(57)【要約】【課題】大量パージと高精度な空燃比制御とを両立する蒸発燃料処理装置の提供。【解決手段】燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着する吸着材を有するキャニスタと、蒸発燃料を吸着材から脱離させて空気と混合させてなる混合ガス中の蒸発燃料濃度を検出する検出系と、混合ガスを内燃機関側へ流通させるパージ通路と、検出系により検出された蒸発燃料状態量に基づきパージを制御する制御手段並びに当該パージ制御に従ってパージされた混合ガス中の蒸発燃料濃度を内燃機関の運転状態量に基づき学習する学習手段としてのＥＣＵとを設ける。そして、前回パージ時に最後に学習された学習濃度Ｄｌと、前回パージ後に検出された検出濃度Ｄｄとの差が設定値ΔＤ以上であることを条件に、ＥＣＵは、検出濃度Ｄｄに基づくパージ制御（Ｓ１０６）に先立ち、学習濃度Ｄｌに基づいてパージを制御する（Ｓ１０５）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の噴射燃料と共に燃焼させる蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着する吸着材を有するキャニスタと、
蒸発燃料を前記吸着材から脱離させて空気と混合させてなる混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する検出手段と、
前記混合ガスを前記内燃機関側へ流通させるパージ通路と、
前記パージ通路を通じて前記混合ガスを前記内燃機関へパージさせるための制御手段であって、前記検出手段により検出された蒸発燃料状態量に基づいて当該パージを制御する制御手段と、
前記制御手段のパージ制御に従ってパージされた前記混合ガス中の蒸発燃料状態量を前記内燃機関の運転状態量に基づいて学習する学習手段と、
を備え、
前回のパージ時において前記学習手段により最後に学習された蒸発燃料状態量である学習状態量と、前回のパージ後において前記検出手段により検出された蒸発燃料状態量である検出状態量との差が設定値以上であることを条件に、前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、前記学習状態量に基づいてパージを制御することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記差が前記設定値未満であることを条件に、前記制御手段は、前記学習状態量に基づくパージ制御をスキップして、前記検出状態量に基づくパージ制御を実施することを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記キャニスタ及び前記パージ通路を含んで構成されることにより前記混合ガスが流通し、当該混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する前記検出手段が接続されているエバポ系を備え、
前記制御手段は、前記パージ通路に設置されて前記混合ガスのパージ流量を開度により制御するパージ制御弁を有し、前回のパージ後において前記エバポ系の前記検出手段との接続箇所よりも下流側にて前記パージ通路に残存する前記混合ガスが前記パージ制御弁を通過している間、前記学習状態量に基づくパージ制御を継続することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
内燃機関の噴射燃料と共に燃焼させる蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着する吸着材を有するキャニスタと、
蒸発燃料を前記吸着材から脱離させて空気と混合させてなる混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する検出手段と、
前記混合ガスを前記内燃機関側へ流通させるパージ通路と、
前記パージ通路を通じて前記混合ガスを前記内燃機関へパージさせるための制御手段であって、前記検出手段により検出された蒸発燃料状態量に基づいて当該パージを制御する制御手段と、
前記制御手段のパージ制御に従ってパージされた前記混合ガス中の蒸発燃料状態量を前記内燃機関の運転状態量に基づいて学習する学習手段と、
を備え、
前回のパージ時において前記学習手段により最後に学習された蒸発燃料状態量である学習状態量と、前回のパージ後において前記検出手段により検出された蒸発燃料状態量である検出状態量との差が設定値以上であることを条件に、前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、前記混合ガスのパージ流量を制限してパージを制御することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記差が前記設定値未満であることを条件に、前記制御手段は、前記パージ流量を制限したパージ制御をスキップして、前記検出状態量に基づくパージ制御を実施することを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記キャニスタ及び前記パージ通路を含んで構成されることにより前記混合ガスが流通し、当該混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する前記検出手段が接続されているエバポ系を備え、
前記制御手段は、前記パージ通路に設置されて前記混合ガスのパージ流量を開度により制御するパージ制御弁を有し、前回のパージ後において前記エバポ系の前記検出手段との接続箇所よりも下流側にて前記パージ通路に残存する前記混合ガスが前記パージ制御弁を通過している間、前記パージ流量を制限したパージ制御を継続することを特徴とする請求項４又は５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記パージ流量を制限したパージ制御を前記検出状態量に基づいて実施することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記パージ流量を制限したパージ制御を前記学習状態量に基づいて実施することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
