸発燃料パージ制御を実行するよう構成された制御器と、を有し、制御器は、エンジンの排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサによって検出された実空燃比と設定すべき目標空燃比との差に基づき、エンジンの燃料噴射弁の燃料噴射量を空燃比フィードバック制御において補正するためのフィードバック補正量を求め、フィードバック補正量に基づき、吸気通路にパージされるガスに含まれる蒸発燃料の濃度を学習するための蒸発燃料濃度学習値を求め、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定されたときに、吸気通路にパージされる蒸発燃料を含むガスのパージ量の積算を開始し、積算されたパージ量が所定量に達したときに、パージ弁を閉弁して、吸気通路への蒸発燃料のパージを停止する、よう構成されている、ことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明では、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定されたときに、パージ量の積算を開始し、この積算されたパージ量（積算パージ量）が所定量に達したときに、パージ弁を閉弁して、蒸発燃料のパージを停止する。これにより、蒸発燃料の濃度が薄いことが精度良く判定されてから、キャニスタ内の残りの蒸発燃料が適切に放出されたときに、蒸発燃料のパージを停止することができる。よって、本発明によれば、蒸発燃料のパージ停止時に、蒸発燃料がキャニスタから外部に放出されてしまうことを確実に抑制できる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、制御器は、積算されたパージ量が所定量に達したときに、パージ弁を閉弁すると共に、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定してエンジンを運転させる所定の燃焼モードの実行を許可するよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、積算パージ量が所定量に達して蒸発燃料のパージを停止したときに、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定する燃焼モード（以下では適宜「リーン燃焼モード」と呼ぶ。）の実行を許可するので、燃焼安定性が確保された状態においてリーン燃焼モードを適切に実行することができる。また、本発明によれば、上述したように蒸発燃料が外部に放出される可能性がないと精度良く判定された状態において、リーン燃焼モードの実行を許可するので、リーン燃焼モードの実行のためにパージを停止することによる蒸発燃料の外部への放出を確実に抑制できる。その結果、蒸発燃料の外部への放出を防止しつつ、リーン燃焼モードを実行する機会を適切に確保できるようになる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、制御器は、燃焼モードが許可されて当該燃焼モードが実行された後に、蒸発燃料の発生量が所定量に達したと判定されたときに、燃焼モードの実行を禁止するよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、パージ停止時に実行されるリーン燃焼モードを適切なタイミングで終了することができる。こうしてリーン燃焼モードが終了された後に、蒸発燃料のパージが再開される。よって、本発明によれば、リーン燃焼モードの実行のためにパージを停止することによる蒸発燃料の外部への放出を確実に抑制できる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、制御器は、キャニスタにおける大気開放口付近の蒸発燃料の吸着量に基づき、パージ量を判定するための所定量を設定するよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、キャニスタにおける大気開放口付近の蒸発燃料の吸着量に基づき設定された所定量だけ、蒸発燃料をパージしてから、蒸発燃料のパージを停止する。これにより、キャニスタの大気開放口付近に残存した蒸発燃料（蒸発燃料がキャニスタに多量に吸着された状態からパージを行った場合に蒸発燃料が大気開放口付近に残存する傾向にある）がパージ停止時に外部に放出されてしまうことを適切に抑制できる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、制御器は、蒸発燃料の濃度の学習開始時に求められた蒸発燃料濃度学習値に基づき、パージ量を判定するための所定量を設定するよう構成されている。
キャニスタにおいて大気開放口付近にある蒸発燃料の吸着量は、蒸発燃料の濃度の学習開始時に求められた蒸発燃料濃度学習値に応じた量となる。そのため、上記の本発明では、積算パージ量を判定するための所定量を、この学習開始時に求められた蒸発燃料濃度学習値に基づき設定する。そして、このように設定された所定量だけ蒸発燃料をパージしてから、蒸発燃料のパージを停止する。これによっても、キャニスタの大気開放口付近に残存した蒸発燃料がパージ停止時に外部に放出されてしまうことを適切に抑制できる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、制御器は、蒸発燃料パージ制御に関係する制御弁及び／又はセンサの特性により生じる空燃比のばらつきに起因する蒸発燃料濃度学習値のばらつき量を求め、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定され、尚且つばらつき量が所定量未満であるときに、パージ量の積算を開始する、よう構成されている。
このように構成された本発明によれば、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定され、尚且つ蒸発燃料濃度学習値のばらつき量が所定量未満である場合に、積算パージ量が所定量に達してから蒸発燃料のパージを停止する。これにより、蒸発燃料の濃度が薄いことをより正確に判定した状態において、蒸発燃料のパージを停止することができ、蒸発燃料が外部に放出されてしまうことをより効果的に抑制できる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、制御器は、蒸発燃料濃度学習値の変化量が所定量未満である状態が所定時間継続した場合、又は連続して求められた所定数の蒸発燃料濃度学習値の全ての変化量が所定量未満である場合に、蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定するよう構成されている。
このように構成された本発明によれば、蒸発燃料濃度学習値の状態が安定しているか否かを精度良く判定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による蒸発燃料処理装置によれば、キャニスタ内の蒸発燃料の吸着状態を精度良く判定して、その判定結果に応じて蒸発燃料のパージを適切に停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンジンの制御系統を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンジンの運転領域についての説明図である。
【図４】本発明の実施形態による全体制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による第２燃焼モード許可判定処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態による第２燃焼モード許可判定処理を実行したときの各種パラメータの変化の一例を示すタイムチャートである。
【図７】蒸発燃料をパージしたときのキャニスタ内の状態の具体例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態による全体制御処理を実行した場合の各種パラメータの変化の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置について説明する。
【００１９】
＜エンジンの構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置が適用されるエンジンの具体例について説明する。なお、図１及び図２に示すエンジンは、あくまで本発明が適用されるエンジンの一例であり、図１及び図２に示すエンジンに本発明を適用することに限定はされない。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態によるエンジンの構成を例示する図である。図２は、本発明の実施形態によるエンジンの制御系統を示すブロック図である。なお、図１における吸気側は紙面左側であり、排気側は紙面右側である。
【００２１】
