(57)【要約】【課題】  キャニスタの蒸発燃料を実際にパージすることなく、燃料蒸気濃度を計測することである。【解決手段】  途中に絞り２２を有する計測通路２１にポンプ２３によりガス流を発生可能とするとともに差圧センサ４５により絞り２２の両端の差圧を検出する。そして、計測通路２１に切替え弁３１，３２を設けて、計測通路２１を両端で開放して計測通路２１に流れるガスを大気とする第１の濃度計測状態と、計測通路２１を両端でキャニスタ１３と連通して計測通路２１に流れるガスをキャニスタ１３からの蒸発燃料を含む混合気とする第２の濃度計測状態とを実現し、ＥＣＵ４１で前記第１の濃度計測状態における検出差圧と前記第２の濃度計測状態における検出差圧とに基づいて燃料蒸気濃度を演算する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内から導入通路を介して導かれた蒸発燃料を一時的に吸着する吸着材を収納したキャニスタと、前記吸着材から脱離した蒸発燃料を含む混合気を内燃機関の吸気管に導き前記蒸発燃料をパージするパージ通路と、該パージ通路に設けられ、前記混合気の燃料蒸気濃度の計測の結果に基づいてパージ流量を調整するパージ制御弁とを備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記燃料蒸気の計測用に、
途中に絞りを有する計測通路と、
該計測通路内に計測通路に沿ってガス流を発生させるガス流発生手段と、
前記計測通路を両端で大気に開放して前記計測通路に流れるガスを空気とする第１の濃度計測状態と、前記計測通路を両端で前記キャニスタと連通して前記計測通路に流れるガスをキャニスタからの前記混合気とする第２の濃度計測状態とのいずれかに切替える計測通路切替え手段と、
前記絞りの両端の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記第１の濃度計測状態における検出差圧と前記第２の濃度計測状態における検出差圧とに基づいて燃料蒸気濃度を演算する燃料蒸気濃度演算手段とを具備せしめたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記燃料蒸気濃度演算手段は、前記第１の濃度計測状態における検出差圧と前記第２の濃度計測状態における検出差圧との比率に対して前記燃料蒸気濃度を対応付ける一次関数を予め記憶し、該一次関数にしたがって前記燃料蒸気濃度を演算するように設定した内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項１または２いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいてパージ流量の許容上限値を設定するパージ流量許容上限値設定手段と、前記パージ制御弁の開度を、実パージ流量が前記許容上限値を超えないように設定する開度設定手段とを具備せしめた内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、パージエアを前記キャニスタに供給するパージエア通路と前記計測通路とを接続するバイパス通路を設けて、前記パージエア通路からパージエアの一部を前記キャニスタをバイパスして前記バイパス通路を通り前記計測通路より前記パージ通路に供給せしめ、
かつ、前記蒸発燃料のパージ時の検出差圧に基づいて燃料蒸気濃度を演算する別の燃料蒸気濃度演算手段を具備せしめた内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記燃料蒸気濃度の計測は蒸発燃料のパージに先立って実行する内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記燃料蒸気濃度演算手段は、燃料蒸気濃度を所定周期で最新値に更新し、燃料蒸気濃度の最新値に基づいて前記パージ制御弁の開度が設定される内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
請求項３または６いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、燃料蒸気濃度の計測実行前の前記パージ制御弁の設定開度に所定の上限値を設けた内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記計測通路切替え手段は、前記計測通路の一端部に、これをパージ通路側のポートと、大気側のポートとのいずれかと連通せしめる第１の切替え弁を設けるとともに、前記計測通路の他端部に、これをキャニスタ側のポートと大気側のポートとのいずれかと連通せしめる第２の切替え弁を設けてなり、
かつ、前記混合気を構成するパージエアを前記キャニスタに供給するパージエア通路から分岐して、前記第１の切替え弁の大気側のポートと前記第２の切替え弁の大気側のポートとの両方と連通する大気導入通路を設けた内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記第１の濃度計測状態における差圧の検出、および前記第２の濃度計測状態における差圧の検出に先立ち、蒸発燃料の予備パージを実行する予備パージ手段を具備せしめた内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
請求項９記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記予備パージではパージ量は大気に開放する前記パージエア通路の先端から前記パージエア通路に設けられて前記キャニスタを大気側から遮断するクローズバルブまでの容積に相当する量である内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記ガス流発生手段は電動ポンプであり、回転数を一定に制御される内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記回転数は、前記第１の濃度計測状態のときの検出差圧が所定の範囲内となるように設定される内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記ガス流発生手段は電動ポンプであり、前記差圧検出手段は、前記電動ポンプの負荷に応じて変化する該電動ポンプの作動状態を検出するポンプ作動状態検出手段により構成した内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記キャニスタを含み前記パージ制御弁を閉じたときに形成される閉空間を、ガスの漏れについて検査する被検査空間とし、
一端で大気に開放し基準オリフィスが途中に設けられた漏れ検査通路と、
前記閉空間と前記漏れ検査通路内とを加圧または減圧する圧力印加手段と、
該圧力印加手段により加圧または減圧された前記閉空間または前記漏れ検査通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力印加手段により加圧または減圧される圧力印加範囲を、前記閉空間と前記漏れ検査通路内とから少なくとも１つ選択して、前記圧力印加範囲が互いに異なる２種類の漏れ計測状態のいずれかに切替える圧力印加範囲切替え手段と、
前記２種類の漏れ計測状態のうち、第１の漏れ計測状態の検出圧力と第２の漏れ計測状態の検出圧力とに基づいて前記閉空間の漏れ穴の大きさを判断する漏れ穴判断手段とを具備せしめ、
かつ、前記圧力印加手段は、前記ガス流発生手段により構成した内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記圧力印加手段は、前記閉空間と前記漏れ検査通路内とを加圧するものであり、前記圧力印加手段により前記閉空間を加圧するための通路の途中に、該通路を開閉する開閉弁を設けた内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記漏れ検査通路は前記濃度計測通路により構成し、前記基準オリフィスは前記絞りにより構成し、前記圧力印加範囲切替え手段は前記計測通路切替え手段により構成し、前記圧力検出手段は前記差圧検出手段により構成し、
前記圧力印加手段としての前記ガス流発生手段は、前記濃度計測通路の途中に設けられ回転方向を正逆回転切替え可能な電動ポンプにより構成し、
前記計測通路切替え手段として、前記濃度計測通路に、前記第1の濃度計測状態では前記濃度計測通路を一端で大気に開放するとともに前記パージ通路を前記濃度計測通路から遮断し、前記第２の濃度計測状態では前記濃度計測通路を前記パージ通路と連通せしめる切替え弁を設け、
前記第１の漏れ計測状態は前記圧力印加範囲を前記漏れ検査通路とし、第２の漏れ計測状態は前記圧力印加範囲を前記閉空間とし、かつ前記第２の漏れ計測状態では、前記切替え弁を前記第１の濃度計測状態と同じ設定とし、前記電動ポンプを前記第２の濃度計測状態と回転方向を逆方向とした内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１７】
請求項１４または１６いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記ガス流発生手段は電動ポンプであり、回転数が一定に制御されるとともに、前記回転数の設定値を前記蒸発燃料の濃度計測時には高回転でガスの漏れの検査時には低回転とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１３いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記キャニスタを含み前記パージ制御弁を閉じたときに形成される閉空間を、ガスの漏れについて検査する被検査空間とし、
一端で大気に開放し基準オリフィスが途中に設けられた漏れ検査通路と、
前記閉空間と前記漏れ検査通路内とを加圧または減圧する圧力印加手段と、
該圧力印加手段により加圧または減圧された前記閉空間または前記漏れ検査通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力印加手段により加圧または減圧される圧力印加範囲を、前記閉空間と前記漏れ検査通路内とから少なくとも１つ選択して、前記圧力印加範囲が互いに異なる２種類の漏れ計測状態のいずれかに切替える圧力印加範囲切替え手段と、
前記２種類の漏れ計測状態のうち、第１の漏れ計測状態の検出圧力と第２の漏れ計測状態の検出圧力とに基づいて前記閉空間の漏れ穴の大きさを判断する漏れ穴判断手段とを具備せしめ、
かつ、前記圧力検出手段は、前記差圧検出手段により構成した内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８いずれか記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記計測通路は、蒸発燃料のパージ時において一端で大気に開放し他端で前記キャニスタと連通してなり、かつ、前記ガス流発生手段は蒸発燃料のパージ時に作動して前記濃度計測通路からパージエアを供給せしめるようにした内燃機関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、内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸発燃料処理装置は、燃料タンクで発生した蒸発燃料の大気への放散を防止するための装置で、燃料タンクから導入通路を介して導入された蒸発燃料を一旦、キャニスタ内の吸着材に吸着し、この吸着した蒸発燃料を内燃機関の運転時に、吸気管に発生する負圧を利用してパージ通路を介して内燃機関の吸気管に供給（パージ）している。蒸発燃料のパージにより吸着材の吸着能力が回復する。蒸発燃料のパージは、パージ通路に設けられたパージ制御弁によるパージガス流量（パージエア流量およびパージ蒸発燃料流量）の調量のもとでなされる。
