(57)【要約】【課題】  パージガスの供給の開始及び終了に合わせて、内燃機関に供給されるパージガスの流量を特定する技術を提供する。【解決手段】  蒸発燃料処理装置は、パージ処理が開始されるタイミングで制御弁を通過するパージガスが制御弁の下流側のパージ経路及び吸気経路を通過して、内燃機関で燃焼され、その排気ガスが排気経路の空燃比センサに到達するタイミング以降に、パージ処理において制御弁を通過するパージガスの流量を用いて、内燃機関に供給されるパージガスの流量を特定し、パージ処理が終了されるタイミングで接続位置に存在するパージガスが接続位置よりも下流側の吸気経路を通過して、内燃機関で燃焼され、その排気ガスが空燃比センサに到達するタイミングまで、パージ処理において制御弁を通過するパージガスの流量を用いて、内燃機関に供給されるパージガスの流量を特定してもよい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと吸気経路とを連通するパージ経路上に配置される制御弁と、
前記燃料タンクで発生する蒸発燃料を含むパージガスの流量を特定する制御部と、を備え、
前記制御弁が閉弁されている状態では前記パージガスが前記制御弁で遮断され、
前記制御弁が開弁されている状態では前記パージガスが前記制御弁を通過可能であり、
前記制御部は、
前記制御弁の開閉を制御することによって、前記パージガスが前記制御弁から前記制御弁の下流側の前記パージ経路及び前記パージ経路との接続位置よりも下流側の前記吸気経路を通過して内燃機関に供給されるパージ処理を実行し、
前記パージ処理が開始されるタイミングで前記制御弁を通過する前記パージガスが、前記制御弁の下流側の前記パージ経路及び前記接続位置よりも下流側の前記吸気経路を通過して、前記内燃機関で燃焼され、その排気ガスが排気経路の空燃比センサに到達するタイミング以降に、前記パージ処理において前記制御弁を通過する前記パージガスの流量を用いて、前記内燃機関に供給される前記パージガスの流量を特定し、
前記パージ処理が終了されるタイミングで前記接続位置に存在する前記パージガスが前記接続位置よりも下流側の前記吸気経路を通過して、前記内燃機関で燃焼され、その排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングまで、前記パージ処理において前記制御弁を通過する前記パージガスの流量を用いて、前記内燃機関に供給される前記パージガスの流量を特定する、蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記吸気経路に導入される空気量を用いて、前記パージガスが前記接続位置から前記内燃機関で燃焼され前記空燃比センサに到達する期間を特定する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記パージガスを前記パージ経路から前記吸気経路に送出するポンプをさらに備え、
前記接続位置は、前記吸気経路に配置されるスロットルバルブよりも上流側に位置しており、
前記制御部は、前記ポンプの駆動状態と、前記制御弁を通過する前記パージガスの流量と、前記吸気経路に導入される空気量と、を用いて、前記パージガスが前記制御弁を通過してから前記接続位置に到達するまでの期間を特定する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記吸気経路に配置されるスロットルバルブよりも上流側の前記吸気経路に過給機が配置されており、
前記過給機と並列に配置されており、前記過給機の上流側の前記吸気経路と下流側の前記吸気経路とに連結されているバイパス経路と、
前記バイパス経路に配置されるエゼクタと、をさらに備え、
前記接続位置は、前記エゼクタに位置しており、
前記制御部は、前記制御弁と前記エゼクタとの間の圧力と、前記制御弁を通過する前記パージガスの流量と、前記吸気経路に導入される空気量と、を用いて、前記パージガスが前記制御弁を通過してから前記接続位置に到達するまでの期間を特定する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記接続位置は、前記吸気経路に配置されるスロットルバルブよりも下流側に位置しており、
前記制御部は、前記接続位置における前記吸気経路の圧力と、前記制御弁を通過する前記パージガスの流量と、前記吸気経路に導入される空気量と、を用いて、前記パージガスが前記制御弁を通過してから前記接続位置に到達するまでの期間を特定する、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、複数回に亘って、前記吸気経路に導入される空気量を用いて、前記パージガスが前記接続位置から前記内燃機関で燃焼され前記空燃比センサに到達する推定期間を特定し、特定済みの前記複数回の前記推定期間の平均の期間を、前記パージガスが前記接続位置から前記内燃機関で燃焼され前記空燃比センサに到達する期間として特定する、請求項１から５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】