本実施形態において、エンジン１は、四輪の自動車に搭載された部分圧縮着火燃焼（ＳＰＣＣＩ：SPark Controlled Compression Ignition）を行うガソリンエンジンである。具体的には、エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えている。シリンダブロック１２の内部に複数のシリンダ１１が形成されている。図１では、１つのシリンダ１１のみを示すが、本実施形態においてエンジン１は、多気筒エンジンである。
【００２２】
各シリンダ１１内には、ピストン３が摺動自在に内挿されている。ピストン３は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン３は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１７を区画する。なお、「燃焼室」は、ピストン３が圧縮上死点に至ったときに形成される空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる場合がある。つまり、「燃焼室」は、ピストン３の位置に関わらず、ピストン３、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３によって形成される空間を意味する場合がある。
【００２３】
エンジン１の幾何学的圧縮比は、理論熱効率の向上や、後述するＣＩ（Compression Ignition）燃焼の安定化を目的として高く設定されている。具体的に、エンジン１の幾何学的圧縮比は、１７以上である。幾何学的圧縮比は、例えば１８としてもよい。幾何学的圧縮比は、１７以上２０以下の範囲で、適宜設定すればよい。
【００２４】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、２つの吸気ポート１８（図１）が形成されている。吸気ポート１８は、燃焼室１７に連通している。吸気ポート１８には、吸気弁２１が配設されている。吸気弁２１は、燃焼室１７と吸気ポート１８との間を開閉する。吸気弁２１は、可変動弁機構である吸気ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２３（図２）によって、所定のタイミングで開閉する。吸気ＶＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期を、連続的に変化させることができる。なお、吸気ＶＶＴ２３は、電動式又は液圧式に駆動されるよう構成される。
【００２５】
シリンダヘッド１３にはまた、シリンダ１１毎に、２つの排気ポート１９（図１）が形成されている。排気ポート１９は、燃焼室１７に連通している。排気ポート１９には、排気弁２２が配設されている。排気弁２２は、燃焼室１７と排気ポート１９との間を開閉する。排気弁２２は、可変動弁機構である排気ＶＶＴ２４（図２）によって、所定のタイミングで開閉する。排気ＶＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気弁２２の開弁時期及び閉弁時期を、連続的に変化させることができる。なお、排気ＶＶＴ２４は、電動式又は液圧式に駆動されるよう構成される。
【００２６】
本実施形態において、エンジン１は、吸気ＶＶＴ２３及び排気ＶＶＴ２４によって、吸気弁２１の開弁と排気弁２２の開弁とに係るオーバーラップ期間の長さを調整することができる。これにより、燃焼室１７の中の残留ガスを掃気したり、燃焼室１７の中に熱い既燃ガスを閉じ込めたり（つまり、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを燃焼室１７の中に導入）することができる。なお、このような内部ＥＧＲガスの導入をＶＶＴによって実現することに限定はされない。
【００２７】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、燃料噴射弁６が取り付けられている。燃料噴射弁６は、燃焼室１７の中に燃料を直接噴射するように、燃焼室１７の天井面に設けられている。また、燃料噴射弁６は、その噴射軸心が、シリンダ１１の中心軸に沿うように配設されている。なお、燃料噴射弁６の噴射軸心は、シリンダ１１の中心軸と一致していなくてもよい。燃料噴射弁６は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型の燃料噴射弁によって構成され、燃料噴霧が、燃焼室１７の中央から放射状に広がるように燃料を噴射する。なお、燃料噴射弁６は、多噴口型のインジェクタに限らない。燃料噴射弁６は、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。
【００２８】
燃料噴射弁６には、図示しない燃料供給路を介して燃料タンク６３から燃料が供給される。この燃料供給路には、図示しない燃料ポンプ及びコモンレールが設けられている。燃料ポンプは、コモンレールに燃料を圧送するように構成されている。コモンレールは、燃料ポンプから圧送された燃料を、高い燃料圧力で蓄えるよう構成されている。燃料噴射弁６が開弁すると、コモンレールに蓄えられていた燃料が、燃料噴射弁６の噴口から燃焼室１７の中に噴射される。例えば、３０ＭＰａ以上の高い圧力（１つの例では最高燃料圧力は１２０ＭＰａ程度）の燃料が燃料噴射弁６に供給される。また、燃料噴射弁６は、パルス駆動され、供給される制御信号のパルス幅が大きくなるほど、噴射する燃料量が多くなる。
【００２９】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、燃焼室１７の中の混合気に強制的に点火をする。点火プラグ２５は、本実施形態においては、シリンダ１１の中心軸を挟んだ吸気側に配設されている。また、点火プラグ２５は、２つの吸気ポート１８の間に位置している。点火プラグ２５は、上方から下方に向かって、燃焼室１７の中央に近づく方向に傾いて、シリンダヘッド１３に取り付けられている。点火プラグ２５の電極は、燃焼室１７の中に臨んでかつ、燃焼室１７の天井面の付近に位置している。
【００３０】
図１に示すように、エンジン１の一側面には吸気通路４０が接続されている。吸気通路４０は、各シリンダ１１の吸気ポート１８に連通している。吸気通路４０は、燃焼室１７に導入するガスが流れる通路である。吸気通路４０の上流端部には、新気を濾過するエアクリーナー４１が配設されている。吸気通路４０の下流端近傍には、サージタンク４２が配設されている。サージタンク４２よりも下流の吸気通路４０は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の下流端が、各シリンダ１１の吸気ポート１８に接続されている。
【００３１】
吸気通路４０におけるエアクリーナー４１とサージタンク４２との間には、スロットル弁４３が配設されている。スロットル弁４３は、弁の開度を調整することによって、燃焼室１７の中への新気の導入量を調整するよう構成されている。
【００３２】
吸気通路４０にはまた、スロットル弁４３の下流に、過給機４４が配設されている。過給機４４は、燃焼室１７に導入するガスを過給するよう構成されている。本実施形態において、過給機４４は、エンジン１によって駆動される機械式の過給機である。機械式の過給機４４は、例えばルーツ式としてもよい。機械式の過給機４４の構成はどのような構成であってもよい。機械式の過給機４４は、リショルム式や遠心式であってもよい。
【００３３】
過給機４４とエンジン１の出力軸との間には、電磁クラッチ４５が介設している。電磁クラッチ４５は、過給機４４とエンジン１との間で、エンジン１から過給機４４へ駆動力を伝達したり、駆動力の伝達を遮断したりする。後述するように、ＥＣＵ１０（図２）が電磁クラッチ４５の接続状態と非接続状態を切り替えることによって、過給機４４はオンとオフとが切り替わる。つまり、このエンジン１は、過給機４４が、燃焼室１７に導入するガスを過給することと、過給機４４が、燃焼室１７に導入するガスを過給しないこととを切り替えることができるよう構成されている。
【００３４】
吸気通路４０における過給機４４の下流には、インタークーラー４６が配設されている。インタークーラー４６は、過給機４４において圧縮されたガスを冷却するよう構成されている。インタークーラー４６は、例えば水冷式に構成すればよい。
【００３５】
吸気通路４０には、バイパス通路４７が接続されている。バイパス通路４７は、過給機４４及びインタークーラー４６をバイパスするよう、吸気通路４０における過給機４４の上流部とインタークーラー４６の下流部とを互いに接続する。バイパス通路４７には、バイパス制御弁であるエアバイパス弁４８が配設されている。エアバイパス弁４８は、バイパス通路４７を流れるガスの流量を調整する。
【００３６】
過給機４４をオフにしたとき（つまり、電磁クラッチ４５を遮断したとき）には、エアバイパス弁４８を全開にする。これにより、吸気通路４０を流れるガスは、過給機４４をバイパスして、エンジン１の燃焼室１７に導入される。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気の状態で運転する。一方で、過給機４４をオンにしたとき（つまり、電磁クラッチ４５を接続したとき）には、過給機４４を通過したガスの一部は、バイパス通路４７を通って過給機の上流に逆流する。エアバイパス弁４８の開度を調整することによって、逆流量を調整することができるから、燃焼室１７に導入するガスの過給圧を調整することができる。この構成例においては、過給機４４とバイパス通路４７とエアバイパス弁４８とによって、過給システム４９が構成されている。