前記差が前記設定値以上であり且つ前記パージ流量の制限下において許容する蒸発燃料の許容流量を前記学習状態量に基づいて予想される蒸発燃料の予想流量が超えていることを条件に、前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、前記パージ流量を前記許容流量を実現する流量に制限したパージ制御を実施し、
前記差が前記設定値以上であり且つ前記予想流量が前記許容流量以下であることを条件に、前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、前記予想流量を実現する前記パージ流量となるようにパージ制御を実施することを特徴とする請求項８に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記差が前記設定値以上であり且つ前回のパージ後におけるパージ停止時間が設定時間以上であることを条件に、前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、前記パージ流量を制限したパージ制御を実施し、
前記差が前記設定値以上であり且つ前記パージ停止時間が前記設定時間未満であることを条件に、前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、前記学習状態量に基づくパージ制御を実施することを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
前記検出手段により検出される蒸発燃料状態量及び前記学習手段により学習される蒸発燃料量は、前記混合ガス中の蒸発燃料濃度であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１２】
前記運転状態量は、前記内燃機関の燃料噴射量と、前記内燃機関の吸気流量と、前記内燃機関の排気空燃比とを含み、当該運転状態量に基づいて前記学習手段は、前記制御手段のパージ制御に従う流量にてパージされた前記混合ガス中の蒸発燃料状態量を学習することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記検出状態量に基づくパージ制御の実施後、前記学習手段により学習した蒸発燃料状態量に基づいてパージを制御することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、パージ制御に合わせて前記内燃機関の燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項１〜１３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、内燃機関の噴射燃料と共に燃焼させる蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料をキャニスタの吸着材に一時的に吸着し、必要に応じて吸着材から脱離させた蒸発燃料の空気との混合ガスを内燃機関へパージして、内燃機関の噴射燃料と共に燃焼させるようにした蒸発燃料処理装置が知られている。そして、こうした蒸発燃料処理装置の一種に、パージ通路を通じてパージされる混合ガス中の蒸発燃料状態量として蒸発燃料濃度を検出することにより、パージ時における内燃機関の排気空燃比を高精度に制御可能とした装置が特許文献１に提案されている。
【０００３】
この特許文献１の蒸発燃料処理装置では、パージ時に混合ガスがパージ通路を流通して初めて蒸発燃料濃度の検出が可能となる。そのため、検出した蒸発燃料濃度をパージの開始時点から空燃比制御に反映させるには、パージされた混合ガスが内燃機関の燃料噴射位置に到達する前に、蒸発燃料濃度の検出を実施する必要がある。しかし、内燃機関においてパージ通路の出口から燃料噴射位置に到るまでの吸気通路容積が小さい場合や、そうした吸気通路における吸気の流速が速い場合には、蒸発燃料濃度の検出完了前に混合ガスが燃料噴射位置へと到達してしまい、空燃比制御の精度が悪化することになる。
【０００４】
そこで、パージ通路の中途部に検出通路を接続し、キャニスタの吸着材から脱離させた蒸発燃料を空気と混合させて検出通路に流入させることにより、当該流入混合ガス中の蒸発燃料濃度を検出するようにした蒸発燃料装置が特許文献２に提案されている。この特許文献２の蒸発燃料処理装置では、蒸発燃料濃度がパージの開始前において検出されるようになっているので、その検出結果をパージの開始時点から空燃比制御に反映させることによって、大量パージを達成することが可能となるのである。
【特許文献１】特開平６−１０１５３４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６１７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、上述した特許文献２の蒸発燃料処理装置では、パージ時にキャニスタの吸着材から新たに脱離することとなる蒸発燃料の混合ガス中濃度が、パージ通路の中途部に接続の検出通路において当該パージに先立って検出される。それ故、パージの開始前においてパージ通路に残存していた混合ガス、特に検出通路の接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存していた混合ガス中の蒸発燃料濃度については、検出通路において精確に検出することが難しい。そのため、パージ停止中の給油や長時間駐車等により大量の蒸発燃料がキャニスタの吸着材に吸着された後においては、検出される蒸発燃料濃度と、実際にパージ通路に残存していた混合ガス中の蒸発燃料濃度との間に、乖離が生じてしまう。