本明細書は、蒸発燃料処理装置に関する技術を開示する。特に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含むパージガスを吸気経路を介して内燃機関に供給する蒸発燃料処理装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料タンクと吸気経路とを連通するパージ経路上に配置される制御弁を備える蒸発燃料処理装置が開示されている。制御弁が開弁されると、制御弁を通過したパージガスが、パージ経路及び吸気経路を介して内燃機関に供給される。このため、内燃機関にパージガスが供給されるタイミングは、制御弁が開弁されたタイミングよりも遅い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４４６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、制御弁が開弁されてから内燃機関に到達するまでの遅延期間を考慮して、内燃機関への燃料の噴射が制御されている。しかしながら、制御弁が開弁されている状態から閉弁されている状態に移行される場合、即ち、パージガスの供給が停止される場合については検討されていない。制御弁が閉弁され、パージ経路から吸気経路へのパージガスの供給が停止されても、吸気経路にパージガスが存在している場合がある。このため、パージ経路から吸気経路へのパージガスの供給が停止された後も、内燃機関にパージガスが供給される場合がある。本明細書は、パージガスの供給の開始及び終了に合わせて、内燃機関に供給されるパージガスの流量を特定する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示する蒸発燃料供給装置は、燃料タンクと吸気経路とを連通するパージ経路上に配置される制御弁と、前記燃料タンクで発生する蒸発燃料を含むパージガスの流量を特定する制御部と、を備えていてもよい。前記制御弁が閉弁されている状態では前記パージガスが前記制御弁で遮断され、前記制御弁が開弁されている状態では前記パージガスが前記制御弁を通過可能であり、前記制御部は、前記制御弁の開閉を制御することによって、前記パージガスが前記制御弁から前記制御弁の下流側の前記パージ経路及び前記パージ経路との接続位置よりも下流側の前記吸気経路を通過して内燃機関に供給されるパージ処理を実行し、前記パージ処理が開始されるタイミングで前記制御弁を通過する前記パージガスが、前記制御弁の下流側の前記パージ経路及び前記接続位置よりも下流側の前記吸気経路を通過して、前記内燃機関で燃焼され、その排気ガスが排気経路の空燃比センサに到達するタイミング以降に、前記パージ処理において前記制御弁を通過する前記パージガスの流量を用いて、前記内燃機関に供給される前記パージガスの流量を特定し、前記パージ処理が終了されるタイミングで前記接続位置に存在する前記パージガスが前記接続位置よりも下流側の前記吸気経路を通過して、前記内燃機関で燃焼され、その排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングまで、前記パージ処理において前記制御弁を通過する前記パージガスの流量を用いて、前記内燃機関に供給される前記パージガスの流量を特定してもよい。
【０００６】
この構成では、パージ処理が開始される場合、パージガスが制御弁を通過してから内燃機関に到達し、その排気ガスが空燃比センサに到達するまでの期間を考慮して、内燃機関に供給されるパージガスの流量が特定される。また、パージ処理が終了される場合には、制御弁が閉弁された後も吸気経路に存在するパージガスが内燃機関に供給される。上記の構成によれば、制御弁の閉弁後にもパージガスが内燃機関に供給されることを考慮して、内燃機関に供給されるパージガスの流量を特定することができる。これにより、パージガスの供給の開始及び終了に合わせて、内燃機関に供給されるパージガスの流量を特定することができる。
【０００７】
前記制御部は、前記吸気経路に導入される空気量を用いて、前記パージガスが前記接続位置から前記内燃機関で燃焼され前記空燃比センサに到達する期間を特定してもよい。吸気経路を流れる気体の速度は、吸気経路に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、吸気経路内のパージガスが吸気経路を通過して内燃機関に供給される期間を適切に特定することができる。
【０００８】
蒸発燃料処理装置は、前記パージガスを前記パージ経路から前記吸気経路に送出するポンプをさらに備えていてもよい。前記接続位置は、前記吸気経路に配置されるスロットルバルブよりも上流側に位置しており、前記制御部は、前記ポンプの駆動状態と、前記制御弁を通過する前記パージガスの流量と、前記吸気経路に導入される空気量と、を用いて、前記パージガスが前記制御弁を通過してから前記接続位置に到達するまでの期間を特定してもよい。制御弁を通過するパージガスの速度は、ポンプの駆動状態と、制御弁を通過するパージガスの流量と、吸気経路に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、パージガスが制御弁を通過してから接続位置に到達するまでの期間を適切に特定することができる。
【０００９】
前記吸気経路に配置されるスロットルバルブよりも上流側の前記吸気経路に過給機が配置されていてもよい。蒸発燃料処理装置は、前記過給機と並列に配置されており、前記過給機の上流側の前記吸気経路と下流側の前記吸気経路とに連結されているバイパス経路と、前記バイパス経路に配置されるエゼクタと、をさらに備えていてもよい。前記接続位置は、前記エゼクタに位置しており、前記制御部は、前記制御弁と前記エゼクタとの間の圧力と、前記制御弁を通過する前記パージガスの流量と、前記吸気経路に導入される空気量と、を用いて、前記パージガスが前記制御弁を通過してから前記接続位置に到達するまでの期間を特定してもよい。上記の構成によれば、エゼクタによって、パージガスをパージ経路から吸気経路に引導することができる。また、制御弁を通過するパージガスの速度は、制御弁とエゼクタとの間の圧力と、制御弁を通過するパージガスの流量と、吸気経路に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、パージガスが制御弁を通過してから接続位置に到達するまでの期間を適切に特定することができる。
【００１０】