【０００３】
パージされた蒸発燃料はインジェクタから供給された燃料とともに燃焼するため、適正に空燃比を実現するには、実際の蒸発燃料のパージ量を高精度に計測することが重要である。これに対し、パージ量を計測する方法として、下記特許文献１には、パージ通路にホットワイヤー式の質量流量計を設置したものが開示されている。
【０００４】
しかしながら、流量計は一般的に空気１００％のガスまたは単一成分のガスを前提として設計、校正されている。このためパージガスのように、空気と蒸発燃料の混合物で、その上、濃度が一定していないものの流量を高精度に計測することは困難であった。下記特許文献２では、さらにパージ通路から分岐する大気通路にも別のホットワイヤー式の質量流量計を設置し、２つの質量流量計の出力値からパージガスの体積流量およびパージガス中の蒸発燃料の濃度を検出している。
【０００５】
ところで、前記特許文献１、２では流量計がパージ通路に設置されているので、蒸発燃料のパージが実施されてパージガスが流れないと燃料蒸気の濃度が検出できない。このため測定した蒸発燃料濃度を空燃比制御に反映するためには、パージした蒸発燃料がインジェクタ位置に到達するに先立って蒸発燃料濃度を測定し、これを用いてインジェクタから噴射される燃料の噴射量の指令値を補正する必要がある。
【特許文献１】特開平５−１８３２６号公報
【特許文献２】特開平５−３３７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、吸気管容積の小さなエンジンの場合や、吸入空気の流速の速い運転領域では、パージした蒸発燃料がインジェクタ位置に到達するまでの所要時間が、蒸発燃料の濃度の測定を完了するのに要する時間よりも短く、適正に測定した蒸発燃料濃度を空燃比制御に反映することができない。あるいは、配管のレイアウトなどのエンジン構造や、パージを開始する運転領域が制限されることになる。このため、蒸発燃料が空燃比制御に悪影響を与えない程度までパージ流量を絞ることで、燃料蒸気濃度の変動の影響を回避するしかないのが現状であり、パージ制限することなく、適正な空燃比制御を実施することは難しい。特に、近年着目されているハイブリッド車に適用しようとする場合、パージ機会が少ないことから大量パージによる吸着能力の回復が必須であり、実際の蒸発燃料のパージ量を高精度に計測してパージ流量を増大可能な技術が期待されている。
【０００７】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、蒸発燃料濃度を速やかにかつ精度よく測定可能とすることにより、効率よく蒸発燃料をパージするとともに、適正に空燃比制御を行うことができる内燃機関の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】
請求項１記載の発明では、燃料タンク内から導入通路を介して導かれた蒸発燃料を一時的に吸着する吸着材を収納したキャニスタと、前記吸着材から脱離した蒸発燃料を含む混合気を内燃機関の吸気管に導き前記蒸発燃料をパージするパージ通路と、該パージ通路に設けられ、前記混合気の燃料蒸気濃度の計測の結果に基づいてパージ流量を調整するパージ制御弁とを備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記燃料蒸気の計測用に、
途中に絞りを有する計測通路と、
該計測通路内に計測通路に沿ってガス流を発生させるガス流発生手段と、
前記計測通路を両端で大気に開放して前記計測通路に流れるガスを空気とする第１の濃度計測状態と、前記計測通路を両端で前記キャニスタと連通して前記計測通路に流れるガスをキャニスタからの前記混合気とする第２の濃度計測状態とのいずれかに切替える計測通路切替え手段と、
前記絞りの両端の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記第１の濃度計測状態における検出差圧と前記第２の濃度計測状態における検出差圧とに基づいて燃料蒸気濃度を演算する燃料蒸気濃度演算手段とを具備せしめる。
【０００９】
ガス流発生手段の能力が一定であれば、エネルギー保存の法則から、計測通路を大気が流通するときと、大気と組成の異なるガスが流通するときとでは、密度が相違する分、流速が異なる。密度と燃料蒸気濃度とには対応関係があるから、燃料蒸気濃度に応じて流速が変わることになる。流速は絞りにおける圧力損失を規定するから、前記第１の濃度計測状態における検出差圧と前記第２の濃度計測状態における検出差圧とに基づいて、燃料蒸気濃度が知られることになる。
【００１０】
ここで、計測通路を設けることでパージ通路にガスを流すことなく燃料蒸気濃度が知られるので、パージ中に燃料蒸気濃度を求める必要がなく、効率よく蒸発燃料をパージしつつ、適正に空燃比制御を行うことができる。
【００１１】
また、パージ通路には絞りが非設置であり、絞りによりパージ通路の流通が阻害されない。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記燃料蒸気濃度演算手段は、前記第１の濃度計測状態における検出差圧と前記第２の濃度計測状態における検出差圧との比率に対して前記燃料蒸気濃度を対応付ける一次関数を予め記憶し、該一次関数にしたがって前記燃料蒸気濃度を演算するように設定する。
【００１３】
簡単な一次関数にしたがって演算すればよいから、燃料蒸気濃度を簡易に求め得る。
【００１４】
請求項３記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、前記内燃機関の運転状態に基づいてパージ流量の許容上限値を設定するパージ流量許容上限値設定手段と、前記パージ制御弁の開度を、実パージ流量が前記許容上限値を超えないように設定する開度設定手段とを具備せしめる。
【００１５】
蒸発燃料のパージが過剰になされると空燃比制御が追随できないが、追随可能なパージ流量の許容上限値はそのときの内燃機関の運転状態から把握できる。したがって、実パージ流量が前記許容上限値を超えないようにすることで、さらに、適正な空燃比制御を確実にしながら、効率よくパージを実施することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項１ないし３の発明の構成において、パージエアを前記キャニスタに供給するパージエア通路と前記計測通路とを接続するバイパス通路を設けて、前記パージエア通路から前記パージエアの一部を前記キャニスタをバイパスして前記バイパス通路を通り前記計測通路より前記パージ通路に供給せしめ、
かつ、前記蒸発燃料のパージ時の検出差圧に基づいて燃料蒸気濃度を演算する別の燃料蒸気濃度演算手段を具備せしめる。
【００１７】
パージエアは前記パージバイパス路と前記キャニスタとに分流していき、その流量比は、基本的には通路断面積などの形状に依存する。この流量比はさらに、キャニスタ側で蒸発燃料を含むことで、燃料蒸気濃度に依存する。したがって、内燃機関の運転状態から知られるパージ流量と、絞りの流量を規定する差圧とに基づいて燃料蒸気濃度が得られる。このように、前記絞りや差圧検出手段を用いて、パージ通路中に別途、絞りや差圧検出手段を設けることなくパージ実施中の燃料蒸気濃度をも監視することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし４の発明の構成において、前記燃料蒸気濃度の計測は蒸発燃料のパージに先立って実行する。
【００１９】
新しい燃料蒸気濃度をパージ制御弁の開度に反映させることができるので、より適正に蒸発燃料のパージを行うことができる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、請求項５の発明の構成において、前記燃料蒸気濃度演算手段は、燃料蒸気濃度を所定周期で最新値に更新し、燃料蒸気濃度の最新値に基づいて前記パージ制御弁の開度が設定されるようにする。
【００２１】
蒸発燃料のパージが開始されるまで燃料蒸気濃度の演算値がその間の実燃料蒸気濃度の変化を反映したものに更新されていくので、より、蒸発燃料のパージ開始時における蒸発燃料濃度に即してパージ制御弁の開度を設定することができる。  
【００２２】
請求項７記載の発明では、請求項３または６の発明の構成において、燃料蒸気濃度の計測実行前の前記パージ制御弁の設定開度に所定の上限値を設ける。
【００２３】
燃料蒸気濃度が知られる前に蒸発燃料のパージが必要になっても、パージされる蒸発燃料が過剰になるのを回避することができる。
【００２４】
請求項８記載の発明では、請求項１ないし７の発明の構成において、前記計測通路切替え手段は、前記計測通路の一端部に、これをパージ通路側のポートと、大気側のポートとのいずれかと連通せしめる第１の切替え弁を設けるとともに、前記計測通路の他端部に、これをキャニスタ側のポートと大気側のポートとのいずれかと連通せしめる第２の切替え弁を設けてなり、
かつ、前記混合気を構成するパージエアを前記キャニスタに供給するパージエア通路から分岐して、前記第１の切替え弁の大気側のポートと前記第２の切替え弁の大気側のポートとの両方と連通する大気導入通路を設ける。
【００２５】
大気導入通路により計測通路をパージエア通路と連通することで、第１の濃度計測状態における計測通路の両端でそれぞれ配管をとりまわす必要がなく、コンパクト化することができる。
【００２６】
請求項９記載の発明では、請求項８の発明の構成において、前記第１の濃度計測状態における差圧の検出、および前記第２の濃度計測状態における差圧の検出に先立ち、蒸発燃料の予備パージを実行する予備パージ手段を具備せしめる。
【００２７】
一旦、キャニスタやパージ通路などに滞留する蒸発燃料をパージすることで、前記計測通路に流れるガスを大気とする第１の濃度計測状態において、前記計測通路に流れるガスに蒸発燃料が混入するのを回避することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明では、請求項９の発明の構成において、前記予備パージではパージ量は大気に開放する前記パージエア通路の先端から前記パージエア通路に設けられて前記キャニスタを大気側から遮断するクローズバルブまでの容積に相当する量であるものとする。
【００２９】
予備パージ制御手段によるパージが必要以上になされないようにして、速やかに燃料蒸気濃度が得られるようにすることができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明では、請求項１ないし１０の発明の構成において、前記ガス流発生手段は電動ポンプであり、回転数を一定に制御される。
【００３１】
電動ポンプは電動ポンプの負荷を規定する差圧が大きいほど流量が低下する。したがって、第１の濃度計測状態から第２の濃度計測状態になり、計測通路に流れるガスが蒸発燃料を含み密度が高くなると、差圧が増大して流量が低下する。ここで、回転数を一定とすることで流量を一定とすればその分、差圧は大きな値をとる。したがって、燃料蒸気濃度を高感度で求めることができる。また、第１の濃度計測状態と第２の濃度計測状態とで流量を同じにすることで、燃料蒸気濃度に応じた差圧の変化量を、換算することなく知ることができる。