【００３７】
また、吸気通路４０には、燃焼室１７内の吸気流動を強化するためのスワール制御弁（不図示）が設けられている。エンジン１の各燃焼室１７に接続された吸気通路４０は、平行に延びる２本の通路から構成され、このうちの一方の吸気通路４０は、エンジン１のフロント側に設けられて、２つの吸気ポート１８の一方に接続され、他方の吸気通路４０は、エンジン１のリヤ側に設けられて、２つの吸気ポート１８の他方に接続される。スワール制御弁は、フロント側にある吸気通路４０内に設けられる。スワール制御弁の開度が小さいと、一方の吸気ポート１８から燃焼室１７に流入する吸気流量が相対的に減り、且つ他方の吸気ポート１８から燃焼室１７に流入する吸気流量が相対的に増えるため、燃焼室１７内のスワール流が強くなる。これに対して、スワール制御弁の開度が大きいと、２つの吸気ポート１８のそれぞれから燃焼室１７に流入する吸気流量が略均等になり、燃焼室１７内のスワール流が弱くなる。このようなスワール制御弁も、ＥＣＵ１０（図２）により制御される。
【００３８】
エンジン１の他側面には、排気通路５０が接続されている。排気通路５０は、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１７から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。排気通路５０には、１つ以上の触媒コンバーター５１を有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバーター５１は、三元触媒を含んで構成されている。なお、排気ガス浄化システムは、三元触媒のみを含むものに限らない。
【００３９】
吸気通路４０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、既燃ガスの一部を吸気通路４０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における触媒コンバーター５１の下流に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路４０における過給機４４の上流に接続されている。
【００４０】
ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラー５３が配設されている。ＥＧＲクーラー５３は、既燃ガスを冷却するよう構成されている。ＥＧＲ通路５２にはまた、ＥＧＲ弁５４が配設されている。ＥＧＲ弁５４は、ＥＧＲ通路５２を流れる既燃ガスの流量を調整するよう構成されている。ＥＧＲ弁５４の開度を調整することによって、冷却した既燃ガス、つまり外部ＥＧＲガスの還流量を調整することができる。
【００４１】
本実施形態において、ＥＧＲシステム５５は、ＥＧＲ通路５２及びＥＧＲ弁５４を含んで構成されている外部ＥＧＲシステムと、前述した吸気ＶＶＴ２３及び排気ＶＶＴ２４を含んで構成されている内部ＥＧＲシステムとによって構成されている。
【００４２】
また、図１に示すように、エンジン１には、燃料タンク６３内で発生した蒸発燃料を吸気通路４０にパージするためのパージシステム６１が設けられている。具体的には、パージシステム６１は、燃料タンク６３内で蒸発した蒸発燃料が供給され、この蒸発燃料を吸着するキャニスタ６４と、キャニスタ６４に空気を導入する大気開放通路６５と、燃料タンク６３と吸気通路４０とをキャニスタ６４を介して連結するパージ通路６６と、を有する。パージ通路６６は、スロットル弁４３と過給機４４との間の吸気通路４０上の位置に接続されている。
【００４３】
キャニスタ６４に吸着された蒸発燃料は、大気開放通路６５から導入された空気によって、キャニスタ６４から脱離される。キャニスタ６４から脱離された蒸発燃料は、空気と共にパージ通路６６を通って吸気通路４０にパージされる。以下では、パージ通路６６から吸気通路４０にパージされる蒸発燃料と空気とを含むガスを「パージガス」と呼ぶことがある。
【００４４】
キャニスタ６４の下流側のパージ通路６６上には、当該パージ通路６６を開閉するパージ弁６７が設けられている。パージ弁６７は、デューティ制御弁であり、開閉を繰り返して、１回の開弁期間と閉弁期間とを合わせた単位期間に対する開弁期間の割合であるデューティ比が変更されることでその開度が変更されるようになっている。パージ弁６７は、電磁式バルブであり、デューティ比は、１回の通電期間と１回の非通電期間とを合わせた単位期間に対する通電期間の割合である。パージ弁６７は、デューティ比が０％で全閉となり、１００％で全開となる。
【００４５】
次に、図２に示すように、エンジン１は、これを運転するためのＥＣＵ（Power-train Control Module）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）としてのマイクロプロセッサ１０ａと、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリ１０ｂと、電気信号の入出力をする入出力バス等を備えている。ＥＣＵ１０は、制御器の一例である。
【００４６】
ＥＣＵ１０には、図１及び図２に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１５が接続されている。センサＳＷ１〜ＳＷ１５は、検知信号をＥＣＵ１０に出力する。センサには、以下のセンサが含まれる。
【００４７】
すなわち、吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されかつ、吸気通路４０を流れる新気の流量を検知するエアフローセンサＳＷ１、及び、新気の温度を検知する第１吸気温度センサＳＷ２、吸気通路４０におけるＥＧＲ通路５２の接続位置よりも下流でかつ、過給機４４の上流に配置されかつ、過給機４４に流入するガスの圧力を検知する第１圧力センサＳＷ３（以下では適宜「吸気圧センサＳＷ３」と言い換える）、吸気通路４０における過給機４４の下流でかつ、バイパス通路４７の接続位置よりも上流に配置されかつ、過給機４４から流出したガスの温度を検知する第２吸気温度センサＳＷ４、サージタンク４２に取り付けられかつ、過給機４４の下流のガスの圧力（過給圧）を検知する第２圧力センサＳＷ５、各シリンダ１１に対応してシリンダヘッド１３に取り付けられかつ、各燃焼室１７内の圧力（筒内圧）を検知する指圧センサＳＷ６、排気通路５０に配置されかつ、燃焼室１７から排出した排気ガスの温度を検知する排気温度センサＳＷ７、燃焼室１７から排出された排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサＳＷ８（より詳しくは、当該センサＳＷ８は排気ガスに含まれる酸素濃度を検出するリニアＯ2センサ（リニアＡ／Ｆセンサ：ＬＡＦＳ）に相当する）、エンジン１の出力軸近傍に配置されかつ、出力軸の回転数を検出するエンジン回転数センサＳＷ９、エンジン１に取り付けられかつ、冷却水の温度を検知する水温センサＳＷ１０、エンジン１に取り付けられかつ、クランクシャフト１５の回転角を検知するクランク角センサＳＷ１１、アクセルペダル機構に取り付けられかつ、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検知するアクセル開度センサＳＷ１２、エンジン１に取り付けられかつ、吸気カムシャフトの回転角を検知する吸気カム角センサＳＷ１３、エンジン１に取り付けられかつ、排気カムシャフトの回転角を検知する排気カム角センサＳＷ１４、ＥＧＲ通路５２に配置されかつ、ＥＧＲ弁５４の上流及び下流の差圧を検知するＥＧＲ差圧センサＳＷ１５である。
【００４８】
ＥＣＵ１０は、これらの検知信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、各デバイスの制御量を計算する。ＥＣＵ１０は、計算をした制御量に係る制御信号を、燃料噴射弁６、点火プラグ２５、吸気ＶＶＴ２３、排気ＶＶＴ２４、スロットル弁４３、ＥＧＲ弁５４、過給機４４の電磁クラッチ４５、エアバイパス弁４８、及び、パージ弁６７に出力して、エンジン１を制御する。例えば、ＥＣＵ１０は、第１圧力センサＳＷ３及び第２圧力センサＳＷ５の検知信号から得られる過給機４４の前後差圧に基づいてエアバイパス弁４８の開度を調整することにより、過給圧を調整する。また、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲ差圧センサＳＷ１５の検知信号から得られるＥＧＲ弁５４の前後差圧に基づいてＥＧＲ弁５４の開度を調整することにより、燃焼室１７の中に導入する外部ＥＧＲガス量を調整する。
【００４９】