前記接続位置は、前記吸気経路に配置されるスロットルバルブよりも下流側に位置していてもよい。前記制御部は、前記接続位置における前記吸気経路の圧力と、前記制御弁を通過する前記パージガスの流量と、前記吸気経路に導入される空気量と、を用いて、前記パージガスが前記制御弁を通過してから前記接続位置に到達するまでの期間を特定してもよい。スロットルバルブよりも下流側の吸気経路には、内燃機関の駆動によって負圧が発生する。この負圧を利用して、パージガスをパージ経路から吸気経路に引導することができる。制御弁を通過するパージガスの速度は、接続位置における吸気経路の圧力、即ち、スロットルバルブよりも下流側の吸気経路の圧力と、制御弁を通過するパージガスの流量と、吸気経路に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、パージガスが制御弁を通過してから接続位置に到達するまでの期間を適切に特定することができる。
【００１１】
前記制御部は、複数回に亘って、前記吸気経路に導入される空気量を用いて、前記パージガスが前記接続位置から前記内燃機関で燃焼され前記空燃比センサに到達する推定期間を特定し、特定済みの前記複数回の前記推定期間の平均の期間を、前記パージガスが前記接続位置から前記内燃機関で燃焼され前記空燃比センサに到達する期間として特定してもよい。吸気経路に導入される空気量は、車両の走行状態によって変化する。従って、パージガスが吸気経路内を通過している間に、吸気経路に導入される空気量が変化する場合がある。この場合、吸気経路内のパージガスの速度が変化する。これにより、パージガスが吸気経路を通過する期間が変化する。上記の構成によれば、複数回に亘って特定済みの推定期間の平均期間を特定することによって、吸気経路に導入される空気量が変化する場合でも、パージガスが吸気経路を通過する期間をより正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。
【図２】第１実施例の遅延期間を説明するための模式図を示す。
【図３】第１実施例のパージガスの流量特定処理のフローチャートを示す。
【図４】第１実施例の制御部に格納されているデータマップを示す。
【図５】第１実施例のパージガスの流量推定処理のフローチャートを示す。
【図６】第２実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。
【図７】第３実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。
【図８】変形例のパージガスの流量特定処理のフローチャートを示す。
【実施例】
【００１３】
（第１実施例）
図１を参照して、蒸発燃料処理装置２０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、自動車等の車両に搭載され、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給経路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するための蒸発燃料経路２２を備えている。
【００１４】
メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給経路１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ１００から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から供給経路１２に供給される。供給経路１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４に接続されている。供給経路１２に供給された燃料は、供給経路１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵ１００によって開度がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、供給経路１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気経路３４に供給される。
【００１５】
吸気経路３４は、エアクリーナ３０に接続されている。エアクリーナ３０は、吸気経路３４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。エンジン２とエアクリーナ３０との間には、吸気経路３４内に、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２が開くと、エアクリーナ３０からエンジン２に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ３２は、バタフライ弁である。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２の開度を調整することによって、吸気経路３４の開口面積を変動させて、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３２は、インジェクタ４よりエアクリーナ３０側に設けられている。
【００１６】
スロットルバルブ３２とエアクリーナ３０との間には、過給機３３が配置されている。過給機３３は、エンジン２の排気によってタービンが回転され、エンジン２に空気を導入する、いわゆるターボである。
【００１７】
吸気経路３４のエアクリーナ３０と過給機３３との間には、エアフロメータ３９が配置されている。エアフロメータ３９は、ホットワイヤ式、カルマン渦式、可動プレート式のいずれかである。エアフロメータ３９は、エアクリーナ３０を通過して大気から吸気経路３４に導入される空気量を検出する。
【００１８】
エンジン２で燃焼された後の気体は、排気経路３８を通過して、放出される。排気経路３８には、空燃比センサ３６が配置されている。空燃比センサ３６は、排気経路３８内の空燃比を検出する。ＥＣＵ１００は、空燃比センサ３６から空燃比を取得すると、エンジン２に供給される気体の空燃比を推定する。
【００１９】
（蒸発燃料装置の構成）