【００３２】
請求項１２記載の発明では、請求項１１の発明の構成において、前記回転数は、前記第１の濃度計測状態のときの検出差圧が所定の範囲内となるように設定される。
【００３３】
得られる差圧が小さすぎると燃料蒸気濃度の誤差が大きくなり、差圧が大きすぎると計測通路切替え手段を構成するバルブなどの切替え動作不良の原因となるから、これらを考慮して回転数を設定する。
【００３４】
請求項１３記載の発明では、請求項１ないし１２の発明の構成において、前記ガス流発生手段は電動ポンプであり、前記差圧検出手段は、前記電動ポンプの負荷に応じて変化する該電動ポンプの作動状態を検出するポンプ作動状態検出手段により構成する。
【００３５】
電動ポンプの負荷は絞りにおける圧力損失に応じたものとなり、電動ポンプの負荷が変化すると、電動ポンプの回転数、駆動電圧および電流などの作動状態が変化する。したがって、圧力センサに限らず差圧を検出することができる。
【００３６】
請求項１４記載の発明では、請求項１ないし１３の発明の構成において、前記キャニスタを含み前記パージ制御弁を閉じたときに形成される閉空間を、ガスの漏れについて検査する被検査空間とし、
一端で大気に開放し基準オリフィスが途中に設けられた漏れ検査通路と、
前記閉空間と前記漏れ検査通路内とを加圧または減圧する圧力印加手段と、
該圧力印加手段により加圧または減圧された前記閉空間または前記漏れ検査通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力印加手段により加圧または減圧される範囲を、前記閉空間と前記漏れ検査通路内とから少なくとも１つ選択して、前記範囲が互いに異なる２種類の漏れ計測状態のいずれかに切替える圧力印加範囲切替え手段と、
前記２種類の漏れ計測状態のうち、第１の漏れ計測状態の検出圧力と第２の漏れ計測状態の検出圧力とに基づいて前記閉空間の漏れ穴の大きさを判断する漏れ穴判断手段とを具備せしめ、
かつ、前記圧力印加手段は、前記ガス流発生手段により構成する。
【００３７】
前記閉空間の漏れ穴の通路断面積に依存して加圧または減圧する範囲のガスの流通状態が変化する。したがって、閉空間の漏れ穴の大きさを基準オリフィスの通路断面積を基準にして判断することができる。
【００３８】
さらに、圧力印加手段は、燃料蒸気濃度の計測に用いられる前記ガス流発生手段と兼用となるから、構成の簡略化とともにコストを低減することができる。
【００３９】
請求項１５記載の発明では、請求項１４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記圧力印加手段は、前記閉空間と前記漏れ検査通路内とを加圧するものであり、前記圧力印加手段により前記閉空間を加圧するための通路の途中に、該通路を開閉する開閉弁を設ける。
【００４０】
加圧により漏れ検査を実施する場合には、漏れ検査終了後にタンク内圧力を大気圧に戻す必要がある。キャニスタ状態によっては、この内圧リリーフによってキャニスタに吸着していたＨＣが脱離し、圧力印加手段へ侵入する懸念があるため、内圧リリーフ時には前記開閉弁を閉弁して前記圧力印加手段への通路を遮断することで、前記圧力印加手段の内部へのＨＣの侵入を防止する。これにより、前記圧力印加手段が前記ガス流発生手段を兼ねる構成であっても、その特性が変動して濃度検出に影響を与えることがなく、検出精度を向上させることができる。
【００４１】
請求項１６記載の発明では、請求項１４の発明の構成において、前記漏れ検査通路は前記濃度計測通路により構成し、前記基準オリフィスは前記絞りにより構成し、前記圧力印加範囲切替え手段は前記計測通路切替え手段により構成し、前記圧力検出手段は前記差圧検出手段により構成し、
前記圧力印加手段としての前記ガス流発生手段は、前記濃度計測通路の途中に設けられ回転方向を正逆回転切替え可能な電動ポンプにより構成し、
前記計測通路切替え手段として、前記濃度計測通路に、前記第１の濃度計測状態では前記濃度計測通路を一端で大気に開放するとともに前記パージ通路を前記濃度計測通路から遮断し、前記第２の濃度計測状態では前記濃度計測通路を前記パージ通路と連通せしめる切替え弁を設け、
前記第２の漏れ計測状態では、前記切替え弁を前記第１の濃度計測状態と同じ設定とし、前記電動ポンプを前記第２の濃度計測状態と回転方向を逆方向とする。
【００４２】
第２の濃度計測状態のときには計測通路とキャニスタ間でガスが循環する環状の経路が形成されるが、この経路を前提として第２の漏れ計測状態とする場合には、パージ通路を遮断するだけではなく、閉空間を電動ポンプと接続するための配管とともに該配管を開閉するバルブが必要になる。電動ポンプの回転方向を切替えてガス流の向きを逆にすることで、前記配管や前記バルブを省略することができる。
【００４３】
請求項１７記載の発明では、請求項１４または１６の発明の構成において、前記ガス流発生手段は電動ポンプであり、回転数が一定に制御されるとともに、前記回転数の設定値を前記蒸発燃料の濃度計測時には高回転でガスの漏れの検査時には低回転とする。
【００４４】
燃料蒸気濃度計測時には電動ポンプを高回転としてガス流量を上げることにより蒸発燃料の濃度の計測感度を高め、ガス漏れの検査時には低回転として閉空間の一部である燃料タンクの内外圧力差を小さくし、燃料タンクに過剰な強度が要求されないようにする。
【００４５】
請求項１８記載の発明では、請求項１ないし１３の発明の構成において、前記キャニスタを含み前記パージ制御弁を閉じたときに形成される閉空間を、ガスの漏れについて検査する被検査空間とし、
一端で大気に開放し基準オリフィスが途中に設けられた漏れ検査通路と、
前記閉空間と前記漏れ検査通路内とを加圧または減圧する圧力印加手段と、
該圧力印加手段により加圧または減圧された前記閉空間または前記漏れ検査通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力印加手段により加圧または減圧される範囲を、前記閉空間と前記漏れ検査通路内とから少なくとも１つ選択して、前記範囲が互いに異なる２種類の漏れ計測状態のいずれかに切替える圧力印加範囲切替え手段と、
前記２種類の漏れ計測状態のうち、第１の漏れ計測状態の検出圧力と第２の漏れ計測状態の検出圧力とに基づいて前記閉空間の漏れ穴の大きさを判断する漏れ穴判断手段とを具備せしめ、
かつ、前記圧力検出手段は、前記差圧検出手段により構成する。
【００４６】
前記閉空間の漏れ穴の通路断面積に依存して加圧または減圧する範囲のガスの流通状態が変化する。したがって、閉空間の漏れ穴の大きさを基準オリフィスの通路断面積を基準にして判断することができる。
【００４７】
さらに、圧力検出手段は、燃料蒸気濃度の計測に用いられる前記差圧検出手段と兼用となるから、構成の簡略化とともにコストを低減することができる。
【００４８】
請求項１９記載の発明では、請求項１ないし１８の発明の構成において、前記濃度計測通路は、蒸発燃料のパージ時において一端で大気に開放し多端で前記キャニスタと連通してなり、かつ、前記ガス流発生手段は蒸発燃料のパージ時に作動して前記濃度計測通路からパージエアを供給せしめるようにする。
【００４９】
蒸発燃料の濃度計測に使用されるガス流発生手段をパージのアシストに利用することで、吸気管の負圧の小さい内燃機関や運転状態であってもパージを良好に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態になる蒸発燃料処理装置の構成を示す。本実施形態は自動車のエンジンに適用したもので、内燃機関であるエンジン１の燃料タンク１１は導入通路１２を介してキャニスタ１３と接続され、燃料タンク１１とキャニスタ１３とは常時連通している。キャニスタ１３内には吸着材１４が充填され、燃料タンク１１で蒸発した燃料を吸着材１４で一時吸着する。キャニスタ１３はパージ通路１５を介してエンジン１の吸気管２と接続されている。パージ通路１５にはパージ制御弁であるパージバルブ１６が設けられ、その開き時にはキャニスタ１３と吸気管２とが連通するようになっている。
【００５１】
パージバルブ１６は電磁弁であり、エンジン１の各部を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）４１によるデューティ制御等で開度が調整される。開度に応じて吸着材１４から脱離した蒸発燃料が吸気管２の負圧により吸気管２内にパージされ、インジェクタ４からの噴射燃料とともに燃焼することになる（以下、適宜、パージされる蒸発燃料を含む混合気をパージガスという）。
【００５２】
キャニスタ１３には、先端で大気に開放するパージエア通路１７が接続されている。パージエア通路１７にはクローズバルブ１８が設けられている。
【００５３】
パージ通路１５とパージエア通路１７とが計測通路である蒸発燃料通路２１により接続可能としてある。蒸発燃料通路２１は、パージバルブ１６よりもキャニスタ１３側でパージ通路１５からの分岐通路２５を介してパージ通路１５と接続し、クローズバルブ１８よりもキャニスタ１３側でパージエア通路１７からの分岐通路２６を介してパージエア通路１７と接続する。蒸発燃料通路２１にはパージ通路１５側から第１の切替え弁３１、絞り２２、ポンプ２３、および第２の切替え弁３２が設けてある。
【００５４】
第１の切替え弁３１は、蒸発燃料通路２１が一端で大気に開放する第１の濃度計測状態と、蒸発燃料通路２１が前記一端でキャニスタ１３と連通する第２の濃度計測状態とのいずれかに切替える三方弁構造の電磁弁で、その２種類の切替え状態にＥＣＵ４１により制御される。ＥＣＵ４１は第１の切替え弁３１が非通電（オフ）のとき、切替え状態が蒸発燃料通路２１が大気に開放する第１の濃度計測状態に設定してある。
【００５５】
ガス流発生手段であるポンプ２３は電動ポンプであり、作動時に第１の切替え弁３１側を吸入側として蒸発燃料通路２１中に蒸発燃料通路２１に沿ってガスを流通せしめるもので、作動のオンオフおよび回転数がＥＣＵ４１により制御される。回転数の制御は予め設定した所定値で一定となるようにする回転数一定制御である。
【００５６】
第２の切替え弁３２は、蒸発燃料通路２１が他端で大気に開放する第１の濃度計測状態と、蒸発燃料通路２１が他端でパージエア通路１７と連通する第２の濃度計測状態とのいずれかに切替える三方弁構造の電磁弁で、その２種類の切替え状態がＥＣＵ４１により制御される。第２の切替え弁３２が非通電（オフ）のとき、切替え状態が蒸発燃料通路２１が大気に開放する第１の濃度計測状態に設定してある。
【００５７】
また、蒸発燃料通路２１は絞り２２の両端でそれぞれ導圧配管２４１，２４２を介して差圧検出手段である差圧センサ４５と接続され、差圧センサ４５により絞り２２の両端の差圧を検出するようになっている。差圧の検出信号はＥＣＵ４１に出力される。  
【００５８】
ＥＣＵ４１は、基本的な構成は一般的なエンジン用のもので、吸気管２に設けられて吸入空気量を調整するスロットル４や燃料を噴射するインジェクタ５等の各部を、吸気管２に設けられたエアフローセンサ４２により検出される吸入空気量、吸気圧センサ４３により検出される吸気圧、排気管３に設けられた空燃比センサ４４により検出される空燃比の他、イグニッション信号、エンジン回転数、エンジン冷却水温、アクセル開度等に基づいて制御し、適正な燃料噴射量やスロットル開度等が与えられるようにする。