なお、本実施形態においては、主に、パージ通路６６、キャニスタ６４、パージ弁６７、及びＥＣＵ１０が、本発明に係る「蒸発燃料処理装置」を構成する。
【００５０】
＜運転領域＞
次に、図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジン１の運転領域について説明する。図３は、エンジン１の暖機が完了した温間時（例えば「エンジン水温≧８０℃」又は「吸気温≧５０℃」のとき）に適用される運転マップを示している。
【００５１】
図３に示すように、エンジン回転数が比較的低い領域Ｒ１及びエンジン回転数が比較的高い領域Ｒ２では、一般的なＳＩ（Spark Ignition）燃焼が実行される。ＳＩ燃焼とは、点火プラグ２５を用いた火花点火により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる形態のことである。このようなＳＩ燃焼の実現のために、エンジン１の主な構成部は、ＥＣＵ１０によって次のように制御される。燃料噴射弁６は、少なくとも吸気行程と重複する所定の期間にわたって噴射を噴射する。例えば、燃料噴射弁６は、吸気行程から圧縮行程にかけた一連の期間にわたって燃料を噴射する。また、点火プラグ２５は、圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。例えば、点火プラグ２５は、圧縮上死点よりもやや進角側のタイミングで混合気に点火する。そして、この点火をきっかけにＳＩ燃焼が開始され、燃焼室１７内の混合気の全てが火炎伝播により燃焼する。ＥＧＲ弁５４は、燃焼室１７内の空気量と燃料量との割合である空燃比がほぼ理論空燃比（１４．７）となるように、その開度が制御される。
【００５２】
一方、エンジン回転数に関して上記の領域Ｒ１と領域Ｒ２との間に挟まれた領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５では、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とをミックスした部分圧縮着火燃焼（ＳＰＣＣＩ燃焼）が実行される。ＣＩ燃焼とは、ピストン３の圧縮により高温・高圧化された環境下で混合気を自着火により燃焼させる形態のことである。そして、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とをミックスしたＳＰＣＣＩ燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室１７内の混合気の一部をＳＩ燃焼させ、当該ＳＩ燃焼の後に（ＳＩ燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により）燃焼室１７内の残りの混合気を自着火によりＣＩ燃焼させる、という燃焼形態のことである。
【００５３】
ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼時の熱発生よりもＣＩ燃焼時の熱発生の方が急峻になるという性質がある。例えば、ＳＰＣＣＩ燃焼による熱発生率の波形は、ＳＩ燃焼に対応する燃焼初期の立ち上がりの傾きが、その後のＣＩ燃焼に対応して生じる立ち上がりの傾きよりも小さくなる。言い換えると、ＳＰＣＣＩ燃焼時の熱発生率の波形は、ＳＩ燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが小さい熱発生率部と、ＣＩ燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが大きい熱発生部とが、この順に連続するように形成される。また、このような熱発生率の傾向に対応して、ＳＰＣＣＩ燃焼では、ＳＩ燃焼時に生じる燃焼室１７内の圧力上昇率（ｄｐ／ｄθ）がＣＩ燃焼時のそれよりも小さくなる。
【００５４】
ＳＩ燃焼によって、燃焼室１７内の温度及び圧力が高まると、これに伴い未燃混合気が自着火し、ＣＩ燃焼が開始される。この自着火のタイミング（つまりＣＩ燃焼が開始するタイミング）で、熱発生率の波形の傾きが小から大へと変化する。すなわち、ＳＰＣＣＩ燃焼における熱発生率の波形は、ＣＩ燃焼が開始するタイミングで現れる変曲点を有している。
【００５５】
ＣＩ燃焼の開始後は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とが並行して行われる。ＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼よりも混合気の燃焼速度が速いため、熱発生率は相対的に大きくなる。ただし、ＣＩ燃焼は、圧縮上死点の後に行われるため、熱発生率の波形の傾きが過大になることはない。すなわち、圧縮上死点を過ぎるとピストン３の下降によりモータリング圧力が低下するので、このことが熱発生率の上昇を抑制する結果、ＣＩ燃焼時のｄｐ／ｄθが過大になることが回避される。このように、ＳＰＣＣＩ燃焼では、ＳＩ燃焼の後にＣＩ燃焼が行われるという性質上、燃焼騒音の指標となるｄｐ／ｄθが過大になり難く、単純なＣＩ燃焼（全ての燃料をＣＩ燃焼させた場合）に比べて燃焼騒音を抑制することができる。
【００５６】
ＣＩ燃焼の終了に伴いＳＰＣＣＩ燃焼も終了する。ＣＩ燃焼はＳＩ燃焼に比べて燃焼速度が速いので、単純なＳＩ燃焼（全ての燃料をＳＩ燃焼させた場合）に比べて燃焼終了時期を早めることができる。言い換えると、ＳＰＣＣＩ燃焼では、燃焼終了時期を膨張行程内において圧縮上死点に近づけることができる。これにより、ＳＰＣＣＩ燃焼では、単純なＳＩ燃焼に比べて燃費性能を向上させることができる。
【００５７】
ここで、領域Ｒ３、Ｒ４では、燃焼室１７内の空燃比をほぼ理論空燃比（１４．７）又は理論空燃比よりもやや小さい値に設定して、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる。言い換えると、領域Ｒ３、Ｒ４では、空気過剰率λ（実空燃比を理論空燃比で割った値）がほぼ１又は１よりもやや小さい空燃比リッチな環境下（λ≒１又はλ≦１）でＳＰＣＣＩ燃焼（以下では、領域Ｒ３、Ｒ４で行われるＳＰＣＣＩ燃焼のことを適宜「第１燃焼モード」と呼ぶ。）が行われる。このような領域Ｒ３、Ｒ４では、エンジン１の主な構成部は、ＥＣＵ１０によって次のように制御される。燃料噴射弁６は、少なくとも一部の燃料の噴射時期を吸気行程にまで早める。例えば、燃料噴射弁６は、１回目の燃料噴射を吸気行程中に実行するとともに、２回目の燃料噴射を圧縮行程中に実行する。点火プラグ２５は、圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。例えば、点火プラグ２５は、圧縮上死点よりもやや進角側のタイミングで混合気に点火する。そして、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室１７内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【００５８】
吸気ＶＶＴ２３及び排気ＶＶＴ２４は、吸気弁２１及び排気弁２２のバルブタイミングを、内部ＥＧＲを行うためのタイミング、つまり、吸気弁２１及び排気弁２２の双方が排気上死点を跨いで開弁されるバルブオーバーラップ期間が十分に形成されるようなタイミングに設定する。これにより、燃焼室１７に既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲが実現され、燃焼室１７の温度（圧縮前の初期温度）が高められる。具体的には、領域Ｒ３、Ｒ４では、吸気ＶＶＴ２３は、ＳＩ燃焼よりも早いタイミングで吸気弁２１を閉じ、排気ＶＶＴ２４は、ＳＩ燃焼よりも遅いタイミングで排気弁２２を閉じる。スロットル弁４３は、所定の中間開度まで閉じられ、燃焼室１７内の全体の空燃比がほぼ理論空燃比又は理論空燃比よりもやや小さい値に設定される。
【００５９】
ＥＧＲ弁５４は、燃焼室１７内の全体の空燃比が目標空燃比となるように、その開度が制御される。基本的には、ＥＧＲ弁５４は、燃焼室１７に導入される全ガス量から、目標空燃比に相当する空気量と、内部ＥＧＲにより燃焼室１７に残留させられる既燃ガスの量とを除いた分のガスが、外部ＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路５２から燃焼室１７に還流されるように、ＥＧＲ通路５２内の流量を調整する。
【００６０】
また、領域Ｒ３、Ｒ４のうちで高負荷側の領域Ｒ３では、電磁クラッチ４５が締結されて過給機４４とエンジン１とが連結されることにより、過給機４４による過給が行われる。このとき、第２圧力センサＳＷ５により検出される過給圧が、運転条件（回転速度／負荷）ごとに予め定められた目標圧力に一致するように、エアバイパス弁４８の開度が制御される。例えば、エアバイパス弁４８の開度が大きくなるほど、バイパス通路４７を通じて過給機４４の上流側に逆流する吸気の流量が多くなる結果、サージタンク４２に導入される吸気の圧力つまり過給圧が低くなる。エアバイパス弁４８は、このように吸気の逆流量を調整することにより、過給圧を目標圧力に制御する。一方、低負荷側の領域Ｒ４では、電磁クラッチ４５が解放されて過給機４４とエンジン１との連結が解除されるとともに、エアバイパス弁４８が全開とされることにより、過給機４４による過給が停止される。