したがって、パージ通路の残存混合ガスがパージにより燃料噴射位置に到達している間は、排気空燃比を精確に制御することが困難となるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、大量パージと高精度な空燃比制御とを両立する蒸発燃料処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、内燃機関の噴射燃料と共に燃焼させる蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置であって、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着する吸着材を有するキャニスタと、蒸発燃料を吸着材から脱離させて空気と混合させてなる混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する検出手段と、混合ガスを内燃機関側へ流通させるパージ通路と、パージ通路を通じて混合ガスを内燃機関へパージさせるための制御手段であって、検出手段により検出された蒸発燃料状態量に基づいて当該パージを制御する制御手段と、制御手段のパージ制御に従ってパージされた混合ガス中の蒸発燃料状態量を内燃機関の運転状態量に基づいて学習する学習手段と、を備え、前回のパージ時において学習手段により最後に学習された蒸発燃料状態量である学習状態量と、前回のパージ後において検出手段により検出された蒸発燃料状態量である検出状態量との差が設定値以上であることを条件に、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、学習状態量に基づいてパージを制御することを特徴とする。
【０００８】
このような請求項１に記載の発明によると、パージ制御に従ってパージ通路から内燃機関へパージされた混合ガス中の蒸発燃料状態量として、前回パージ時の最後に内燃機関の運転状態量に基づいて学習された学習状態量は、今回のパージ前となる前回パージ後においてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量と一致し得る。故に、かかる学習状態量と、前回パージ後において混合ガス中の蒸発燃料状態量として検出された検出状態量との差が設定値以上であるということは、今回のパージ前においてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量と検出状態量との間に乖離が生じていることを意味する。
【０００９】
そこで、請求項１に記載の発明によると、学習状態量と検出状態量との差が設定値以上であることを条件として、学習状態量に基づくパージ制御が、検出状態量に基づくパージ制御に先立って実施される。故に、今回のパージ開始時には、パージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量を反映したパージ制御の実施によって、内燃機関の排気空燃比の乱れを抑制することができるので、高精度な空燃比制御が実現可能となる。しかも、学習状態量に基づくパージ制御後には、検出状態量に基づくパージ制御によって、大量パージを達成することもできるのである。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、学習状態量と検出状態量との差が設定値未満であることを条件に、制御手段は、学習状態量に基づくパージ制御をスキップして、検出状態量に基づくパージ制御を実施する。これによれば、状態量の差が設定値未満の場合、即ち今回のパージ前においてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量と検出状態量との間に乖離が生じていない場合には、検出状態量に基づくパージ制御によって、今回のパージ開始時点から大量パージを達成することができるのである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、キャニスタ及びパージ通路を含んで構成されることにより混合ガスが流通し、当該混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する検出手段が接続されているエバポ系を備え、制御手段は、パージ通路に設置されて混合ガスのパージ流量を開度により制御するパージ制御弁を有し、前回のパージ後においてエバポ系の検出手段との接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存する混合ガスがパージ制御弁を通過している間、学習状態量に基づくパージ制御を継続する。
【００１２】
このような請求項３に記載の発明によると、エバポ系の検出手段との接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料は、今回のパージ前となる前回パージ後において、当該検出手段によっては検出し難い。しかし、エバポ系の検出手段との接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存する混合ガスがパージ通路に設置のパージ制御弁を通過している間は、学習状態量に基づくパージ制御、即ち当該残存混合ガス中の蒸発燃料状態量に基づくパージ制御が継続されるので、排気空燃比の乱れを確実に抑制することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、内燃機関の噴射燃料と共に燃焼させる蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置であって、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着する吸着材を有するキャニスタと、蒸発燃料を吸着材から脱離させて空気と混合させてなる混