【００５９】
図２にＥＣＵ４１で実行される蒸発燃料のパージのフローを示す。本フローはエンジンが運転を開始すると実行される。ステップＳ１０１では濃度検出条件が成立しているか否かを判定する。濃度検出条件はエンジン水温、油温、エンジン回転数などの運転状態を表す状態量が所定の領域にあるときに成立し、後述する蒸発燃料のパージの実施を許容する否かのパージ実施条件が成立するよりも先に成立するように設定してある。パージ実施条件は、例えばエンジン冷却水温が所定値Ｔ1以上となってエンジン暖機完了と判断されることである。濃度検出条件はエンジン暖機中に成立するが、例えば冷却水温が前記所定値Ｔ1よりも低めに設定した所定値Ｔ2以上であることを条件とする。また、エンジン運転中で蒸発燃料のパージが停止されている期間（主に減速中）も濃度検出条件成立とする。なお、本蒸発燃料処理装置をハイブリッド車に適用する場合は、エンジンを停止してモータにより走行しているときも濃度検出条件成立となる。
【００６０】
ステップＳ１０１が肯定判断されると、ステップＳ１０２に進み、後述する濃度検出ルーチンを実行する。否定判断されるとステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６ではイグニッションキーがオフしたか否かを判定し、否定判断されると、ステップＳ１０１に戻る。イグニッションキーがオフされていれば本フローを終了する。
【００６１】
図３に濃度検出ルーチンの内容を示す。図４に濃度検出ルーチンの実行中における装置各部の状態の推移を示す。濃度検出ルーチンの実行において、初期状態は、パージバルブ１６が「閉」、クローズバルブ１８が「開」、第１，第２の切替え弁３１，３２が「オフ」、ポンプ２３が「オフ」である（図４中、Ａ）。前記第１の濃度計測状態となっている。図３において、ステップＳ２０１ではポンプ２３を駆動し、蒸発燃料通路２１にガスを流す（図４中、Ｂ）。ガスは空気であり、図５中に矢印で示すように蒸発燃料通路２１を流通し、再び大気中に抜ける。ステップＳ２０２ではこの状態の絞り２２の差圧ΔＰ0を検出する。ステップＳ２０３ではクローズバルブ１８を閉じ、第１、第２の切替え弁３１，３２をオンする（図４中、Ｃ）。前記第１の濃度計測状態から前記第２の濃度計測状態に移行する。このときのガスの流れは、パージバルブ１６およびクローズバルブ１８が閉じていることで、図６に示すように、キャニスタ１３と絞り２２との間を循環する環状通路となる。キャニスタ１３を通るため、ガスは蒸発燃料を含む混合気である。
【００６２】
ステップＳ２０５ではこの状態において、絞り２２の差圧ΔＰ1を検出する。
【００６３】
続くステップＳ２０６，Ｓ２０７は燃料蒸気濃度演算手段としての処理で、ステップＳ２０６では得られた２つの差圧ΔＰ0，ΔＰ1に基づいて差圧比Ｐを式（１）にしたがって算出する。ステップＳ２０７では、差圧比Ｐに基づいて燃料蒸気濃度Ｃを式（２）にしたがって算出する。式（２）中、ｋ1は定数であり、予め制御プログラムなどとともにＥＣＵ４１のＲＯＭに記憶される。
Ｐ＝ΔＰ1／ΔＰ0・・・（１）
Ｃ＝ｋ1×（Ｐ−１）（＝（ΔＰ1−ΔＰ0）／ΔＰ0）・・・（２）
【００６４】
蒸発燃料は空気よりも重いため、パージガスに蒸発燃料が含まれていると、密度が高くなる。ポンプ２３の回転数が同じで蒸発燃料通路２１の流速（流量）が同じであれば、エネルギー保存の法則により、絞り２２の差圧が大きくなる。燃料蒸気濃度Ｃが大きくなるほど、差圧比Ｐが大きくなる。燃料蒸気濃度Ｃおよび差圧比Ｐがしたがう特性線は図７に示すように直線となる。式（２）はかかる特性線を表現したものであり、定数ｋ1は予め実験などにより適合される。
【００６５】
図８にポンプ２３の圧力Ｐ−流量Ｑ特性（以下、ポンプ特性という）を示す。図中に、併せて絞り２２における差圧ΔＰ―流量Ｑ特性（絞り特性）を示している。絞り２２以外の部分での圧力損失は小さいので、圧力Ｐは差圧ΔＰと等しい。ここで、絞り特性は、絞り２２を流通する流体の密度をρとして、式（３）と表せる。式中、Ｋは定数であり、絞り２２の穴径をｄとしてＫ＝α×π×ｄ2／４×２1/2である。ここでαは絞り２２の流量係数である。
Ｑ＝Ｋ（ΔＰ／ρ）1/2・・・（３）
【００６６】
したがって絞り２２を流通する流体が空気（図中、Air。以下、同じ）のときと燃料蒸気を含む空気（図中、HC。以下、同じ）のときについては式（３−１）、（３−２）となる。式中の添え字は、Air が空気のとき、HCが燃料蒸気を含む空気のときを表す。
ＱAir＝Ｋ（ΔＰAir／ρAir）1/2・・・（３−１）
ＱHC＝Ｋ（ΔＰHC／ρHC）1/2・・・（３−２）
【００６７】
前記のごとくポンプ２３は回転数一定制御であるからＱAir＝ＱHCであり、式（４）となる。
ρHC／ρAir＝ΔＰHC／ΔＰAir・・・（４）
【００６８】
密度は燃料蒸気濃度に依存するから、差圧比ΔＰHC／ΔＰAirをパラメータとして燃料蒸気濃度が知られることになる。ポンプ特性の学習は不要である。なお、ΔＰHCはΔＰ1であり、ΔＰAirはΔＰ0である。
【００６９】
ポンプ２３を回転数一定制御とすることにより、さらに次の効果を奏する。
【００７０】
図９に絞り２２の特性（絞り特性）およびポンプ２３の特性（ポンプ特性）を示す。一定回転数制御をしない通常制御の場合、圧力が大きくなり負荷が増大すると回転数が低下するため、ポンプ特性は図９の破線のように差圧と共に流量が低下する。このため、計測される差圧はΔＰ’Air、ΔＰ’HCになる。一定回転数制御をすると、前述のように差圧はΔＰAir、ΔＰHCになるため、通常制御に比べゲインを大きく得ることができる。
【００７１】
また、ポンプ２３の回転数は小さいと差圧ΔＰが小さくなり燃料蒸気濃度の計測精度が低下し、一方、大きすぎると差圧ΔＰが大きくなって切替え弁３１，３２の作動に影響する。したがって、かかる点を考慮して、ポンプ２３の回転数を設定するのがよい。
【００７２】
ステップＳ２０８では、得られた燃料蒸気濃度Ｃが一時、記憶される。
【００７３】
ステップＳ２０９で第１，第２の切替え弁３１，３２をオフし、ステップＳ２１０でポンプ２３をオフする。この状態は図４中のＡと同じであり、濃度検出ルーチンの開始前の状態に復することになる。
【００７４】
濃度検出ルーチン（ステップＳ１０２）に実行後、ステップＳ１０３でパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。パージ実施条件は一般的な蒸発燃料処理装置のごとく、エンジン水温、油温、エンジン回転数などの運転状態に基づいて判断される。
【００７５】
パージ実施条件が成立しているか否かを判定するステップＳ１０３が肯定判断されると、ステップＳ１０４でパージ実施ルーチンを実行する。パージ実施条件が不成立でステップＳ１０３が否定判断されると、ステップＳ１０５で濃度検出ルーチン実行から所定時間経過したか否かを判定する。否定判断されるとステップＳ１０４が繰り返される。濃度検出ルーチン実行から所定時間経過したか否かを判定するステップＳ１０５が肯定判断されると、ステップＳ１０１に戻り、あらためて燃料蒸気濃度Ｃを得るための処理が実行され、燃料蒸気濃度Ｃが最新値に更新される（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。前記所定時間は、燃料蒸気濃度Ｃの時間変化を考慮して要求される濃度値の精度に基づいて設定される。
【００７６】
図１０にパージ実施ルーチンの詳細を示す。ステップＳ３０１，Ｓ３０２はパージ流量許容上限値設定手段としての処理で、ステップＳ３０１ではエンジン運転状態を検出し、ステップＳ３０２で、許容されるパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmを、検出されたエンジン運転状態に基づいて算出する。パージ燃料蒸気流量許容値Ｆmは、現在のスロットル開度などのエンジン運転状態のもとで要求される燃料噴射量、インジェクタ５で制御可能な燃料噴射量の下限値などに基づいて算出される。燃料噴射量が大きければ燃料噴射量に対するパージ燃料蒸気流量の割合が小さくなる方向に作用するからパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmも大きな値まで許容されることになる。
【００７７】
ステップＳ３０３では、現在の吸気管圧力Ｐ0を検出し、ステップＳ３０４で吸気管圧力Ｐ0に基づいて基準流量Ｑ100を演算する。基準流量Ｑ100は、パージ通路１５を流れるガスがエア１００％でパージバルブ１６の開度（以下、適宜、パージバルブ開度という）を１００％のときにパージ通路１５を流れる前記ガスの流量であり、基準流量マップにしたがって演算される。図１１に基準流量マップの一例を示す。
【００７８】
ステップＳ３０５では、濃度検出ルーチンで検出された燃料蒸気濃度Ｃに基づいてパージ混合気の予想流量Ｑcを式（５）にしたがって算出する。予想流量Ｑcはパージバルブ開度を１００％として、パージ通路１５に現在の燃料蒸気濃度Ｃのパージガスを流したときのパージガス流量の予想値である。図１２は、燃料蒸気濃度Ｃと、基準流量Ｑ100に対する予想流量Ｑcの比率（Ｑc／Ｑ100）との関係を示すもので、燃料蒸気濃度Ｃが大きくなるとパージガスの密度が増大し、吸気管圧力が同じであっても、エネルギー保存の法則により、パージガスがエア１００％のときに比して流量が減少する。図中の直線は式（５）と等価である。式（５）中、Ａは定数であり、予め制御プログラムなどと共にＥＣＵ４１のＲＯＭに記憶される。
Ｑc＝Ｑ100×（１−Ａ×Ｃ）・・・（５）
【００７９】
ステップＳ３０６では、燃料蒸気濃度Ｃと予想流量Ｑcとに基づいて、パージバルブ開度を１００％として、パージ通路１５に現在の燃料蒸気濃度Ｃのパージガスを流したときのパージ燃料蒸気の予想流量（以下，適宜、予想パージ燃料蒸気流量という）Ｆcを式（６）にしたがって算出する。
Ｆc＝Ｑc×Ｃ・・・（６）
【００８０】
ステップＳ３０７〜Ｓ３０９は開度設定手段としての処理で、ステップＳ３０７では予想パージ燃料蒸気流量Ｆcをパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmと比較し、Ｆc≦Ｆmであるか否かを判定する。肯定判断された場合は、ステップＳ３０８に進み、パージバルブ開度ｘを１００％とする。パージバルブ開度ｘを１００％としても許容パージ燃料蒸気流量許容値Ｆmまでに余裕があるからである。Ｆc≦Ｆmであるか否かを判定するステップＳ３０７が否定判断されると、パージバルブ開度ｘが１００％では過剰な燃料蒸気により空燃比制御が正常にできなくなるものと判断して、ステップＳ３０９に進み、パージバルブ開度ｘを（Ｆm／Ｆc）×１００％とする。Ｆc＞Ｆmのもとでは適正な空燃比制御が保証されるパージ流量の最大がパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmとなるからである。
【００８１】
ステップＳ３０８，Ｓ３０９の実行後はステップＳ３１０でパージバルブ１６を開く。このときの開度はステップＳ３０８またはステップＳ３０９で設定された開度である（図４中のＤ）。
【００８２】
ステップＳ３１１ではパージ停止条件が成立したか否かを判定し、肯定判断されるまで次のステップＳ３１２が保留される。パージ停止条件が成立すると、ステップＳ３１２でパージバルブ１６を閉じる。