【００６１】
他方で、領域Ｒ４における低回転側且つ低負荷側にある領域Ｒ５では、燃焼室１７内の空燃比を理論空燃比（１４．７）よりも大きい値に設定して、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる。言い換えると、領域Ｒ５では、空気過剰率λが１より大きくなる空燃比リーンな環境下（λ＞１）でＳＰＣＣＩ燃焼（以下では、領域Ｒ５で行われるＳＰＣＣＩ燃焼のことを適宜「第２燃焼モード」と呼ぶ。なお、第２燃焼モードは上述したリーン燃焼モードに相当する。）が行われる。１つの例では、空気過剰率λが２以上に設定される。このような領域Ｒ５では、エンジン１の主な構成部は、ＥＣＵ１０によって次のように制御される。燃料噴射弁６は、１サイクル中に噴射すべき燃料の全量または大半を圧縮行程中に噴射する。例えば、燃料噴射弁６は、圧縮行程の中期から後期にかけた２回に分けて燃料を噴射する。点火プラグ２５は、圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。例えば、点火プラグ２５は、圧縮上死点よりもやや進角側のタイミングで混合気に点火する。そして、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室１７内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【００６２】
吸気ＶＶＴ２３及び排気ＶＶＴ２４は、吸気弁２１及び排気弁２２のバルブタイミングを内部ＥＧＲを行うためのタイミング、つまり、吸気弁２１及び排気弁２２の双方が排気上死点を跨いで開弁されるバルブオーバーラップ期間が十分に形成されるようなタイミングに設定する。これにより、燃焼室１７に既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲが実現され、燃焼室１７の温度（圧縮前の初期温度）が高められる。具体的には、領域Ｒ５では、吸気ＶＶＴ２３は、ＳＩ燃焼よりも早いタイミングで吸気弁２１を閉じ、排気ＶＶＴ２４は、ＳＩ燃焼よりも遅いタイミングで排気弁２２を閉じる。スロットル弁４３は、全開相当の開度まで開かれ、燃焼室１７内の全体の空燃比が３０〜４０に設定される。また、領域Ｒ５では、電磁クラッチ４５が解放されて過給機４４とエンジン１との連結が解除されるとともに、エアバイパス弁４８が全開とされることにより、過給機４４による過給が停止される。
【００６３】
＜制御内容＞
次に、本発明の実施形態においてＥＣＵ１０によって行われる制御内容について説明する。まず、本発明の実施形態による制御の概要について説明する。
【００６４】
ＥＣＵ１０は、蒸発燃料のパージに起因する空燃比のずれ（詳しくは、実空燃比を目標空燃比に設定するための空燃比フィードバック制御に生じるずれ）を抑制するために、蒸発燃料パージ制御中に、吸気通路４０にパージされるパージガスに含まれる蒸発燃料の濃度を学習する（蒸発燃料濃度学習）。なお、ＥＣＵ１０は、この蒸発燃料パージ制御中においては、目標空燃比をほぼ理論空燃比に設定する第１燃焼モードを許可する一方で、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定する第２燃焼モードを禁止する。こうするのは、蒸発燃料のパージ中に第２燃焼モードを実行すると燃焼安定性が悪化するからである。
【００６５】
そして、ＥＣＵ１０は、このように学習された蒸発燃料の濃度（蒸発燃料濃度学習値）に基づき、キャニスタ６４内の蒸発燃料の吸着状態を推定して、パージを停止しても蒸発燃料が外部に放出される可能性がないと判定されたときに、パージ弁６７を閉弁して蒸発燃料のパージを停止する。特に、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、（１）蒸発燃料濃度学習値が所定値未満である、（２）蒸発燃料濃度学習値の状態が安定している、（３）蒸発燃料パージ制御に関係する制御弁及び／又はセンサの特性により生じる空燃比のばらつきに起因する蒸発燃料濃度学習値のばらつき量が所定量未満である、という全ての条件が成立したときにパージ量の積算を開始し、この積算されたパージ量（積算パージ量）が所定量に達したときに蒸発燃料のパージを停止する。こうすることで、蒸発燃料の濃度が薄いことが精度良く判定されてから、キャニスタ６４内の残りの蒸発燃料（特に大気開放通路６５の接続部（大気開放口）付近に吸着した蒸発燃料）が適切に放出されたときに、蒸発燃料のパージが停止されるようにしている。
【００６６】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、このように蒸発燃料のパージを停止したときに、第２燃焼モードを許可する。こうすることで、パージを停止して燃焼安定性が確保された状態において第２燃焼モードが実行されるようにしている。こうして第２燃焼モードが許可されて当該燃焼モードが実行された場合、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モードの実行後に蒸発燃料の発生量が所定量に達したと判定されたときに（例えば第２燃焼モード開始からのタイマを用いて当該判定を行う）、第２燃焼モードの実行を禁止する。そして、ＥＣＵ１０は、パージ弁６７を開弁して、蒸発燃料のパージ及び蒸発燃料濃度学習を再開する。こうすることで、第２燃焼モード実行のための蒸発燃料のパージ停止により、蒸発燃料がキャニスタ６４から外部に放出されてしまうことを確実に抑制するようにしている。
【００６７】
次に、図４乃至図７を参照して、本発明の実施形態による制御内容について具体的に説明する。図４は、本発明の実施形態による全体制御処理を示すフローチャートであり、図５は、この全体制御処理中に行われる、本発明の実施形態による第２燃焼モード許可判定処理を示すフローチャートである。図４及び図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ１０によって所定の周期で繰り返し実行される。図６は、本発明の実施形態による第２燃焼モード許可判定処理を実行したときの各種パラメータの変化の一例を示すタイムチャートである。図７は、蒸発燃料をパージしたときのキャニスタ６４内の状態の具体例を示す模式図である。
【００６８】
まず、図４に示す全体制御処理が開始されると、ステップＳ１において、ＥＣＵ１０は、パージ弁６７を開弁して、パージ通路６６から吸気通路４０へのパージガスの導入を開始する。
【００６９】
次いで、ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、蒸発燃料濃度学習の実行を許可する条件（学習許可条件）が成立したか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ１０は、エンジン１の現在の運転状態が蒸発燃料濃度学習を精度良く行うことが可能な状態にあるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン１の吸入空気量に対するパージガスのパージ量の比率（パージガス導入比率）が所定値以上であるか否か、及び／又は、吸気圧センサＳＷ３により検出された吸気圧（吸気通路４０の負圧）が所定圧力以下であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、エアフローセンサＳＷ１により検出された流量や、パージ弁６７の開度や、吸気通路４０の負圧や、スロットル弁４３の開度や、大気圧などに基づき、パージガス導入比率を求める。ＥＣＵ１０は、そのようなパージガス導入比率が所定値以上である場合や、吸気圧センサＳＷ３により検出された吸気圧が所定圧力以下である場合に、エンジン１の現在の運転状態が蒸発燃料濃度学習を精度良く行うことが可能な状態にある、つまり学習許可条件が成立したと判定する（ステップＳ２：Ｙｅｓ）。この場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３に進む。一方、ＥＣＵ１０は、学習許可条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、全体制御処理を終了する。
【００７０】