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する検出手段と、混合ガスを内燃機関側へ流通させるパージ通路と、パージ通路を通じて混合ガスを内燃機関へパージさせるための制御手段であって、検出手段により検出された蒸発燃料状態量に基づいて当該パージを制御する制御手段と、制御手段のパージ制御に従ってパージされた混合ガス中の蒸発燃料状態量を内燃機関の運転状態量に基づいて学習する学習手段と、を備え、前回のパージ時において学習手段により最後に学習された蒸発燃料状態量である学習状態量と、前回のパージ後において検出手段により検出された蒸発燃料状態量である検出状態量との差が設定値以上であることを条件に、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、混合ガスのパージ流量を制限してパージを制御することを特徴とする。
【００１４】
このような請求項４に記載の発明によると、パージ制御に従ってパージ通路から内燃機関へパージされた混合ガス中の蒸発燃料状態量として、前回パージ時の最後に内燃機関の運転状態量に基づいて学習された学習状態量は、今回のパージ前となる前回パージ後においてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量と一致し得る。故に、かかる学習状態量と、前回パージ後において混合ガス中の蒸発燃料状態量として検出された検出状態量との差が設定値以上であるということは、今回のパージ前においてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量と検出状態量との間に乖離が生じていることを意味する。
【００１５】
そこで、請求項４に記載の発明によると、学習状態量と検出状態量との差が設定値以上であることを条件として、パージ流量を制限したパージ制御が、検出状態量に基づくパージ制御に先立って実施される。故に、今回のパージ開始時には、パージ通路の残存混合ガスについてのパージ流量を制限したパージ制御の実施によって、内燃機関の排気空燃比の乱れを抑制することができるので、高精度な空燃比制御が実現可能となる。しかも、パージ流量を制限したパージ制御後には、検出状態量に基づくパージ制御によって、大量パージを達成することもできるのである。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、学習状態量と検出状態量との差が設定値未満であることを条件に、制御手段は、パージ流量を制限したパージ制御をスキップして、検出状態量に基づくパージ制御を実施する。これによれば、状態量の差が設定値未満の場合、即ち今回のパージ前においてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量と検出状態量との間に乖離が生じていない場合には、検出状態量に基づくパージ制御によって、今回のパージ開始時点から大量パージを達成することができるのである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、キャニスタ及びパージ通路を含んで構成されることにより混合ガスが流通し、当該混合ガス中の蒸発燃料状態量を検出する検出手段が接続されているエバポ系を備え、制御手段は、パージ通路に設置されて混合ガスのパージ流量を開度により制御するパージ制御弁を有し、前回のパージ後においてエバポ系の検出手段との接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存する混合ガスがパージ制御弁を通過している間、パージ流量を制限したパージ制御を継続する。
【００１８】
このような請求項６に記載の発明によると、エバポ系の検出手段との接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料は、今回のパージ前となる前回パージ後において、当該検出手段によっては検出し難い。しかし、エバポ系の検出手段との接続箇所よりも下流側にてパージ通路に残存する混合ガスがパージ通路に設置のパージ制御弁を通過している間は、パージ流量を制限したパージ制御が継続されるので、排気空燃比の乱れを確実に抑制することができる。
【００１９】
尚、パージ流量を制限したパージ制御については、パージ通路に残存する混合ガス中の蒸発燃料状態量による影響が当該制限によって小さくなるので、例えば請求項７に記載の発明のように検出状態量に基づいて実施してもよいし、請求項８に記載の発明のように学習状態量に基づいて実施してもよい。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、学習状態量と検出状態量との差が設定値以上であり且つパージ流量の制限下において許容する蒸発燃料の許容流量を、学習状態量に基づいて予想される蒸発燃料の予想流量が超えていることを条件に、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、許容流量を実現する流量にパージ流量を制限したパージ制御を実施し、状態量の差が設定値以上であり且つ予想流量が許容流量以下であることを条件に、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、予想流量を実現するパージ流量となるようにパージ制御を実施する。
【００２１】
パージ流量制限下での蒸発燃料の許容流量を学習状態量に基づく予想流量が超える状況では、当該予想流量を実現する流量にてパージ通路の残存混合ガスをパージすると、蒸発燃料が許容を超えて噴射燃料と混合され、排気空燃比が乱れるおそれがある。しかし、請求項９に記載の発明によると、状態量の差が設定値以上になると共に予想流量が許容流量を超えるような状況では、許容流量を実現する流量にパージ流量を制限することにより蒸発燃料を許容内にて噴射燃料と混合させて、適正な排気空燃比を得ることができる。
【００２２】