【００８３】
パージ実施ルーチン実行（ステップＳ１０４）後は、ステップＳ１０５に進む。
【００８４】
また、本実施形態ではポンプ２３を回転数一定制御としているが、必ずしもこれに限定されない。この場合には、ポンプ２３の特性を学習（計測）する必要があるが、その内容はポンプ２３の構造により異なる。これについて説明する。図１３、図１４は圧力Ｐ（差圧ΔＰ）に対して流量Ｑが依存するポンプ特性を示している。いずれも絞り特性を併せて示している。図１３がポンプ特性が燃料蒸気濃度（したがって作動流体の粘度）の影響を受けない場合のもので、図１４が影響を受ける場合のものである。後者には、絞り特性の場合と同様に、ポンプ２３の作動流体が空気だけのポンプ特性と、空気中に燃料蒸気が含まれる場合のポンプ特性とを示している。前者のようにポンプ特性が燃料蒸気濃度の影響を受けない場合は、例えばダイアフラムポンプのような内部漏れのない構造のポンプを使った場合が対応し、後者のようにポンプ特性が燃料蒸気濃度の影響を受ける場合は、例えばベーンポンプのような内部漏れのある構造のポンプを使った場合に対応している。内部漏れのある構造では作動流体の物性の影響で内部漏れ量が変化するからである。
【００８５】
ポンプ特性が燃料蒸気濃度の影響を受けない場合（図１３）について説明する。この場合のポンプ特性は式（７）と表せる。Ｋ1、Ｋ2は定数であり、締切圧をＰｔとして、Ｐ＝ＰｔのときＱ＝０の条件からＫ2＝−Ｋ1×Ｐｔである。
Ｑ＝Ｋ1×Ｐ＋Ｋ2・・・（７）
したがって絞り２２を流通する流体が空気のときと燃料蒸気を含む空気のときについては式（７−１）、（７−２）となる。
ＱAir＝Ｋ1×ΔＰAir＋Ｋ2＝Ｋ1(ΔＰAir−Ｐt)・・・（７−１）
ＱHC＝Ｋ1×ΔＰHC＋Ｋ2＝Ｋ1(ΔＰHC−Ｐt)・・・（７−２）
【００８６】
また、絞り特性については、前記式（３）、（３−１）、（３−２）が成り立つ。
【００８７】
ここで、第１の濃度計測状態では（３−１）＝（７−１）であるため、式（８）となる。
Ｋ(ΔＰAir/ρAir)1/2＝Ｋ1(ΔＰAir−Ｐt) ・・・（８）
【００８８】
式（８）を変形すると式（９）になる。
ρAir＝(Ｋ2×ΔＰAir)／{Ｋ12×(ΔＰAir−Ｐt)2}・・・（９）
【００８９】
同様に、第２の濃度計測状態では（３−２）＝（７−２）から式（１０）となる。
ρHC＝(Ｋ2×ΔＰHC)／{Ｋ12×(ΔＰHC−Ｐt) 2}・・・（１０）
【００９０】
式（９）、（１０）より式（１１）が得られる。
ρHC／ρAir＝(ΔＰHC／ΔＰAir)×{(ΔＰAir−Ｐt)／(ΔＰHC−Ｐt)} 2・・・（１１）
【００９１】
したがって、燃料蒸気濃度を求めるには、ΔＰAir、ΔＰHCに加えて、ポンプ特性として締切圧Ｐｔを計測することになる。
【００９２】
次にポンプ特性が燃料蒸気濃度の影響を受ける場合（図１４）について説明する。この場合のポンプ特性は式（７）においてＫ1、Ｋ2が燃料蒸気濃度に依存する。ここで、ポンプが無負荷時（ΔＰAir＝０、ΔＰHC＝０）のＱをＱ0、作動流体が空気の場合の締切圧をＰAｔ、燃料蒸気を含む空気の場合の締切圧をＰHｔとすれば、Ｋ1＝−Ｑ0／ＰAｔ、Ｋ1’＝−Ｑ0／ ＰHｔである。従って絞り２２を流通する流体が空気の時は式(７−１’)、燃料蒸気を含む混合気の時は式(７−２’)となる。
ＱAir＝Ｋ1×ΔＰAir＋Ｋ2＝Ｑ0×(１−ΔＰAir／ＰAt)・・・（７−１’）
ＱHC＝Ｋ1’×ΔＰHC＋Ｋ2’＝Ｑ0×(１−ΔＰHC／ＰHt)・・・（７−２’）
【００９３】
前述と同様に第１の濃度計測状態では(３−１)＝(７−１’)であるため式（１２）となる。
ρAir＝(Ｋ2×ΔＰAir)／{Ｑ02×(１−ΔＰAir／ＰAt)2}・・・（１２）
【００９４】
同様に、第２の濃度計測状態では(３−２)＝(７−２’)から式（１３）となる。
ρHC＝(Ｋ2×ΔＰHC)／{Ｑ02×(１−ΔＰHC／ＰHt)2}・・・（１３）
【００９５】
式（１２）、（１３）より式（１４）が得られる。
ρHC／ρAir＝(ΔＰHC／ΔＰAir)×{(１−ΔＰAir／ＰAt)／(１−ΔＰHC／ＰHt)}2・・・（１４）
【００９６】
したがって、燃料蒸気濃度を求めるには、ΔＰAir、ΔＰHCに加えて、ポンプ特性として締切圧ＰAｔ、ＰHｔを計測することになる。
【００９７】
なお、本実施形態では絞り２２の差圧を差圧センサ４５により検出するようにしているが、図１５に示すように、絞り２２の直上流と直下流とにそれぞれ圧力を検出する圧力センサ４５１，４５２を設け、２つの圧力センサ４５１，４５２の検出圧力の差分をＥＣＵ４１Ａで演算して差分値を絞り２２の差圧としてもよい。ＥＣＵ４１Ａは２つの圧力センサ４５１，４５２の検出圧力から差圧を演算により求める点以外，実質的にＥＣＵ４１と同じものである。
【００９８】
（第２実施形態）
図１６に本発明の第２実施形態になるエンジンの構成を示す。第１実施形態の構成において一部を別の構成に代えたもので、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９９】
蒸発燃料通路２１とパージエア通路１７とをポンプ２３および第２の切替え弁３２を介さずに接続するバイパス通路２７が設けてある。バイパス通路２７は一端が絞り２２とポンプ２３との間で蒸発燃料通路２１に通じ、他端が分岐通路２６よりもキャニスタ１３側でパージエア通路１７に通じている。バイパス通路２７の途中にはバイパス開閉バルブ２８が設けられている。バイパス開閉バルブ２８は常閉の電磁弁であり、ＥＣＵ４１Ｂの制御で開閉してバイパス通路２７を介して蒸発燃料通路２１とパージエア通路１７とを遮断または連通するようになっている。
【０１００】
ＥＣＵ４１Ｂは基本的に第１実施形態のＥＣＵと同じもので、図１７、図１８にＥＣＵ４１Ｂで実行されるパージ実施ルーチンを示す。第１実施形態と同様に、エンジン運転状態に基づいてパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmを求めるとともに、燃料蒸気濃度Ｃおよび吸気管圧力Ｐ0に基づいて予想パージ燃料蒸気流量Ｆcを求める（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６）。そして、パージ燃料蒸気流量許容値Ｆmおよび予想パージ燃料蒸気流量Ｆcに基づいてパージバルブ開度ｘを設定する（ステップＳ３０７〜Ｓ３０９）。
【０１０１】
続くステップＳ３５０では、設定されたパージバルブ開度ｘにてパージバルブ１６を開くとともに、第１の切替え弁３１およびバイパス開閉バルブ２８をオンする（図１９中、Ｅ）。パージエアの一部が、キャニスタ１３を迂回して、バイパス通路２７、絞り２２を通るパージバイパス路が形成される（図２０）。
【０１０２】
ステップＳ３５１では絞り２２の差圧ΔＰを検出し、ステップＳ３５２で、吸気管２に供給されるパージガスの実際の流量（以下，適宜、実パージ流量という）Ｑrを検出された差圧ΔＰに基づいて演算する。前記のごとくパージエアには、キャニスタ１３を通過するものと、前記パージバイパス路を通過するものと２種類があるが、その流量の割合はそれぞれの通路の断面積に応じて一定している。また、絞り２２の差圧ΔＰは絞り２２を通過するパージエアの流量の自乗に比例する。したがって、差圧ΔＰに基づいて実パージ流量Ｑrを算出することができる。図２１に差圧ΔＰと実パージ流量Ｑrとの関係を示す。
【０１０３】
ステップＳ３５３，Ｓ３５４では、第１実施形態のステップＳ３０３，３０４と同様に、吸気管圧力Ｐ0を検出し（ステップＳ３５３）、検出された吸気管圧力Ｐ0に基づいて基準流量Ｑ100を算出する（ステップＳ３５４）。
【０１０４】
ステップＳ３５５は別の燃料蒸気濃度演算手段としての処理で、実パージ流量Ｑrおよび基準流量Ｑ100に基づいて燃料蒸気濃度Ｃを式（１４）にしたがい算出する。式中、Ａは式（５）におけるＡと同趣旨の定数である。
Ｃ＝（１／Ａ）×（１−Ｑr／Ｑ100）・・・（１４）
【０１０５】
ステップＳ３５６では、パージ燃料蒸気流量Ｆを式（１５）にしたがって算出する。
Ｆ＝Ｑr×Ｃ・・・（１５）
【０１０６】
ステップＳ３５７ではパージ燃料蒸気流量Ｆをパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmと比較し、Ｆ≦Ｆmであるか否かを判定する。肯定判断された場合は、ステップＳ３５８に進み、パージバルブ開度ｘを１００％とする。パージバルブ開度ｘを１００％としてもパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmまでに余裕があるからである。Ｆ≦Ｆmであるか否かを判定するステップＳ３５７が否定判断されると、パージバルブ開度ｘが１００％では過剰な燃料蒸気により空燃比制御が正常にできなくなるものと判断して、ステップＳ３５９に進み、パージバルブ開度ｘを（Ｆm／Ｆ）×１００％とする。Ｆ＞Ｆmのもとでは適正な空燃比制御が保証されるパージ流量の最大がパージ燃料蒸気流量許容値Ｆmとなるからである。
【０１０７】
ステップＳ３５８若しくはステップＳ３５９の実行後はステップＳ３６０でパージバルブ開度ｘをステップＳ３５８またはステップＳ３５９で設定された開度に制御する。
【０１０８】
ステップＳ３６１では、第１実施形態のステップＳ３１１と同様にパージ停止条件が成立したか否かを判定する。否定判断されると、前記ステップＳ３５１に進み、新たな運転状態のもとでパージ燃料蒸気流量Ｆおよび許容パージ燃料蒸気流量Ｆmが更新され、パージバルブ１６の開度が調整される（ステップＳ３５１〜Ｓ３６０）。そして、パージ停止条件が成立したか否かを判定するステップＳ３６１が肯定判断されると、ステップＳ３６２でパージバルブ１６を閉じ、第１の切替え弁３１をオフし、バイパス開閉バルブ２８を閉じる。
【０１０９】
このように、本実施形態によれば、パージ中に燃料蒸気濃度Ｃが変動しても、これに追随してパージバルブ１６の開度が調整されるので、より適正に空燃比制御を行い得る。
【０１１０】
（第３実施形態）
図２２に本発明の第３実施形態になるエンジンの構成を示す。図中、キャニスタ１３を含み、キャニスタ１３から導入通路１２を介して燃料タンク１１、パージ通路１５を介してパージバルブ１６に到る範囲の構造部材の結合体（以下、エバポ系という）は、パージバルブ１６が閉状態のときに蒸発燃料が拡散可能な閉空間を形成しているが、米国の規制では、このエバポ系に蒸発燃料の漏れがないかどうかを判定する（以下、適宜、リークチェックという）故障診断装置の設置が義務付けられている。本実施形態は第２実施形態の構成において一部を別の構成に代え、このリークチェックを簡単に行い得るようにしたものである。各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して各実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１１１】
蒸発燃料通路２１には導圧配管２４２との接続部よりも絞り２２側に蒸発燃料通路開閉バルブ２９が設けてある。蒸発燃料通路開閉バルブ２９は電磁弁で、ＥＣＵ４１Ｃの制御により蒸発燃料通路２１を開閉するようになっている。本実施形態は、絞り２２や差圧センサ４５を利用してエバポ系の漏れの有無を検知するようにしたものであるが、蒸発燃料通路開閉バルブ２９を「開」状態としておけば、前記第２実施形態のものと実質的に同じ構成となり、前記濃度検出ルーチンや前記パージ実施ルーチンを実行することで、空燃比制御を適正化することができる。