メイン供給経路１０に並んで、蒸発燃料経路２２が配置されている。蒸発燃料経路２２は、燃料タンク１４で発生した蒸発燃料が、燃料タンク１４からキャニスタ１９を経て吸気経路３４に移動するときに通過する経路である。蒸発燃料経路２２によって、燃料タンク１４と吸気経路３４とが連通されている。なお、後述するように、蒸発燃料は、キャニスタ１９で空気と混合される。キャニスタ１９で混合された蒸発燃料と空気との混合気体を、パージガスと呼ぶ。蒸発燃料経路２２には、蒸発燃料処理装置２０が設けられている。蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、制御弁２６と、ポンプ４８と、ＥＣＵ１００内の制御部１０２と、を備える。
【００２０】
燃料タンク１４とキャニスタ１９は、タンク経路１８によって接続されている。キャニスタ１９は、パージ経路２３の一端に配置され、パージ経路２３を介して、ポンプ４８に接続されている。ポンプ４８は、パージ経路２４を介して、制御弁２６に接続されている。制御弁２６は、パージ経路２８を介して、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２３，２４は、制御弁２６及びパージ経路２８を介して、エアフロメータ３９と過給機３３との間の接続位置２８ａで、吸気経路３４に接続されている。これにより、キャニスタ１９と吸気経路３４は、パージ経路２３、２４、２８を介して連結されている。
【００２１】
パージ経路２８とパージ経路２４との間には、制御弁２６が配置されている。制御弁２６は、制御部１０２によって制御される電磁弁であり、開弁された開通状態と閉弁された閉塞状態の切替えが制御部１０２によって制御される弁である。制御弁２６は、閉塞状態では、パージ経路２４を閉塞して、パージ経路２８とパージ経路２４とを遮断する。制御弁２６は、開通状態では、パージ経路２４を開通して、パージ経路２８とパージ経路２４とを連通する。制御部１０２は、制御弁２６の開通状態と閉塞状態とを、空燃比等によって決定されるデューティ比に従って連続的に切り替えるデューティ制御を実行する。なお、デューティ比は、デューティ制御中に、制御弁２６が閉塞状態と開通状態とに連続的に切り替わっている間において、互いに連続する１回の閉塞状態と１回の開通状態との合計期間のうちの１回の開通状態の期間の割合を表す。制御弁２６は、デューティ比（即ち開通状態の長さ）を調整することにより、吸気経路３４に供給されるパージガスの流量を調整する。
【００２２】
パージ経路２４とパージ経路２３との間には、ポンプ４８が配置されている。ポンプ４８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）又は遠心式ポンプである。ポンプ４８は、制御部１０２によって制御される。ポンプ４８が駆動すると、キャニスタ１９からパージガスがパージ経路２３を介して、ポンプ４８に吸入される。ポンプ４８に吸入されたパージガスは、ポンプ４８内で昇圧されて、パージ経路２４に送出される。パージ経路２４に送出されたパージガスは、パージ経路２４、制御弁２６及びパージ経路２８を通過して、吸気経路３４に供給される。
【００２３】
ポンプ４８には、パージ経路２３を介して、キャニスタ１９が接続されている。キャニスタ１９は、大気ポート１９ａと、パージポート１９ｂと、タンクポート１９ｃと、を備えている。大気ポート１９ａは、大気経路１７とエアフィルタ４２とを介して、大気に連通する。大気は、エアフィルタ４２を通過した後、大気経路１７を介して大気ポート１９ａからキャニスタ１９内に流入する場合がある。このとき、エアフィルタ４２によって、大気中の異物がキャニスタ１９内に侵入することを防止する。
【００２４】
パージポート１９ｂは、パージ経路２３に接続されている。タンクポート１９ｃは、タンク経路１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。
【００２５】
キャニスタ１９内には、活性炭（図示省略）が収容されている。活性炭は、燃料タンク１４からタンク経路１８、タンクポート１９ｃを通じてキャニスタ１９の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート１９ａ及び大気経路１７を通過して大気に放出される。キャニスタ１９は、燃料タンク１４内の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。活性炭で吸着された蒸発燃料は、パージポート１９ｂよりパージ経路２３に供給される。
【００２６】
制御部１０２は、ポンプ４８、及び制御弁２６に接続されている。制御部１０２は、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。制御部１０２は、ポンプ４８、制御弁２６を制御する。ＥＣＵ１００と各部とを接続する線は、省略する。制御部１０２は、後述する濃度算出処理を、制御部１０２に実行させるためのコンピュータプログラムを格納する。なお、制御部１０２に予め格納されているデータマップは、後で説明する。
【００２７】
（蒸発燃料処理装置の動作）
次いで、蒸発燃料処理装置２０の動作について説明する。エンジン２が駆動中であってパージ条件が成立すると、制御部１０２は、制御弁２６をデューティ制御することによって、パージガスをエンジン２に供給するパージ処理を実行する。パージ処理が実行されると、図１の左から右に向かう矢印に示す方向にパージガスが供給される。パージ条件とは、パージガスをエンジン２に供給するパージ処理を実行すべき場合に成立する条件であり、エンジン２の冷却水温やパージガス中の蒸発燃料の濃度（以下「パージ濃度」と呼ぶ）によって、予め製造者によって制御部１０２に設定される条件である。制御部１０２は、エンジン２の駆動中に、パージ条件が成立するか否かを常時監視している。制御部１０２は、パージ濃度及びエアフロメータ３９の測定値に基づいて、制御弁２６のデューティ比を制御する。これにより、キャニスタ１９に吸着されていたパージガスが、エンジン２に導入される。
【００２８】