また、予想流量が許容流量以下となる状況では、パージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量を反映する学習状態量に基づいた予想流量を、残存混合ガスのパージにより実現することによって、排気空燃比の乱れを抑制することができる。そこで、請求項９に記載の発明によると、状態量の差が設定値以上となっても予想流量が許容流量以下となるような状況では、予想流量を実現する流量にパージ流量をすることにより蒸発燃料を許容内にて噴射燃料と混合させて、適正な排気空燃比を得ることができる。しかも、パージ流量制限下での許容流量以下の予想流量を実現するパージ流量は、当該許容流量を実現するパージ流量以上に制限された流量となるので、このことによっても適正な排気空燃比を得ることができるのである。
【００２３】
前回パージ後におけるパージ停止時間が長い場合、前回パージ時の最後に学習された学習状態量に対して、前回パージ後におけるパージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量がずれるおそれがある。一方、前回パージ後におけるパージ停止時間が比較的短い場合、前回パージ時の最後に学習された学習状態量と、前回パージ後におけるパージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量とは、一致し易い。
【００２４】
そこで、請求項１０に記載の発明では、学習状態量と検出状態量との差が設定値以上であり且つ前回のパージ後におけるパージ停止時間が設定時間以上であることを条件に、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、パージ流量を制限したパージ制御を実施し、状態量の差が設定値以上であり且つパージ停止時間が設定時間未満であることを条件に、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御に先立ち、学習状態量に基づくパージ制御を実施する。
【００２５】
したがって、パージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量に対して学習状態量及び検出状態量が共にずれると推測される状況では、当該残存混合ガスのパージ流量を制限して、排気空燃比の乱れを抑制することができる。また一方、パージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量に対して検出状態量はずれるものの、学習状態量は一致すると推測される状況では、当該残存混合ガス中の蒸発燃料状態量を反映した学習状態量に基づくパージ制御によって、排気空燃比の乱れを抑制することができる。
【００２６】
尚、「蒸発燃料状態量」は、蒸発燃料の状態を表す物理量であればよく、例えば請求項１１に記載の発明のように混合ガス中の蒸発燃料濃度であってもよいし、それ以外の蒸発燃料流量や蒸発燃料密度等であってもよい。
【００２７】
また、「運転状態量」は、内燃機関の運転状態を表す物理量であればよく、例えば請求項１２に記載の発明のように燃料噴射量や吸気流量、排気空燃比であってもよいし、それ以外の物理量であってもよい。
【００２８】
請求項１２に記載の発明によると、内燃機関の運転状態量は、内燃機関の燃料噴射量と、内燃機関の吸気流量と、内燃機関の排気空燃比とを含み、当該運転状態量に基づいて学習手段は、制御手段のパージ制御に従う流量にてパージされた混合ガス中の蒸発燃料状態量を学習する。これによれば、燃料噴射量と吸気流量と排気空燃比とに基づく学習によって、学習状態量をはじめとするパージ時の蒸発燃料状態量を精確に把握することができる。
【００２９】
請求項１３に記載の発明によると、制御手段は、検出状態量に基づくパージ制御の実施後、学習手段により学習した蒸発燃料状態量に基づいてパージを制御する。故に、検出状態量に基づくパージ制御が進行することにより、キャニスタの吸着材から新たに脱離する蒸発燃料についての状態量が検出状態量からずれたとしても、当該脱離分の蒸発燃料状態量を学習してパージ制御に逐次利用することにより、排気空燃比への影響を抑えることができる。
【００３０】
請求項１４に記載の発明によると、制御手段は、パージ制御に合わせて内燃機関の燃料噴射量を制御する。これにより内燃機関においては、パージ通路の残存混合ガス中の蒸発燃料状態量を反映するパージ制御又は当該残存混合ガスのパージ流量を制限するパージ制御に合わせるようにして燃料噴射量が制御されることになるので、空燃比制御の精度を十分に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００３２】
（第一実施形態）
図２は、本発明の第一実施形態として車両の内燃機関１に蒸発燃料処理装置１０を適用した例を示している。
【００３３】
（内燃機関）
内燃機関１は、燃料タンク２の内部に収容されたガソリン燃料を用いて動力を発生させるガソリンエンジンである。内燃機関１の吸気通路３には、燃料タンク２からの供給燃料を所定の燃料噴射位置Ｊへ向かって噴射する燃料噴射弁４、吸気流れを制御するスロットル弁５、吸気流量Ｑａを検出する吸気流量センサ６、吸気圧Ｐａを検出する吸気圧センサ７等が設置されている。また、内燃機関１の排気通路８には、排気空燃比Ａ／Ｆを検出する空燃比センサ９等が設置されている。
【００３４】
（蒸発燃料処理装置）
蒸発燃料処理装置１０は、内燃機関１において燃料噴射弁４の噴射燃料と共に燃焼させる蒸発燃料を処理するものであり、エバポ系１２、検出系３０及び電子制御ユニット（Electric Control Unit；以下、「ＥＣＵ」という）４０を備えている。
【００３５】
エバポ系１２は、キャニスタ１４、タンク通路１６、大気通路１７、封鎖弁１８、パージ通路２０及びパージ制御弁２２等から構成されている。
【００３６】