次いで、ステップＳ３において、ＥＣＵ１０は、パージガス中の蒸発燃料の濃度である蒸発燃料濃度学習値と、この蒸発燃料濃度学習値に含まれるばらつき量（学習値ばらつき量）を求める。具体的には、ＥＣＵ１０は、以下の手順で蒸発燃料濃度学習値及び蒸発燃料濃度学習値を求める。まず、ＥＣＵ１０は、空燃比フィードバック制御のフィードバック補正量を求める。この場合、ＥＣＵ１０は、空燃比センサＳＷ８により検出された空燃比（実空燃比）と空燃比フィードバック制御における目標空燃比（典型的には理論空燃比）との差に基づき、フィードバック補正量を求める。加えて、ＥＣＵ１０は、蒸発燃料濃度学習に対して外乱として作用する種々の因子（例えばパージ弁６７や燃料噴射弁６や吸気圧センサＳＷ３や空燃比センサＳＷ８であり、以下では適宜「学習環境因子」と呼ぶ。）の特性（誤差特性）に起因する空燃比のばらつきの程度を示すばらつき量を求める。例えば、ＥＣＵ１０は、パージ弁６７に適用しているデューティ比が小さいほど、パージ弁６７のばらつき量として大きな量を求める。また、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁６に出力している制御信号のパルス幅が小さいほど、燃料噴射弁６のばらつき量として大きな量を求める。また、ＥＣＵ１０は、吸気圧センサＳＷ３により検出された吸気圧が小さいほど吸気圧センサＳＷ３のばらつき量として大きな量を求める。そして、ＥＣＵ１０は、このような学習環境因子のばらつき量（複数の学習環境因子を用いる場合には複数のばらつき量を統合する）、パージガス導入比率、及びフィードバック補正量などに基づき、蒸発燃料濃度学習値を求める。具体的には、ＥＣＵ１０は、学習環境因子のばらつき量及びフィードバック補正量に応じた、目標空燃比に対する空燃比のずれに基づき、現在のパージガス導入比率に応じた量のパージガスに含まれる蒸発燃料の濃度（蒸発燃料濃度学習値）を求める。また、ＥＣＵ１０は、この蒸発燃料濃度学習値に含まれるばらつき量（学習値ばらつき量）を、パージガス導入比率を加味した上で学習環境因子のばらつき量及びフィードバック補正量に基づき求める。この学習値ばらつき量は、蒸発燃料濃度学習値の信頼度を示すものとなる。
【００７１】
次いで、ステップＳ４において、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モードを許可してよいか否かを判定するための第２燃焼モード許可判定処理を実行する。この第２燃焼モード許可判定処理について、図５を参照して説明する（図６も適宜参照する）。
【００７２】
図５に示す第２燃焼モード許可判定処理が開始されると、ステップＳ２１において、ＥＣＵ１０は、上記のステップＳ３で求められた蒸発燃料濃度学習値が所定値未満であるか否かを判定する。ここでは、蒸発燃料の濃度が薄く、蒸発燃料の発生量が少ないため、蒸発燃料のパージを停止しても（後述する蒸発燃料のパージ処理を更に実行することが前提となる）、蒸発燃料が外部へ放出される可能性が低い状況であるか否かを判定している。そういった観点より、蒸発燃料濃度学習値を判定するための所定値が事前に設定される。なお、蒸発燃料の濃度が薄い状態は（つまり蒸発燃料濃度学習値が小さい場合）、基本的には、キャニスタ６４内の蒸発燃料の吸着量や蒸発燃料の発生量が少ない状態であると言える。蒸発燃料濃度学習値が所定値未満である場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２に進む。図６に示す例では、時刻ｔ１１において蒸発燃料濃度学習が開始され、この後の時刻ｔ１２において、蒸発燃料濃度学習値が符号Ａ１１で示す所定値未満となる（グラフＧ１１参照）。一方、蒸発燃料濃度学習値が所定値以上である場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モード許可判定処理を終了する（この場合には、ＥＣＵ１０は図４の全体制御処理も終了する）。
【００７３】
次いで、ステップＳ２２において、ＥＣＵ１０は、上記のステップＳ３で求められた学習値ばらつき量が所定値未満であるか否かを判定する。ここでは、蒸発燃料濃度学習値の信頼度が確保された状態であるか否かを判定している。すなわち、第２燃焼モード許可判定処理の精度を確保すべく、当該判定処理において種々の判定で用いる蒸発燃料濃度学習値の信頼度が確保された状態であるか否かを判定している。学習値ばらつき量が所定値未満である場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２３に進む。図６に示す例では、時刻ｔ１３において、学習値ばらつき量が符号Ａ１２で示す所定値未満となる（グラフＧ１２参照）。一方、学習値ばらつき量が所定値以上である場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モード許可判定処理を終了する（この場合には、ＥＣＵ１０は図４の全体制御処理も終了する）。
【００７４】
次いで、ステップＳ２３において、ＥＣＵ１０は、上記のステップＳ３で求められた蒸発燃料濃度学習値が安定しているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１０は、時間的に連続して求められた所定数の蒸発燃料濃度学習値の全ての変化量が所定量未満であるか否かを判定することで、蒸発燃料濃度学習値が安定しているか否かを判定する。蒸発燃料の濃度が薄い場合には蒸発燃料濃度学習値の変動量が小さくなるが、蒸発燃料の濃度が濃い場合には蒸発燃料濃度学習値の変動量が大きくなるので、ステップＳ２３の判定は、蒸発燃料濃度学習値の変動量に基づき、蒸発燃料の濃度を再確認していることに相当する。蒸発燃料濃度学習値が安定していると判定された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４に進む。図６に示す例では、ＥＣＵ１０は、時刻ｔ１４において、時間的に連続する所定数の蒸発燃料濃度学習値の全ての変化量が所定量未満となることで、より具体的には前回の蒸発燃料濃度学習値に対する今回の蒸発燃料濃度学習値の変化量（割合）が５〜１０％未満となる状態が５回継続することで、蒸発燃料濃度学習値が安定していると判定する（グラフＧ１１に付した矢印Ａ１３参照）。一方、蒸発燃料濃度学習値が安定していないと判定された場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モード許可判定処理を終了する（この場合には、ＥＣＵ１０は図４の全体制御処理も終了する）。
【００７５】
なお、上記のステップＳ２３では、時間的に連続して求められた所定数の蒸発燃料濃度学習値の全ての変化量が所定量未満である場合に（換言すると蒸発燃料濃度学習値の変化量が所定量未満である状態が所定回数継続した場合）、蒸発燃料濃度学習値が安定していると判定する例を示したが、他の例では、蒸発燃料濃度学習値の変化量が所定量未満である状態が所定時間継続した場合に、蒸発燃料濃度学習値が安定していると判定してもよい。
【００７６】
次いで、ステップＳ２４において、ＥＣＵ１０は、上記のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３の全ての条件が成立したことを示す学習値安定判断フラグをオンにする（図６のグラフＧ１３参照）。
【００７７】
次いで、ステップＳ２５において、ＥＣＵ１０は、積算パージ量を判定するためのパージ閾値を設定し、積算パージ量のカウントを開始する（図６のグラフＧ１４参照）。この後、ＥＣＵ１０は、積算パージ量がパージ閾値に達するまで、蒸発燃料のパージを継続して実行する。ここで、図７を参照して、上記のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３の全ての条件が成立した後に（つまり学習値安定判断フラグをオンにした後）、要するに蒸発燃料の濃度が薄いことが精度良く判定された後に、積算パージ量がパージ閾値に達するまで蒸発燃料のパージを継続する理由について説明する。
【００７８】
図７（Ａ）は、比較的多量の蒸発燃料がキャニスタ６４に吸着されている状態（例えば蒸発燃料がキャニスタ６４にほぼ満充填されている状態）から蒸発燃料のパージを行った場合のキャニスタ６４の状態を示している。図７（Ｂ）は、比較的少量の蒸発燃料がキャニスタ６４に吸着されている状態（例えば蒸発燃料がキャニスタ６４の容量の半分程度充填されている状態）から蒸発燃料のパージを行った場合のキャニスタ６４の状態を示している。
【００７９】
図７（Ａ）に示すように、比較的多量の蒸発燃料がキャニスタ６４に吸着されている状態からパージを行った場合には、キャニスタ６４内において大気開放口６５ａからパージ通路６６に向かって延びる部分（キャニスタ６４の中央部分）から蒸発燃料が脱離していき、当該部分の周りの部分（キャニスタ６４の中央部分の周りの外周部分）に蒸発燃料が残存する傾向にある。その結果、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近の蒸発燃料がパージされずに残存する傾向にある。一方で、図７（Ｂ）に示すように、比較的少量の蒸発燃料がキャニスタ６４に吸着されている状態からパージを行った場合には、キャニスタ６４内の蒸発燃料がパージ通路６６に向かう方向に全体的に均等に減少していく傾向にある、つまり図７（Ａ）のようにキャニスタ６４の中央部分の周りの外周部分に蒸発燃料が残存することはない。
【００８０】