制御部１０２は、パージ処理を実行する場合、ポンプ４８を駆動して、パージガスを吸気経路３４に供給する。この結果、吸気経路３４の負圧が小さい場合でも、パージガスを供給することができる。
【００２９】
なお、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２を制御する。また、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４による噴射燃料量も制御する。具体的には、インジェクタ４の開弁時間を制御することによって、噴射燃料量を制御する。エンジン２が駆動されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４からエンジン２に噴射される単位時間当たりの燃料噴射時間（即ちインジェクタ４の開弁時間）を算出する。燃料噴射時間は、空燃比を目標空燃比（例えば理想空燃比）に維持するために補正される。また、パージ処理中では、ＥＣＵ１００は、燃料パージガスの流量とパージ濃度に基づいて噴射燃料量を補正する。パージ濃度は、エンジン２にパージガスが供給されているときのパージ処理中の空燃比のズレと、パージガスの流量と、によって特定される。
【００３０】
（パージガスの流量特定処理）
パージ処理において、制御弁２６を通過するパージガスの流量は、制御弁２６が全開状態である場合、即ちデューティ比が１００％である場合のパージガスの流量に、制御弁２６のデューティ比を乗算することによって算出される。制御弁２６が全開状態である場合のパージガスの流量は、ポンプ４８の回転数に相関する。図４に示すように、制御部１０２は、制御弁２６が全開状態である場合のパージガスの流量とポンプ４８の回転数との関係を示すデータマップ４００を格納している。データマップ４００は、予め実験によって特定され、制御部１０２に格納されている。なお、図４で示すデータマップ４００、４０２、４０４、４０６では、「Ｘ」等のアルファベットを用いて表されているが、実際には、数値が記録されている。また、データマップ４００、４０２、４０４、４０６内の「・・・」は、数値を省略していることを表している。さらに、データマップ４００、４０２、４０４、４０６内の数字は例示である。
【００３１】
制御弁２６を通過したパージガスは、パージ経路２８及び吸気経路３４を通過して、エンジン２に供給される。そして、パージガス内の蒸発燃料がエンジン２で燃焼され、排気される。この結果、空燃比センサ３６によって蒸発燃料を含む燃料を燃焼した後の排気の空燃比が検出される。パージガスが供給されると、空燃比センサ３６で検出される空燃比は、パージガス中の蒸発燃料によってリッチ側にずれる。これにより、空燃比のズレ量によって、パージガス中の蒸発燃料量を特定することができる。空燃比で検出される排気の燃焼前の気体に含まれていたパージガス量を特定することによって、パージ濃度を算出することができる。パージ濃度とパージガス量が特定されると、エンジン２に供給される蒸発燃料を推定することができるため、噴射燃料時間を調整することによって、パージ処理による空燃比のズレを小さくすることができる。
【００３２】
図２は、制御弁２６を通過したパージガスが、エンジン２で燃焼され、空燃比センサ３６に到達するまでの遅延期間を説明するための模式図を示す。制御弁２６を通過したパージガスは、パージ経路２８を通過して、パージ経路２８と吸気経路３４との接続位置２８ａから吸気経路３４に導入される。以下では、接続位置２８ａよりも下流側の吸気経路３４を、「吸気経路３４ａ」と呼ぶ。
【００３３】
接続位置２８ａに到達したパージガスは、吸気経路３４ａを通過して、エンジン２に供給される。エンジン２に供給されたパージガスは、エンジン２で燃焼され、排気経路３８に排気される。以下では、エンジン２と空燃比センサ３６との間の排気経路３８を、「排気経路３８ａ」と呼ぶ。排気経路３８ａの排気ガスは、排気経路３８ａを流れて、空燃比センサ３６に到達する。
【００３４】
パージガスがエンジン２に到達するタイミングは、パージ経路２８を通過する期間と吸気経路３４ａを経過する期間の合計期間だけ、パージガスが制御弁２６を通過するタイミングより遅い。パージ経路２８を通過する期間を「第１遅延期間」と呼び、吸気経路３４ａを通過する期間を「第２遅延期間」と呼ぶ。パージガスの燃料後の排気ガスが空燃比センサ３６に到達するタイミングは、パージガスがエンジン２で燃焼され、排気経路３８ａを通過する期間（以下では「第３遅延期間」と呼ぶ）だけエンジン２に到達するタイミングより遅い。
【００３５】
（流量特定処理）
図３を参照して、第１、第２及び第３遅延期間を考慮して、空燃比センサ３６で検出される排気ガスに含まれていたパージガス（詳細には、排気ガスがエンジン２で燃焼された際に含まれていたパージガス）の流量を特定する流量特定処理を説明する。
【００３６】
流量特定処理は、制御部１０２によって実行される。流量特定処理は、車両のイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられると開始され、イグニションスイッチがオンからオフに切り替えられるまで定期的（例えば１６ｍｓ毎）に実行される。
【００３７】
流量特定処理では、まず、Ｓ１２において、制御部１０２は、パージ処理が実行されているか否かを判断する。具体的には、制御部１０２は、制御弁２６をデューティ制御している場合に、パージ処理が実行されている（Ｓ１２でＹＥＳ）と判断し、制御弁２６をデューティ制御していない場合に、パージ処理が実行されていない（Ｓ１２でＮＯ）と判断する。なお、制御部１０２は、Ｓ１２の判断結果を、制御部１０２に格納する。
【００３８】
Ｓ１２でＹＥＳの場合、Ｓ１４において、制御部１０２は、制御部１０２に格納されているＳ１２の判断結果を用いて、前回の流量特定処理のＳ１２においてパージ処理が実行されていない（Ｓ１２でＮＯ）と判断されているか否かを判断する。前回の流量特定処理においてパージ処理が実行されていないと判断されている場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、即ち、パージ処理が開始された場合、Ｓ１６において、制御部１０２は、パージ処理カウンタをリセットしてスタートして、Ｓ１８に進む。一方、前回の流量特定処理においてパージ処理が実行されていると判断されている場合（Ｓ１４でＮＯ）、即ち、パージ処理が継続している場合、Ｓ１６をスキップして、Ｓ１８に進む。