キャニスタ１４はタンク通路１６を介して燃料タンク２に接続されており、活性炭等の吸着材１４ａを内部に収容している。したがって、燃料タンク２の内部において発生した蒸発燃料は、タンク通路１６を通じてキャニスタ１４の内部へと流入し、吸着材１４ａによって脱離可能に吸着される。
【００３７】
大気通路１７の一端部は大気に開放されており、大気通路１７の他端部はキャニスタ１４に接続されている。封鎖弁１８は、開閉作動する電磁駆動式のオンオフ弁であり、大気通路１７に設置されている。したがって、封鎖弁１８の開状態では、キャニスタ１４が大気通路１７を通じて大気に開放される。
【００３８】
パージ通路２０は、キャニスタ１４と吸気通路３との間を接続している。ここで本実施形態のパージ通路２０は、スロットル弁５よりも吸気流れの下流側且つ燃料噴射位置Ｊよりも吸気流れの上流側において吸気通路３に接続されている。パージ制御弁２２は、開度Ｘが０％から１００％の間で連続的又は離散的に変化する電磁駆動式の流量制御弁であり、パージ通路２０の中途部、特に本実施形態ではパージ通路２０の吸気通路３との接続側端部に設置されている。
【００３９】
開度Ｘが０％よりも大きくなるパージ制御弁２２の開状態では、スロットル弁５よりも下流側において吸気通路３に発生する負圧がパージ通路２０を通じてキャニスタ１４の内部に作用する。この負圧作用を受けてキャニスタ１４内部では、吸着材１４ａに吸着されている蒸発燃料が吸着量に応じて脱離し、空気と混合する。こうして吸着材１４ａから脱離した蒸発燃料が空気と混合してなる混合ガスは、負圧作用によりパージ通路２０を吸気通路３側へ流通して当該通路２０の吸気通路３との接続側端部から吸気通路３へとパージされ、さらに吸気通路３の吸気流れに乗って燃料噴射位置Ｊに到達する。したがって、燃料噴射位置Ｊに到達した混合ガス中の蒸発燃料は、当該位置Ｊにおいて燃料噴射弁４の噴射燃料と混合された後、内燃機関１の気筒１ａ内へ供給されて燃焼されることとなる。故に、内燃機関１において排気通路８の排気空燃比Ａ／Ｆを適正化するには、燃料噴射弁４の燃料噴射量Ｆｊと共に、蒸発燃料処理装置１０から吸気通路３への混合ガスのパージ流量Ｑｇを制御することが重要となる。
【００４０】
また一方、開度Ｘが０％となるパージ制御弁２２の閉状態では、パージ通路２０と吸気通路３との連通が遮断されるため、吸気通路３の発生負圧はキャニスタ１４には作用せず、蒸発燃料処理装置１０から吸気通路３へのパージが停止する。したがって、後述するポンプ３４の圧力がキャニスタ１４に作用しない限りにおいて、吸着材１４ａからの蒸発燃料の脱離は抑制されることとなる。
【００４１】
検出系３０は、検出通路３２、ポンプ３４、検出回路３６等から構成されている。
【００４２】
検出通路３２の一端部は、パージ通路２０において吸気通路３との接続側端部よりもキャニスタ１４との接続側端部に近接する箇所に接続されている。これによりパージ通路２０には、検出通路３２との接続箇所を挟んでガス流れ方向の下流側部分（以下、「下流側通路部」という）２０ａと上流側部分（以下、「上流側通路部」という）２０ｂとが形成されている。また、ここで本実施形態では、検出通路３２の接続箇所とパージ制御弁２２との間の全体が下流側通路部２０ａとなっており、検出通路３２の接続箇所とキャニスタ１４との間の全体が上流側通路部２０ｂとなっている。
【００４３】
ポンプ３４は電動式のベーンポンプ等であり、検出通路３２のパージ通路２０とは反対側端部に接続されている。本実施形態のポンプ３４は、吸入吐出方向が一定のポンプであり、その作動によって検出通路３２を減圧する。
【００４４】
検出回路３６は検出通路３２に設置され、検出通路３２へ流入した混合ガス中の蒸発燃料状態量として蒸発燃料濃度Ｄを検出する。ここで検出回路３６は、蒸発燃料濃度Ｄを検出可能な構成であればよく、例えば特許文献１に開示されるような絞りと差圧センサと切替弁とを組み合わせた構成であってもよいし、それ以外の構成であってもよい。
【００４５】
封鎖弁１８の開状態並びにパージ制御弁２２の閉状態下、ポンプ３４が作動するときには、パージ通路２０の下流側通路部２０ａは閉塞された形となっているため、検出通路３２とパージ通路２０の上流側通路部２０ｂとを通じてキャニスタ１４の内部が減圧される。この減圧作用を受けてキャニスタ１４内部では、吸着材１４ａに吸着されている蒸発燃料が吸着量に応じて脱離し、空気と混合する。こうして吸着材１４ａから脱離した蒸発燃料と空気との混合ガスは、減圧作用により、上流側通路部２０ｂを通じて検出通路３２へ流入する。検出回路３６は、こうして検出通路３２へ流入した混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを検出する。
【００４６】
ＥＣＵ４０は、メモリ４２を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。ＥＣＵ４０は、エバポ系１２の弁１８，２２と、検出系３０の要素３４，３６と、内燃機関１の要素４〜７，９等に電気接続されている。ＥＣＵ４０は、検出回路３６及びセンサ６，７，９の検出結果と、内燃機関１の冷却水温度及び回転数と、車両の作動油温度、アクセル開度及びイグニッションスイッチのオンオフ状態等に基づき、弁１８，２２及びポンプ３４と、内燃機関１の燃料噴射弁４及びスロットル弁５等を制御する。
【００４７】
本実施形態のＥＣＵ４０は、封鎖弁１８の開状態でパージ制御弁２２を開状態とする後述のメインパージ処理において、内燃機関１へ実際にパージされた混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを、内燃機関１の運転状態量に基づいてフィードバック学習する。具体的に、濃度学習に際してＥＣＵ４０には、燃料噴射弁４により噴射された燃料噴射量Ｆｊと、吸気流量センサ６により検出された吸気流量Ｑａと、空燃比センサ９により検出された排気空燃比Ａ／Ｆとが、内燃機関１の運転状態量としてフィードバックされる。ここで、それら燃料噴射量Ｆｊ、吸気流量Ｑａ及び排気空燃比Ａ／Ｆと、パージ時の混合ガスのパージ流量Ｑｇ及び蒸発燃料濃度Ｄとの間には、所定の相関関係がある。さらにパージ流量Ｑｇについては、例えば本実施形態では、吸気圧センサ７により検出される吸気圧Ｐａ並びにパージ制御弁２２の開度Ｘから算出することができる。したがって、ＥＣＵ４０は、流量Ｑｇにてパージされた混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを上記相関関係から学習し、その学習した蒸発燃料濃度Ｄを学習濃度Ｄｌとしてメモリ４２に記憶する。このとき本実施形態においては、蒸発燃料濃度Ｄの算出毎に学習濃度Ｄｌを更新する形となっている。