【０１１２】
図２３にＥＣＵ４１Ｃで実行される、本実施形態の特徴部分であるエバポ系の漏れを検出する故障診断制御を示す。ステップＳ４０１では漏れ検査実施条件が成立しているか否かを判定する。漏れ検査実施条件は、車両運転時間が一定時間以上継続していたり、外気温が一定以上のときに成立するものとする。米国のＯＢＤ規制では次の条件を満たすと漏れ検査実施条件成立となる。すなわち、気温２０°Ｆ以上でかつ標高８０００フィート未満で６００秒以上運転していること、時速２５マイル以上での運転が累積３００秒以上であること、連続して３０秒以上のアイドリングを含んでいること、である。ステップＳ４０１が否定判断されると、本フローを終了する。肯定判断されると、ステップＳ４０２でキーオフか否かを判定する。否定判断されると、ステップＳ４０２が繰り返され、キーオフ待ちになる。
【０１１３】
キーオフか否かを判定するステップＳ４０２が肯定判断されるとステップＳ４０３に進み、キーオフから所定時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ４０３は、キーオフ直後は、燃料タンク１１内の燃料が揺れていたり、燃料温度が不安定であるなどエバポ系の状態が不安定で漏れ検査を実行するには適していないことを考慮して漏れ検査を非実行とするための処理である。所定時間は、エバポ系の状態がキーオフ直後の不安定な状態から漏れ検査を正確に行い得る程度に安定化するまでの基準時間である。キーオフから所定時間が経過したか否かを判定するステップＳ４０３が否定判断されるとステップＳ４０３が繰り返され、所定時間が経過してステップＳ４０３が肯定判断されると、ステップＳ４０４で漏れ検査を実行後、本フローを終了する。
【０１１４】
図２４に漏れ検査実行ルーチンを示す。図２５に装置各部の状態の推移を示す。なお、漏れ検査実行ルーチンは実行時の状態がＡの状態であり、第１の切替え弁３１がオフの状態で実行される。したがって、差圧センサ４５は、絞り２２よりもポンプ２３側で蒸発燃料通路２１内の圧力を、大気を基準として検出することになる。図２５中、圧力はこの圧力である。
【０１１５】
ステップＳ５０１では、ポンプ２３をオンする（図２５中、Ｂ）。このときのガスの流通状態は図５の状態と等価であり、空気が蒸発燃料通路２１を流通し、再び大気中に抜ける（第１の漏れ計測状態）。絞り２２とポンプ２３との間で蒸発燃料通路２１は圧力が負圧となる。ステップＳ５０２では変数ｉを０とする。ステップＳ５０３では圧力Ｐ（ｉ）を測定する。
【０１１６】
ステップＳ５０４では直前の測定圧力Ｐ（ｉ−１）から今回の測定圧力Ｐ（ｉ）への変化Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）をしきい値Ｐaと比較し、Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）＜Ｐaか否かを判定する。否定判断されると、ステップＳ５０５で変数ｉをインクリメントし、ステップＳ５０３に戻る。Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）＜Ｐaか否かを判定するステップＳ５０４が肯定判断されると、ステップＳ５０６に進む。すなわち、測定圧力はポンプ２３の立ち上がりで大きく変化し、その後、絞り２２の通路断面積などで規定される圧力値に徐々に収束していく挙動を示すため、十分に測定圧力が収束するのを待ってステップＳ５０６以降の処理を実行する趣旨である。
【０１１７】
ステップＳ５０６では基準の圧力Ｐ1にＰ（ｉ）を代入する。そして、ステップＳ５０７で、クローズバルブ１８を「閉」とし、バイパス開閉バルブ２８を「開」とし、蒸発燃料通路開閉バルブ２９を閉じる（図２５のＦ）。
【０１１８】
このとき、燃料タンク１１、導入通路１２、キャニスタ１３、パージ通路１５、およびパージエア通路１７に存在しているガスが、図２６中に矢印で示すように、ポンプ２３により大気に放出され、エバポ系が減圧されることになる（第２の漏れ計測状態）。このとき、測定圧力が収束する到達圧力は、エバポ系の漏れ穴の面積で規定されるから、到達圧力が基準の圧力Ｐ1に到達しなければ、エバポ系の漏れ穴は絞り２２の通路断面積よりも大きいということができる。ステップＳ５０８〜Ｓ５１５は測定圧力を基準の圧力Ｐ1と比較することによりエバポ系の漏れ異常の有無を判断する処理である。ステップＳ５０８では変数ｉを０とする。ステップＳ５０９では圧力Ｐ（ｉ）を測定し、ステップＳ５１０で測定圧力Ｐ（ｉ）を基準圧力Ｐ1と比較し、Ｐ（ｉ）＜Ｐ1か否かを判定する。肯定判断されるとステップＳ５１３に進み、否定判断されるとステップＳ５１４に進む。エバポ系の吸引開始初期においては通常、測定圧力Ｐ（ｉ）は基準圧力Ｐ1に達しておらず、ステップＳ５１０は否定判断される。
【０１１９】
Ｐ（ｉ）＜Ｐ1か否かを判定するステップＳ５１０が否定判断されると、ステップＳ５１１に進む。ステップＳ５１１，Ｓ５１２はステップＳ５０４，Ｓ５０５と同趣旨の処理で、ステップＳ５１１では直前の測定圧力Ｐ（ｉ−１）から今回の測定圧力Ｐ（ｉ）への変化Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）をしきい値Ｐaと比較し、Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）＜Ｐaか否かを判定する。否定判断されると、ステップＳ５１２で変数ｉをインクリメントし、ステップＳ５０９に戻る。Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）＜Ｐaか否かを判定するステップＳ５１１が肯定判断されると、ステップＳ５１４に進む。ステップＳ５１１は前記ステップＳ５０４と同様、測定圧力Ｐ（ｉ）が収束するのを待つ趣旨である。
【０１２０】
ステップＳ５１３ではエバポ系の漏れについて正常と判定し、ステップＳ５１４ではエバポ系の漏れについて異常、すなわち漏れありと判定する。このように、測定圧力Ｐ（ｉ）は基準圧力Ｐ1に達していれば正常判定とし、測定圧力Ｐ（ｉ）は基準圧力Ｐ1に達していなければ、測定圧力Ｐ（ｉ）が収束していることを条件に異常判定となる。この判定の基準は絞りの通路断面積であり、絞り２２は、異常と判断する漏れ穴の面積を考慮して設定することになる。
【０１２１】
正常判定とするステップＳ５１３に続いてはステップＳ５１６に進む。また、異常判定とするステップＳ５１４に続いては警告手段を作動させるステップＳ５１５の後、ステップＳ５１６に進む。警告手段は例えば、車両のインストゥルメントパネルに設けたインジケータとする。
【０１２２】
ステップＳ５１６では、ポンプ２３をオフし、クローズバルブ１８を「開」とし、開閉バルブ２８を「閉」とし、蒸発燃料通路開閉バルブ２９を「開」とし、本フローを終了する。
【０１２３】
このように、本実施形態によれば、燃料蒸気濃度計測用の絞り２２、ポンプ２３や差圧センサ４５を利用してエバポ系の漏れ検査を行うことができる。新たにセンサ類を設ける必要がなく、低コストに済む。
【０１２４】
また、ポンプ２３の能力を燃料蒸気濃度計測時とエバポ系の漏れ検査時とで切替えるようにするのもよい。ポンプ能力はポンプ２３の回転数を増減することでなし得る。ポンプの回転数を変えた場合のポンプ特性、燃料蒸気濃度（図中、ＨＣ濃度）とΔＰの関係を図２７、図２８に示す。
【０１２５】
既に説明したように、検出される差圧ΔＰはポンプ特性と絞り特性との交点から得られるところ、ポンプ２３を高回転にして相対的に流量を上げると、燃料蒸気濃度の差が検出差圧ΔＰに大きく反映される（図２７）。すなわち、ポンプ２３を高回転とすることで、大きな検出ゲインを確保することができる（図２４）。一方、ポンプ２３を高回転とするほど漏れ検査時のエバポ系の圧力が下がることになる。漏れ検査時に燃料タンク１１の内外の圧力差があまり大きくなり過ぎると、樹脂から成形した燃料タンク１１にも相当程度の強度が要求されることになって、好ましくない。そこで、漏れ検査時にはポンプ２３を低回転とすることで、燃料タンク１１に過剰に強度の高いものを不必要とすることができる。
【０１２６】
（第４実施形態）
図２９に本発明の第４実施形態になるエンジンの構成を示す。第３実施形態の構成において一部の構成を代えて第３実施形態のごとくエバポ系の漏れ検査を行うようにしたものであり、各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して各実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１２７】
絞り２２の差圧は図１５のごとく２つの圧力センサ４５１，４５２により検出された圧力をＥＣＵ４１Ｄで演算により求めている。また、蒸発燃料通路開閉バルブ２９は非設置である。
【０１２８】
ＥＣＵ４１Ｄは基本的にはＥＣＵ４１Ａ（図１５）と同じもので、図３０にＥＣＵ４１Ｄにおける漏れ検査実行ルーチンを示す。図３１に装置各部の状態の推移を示す。ステップＳ６０１〜Ｓ６０６は第３実施形態のステップ５０１〜Ｓ５０６と同様にポンプ２３をオンして蒸発燃料通路２１にエアを流通させて圧力Ｐ（ｉ）を圧力センサ４５２により検出し、Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）＜Ｐaとなった時点でＰ1＝Ｐ（ｉ）とする。
【０１２９】
ステップＳ６０７では、クローズバルブ１８を「閉」とし、第１の切替え弁３１をオンし、バイパス開閉バルブ２８を「開」とする。この状態で収束する圧力が圧力センサ４５２により測定される。この状態では、図３２に示すように、ガスが流れるが、これは第３実施形態と比較すると、絞り２２をガスが流通可能となっている点で相違している。ステップＳ６０８〜Ｓ６１５は第３実施形態のステップＳ５０８〜Ｓ５１５と同様にＰ1＜Ｐ（ｉ）となれば正常と判断し、Ｐ1≧Ｐ（ｉ）のままＰ（ｉ）が収束してＰ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ）＜Ｐaとなれば異常と判定し、警告手段を作動させる。
【０１３０】
ステップＳ６１６ではポンプ２３をオフし、クローズバルブ１８を「開」とし、第１切替え弁３１を「閉」とし、バイパスバルブ２８を「閉」とする。
【０１３１】
このように、第１の切替え弁３１をオンとすることで、エバポ系と絞り２２とが連通状態となるから、被検査空間の圧力を差圧センサではなく圧力センサにより検出することで、蒸発燃料通路２１を導圧管２４２との接続部よりも絞り２２側で遮断するバルブを設ける必要がない。これにより、さらに構成が簡略化できる。
【０１３２】
また、ポンプ２３の作動前に圧力センサ４５２の圧力を図２９における圧力センサ４５１の圧力とみなして、図３３の構成のように圧力センサ４５１を設けなくてもよい。これにより更に構成が簡略化できる。
【０１３３】
なお、エバポ系の漏れ検査は、２つの漏れ計測状態について減圧範囲の圧力を計測することで行うものであるが、２つの漏れ計測状態の減圧範囲の組み合わせは前記第３，第４実施形態のような一方の減圧範囲が絞りを有する蒸発燃料通路のみであったり、第４実施形態のように絞りがエバポ系と一体化して絞りがポンプとは反対側で大気に開放していない態様ではなく、ポンプが、エバポ系を減圧するとともに、並列して、絞りを有する蒸発燃料通路を、ポンプとは反対側で大気に開放した状態で減圧するようにしてもよい。この場合、検出される圧力値は、絞りの通路断面積とエバポ系の漏れ穴の通路断面積との合計値に依存したものとなる。したがって、これと、減圧範囲が絞りのみの場合またはエバポ系のみの場合とで圧力値を比較することで、漏れ穴の大きさの大小が判断できる。また、ポンプにより減圧するのではなく、加圧するのでもよい。