【００３９】
Ｓ１８では、制御部１０２は、第２遅延期間と第３遅延期間の合計期間を特定する。具体的には、制御部１０２は、蒸発燃料処理装置２０を介さずに、エアクリーナ３０を通過して、吸気経路３４に導入される空気量を、エアフロメータ３９から取得する。次いで、制御部１０２は、取得済みの空気量に対応付けて、データマップ４０２に記録されている第２遅延期間と第３遅延期間の合計期間を特定する。
【００４０】
データマップ４０２は、予め実験によって特定され、制御部１０２に格納されている。実験では、エアクリーナ３０を通過して吸気経路３４に導入される空気量、即ちエンジン２の駆動状況を変動させ、パージガスが接続位置２８ａから空燃比センサ３６に到達する期間、即ち、第２遅延期間と第３遅延期間を測定する。これにより、データマップ４０２が作製される。吸気経路３４ａを流れる気体の速度は、吸気経路３４に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、吸気経路３４ａ内のパージガスが吸気経路３４ａを通過してエンジン２に供給される期間を適切に特定することができる。
【００４１】
次いで、Ｓ１９では、制御部１０２は、制御弁２６を通過するパージガスの流量を算出する。Ｓ２０では、制御部１０２は、第１遅延期間を特定する。具体的には、制御部１０２は、蒸発燃料処理装置２０を介さずに、エアクリーナ３０を通過して、吸気経路３４に導入される空気量を、エアフロメータ３９から取得する。また、制御部１０２は、ポンプ４８の回転数を取得する。次いで、制御部１０２は、取得済みの空気量及び回転数と、Ｓ１９で算出済みのパージガスの流量に対応付けて、データマップ４０４に記録されている第１遅延期間を特定する。
【００４２】
データマップ４０４は、予め実験によって特定され、制御部１０２に格納されている。実験では、エアクリーナ３０を通過して吸気経路３４に導入される空気量、即ちエンジン２の駆動状況、ポンプ４８の回転数、及び制御弁２６を通過するパージガスの流量、即ちデューティ比を変動させ、パージガスが制御弁２６から接続位置２８ａに到達する期間、即ち、第１遅延期間を測定する。これにより、データマップ４０４を作製する。データマップ４０４では、複数の空気量のそれぞれについて、ポンプ４８の回転数、制御弁２６を通過するパージガスの流量、及び第１遅延期間の組み合わせが記録されている。制御弁２６を通過して接続位置２８ａまで流れるパージガスの速度は、ポンプ４８の駆動状態と、制御弁２６を通過するパージガスの流量と、吸気経路３４に導入される空気量に相関する。データマップ４０４を用いて第１遅延期間を特定することによって、パージガスが制御弁２６を通過してから接続位置２８ａするまでの第１遅延期間を適切に特定することができる。なお、変形例では、ポンプ４８の回転数に替えて、パージ経路２８の圧力を用いてもよい。パージ経路２８の圧力は、ポンプ４８の「駆動状態」の一例である。
【００４３】
次いで、Ｓ２２では、制御部１０２は、Ｓ１８で特定済みの第２及び第３遅延期間とＳ２０で特定済みの第１遅延期間との合計遅延期間を算出して、制御部１０２に格納する。次いで、Ｓ２４では、制御部１０２は、制御部１０２に格納されている１個以上の合計遅延期間の平均合計遅延期間を算出する。Ｓ２２で格納済みの合計遅延期間は、後述するＳ４４において制御部１０２から削除される。このため、Ｓ２２で格納済みの合計遅延期間は、現在実行中のパージ処理中に算出された合計遅延期間である。
【００４４】
次いで、Ｓ２６において、制御部１０２は、パージ処理カウンタが、Ｓ２４で算出済みの平均合計遅延期間以上であるか否かを判断する。パージ処理カウンタが、Ｓ２４で算出済みの平均合計遅延期間以上であると判断される場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、パージ処理が開始されたタイミングで制御弁２６を通過したパージガスを含む気体が空燃比センサ３６に到達したと推定される。一方、パージ処理カウンタが、Ｓ２４で算出済みの平均合計遅延期間未満であると判断される場合（Ｓ２６でＮＯ）、パージ処理が開始されたタイミングで制御弁２６を通過したパージガスを含む気体が未だ空燃比センサ３６に到達していないと推定される。
【００４５】
Ｓ２６でＹＥＳの場合、Ｓ２８において、制御部１０２は、パージガスの流量推定処理で推定されるパージガスの流量を、空燃比センサ３６に到達した排気ガスに含まれていたパージガスの流量として特定して、流量特定処理を終了する。一方、Ｓ２６でＮＯの場合、Ｓ３０において、制御部１０２は、パージガスの流量が０リットル／分であると特定して、流量特定処理を終了する。
【００４６】
一方、Ｓ１２でＮＯの場合、即ち、パージ処理が終了している場合、Ｓ３２において、制御部１０２は、制御部１０２に格納されているＳ１２の判断結果を用いて、前回の流量特定処理のＳ１２においてパージ処理が実行されている（Ｓ１２でＹＥＳ）と判断されているか否かを判断する。前回の流量特定処理においてパージ処理が実行されていると判断されている場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、Ｓ３４において、制御部１０２は、パージ処理終了カウンタをリセットしてスタートして、Ｓ３６に進む。一方、前回の流量特定処理においてパージ処理が実行されていないと判断されている場合（Ｓ３２でＮＯ）、Ｓ３４をスキップして、Ｓ３６に進む。
【００４７】
Ｓ３６では、制御部１０２は、Ｓ２０と同様に、第１遅延期間を特定して、制御部１０２に格納する。次いで、Ｓ３８において、制御部１０２は、制御部１０２に格納されている１個以上の第１遅延期間の平均第１遅延期間を算出する。Ｓ３８で格納済みの第１遅延期間は、後述するＳ４４において制御部１０２から削除される。