【００４８】
（制御作動）
次に、ＥＣＵ４０が行う特徴的な制御作動のフローについて、図１に基づき説明する。尚、本制御作動は、車両のイグニションスイッチがオンされて内燃機関１が始動するに伴い開始される。
【００４９】
まず、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。ここで濃度検出条件の成立とは、内燃機関１の冷却水温度及び回転数、車両の作動油温度等の車両状態を表す物理量（以下、この内燃機関１の運転状態量を含む物理量を「車両状態量」という）が所定の領域にあることを意味する。そして、かかる濃度検出条件は、例えば内燃機関１の始動直後に成立するように設定されて、予めメモリ４２に記憶されている。
【００５０】
ステップＳ１０１において肯定判定された場合には、ステップＳ１０２において濃度検出処理を実施する。この濃度検出処理では、封鎖弁１８を開状態並びにパージ制御弁２２を閉状態としてポンプ３４を作動させる。その結果、キャニスタ１４の吸着材１４ａから脱離して空気と共に検出通路３２へと流入した蒸発燃料の濃度Ｄを検出回路３６により検出し、その検出された蒸発燃料濃度Ｄを検出濃度Ｄｄとしてメモリ４２に記憶する。このとき本実施形態においては、蒸発燃料濃度Ｄの検出毎に検出濃度Ｄｄを更新する形となっている。
【００５１】
このような濃度検出処理が終了した場合には、ステップＳ１０３において、パージ実施条件が成立しているか否かを判定する。ここでパージ実施条件の成立とは、内燃機関１の冷却水温度及び回転数、車両の作動油温度等の車両状態量が上述の濃度検出条件の場合とは異なる所定の領域にあることを意味する。そして、かかるパージ実施条件は、例えば内燃機関１の冷却水温度が所定値以上となって内燃機関１の暖機が完了したとき成立するように設定されて、予めメモリ４２に記憶されている。
【００５２】
ステップＳ１０３において肯定判定された場合には、ステップＳ１０４に移行する。このステップＳ１０４では、メモリ４２に記憶の検出濃度Ｄｄと学習濃度Ｄｌとを対比して、それらの濃度差｜Ｄｄ−Ｄｌ｜が設定値ΔＤ以上であるか否かを、判定する。ここで設定値ΔＤは、実験により設定されて予めメモリ４２に記憶された固定値であってもよいし、予めメモリ４２に記憶されたマップやテーブルにより内燃機関１の所定の運転状態量に応じて変化する可変値であってもよい。
【００５３】
ステップＳ１０４において肯定判定された場合には、ステップＳ１０５において予備パージ処理を実施する。この予備パージ処理では、封鎖弁１８及びパージ制御弁２２の双方の開状態下、メモリ４２に記憶の学習濃度Ｄｌに基づいて混合ガスのパージを制御すると同時に、当該パージ制御に合わせて燃料噴射弁４の燃料噴射量Ｆｊを制御する。ここで、パージ制御に合わせた燃料噴射量Ｆｊの制御は、排気空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように、パージされた混合ガス中の蒸発燃料に対して噴射燃料を加えることによって実現する。
【００５４】
但し、本実施形態のステップＳ１０５は、パージ制御弁２２が閉じた状態から開始される。そのため、パージ制御弁２２が開くパージ開始時点から、混合ガスが燃料噴射位置Ｊに到達するまでの期間Ｔ０は、当該位置Ｊに吸気、即ち空気のみが到達することになるので、その期間Ｔ０は、噴射燃料のみによって理論空燃比を実現するように燃料噴射量Ｆｊを制御することとなる。
【００５５】
こうしてステップＳ１０５の予備パージ処理が終了した場合並びにステップＳ１０４において否定判定された場合には、ステップＳ１０６においてメインパージ処理を実施する。このメインパージ処理では、封鎖弁１８及びパージ制御弁２２の双方の開状態下、メモリ４２に記憶の検出濃度Ｄｄに基づいて混合ガスのパージを制御すると同時に、当該パージ制御に合わせて燃料噴射弁４の燃料噴射量Ｆｊを制御する。ここで、パージ制御に合わせた燃料噴射量Ｆｊの制御は、予備パージ処理の場合と同様、排気空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比となるように実現する。
【００５６】
但し、本実施形態のステップＳ１０６は、ステップＳ１０４からステップＳ１０５を経由した移行の場合には、パージ制御弁２２の開状態にて開始されるが、ステップＳ１０４からの直接移行の場合には、パージ制御弁２２の閉状態にて開始される。そこで、ステップＳ１０４からの直接移行の場合には、パージ制御弁２２が開くパージ開始時点から、混合ガスが燃料噴射位置Ｊに到達するまでの期間Ｔ０は、噴射燃料のみによって理論空燃比を実現するように燃料噴射量Ｆｊを制御することとなる。
【００５７】
このように本制御作動では、検出濃度Ｄｄと学習濃度Ｄｌとの濃度差が設定値ΔＤ以上である場合には、学習濃度Ｄｌに基づく予備パージ処理を実施した後、検出濃度Ｄｄに基づくメインパージ処理を実施する。一方、検出濃度Ｄｄと学習濃度Ｄｌとの濃度差が設定値ΔＤ未満である場合には、学習濃度Ｄｌに基づく予備パージ処理をスキップして、検出濃度Ｄｄに基づくメインパージ処理のみを実施する。
【００５８】