【０１３４】
図３４は加圧式リークチェック例を示すもので、前記第２実施形態の構成の一部を代えて加圧によるエバポ系の漏れ検査を行うようにしてある。ポンプ２３１は正逆回転可能な電動ポンプであり、燃料蒸気濃度の計測はポンプ２３１の回転方向を第１の切替え弁３１から第２の切替え弁３２へガスが流れる方向（以下、この方向を正回転という）として、前記第２実施形態と同様に行う。エバポ系の漏れ検査を行う場合は、ポンプ２３１の回転方向を反対方向（以下、この方向を逆回転という）とする以外は前記第３実施形態と同様の操作を行う。これにより、圧力印加範囲を減圧する代わりに加圧することができる。すなわち、第１，第２の切替え弁３１，３２がオフ、開閉バルブ２８が「閉」の状態でポンプ２３１をオンすると、蒸発燃料通路２１内へ空気が導入され、絞り２２によりガスの流出が制限されるために蒸発燃料通路２１内の圧力が上昇する（第１の漏れ計測状態）。次いで、第１の切替え弁３１をオン、開閉バルブ２８を「開」とすると、ポンプ２３１からバイパス通路２７、パージエア通路１７を通り図３４に点線で示す経路で空気が導入され、エバポ系が加圧される（第２の漏れ計測状態）。この２種類の状態で検出される圧力値を比較することで、同様に漏れ検査を行うことができる。
【０１３５】
ただし、加圧式リークチェックでは、リークチェック終了後にタンク内圧力を大気圧に戻す「内圧リリーフ」が必要となる。この時にキャニスタ１３の吸着状態が破過に近い状態であると、内圧リリーフによってキャニスタに吸着していたＨＣが脱離し、ポンプ内へＨＣが侵入する懸念がある。特に、内部漏れのある構造のポンプ（例えばベーンポンプ）を用いた場合には、吹き抜けたＨＣが加圧ラインからポンプ内部に侵入することにより、ポンプのＰ−Ｑ特性が変動し、リークチェック直後に濃度検出を実施する時（例えばエンジン始動後の濃度検出など）に、間違った濃度を検出してしまうおそれがある。この対策として、図３４の構成では、内圧リリーフ時に、メインの大気ラインとなるパージエア通路１７とポンプ２３１とを連通するバイパス通路２７に設けた開閉バルブ２８を閉弁する。次いで、クローズバルブ１８を開弁することで、図示するようにパージエア通路１７からクローズバルブ１８へガスが流れ、ポンプ２３１へのＨＣの侵入を防止することができる。
【０１３６】
このように、加圧ラインとなるバイパス通路２７に開閉弁としての開閉バルブ２８を備えることにより、キャニスタ１３とポンプ２３１の間を遮断可能となる。したがって、内部漏れのあるポンプを使用し、加圧式リークチェック直後に濃度検出を実施した場合でも、ポンプ特性の変動を抑制して正確な濃度を検出することができる。なお、走行中で、リークチェック後にパージが実施される場合には、ポンプ部も新気で掃気されるので特性の変動は生じない。また、図３４の構成で、内圧リリーフ時に開閉バルブ２８を閉弁せず、ポンプ２３１をオン（エバポ系加圧側）としたまま、クローズバルブ１８を開弁し、その後、開閉バルブ２８を閉弁してもよい。このようにしても、ポンプ部へのＨＣの侵入を防止することができる。
【０１３７】
前記各実施形態では、キャニスタ１３を迂回してパージエア通路１７と蒸発燃料通路２１を接続するバイパス通路２７をリークチェック時の減圧通路ないし加圧通路としているが、必ずしもその限りではない。例えば、バイパス通路２７を有しない構成でポンプ２３を正回転させて分岐通路２６からパージエア通路１７を経てエバポ系を加圧することもできる。この場合も、内圧リリーフ時に開閉弁となる第２の切替え弁３２を閉弁すれば、ポンプ２３へのＨＣの吹き抜けを防止できる。このように、本発明では既存の構成を利用しあるいは一部変更することで、リークチェックと濃度検出が容易に実施できる。
【０１３８】
なお、前記各実施形態において差圧は差圧センサや圧力センサによるのではなく、ポンプ２３の作動状態、例えば駆動電圧や駆動電流、回転数により求めてもよい。これらは、ポンプの負荷に応じて変化するものであるからである。この場合、電圧計や電流計、回転数センサをポンプの作動状態を検出する作動状態検出手段として設けることになる。
【０１３９】
また、前記各実施形態の構成図において、第１、第２の切替え弁３１，３２の大気側のポートは、図示はしていないが、所定の配管を介してエアフィルタと接続されることになる。ここで、図３５に示すように、パージエア通路１７から分岐して、前記第１の切替え弁３１の大気側のポートと前記第２の切替え弁３２の大気側のポートとの両方と連通する単一の大気導入通路５１を設けてエアフィルタ５２と接続し、大気導入通路５１により蒸発燃料通路２１をパージエア通路１７と連通することで、各切替え弁でそれぞれ配管をとりまわす必要がなく、コンパクト化することができる。
【０１４０】
（第５実施形態）
図３６に本発明の第５実施形態になるエンジンの構成を示す。第３実施形態の構成において一部の構成を代えて第３実施形態のごとくエバポ系の漏れ検査を行うようにしたものであり、各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して各実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１４１】
蒸発燃料通路６１は、パージ通路１５から分岐する分岐通路２５と一端側で計測通路切替え手段である切替え弁３３を介して連通可能であり、他端側ではパージエア通路１７と連通している。切替え弁３３は、蒸発燃料通路６１を大気に開放するとともに前記分岐通路２５を閉じる側と、分岐通路２５と蒸発燃料通路６１とを連通せしめる側とに切替える三方弁構造の電磁弁である。
【０１４２】
蒸発燃料通路６１の途中には絞り６３およびポンプ６２が設けてある。蒸発燃料通路６１には絞り６３の両端で導圧配管２４１，２４２が接続されて差圧センサ４５により絞り６３の前後の差圧が検出される。
【０１４３】
パージエア通路１７側の導圧配管２４２には、差圧センサ４５を蒸発燃料通路６１側と、大気に開放する側とに切替える切替え弁３４が設けてある。切替え弁３４は三方弁構造の電磁弁である。切替え弁３３、３４はＥＣＵ４１Ｅにより制御される。切替え弁３４が蒸発燃料通路６１側に切替えられると、差圧センサ４５の検出信号は絞り２２における差圧であるが、大気に開放する側に切替えられると、差圧センサ４５の検出信号は蒸発燃料通路６１内の圧力となる。ポンプ６２は正逆回転可能な電動ポンプで、オンとオフ、および回転方向の切替えがＥＣＵ４１Ｅにより制御される。
【０１４４】
また、通路６４は絞り６３をバイパスする通路で、該通路６４には開閉弁６５が設けられている。開閉弁６５は二方弁構造の電磁弁である。本実施形態ではこの他に、前記各実施形態と同様に、パージエア通路１７を開閉するクローズバルブ１８が設けられる。パージバルブ１６を除き、４つのバルブが使用される。この数は前記第３実施形態よりも１つ少ないが、以下のように、前記各実施形態と同等の作動（燃料蒸気濃度計測およびエバポ系の漏れ検査）が可能となっている。
【０１４５】
（燃料蒸気濃度計測）
先ず、開閉弁６５が閉とされ、クローズバルブ１８が開とされる。そして、切替え弁３３は大気開放側に切替えられ、切替え弁３４は蒸発燃料通路６１側に切替えられる。ポンプ６２は、回転方向がポンプ６２からの吐出ガスが絞り６３へと流れる方向に切替えられる（以下、この方向の回転を正回転という）。これにより、蒸発燃料通路６１にその一端から流入した空気がパージエア通路１７を経て再び大気側に排出される。これは図５に示される前記各実施形態における第１の濃度計測状態であり、このときの差圧センサ４５による検出差圧が取り込まれる。
【０１４６】
次に切替え弁３３を分岐通路２５側に切替えるとともに、クローズバルブ１８を閉じる。これにより、キャニタ１３内の蒸発燃料を含む空気が、パージ通路１５から蒸発燃料通路６１を通り再びキャニスタ１３に戻る閉じた環状経路が形成される。これは図６に示される前記各実施形態における第２の濃度計測状態であり、このときの差圧センサ４５による検出差圧が取り込まれる。
【０１４７】
ＥＣＵ４１Ｅでは、第１、第２の濃度計測状態における検出差圧に基づいて、前記各実施形態のごとく燃料蒸気濃度が演算される（図３のステップＳ２０６〜Ｓ２０８参照）。
【０１４８】
（エバポ系漏れ検査）
エバポ系漏れ検査の場合も予め開閉弁６５は閉とされる。クローズバルブ１８は開とされる。そして、切替え弁３３は大気開放側に切替えられ、切替え弁３４は大気開放側に切替えられる。ポンプ６２は、回転方向を燃料蒸気濃度計測時とは反対方向にして（以下、適宜、逆回転という）で作動させる。これにより、絞り６３により空気の流入が制限された状態で燃料蒸気通路６１内の空気が排出される。これは前記第３実施形態等における第１の漏れ計測状態であり、差圧センサ４５による検出圧力が収束するまで取り込まれる（図２４のステップＳ５０２〜Ｓ５０６参照）。
【０１４９】
次にクローズバルブ１８は閉じられる。開閉弁６５は開とされる。ポンプ６２は同様に逆回転にて作動せしめる。これにより、キャニスタ１３からパージバルブ１６および切替え弁３３、さらにキャニスタ１３からポンプ６２に到る閉空間を被検査空間として空気がポンプ６２により排出される。これは前記第３実施形態等における第２の漏れ計測状態であり、差圧センサ４５による検出圧力が収束するまで取り込まれる。ＥＣＵ４１Ｅでは、第１、第２の漏れ計測状態における検出圧力に基づいて、前記第３実施形態のごとく漏れの有無が、基準オリフィスである絞り６３の通路断面積を基準の漏れ穴の面積として判定される（図２４のステップＳ５０６〜Ｓ５１５参照）。
【０１５０】
第２の濃度計測状態のときには蒸発燃料通路６１とキャニスタ１３間でガスが循環する環状の経路が形成されるが、この経路を前提として第２の漏れ計測状態とする場合には、切替え弁３３で分岐通路２５と蒸発燃料通路６１との間を遮断するだけではなく、エバポ系をポンプ６２と接続するための配管、例えばパージエア通路１７をポンプ６２と切替え弁３３との間で蒸発燃料通路６１と接続する配管ととともに該配管を開閉するバルブが必要になる（第３実施形態（図２２）のバイパス通路２７、バイパス開閉バルブ２８参照）。ポンプ６２の回転方向を逆転してガス流の向きを逆にすることで、前記配管や前記バルブを省略することができる。このように本実施形態によれば、バルブの数が少ない簡易な構成でありながら、前記第３実施形態と実質的に等価な燃料蒸気濃度の計測およびエバポ系の漏れ検査を実施することができる。
【０１５１】
（第６実施形態）
図３７に本発明の第６実施形態になるエンジンの構成を示す。第５実施形態の構成において一部の構成を代えたものである。各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して各実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１５２】