図７（Ａ）の右側の図及び図７（Ｂ）の右側の図が、蒸発燃料濃度学習値が同じであり、当該蒸発燃料濃度学習値が上記の所定値未満であるときの状態を示すものとする。このような状態において蒸発燃料のパージを停止すると、図７（Ｂ）の場合には、蒸発燃料の濃度が薄いため、蒸発燃料が大気開放口６５ａから放出される可能性はない。しかしながら、図７（Ａ）の場合には、蒸発燃料の濃度が薄いが、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近に蒸発燃料が残存しているため、この蒸発燃料が脱離して大気開放口６５ａから放出される可能性がある（矢印Ａ１７参照）。すなわち、蒸発燃料がキャニスタ６４に多量に吸着された状態からパージを行った場合には、蒸発燃料の濃度が薄い状態になっていても、この状態で蒸発燃料のパージを停止すると蒸発燃料が放出される可能性がある。
【００８１】
したがって、本実施形態では、ＥＣＵ１０は、上述したように学習値安定判断フラグをオンにした後に蒸発燃料のパージを継続して実行することで、蒸発燃料のパージを停止したときの蒸発燃料の放出を確実に抑制するようにする。具体的には、ＥＣＵ１０は、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近にある蒸発燃料の吸着量に基づきパージ閾値を設定し（詳しくは当該吸着量が多いほどパージ閾値を大きくする）、学習値安定判断フラグをオンにしてからの積算パージ量が当該パージ閾値に達するまで、蒸発燃料のパージを継続して実行する。こうすることで、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近にある蒸発燃料を確実にパージするようにする。
【００８２】
ここで、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近にある蒸発燃料の吸着量は、蒸発燃料のパージ開始時の蒸発燃料の濃度に応じた量となる、つまり蒸発燃料濃度学習の開始時に求められた蒸発燃料濃度学習値（基本的には学習中に得られる蒸発燃料濃度学習値の最大値）に応じた量となる。そのため、ＥＣＵ１０は、大気開放口６５ａ付近の蒸発燃料の吸着量を直接用いずに、この吸着量を間接的に示す、蒸発燃料濃度学習の開始時の蒸発燃料濃度学習値に基づき、パージ閾値を設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、蒸発燃料濃度学習の開始時の蒸発燃料濃度学習値が大きいほど、パージ閾値を大きくする。図６に示す例では、ＥＣＵ１０は、符号Ａ１４で示す蒸発燃料濃度学習値（時刻ｔ１１直後の学習値）に基づき、符号Ａ１５で示すパージ閾値を設定する（グラフＧ１１、Ｇ１４参照）。
【００８３】
図５に戻ると、上記のステップＳ２５の後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２６に進み、積算パージ流量がパージ閾値に達したか否かを判定する。その結果、積算パージ流量がパージ閾値に達していない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２６に戻る。この場合には、ＥＣＵ１０は、積算パージ流量がパージ閾値に達するまで、ステップＳ２６の判定を繰り返すことで、蒸発燃料のパージを継続して実行する。一方で、積算パージ流量がパージ閾値に達した場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２７に進み、第２燃焼モードを許可するための第２燃焼モード許可フラグをオンにする。図６に示す例では、時刻ｔ１５において、積算パージ流量が符号Ａ１５で示すパージ閾値に達し、第２燃焼モード許可フラグがオンにされる（グラフＧ１４、Ｇ１５参照）。この後、ＥＣＵ１０は、図５に示す第２燃焼モード許可判定処理を終了し、図４に示す全体制御処理を再開する。具体的には、ＥＣＵ１０は、図４に示す全体制御処理において、ステップＳ４からステップＳ５に進む。
【００８４】
図４に戻ると、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５において、エンジン１を第２燃焼モードにて運転させる要求が有るか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１の現在の運転状態（エンジン回転数及びエンジン負荷）が図３に示した領域Ｒ５に含まれるか否かを判定することで、第２燃焼モードの要求が有るか否かを判定する。その結果、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モードの要求が有る場合には（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６に進み、第２燃焼モードの要求が無い場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、全体制御処理を終了する。
【００８５】
次いで、ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、エンジン１の第２燃焼モードを実行すべく、まず、パージ弁６７を閉弁して蒸発燃料のパージを停止し、この後に、第２燃焼モードを実行させるようにエンジン１を制御する。第２燃焼モードでのエンジン１の制御は、上記の「運転領域」のセクションで述べた通りである。
【００８６】
次いで、ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、第２燃焼モードの実行時間（第２燃焼モードの開始からの経過時間）を計測するためのタイマのカウントを開始すると共に、第２燃焼モードを終了して蒸発燃料のパージを再開すべきか否かを判定するための、当該タイマに対して適用する復帰判定閾値を設定する。以下では、このタイマを適宜「復帰判定タイマ」と呼ぶ。例えば、ＥＣＵ１０は、蒸発燃料のパージを停止してから、蒸発燃料がキャニスタ６４の容量の半分程度充填されるまでの時間に基づき、復帰判定閾値を設定する。この例では、ＥＣＵ１０は、外気温などに基づき蒸発燃料の発生量（特に蒸発燃料の発生速度であり、外気温が高くなるほど当該速度が高くなる）を推定し、この蒸発燃料の発生量から、蒸発燃料がキャニスタ６４の容量の半分程度充填されるまでの時間を求めて、当該時間を復帰判定閾値に設定する。
なお、第２燃焼モードを終了して蒸発燃料のパージを再開すべきか否かを判定するに当たって、上記のような復帰判定タイマ及び復帰判定閾値に基づき当該判定を行うことに限定はされず、他の例では、蒸発燃料の発生量（換言すると蒸発燃料の発生速度）に基づき当該判定を行ってもよい。この例では、蒸発燃料の発生量が所定量（蒸発燃料がキャニスタ６４の容量の半分程度充填されたときの蒸発燃料の発生量に相当する）に達したときに、第２燃焼モードを終了して蒸発燃料のパージを再開すべきと判定すればよい。
【００８７】
次いで、ステップＳ８において、ＥＣＵ１０は、復帰判定タイマが復帰判定閾値に達したか否かを判定する。その結果、復帰判定タイマが復帰判定閾値に達した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ９に進み、復帰判定タイマのカウントを停止し、復帰判定タイマをリセットする。そして、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０に進み、エンジン１の第２燃焼モードを終了し、パージ弁６７を開弁して蒸発燃料のパージを再開する。この場合、ＥＣＵ１０は、エンジン１の燃焼モードを第２燃焼モードから第１燃焼モードに切り替える制御を行う。また、ＥＣＵ１０は、蒸発燃料のパージの再開に伴って、蒸発燃料濃度学習も再開する。ＥＣＵ１０は、このようなステップＳ１０の後、全体制御処理を終了する。
【００８８】
一方で、復帰判定タイマが復帰判定閾値に達していない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１に進み、エンジン１を第２燃焼モードにて運転させる要求が無くなったか否かを判定する。その結果、第２燃焼モードの要求が有る場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ８に戻る。この場合、ＥＣＵ１０は、復帰判定タイマをカウントアップしながら当該タイマを復帰判定閾値と比較する判定を行いつつ（ステップＳ８）、蒸発燃料のパージを停止した状態でのエンジン１の第２燃焼モードを継続する。
【００８９】
一方で、第２燃焼モードの要求が無い場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０に進み、上述したように、エンジン１の第２燃焼モードを終了し、パージ弁６７を開弁して蒸発燃料のパージを再開する。そして、ＥＣＵ１０は、全体制御処理を終了する。
【００９０】
なお、このように第２燃焼モードの要求が無くなって第２燃焼モードを終了した場合には、ＥＣＵ１０は、復帰判定タイマをリセットせずに、復帰判定タイマのカウントを継続する。ＥＣＵ１０は、次の全体制御処理（特に第２燃焼モード許可判定処理）において、第２燃焼モード許可フラグがオンになるまで、復帰判定タイマのカウントアップを継続する。つまり、ＥＣＵ１０は、パージを停止しても蒸発燃料がキャニスタ６４から外部に放出される可能性がないことが判定されるまで、復帰判定タイマをカウントアップする。こうすることで、第２燃焼モードの要求が無くなって第２燃焼モードを終了した後に、第２燃焼モードの要求が再度発せられて第２燃焼モードを実行するときに（典型的には第２燃焼モードの終了後すぐに第２燃焼モードの要求が発せられた場合）、このようなカウントが継続して行われた復帰判定タイマを用いて第２燃焼モードの実行可否を判定することにより、蒸発燃料がキャニスタ６４から外部に放出されることを適切に防止できる。