【００４８】
次いで、Ｓ４０において、制御部１０２は、パージ処理終了カウンタが、Ｓ３８で算出済みの平均第１遅延期間以上であるか否かを判断する。パージ処理終了カウンタが、平均第１遅延期間以上であると判断される場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、パージ処理が終了されたタイミングで制御弁２６を通過したパージガスを含む気体が既に空燃比センサ３６に到達したと推定される。一方、パージ処理終了カウンタが、Ｓ３８で算出済みの平均第１遅延期間未満であると判断される場合（Ｓ４０でＮＯ）、パージ処理が終了されたタイミングで制御弁２６を通過したパージガスを含む気体が未だ空燃比センサ３６に到達していないと推定される。
【００４９】
Ｓ４０でＮＯの場合、Ｓ４６において、制御部１０２は、パージ処理が終了される際に制御弁２６を通過するパージガスの流量を、パージガスの流量として特定して、流量特定処理を終了する。一方、Ｓ４０でＹＥＳの場合、Ｓ４２において、制御部１０２は、パージガスの流量が０リットル／分であると特定する。次いで、Ｓ４４において、制御部１０２は、Ｓ２２で格納された１個以上の合計遅延期間及びＳ３６で格納された１個以上の第１遅延期間を削除して、流量特定処理を終了する。また、Ｓ４４では、パージ処理カウンタ及びパージ処理終了カウンタがリセットされる。
【００５０】
（流量推定処理）
次いで、図５を参照して、Ｓ２８で実行される流量推定処理を説明する。流量推定処理は、車両のイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられると開始され、イグニションスイッチがオンからオフに切り替えられるまで定期的（例えば１６ｍｓ毎）に実行される。制御部１０２は、制御弁２６を通過するパージガスの流量を時系列で格納する０番からＮ番までのＮ＋１個（Ｎは１以上の整数）のセルを備える。なお、車両のイグニションスイッチがオフからオンに切り替えられると、Ｎ＋１個のセルのそれぞれに初期値の「０」が格納される。
【００５１】
まず、Ｓ５２では、制御部１０２は、制御弁２６を通過するパージガスの流量を算出する。次いで、Ｓ５４において、制御部１０２は、０番のセルに、Ｓ５２で算出済みのパージガスの流量を格納する。次いで、Ｓ５６では、制御部１０２は、パージ処理カウンタのカウント値を用いて、係数を特定する。具体的には、制御部１０２は、パージ処理カウンタのカウント値に対応付けて、図４のデータマップ４０６に記録されている係数を特定する。データマップ４０６は、予め実験によって特定され、制御部１０２に格納されている。
【００５２】
次いで、Ｓ５８では、制御部１０２は、選択すべきセル番号を特定する。具体的には、パージ処理カウンタのカウント値を、流量推定処理の周期（例えば１６ｍｓ）で除算することによって、特定する。なお、小数点以下は切り捨てる。次いで、Ｓ６０において、制御部１０２は、パージガスの流量を推定する。具体的には、制御部１０２は、前回のＳ６０において推定済みのパージガスの流量＋（Ｓ５８で特定済みのセル番号に格納されているパージガスの流量−前回のＳ６０において推定済みのパージガスの流量）／係数を計算することによって、推定されるパージガスの流量を算出する。次いで、０番からＮ−１番までのそれぞれのセルに格納されているパージガスの流量を、１番からＮ番までのそれぞれのセルに格納させて、流量推定処理を終了する。
【００５３】
上記の蒸発燃料処理装置２０では、パージ処理が開始される場合、パージガスが制御弁２６を通過してからエンジン２に到達し、その排気ガスが空燃比センサ３６に到達するまでの期間を考慮して、パージガスの流量が特定される。また、パージ処理が終了される場合には、制御弁２６が閉弁された後も吸気経路３４ａに存在するパージガスがエンジン２に供給されることを考慮して、パージガスの流量を特定することができる。これにより、パージ処理の開始及び終了に合わせて、パージガスの流量を特定することができる。
【００５４】
（第２実施例）
図６を参照して、第１実施例と異なる本実施例の構成を説明する。蒸発燃料処理装置２０は、バイパス経路６２と、エゼクタ６０と、を備える。バイパス経路６２は、過給機３３の上流側の吸気経路３４と下流側の吸気経路３４とに連結されている。バイパス経路６２は、過給機３３と並列に配置されている。バイパス経路６２には、吸気経路３４に流れる空気が分岐して流れる。バイパス経路６２の中間位置には、エゼクタ６０が配置されている。エゼクタ６０は、バイパス経路６２に流れる空気を利用して負圧を発生する。
【００５５】
エゼクタ６０には、接続位置２８ｂにおいてパージ経路２８が接続されている。パージ経路２８のパージガスは、エゼクタ６０に発生する負圧によって、エゼクタ６０に引き込まれる。これにより、パージガスは、エゼクタ６０からバイパス経路６２を通過して、吸気経路３４に導入される。
【００５６】
蒸発燃料処理装置２０は、さらに、パージ経路２８の圧力を検出する圧力センサ５４を備える。また、蒸発燃料処理装置２０は、ポンプ４８を備えていない。パージ経路２３とパージ経路２４とが直接接続されている。
【００５７】
制御部１０２は、第１実施例と同様の流量特定処理及び流量推定処理を実行する。但し、流量特定処理において、Ｓ２０の処理では、ポンプ４８の回転数に代えて、圧力センサ５４で検出されるパージ経路２８の圧力を用いて、第１遅延期間を特定する。なお、制御部１０２は、図４のデータマップ４０４に代えて、エアクリーナ３０を通過して、吸気経路３４に導入される空気量とパージ経路２８の圧力と制御弁２６を通過するパージガスの流量に対応付けて、第１遅延期間が記録されたデータマップを予め格納している。この構成では、制御弁２６を通過するパージガスの速度は、制御弁２６とエゼクタ６０との間の圧力と、制御弁２６を通過するパージガスの流量と、吸気経路３４に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、パージガスが制御弁２６を通過してから接続位置２８ｂするまでの期間を適切に特定することができる。