本実施形態では、蒸発燃料通路６１の途中に設けられる切替え弁６６が絞り付きの電磁弁により構成されており、一方の切替え状態では蒸発燃料通路６１が途中に絞り６６１を有する通路となり、他方の切替え状態では蒸発燃料通路６１は絞りのない単純な通路となる。一方の切替え状態は第５実施形態において開閉弁６５を閉とした状態と等価であり、他方の切替え状態は開閉弁６５を開とした状態と実質的に等価であり、前記第１、第２の濃度計測状態および第１、第２の漏れ計測状態が実現できる。実現通路を省略する分、構成がさらに簡略化し、配管レイアウトがすっきりしたものとなる。
【０１５３】
ＥＣＵ４１Ｆは、前記第１、第２の濃度計測状態および第１、第２の漏れ計測状態が実現されるように前記バルブ１８、３３、３４とともに前記電磁弁６６を制御する。
【０１５４】
（第７実施形態）
図３８に本発明の第７実施形態になるエンジンの構成を示す。第５実施形態の構成において一部の構成を代えたものである。各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して各実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１５５】
本実施形態では、差圧センサ４５の導圧配管２４２を蒸発燃料通路６１側と大気開放側とに切替える切替え弁に代えて、導圧配管２４２の途中にチェック弁３５が設けてある。チェック弁３５は、蒸発燃料通路６１から差圧センサ４５に向かう方向が順方向となるように取付けられ、絞り６３がポンプ６２の吐出側になるときにはチェック弁３５が開となって、差圧センサ４５の検出信号から絞り６３における差圧が知られる。また、漏れ計測状態で絞り６３がポンプ６２の吸入側になるときにはチェック弁３５が閉となって、差圧センサ４５の検出信号から蒸発燃料通路６１内の圧力が知られる。このように、ポンプ６２の回転方向を切替えるのみでＥＣＵ４１Ｇによる制御なしに差圧センサ４５の出力を差圧と圧力とに切替えることができるので、構成の簡略化とともに、ＥＣＵ４１Ｇの制御負担を軽減することができる。
【０１５６】
（第８実施形態）
図３９に本発明の第８実施形態になるエンジンの構成を示す。第５実施形態の構成において一部の構成を代えたものである。各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して各実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１５７】
本実施形態では、図１５、図２９と同様に差圧センサ４５に代えて２つの圧力センサ４５１、４５２を設けて、燃料蒸気濃度計測時に必要な絞り６３における差圧は圧力センサ４５１、４５２により検出された圧力の差分をＥＣＵ４１Ｈにおいて演算することにより求め、エバポ系漏れ検査時に必要な蒸発燃料通路６１内の圧力はいずれかの圧力センサ４５１、４５２の検出信号により求めている。第５、第７実施形態の弁手段３４、３５を不要とすることでさらなる構成の簡素化を図ることができる。
【０１５８】
なお、前記各実施形態ではポンプは燃料蒸気濃度計測やエバポ系漏れ検査にのみ使用しているが、次のように蒸発燃料のパージのアシストに使用するのもよい。図１、図２２等の構成において、パージ実施時に、クローズバルブ１８を閉じ、第１の切替え弁３１をオフし、第２の切替え弁３２をオンとする。この状態でポンプ２３を作動させれば、図４０（図例は図１の構成）に示すようなガスの流路が形成され、パージ流量を高めることができる。吸気管２の負圧が小さなエンジンや運転域においてパージ量を補うことができる。また、図３６の構成においては、パージ実施時に、クローズバルブ１８は閉じ、開閉バルブ６５は開とする。切替え弁３３は大気開放側である。この状態でポンプ２３を作動させれば、図４１に示すようなガスの流路が形成され、パージ流量を高めることができる。この例ではポンプ６２の負担が小さい。図１や図２２の構成のものにおいても絞り２２をバイパスする通路と該通路を開閉するバルブとを設ければポンプ負担を減じることができるが、バルブがさらに１つ増えることになる。正逆回転可能なポンプを使用してバルブの数を減じるようにした第５〜第７実施形態の構成がきわめて実用性の高いものであるということができる。
【０１５９】
また、前記第１の濃度計測状態における差圧の検出、および前記第２の濃度計測状態における差圧の検出に先立ち、蒸発燃料の予備パージを実行するようにしてもよい。一旦、キャニスタやパージ通路などに滞留する蒸発燃料をパージすることで、前記蒸発燃料通路に流れるガスを大気とする第１の濃度計測状態において蒸発燃料通路に流れるガスに蒸発燃料が混入するのを回避することができる。予備パージ手段としてのＥＣＵの制御プログラムで濃度検出ルーチン（ステップＳ１０２）の実行前にパージバルブ１８を所定時間、「開」とする処理を追加すればよい。この場合において、所定時間は、その間のパージ量がパージエア通路の先端からクローズバルブまでの容積に相当する量であるものとする。予備パージが必要以上になされないようにして、速やかに濃度検出ルーチンに移行できるようにすることができる。
【０１６０】
また、本発明の具体的な仕様は特に記載したものの他、本発明の趣旨に反しない限り任意である。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明の第１実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図２】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図３】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図４】前記蒸発燃料処理装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図５】前記蒸発燃料処理装置の要部におけるガスの流れを示す第１の図である。
【図６】前記蒸発燃料処理装置の要部におけるガスの流れを示す第２の図である。
【図７】前記蒸発燃料処理装置の作動を説明する第１のグラフである。
【図８】前記蒸発燃料処理装置の作動を説明する第２のグラフである。
【図９】前記蒸発燃料処理装置の作動を説明する第３のグラフである。
【図１０】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第３のフローチャートである。
【図１１】前記蒸発燃料処理装置の作動を説明する第４のグラフである。
【図１２】前記蒸発燃料処理装置の作動を説明する第５のグラフである。
【図１３】前記蒸発燃料処理装置の変形例を説明するグラフである。
【図１４】前記蒸発燃料処理装置の別の変形例を説明するグラフである。
【図１５】前記蒸発燃料処理装置のさらに別の変形例の構成図である。
【図１６】本発明の第２実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図１７】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図１８】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図１９】前記蒸発燃料処理装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図２０】前記蒸発燃料処理装置の要部におけるガスの流れを示す図である。
【図２１】前記蒸発燃料処理装置の作動を説明するグラフである。
【図２２】本発明の第３実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図２３】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第１のフローチャートである。
【図２４】前記蒸発燃料処理装置の作動を示す第２のフローチャートである。
【図２５】前記蒸発燃料処理装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図２６】前記蒸発燃料処理装置の要部におけるガスの流れを示す図である。
【図２７】前記蒸発燃料処理装置の変形例を説明する第１のグラフである。
【図２８】前記蒸発燃料処理装置の変形例を説明する第２のグラフである。
【図２９】本発明の第４実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図３０】前記蒸発燃料処理装置の作動を示すフローチャートである。
【図３１】前記蒸発燃料処理装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図３２】前記蒸発燃料処理装置の要部におけるガスの流れを示す図である。
【図３３】本発明の第４実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の別の変形例の構成図である。
【図３４】本発明の別の実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図３５】本発明の別の実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図３６】本発明の第５実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図３７】本発明の第６実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図３８】本発明の第７実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図３９】本発明の第８実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図４０】本発明の第１実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の変形例のパージにおけるガスの流れを示す図である。
【図４１】本発明の第５実施形態になる内燃機関の蒸発燃料処理装置の変形例のパージにおけるガスの流れを示す図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１  エンジン（内燃機関）
２  吸気管
３  排気管
１１  燃料タンク
１２  導入通路
１３  キャニスタ
１４  吸着材
１５  パージ通路
１６  パージバルブ（パージ制御弁）
１７  パージエア通路
１８  クローズバルブ
２１，６１  蒸発燃料通路（計測通路、漏れ検査通路）
２２，６３  絞り
２３，６２  ポンプ（ガス流発生手段、圧力印加手段）
２７  バイパス通路
２８  バイパス開閉バルブ（加圧範囲切替え手段）
３１，３２，３３  切替え弁（計測通路切替え手段、加圧範囲切替え手段）
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｇ，４１Ｈ  ＥＣＵ（燃料蒸気濃度演算手段、開度設定手段）
４５  差圧センサ（差圧検出手段、圧力検出手段）
４５１  圧力センサ（差圧検出手段）
４５２  圧力センサ（差圧検出手段、圧力検出手段）
５１  大気導入通路
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月11日(2005.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
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