【００９１】
次に、図８を参照して、上述した本発明の実施形態による全体制御処理を実行した場合の各種パラメータの変化について説明する。図８は、上から順に、第２燃焼モード許可フラグ、第２燃焼モード要求フラグ、第２燃焼モード実行フラグ、復帰判定タイマを示している。第２燃焼モード要求フラグは、エンジン１側での第２燃焼モードの要求の有無を示すフラグであり、第２燃焼モード実行フラグは、第２燃焼モード許可フラグや第２燃焼モード要求フラグなどに応じて第２燃焼モードを最終的に実行するか否かの決定を示すフラグである。
【００９２】
時刻ｔ２１では、エンジン１が第１燃焼モードにて運転されているものとする。こうして第１燃焼モードが実行されている状態において、第２燃焼モード許可フラグがオンになる（時刻ｔ２２）。この後、第２燃焼モード許可フラグがオンの状態において、第２燃焼モード要求フラグがオンになることで、第２燃焼モード実行フラグがオンになり、その結果、エンジン１の燃焼モードが第１燃焼モードから第２燃焼モードに切り替えられる（時刻ｔ２３）。このときに、第２燃焼モード許可フラグがオンからオフに切り替えられると共に、復帰判定タイマのカウントアップが開始される。
【００９３】
この後、復帰判定タイマが符号Ａ２１で示す復帰判定閾値に達することで、第２燃焼モード実行フラグがオフになり、その結果、エンジン１の燃焼モードが第２燃焼モードから第１燃焼モードに切り替えられる（時刻ｔ２４）。このときに、復帰判定タイマがリセットされる（矢印Ａ２２参照）。そして、第１燃焼モードが実行されている状態において、第２燃焼モード許可フラグがオンになる（時刻ｔ２５）。この場合、第２燃焼モード要求フラグがオンの状態において、第２燃焼モード許可フラグがオンになることで、第２燃焼モード実行フラグがオンになり、その結果、エンジン１の燃焼モードが第１燃焼モードから第２燃焼モードに切り替えられる（時刻ｔ２６）。このときに、第２燃焼モード許可フラグがオンからオフに切り替えられると共に、復帰判定タイマのカウントアップが開始される。
【００９４】
この後、第２燃焼モード要求フラグがオフになることで、第２燃焼モード実行フラグがオフになり、その結果、エンジン１の燃焼モードが第２燃焼モードから第１燃焼モードに切り替えられる（時刻ｔ２７）。この場合には、上述したような理由より、復帰判定タイマがリセットされずに、復帰判定タイマのカウントアップが継続される（矢印Ａ２３参照）。そして、第１燃焼モードが実行されている状態において、第２燃焼モード許可フラグがオンになる（時刻ｔ２８）。このときに、復帰判定タイマがリセットされる（矢印Ａ２４参照）。この後、第２燃焼モード許可フラグがオンの状態において、第２燃焼モード要求フラグがオンになることで、第２燃焼モード実行フラグがオンになり、その結果、エンジン１の燃焼モードが第１燃焼モードから第２燃焼モードに切り替えられる（時刻ｔ２９）。このときに、第２燃焼モード許可フラグがオンからオフに切り替えられると共に、復帰判定タイマのカウントアップが開始される。
【００９５】
なお、図８では、燃焼モードが第２燃焼モードから第１燃焼モードに切り替えられた後、復帰判定タイマのカウントアップを継続している最中に第２燃焼モード許可フラグがオンになり、復帰判定タイマがリセットされる例を示したが、この最中に、第２燃焼モード許可フラグはオフのままであるが、第２燃焼モード要求フラグがオフからオンになった場合には、カウントアップが継続されている復帰判定タイマに基づき燃焼モードを切り替えればよい。つまり、復帰判定タイマが復帰判定閾値未満である場合には、燃焼モードを第１燃焼モードから第２燃焼モードに切り替え、復帰判定タイマが復帰判定閾値以上である場合には、燃焼モードを切り替えずに第１燃焼モードに維持すればよい。
【００９６】
＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置による作用及び効果について説明する。
【００９７】
本実施形態によれば、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定されたときに、パージ量の積算を開始し、この積算されたパージ量が所定量に達したときに、パージ弁６７を閉弁して、蒸発燃料のパージを停止する。これにより、蒸発燃料の濃度が薄いことが精度良く判定されてから、キャニスタ６４内の残りの蒸発燃料が適切に放出されたときに、蒸発燃料のパージを停止することができる。よって、本実施形態によれば、蒸発燃料のパージ停止時に、蒸発燃料がキャニスタ６４から外部に放出されてしまうことを確実に抑制できる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、積算パージ量が所定量に達して蒸発燃料のパージを停止したときに、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に設定する第２燃焼モードの実行を許可するので、燃焼安定性が確保された状態において第２燃焼モードを適切に実行することができる。また、本実施形態によれば、上述したように蒸発燃料が外部に放出される可能性がないと精度良く判定された状態において、第２燃焼モードの実行を許可するので、第２燃焼モードの実行のためにパージを停止することによる蒸発燃料の外部への放出を確実に抑制できる。その結果、蒸発燃料の外部への放出を防止しつつ、第２燃焼モードを実行する機会を適切に確保できるようになる。
【００９９】
また、本実施形態によれば、第２燃焼モードが許可されて当該燃焼モードが実行された場合に、第２燃焼モードの実行後に蒸発燃料の発生量が所定量に達したと判定されたときに、第２燃焼モードの実行を禁止し、蒸発燃料のパージを再開する。これにより、第２燃焼モードの実行のためにパージを停止することによる蒸発燃料の外部への放出を確実に抑制できる。
【０１００】
また、本実施形態によれば、キャニスタ６４における大気開放口６５ａ付近の蒸発燃料の吸着量に基づき、積算パージ量を判定するためのパージ閾値を設定して、積算パージ量が当該パージ閾値に達するまで蒸発燃料をパージしてから、蒸発燃料のパージを停止する。これにより、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近に残存した蒸発燃料（蒸発燃料がキャニスタ６４に多量に吸着された状態からパージを行った場合に蒸発燃料が大気開放口６５ａ付近に残存する傾向にある）がパージ停止時に外部に放出されてしまうことを適切に抑制できる。
【０１０１】
また、本実施形態によれば、蒸発燃料の濃度の学習開始時に求められた蒸発燃料濃度学習値に基づき、積算パージ量を判定するためのパージ閾値を設定して、積算パージ量が当該パージ閾値に達するまで蒸発燃料をパージしてから、蒸発燃料のパージを停止する。これによっても、キャニスタ６４の大気開放口６５ａ付近に残存した蒸発燃料がパージ停止時に外部に放出されてしまうことを適切に抑制できる。
【０１０２】
また、本実施形態によれば、蒸発燃料濃度学習値が所定値未満で、且つ蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定され、尚且つ学習値ばらつき量が所定量未満である場合に、積算パージ量がパージ閾値に達してから蒸発燃料のパージを停止する。これにより、蒸発燃料の濃度が薄いことをより正確に判定した状態において、蒸発燃料のパージを停止することができ、蒸発燃料が外部に放出されてしまうことをより効果的に抑制できる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、蒸発燃料濃度学習値の変化量が所定量未満である状態が所定時間継続した場合、又は連続して求められた所定数の蒸発燃料濃度学習値の全ての変化量が所定量未満である場合に、蒸発燃料濃度学習値の状態が安定していると判定する。これにより、蒸発燃料濃度学習値の状態が安定しているか否かを精度良く判定することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  エンジン
６  燃料噴射弁
１０  ＥＣＵ
１７  燃焼室
２５  点火プラグ
４０  吸気通路
４３  スロットル弁
４４  過給機
５０  排気通路
６１  パージシステム
６３  燃料タンク
６４  キャニスタ
６５  大気開放通路
６５ａ  大気開放口
６６  パージ通路
６７  パージ弁
ＳＷ３  第１圧力センサ（吸気圧センサ）
ＳＷ８  空燃比センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020190214.tif 000009
【図８】
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