【００５８】
また、本実施例の第２遅延期間は、接続位置２８ｂからバイパス経路６２及び吸気経路３４を通過してエンジン２に到達するまでの期間である。
【００５９】
この構成によれば、ポンプ４８を配置せずに、エゼクタ６０によって、パージガスをパージ経路２８から吸気経路３４に引導することができる。
【００６０】
本実施例の蒸発燃料処理装置２０でも、第１実施例と同様に、パージ処理の開始及び終了に合わせて、パージガスの流量を特定することができる。
【００６１】
（第３実施例）
図７を参照して、第１実施例と異なる本実施例の構成を説明する。蒸発燃料処理装置２０のパージ経路２８は、接続位置２８ｃにおいて、スロットルバルブ３２の下流側で、吸気経路３４に接続されている。また、蒸発燃料処理装置２０は、ポンプ４８を備えていない。
【００６２】
制御部１０２は、第１実施例と同様の流量特定処理及び流量推定処理を実行する。但し、流量特定処理において、Ｓ２０の処理では、ポンプ４８の回転数に代えて、接続位置２８ｃにおける吸気経路３４の圧力、例えばインテークマニホールドの圧力を用いて、第１遅延期間を特定する。制御部１０２は、吸気経路３４の接続位置２８ｃに配置される圧力センサ５６で検出される接続位置２８ｃにおける吸気経路３４の圧力を取得する。なお、制御部１０２は、図４のデータマップ４０４に代えて、エアクリーナ３０を通過して、吸気経路３４に導入される空気量と接続位置２８ｃにおける吸気経路３４の圧力と制御弁２６を通過するパージガスの流量に対応付けて、第１遅延期間が記録されたデータマップを予め格納している。この構成では、制御弁２６を通過するパージガスの速度は、接続位置２８ｃにおける吸気経路３４の圧力、即ち、スロットルバルブ３２よりも下流側の吸気経路３４の圧力と、制御弁２６を通過するパージガスの流量と、吸気経路３４に導入される空気量に相関する。上記の構成によれば、パージガスが制御弁２６を通過してから接続位置２８ｃに到達するまでの期間を適切に特定することができる。
【００６３】
また、本実施例の第２遅延期間は、接続位置２８ｃから吸気経路３４を通過してエンジン２に到達するまでの期間である。
【００６４】
この構成によれば、蒸発燃料処理装置２０に、ポンプ４８を配置せずに、パージガスを吸気経路３４に供給することができる。
【００６５】
本実施例の蒸発燃料処理装置２０でも、第１実施例と同様に、パージ処理の開始及び終了に合わせて、パージガスの流量を特定することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、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。
【００６７】
（１）上記の各実施例では、流量特定処理のＳ２４において、平均合計遅延期間を算出している。しかしながら、Ｓ２４の処理を実行しなくてもよい。この場合、Ｓ２６では、平均合計遅延期間に替えて、Ｓ２２で算出された合計遅延期間を用いてもよい。
【００６８】
（２）上記の各実施例では、流量特定処理のＳ３８において、平均第１遅延期間を算出している。しかしながら、Ｓ３８の処理を実行しなくてもよい。この場合、Ｓ４０では、平均第１遅延期間に替えて、Ｓ３６で算出された第１遅延期間を用いてもよい。
【００６９】
（３）上記の各実施例では、流量推定処理が実行されている。しかしながら、流量推定処理を実行しなくてもよい。この場合、Ｓ２８では、制御部１０２は、パージ処理が開始されたタイミングで制御弁２６を通過するパージガスの流量、例えば、Ｓ１４でＹＥＳと判断される流量特定処理のＳ１９で算出されるパージガスの流量を、エンジン２に供給されたパージガスの流量として特定してもよい。
【００７０】
（４）制御部１０２は、ＥＣＵ１００とは別体で配置されていてもよい。
【００７１】
（５）流量特定処理の処理順序は、適宜変更可能である。例えば、図８に示すように、処理の順序を入れ替えてもよい。
【００７２】
（６）吸気経路３４には、過給機３３が配置されていなくてもよい。
【００７３】
（７）本実施例では、ポンプ４８は、パージ経路２３とパージ経路２４との間に配置されている。しかしながら、ポンプ４８の位置は、これに限らず、例えば、大気経路１７に配置されていてもよい。
【００７４】
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するものであり、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。
【符号の説明】
【００７５】
２      ：エンジン
６      ：燃料供給システム
１８    ：タンク経路
１９    ：キャニスタ
２０    ：蒸発燃料処理装置
２３    ：パージ経路
２４    ：パージ経路
２６    ：制御弁
２８    ：パージ経路
２８ａ  ：接続位置
３２    ：スロットルバルブ
３３    ：過給機
３４    ：吸気経路
３６    ：空燃比センサ
３８    ：排気経路
３９    ：エアフロメータ
４８    ：ポンプ
６０    ： エゼクタ
６２    ：バイパス経路１００  ：ＥＣＵ
１０２  ：制御部
４００、４０２、４０４、４０６  ：データマップ
【図１】
2018178816.tif 000003
【図２】
2018178816.tif 000004
【図３】
2018178816.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018178816.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018178816.tif 000009
【図８】
2018178816.tif 000010