こうしてステップＳ１０６のメインパージ処理が終了した場合並びにステップＳ１０３において否定判定された場合には、ステップＳ１０７に移行する。このステップＳ１０７では、メモリ４２における各濃度Ｄｄ，Ｄｌの更新時点のうち遅い方の更新時点から所定時間Ｔｄが経過したか否かを、判定する。その結果、肯定判定された場合にはステップＳ１０１に戻り、また一方、否定判定された場合にはステップＳ１０３に戻る。尚、ステップＳ１０７の判定基準となる時間Ｔｄは、濃度Ｄｄ，Ｄｌの経時変化や要求精度等を考慮して決められるものであり、予めメモリ４２に記憶されている。
【００５９】
以上、ステップＳ１０１において肯定判定された場合の後続処理ステップＳ１０２〜Ｓ１０７について説明したが、以下、ステップＳ１０１において否定判定された場合の後続処理ステップＳ１０８について説明する。
【００６０】
ステップＳ１０８では、イグニションスイッチがオフされたか否かを判定する。このステップＳ１０８において否定判定された場合には、ステップＳ１０１に戻り、また一方、ステップＳ１０８において肯定判定された場合には、本制御作動を終了する。
【００６１】
（予備パージ処理）
次に、上記ステップＳ１０５の予備パージ処理の詳細フローについて、図３に基づき説明する。
【００６２】
まず、ステップＳ２０１では、内燃機関１の運転状態量として、スロットル弁５の開度等を取得する。続くステップＳ２０２では、排気空燃比Ａ／Ｆを適正化する上において許容される蒸発燃料の最大流量として、蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘをステップＳ２０２で取得の運転状態量に応じて算出する。
【００６３】
ステップＳ２０３では、吸気圧Ｐａを吸気圧センサ７により検出し、取得する。続くステップＳ２０４では、パージされる混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄが０％（即ち、空気１００％）並びにパージ制御弁２２の開度Ｘが１００％となるときのパージ流量Ｑｇとして、パージ基準流量Ｑｇ０をステップＳ２０３で取得の吸気圧Ｐａに応じて算出する。
【００６４】
ステップＳ２０５では、パージされる混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄがメモリ４２に記憶の学習濃度Ｄｌに一致し且つパージ制御弁２２の開度Ｘが１００％となるときのパージ流量Ｑｇとして、パージ予想流量Ｑｇｅを下記の式（１）に従って算出する。ここで、式（１）のＱｇ０は、直前のステップＳ２０４で算出のパージ基準流量Ｑｇ０である。また、式（１）のＲは、蒸発燃料濃度Ｄの増大に対するパージ流量Ｑｇの減少率であり、例えば実験により設定されて予めメモリ４２に記憶されている。
Ｑｇｅ＝Ｑｇ０・（１−Ｒ・Ｄｌ）  ・・・（１）
【００６５】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５で算出のパージ予想流量Ｑｇｅのうち蒸発燃料の流量分として、蒸発燃料予想流量ｑｅを下記の式（２）に従って算出する。ここで、式（２）のＤｌはメモリ４２に記憶の学習濃度Ｄｌである。即ち蒸発燃料予想流量ｑｅは、最新の学習濃度Ｄｌに基づいて算出される値である。
ｑｅ＝Ｑｇｅ・Ｄｌ  ・・・（２）
【００６６】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０２，Ｓ２０６で取得の流量ｑｍａｘ，ｑｅを対比して、蒸発燃料予想流量ｑｅが蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘ以下であるか否かを判定する。
【００６７】
その結果、肯定判定された場合には、ステップＳ２０８においてパージ制御弁２２の開度Ｘを１００％に設定し、さらにステップＳ２０９において当該１００％の開度Ｘでパージ制御弁２２を開いて、混合ガスをパージする。したがって、この場合のパージ流量Ｑｇは、蒸発燃料予想流量ｑｅを実現する流量、即ち学習濃度Ｄｌに基づいた式（１）に従う流量Ｑｇｅに制御されることとなる。
【００６８】
尚、ここで学習濃度Ｄｌは、メモリ４２に記憶の最新の値であるが、本実施形態では、当該濃度Ｄｌが得られた前回のメインパージ処理の終了後から今回の予備パージ処理の開始前までにパージ通路２０の下流側通路部２０ａに残存していた混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄであると考えることができる。故に、ステップＳ２０８を経由した場合には、濃度検出処理によっては検出困難となる下流側通路部２０ａの残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを反映して、パージ流量Ｑｇを制御することができるのである。
【００６９】
一方、ステップＳ２０７において否定判定された場合には、ステップＳ２１０においてパージ制御弁２２の開度Ｘを下記の式（３）に従って設定し、さらにステップＳ２０９において当該式（３）に従う開度Ｘでパージ制御弁２２を開いて、混合ガスをパージする。したがって、蒸発燃料予想流量ｑｅが蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘを超える場合には、当該最大許容流量ｑｍａｘを実現するようにパージ流量Ｑｇが制御されることとなるので、排気空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比から大きく外れる事態を抑制することができる。
Ｘ＝１００・ｑｍａｘ／ｑｅ  ・・・（３）
【００７０】
こうしてステップＳ２０９を実行した後のステップＳ２１１では、本予備パージ処理の最初のステップＳ２０９の開始時点から、下記式（４）に従う予備パージ時間Ｔｐが経過したか否かを判定する。ここで式（４）において、Ｖは下流側通路部２０ａの容積であり、Ｑｇｅは直前のステップＳ２０５で算出のパージ予想流量Ｑｇｅであり、Ｘは直前のステップＳ２０８又はステップＳ２１０で設定の開度Ｘである。したがって、式（４）は、下流側通路部２０ａに残存の混合ガスがパージ制御弁２２を通過している間の時間を表すこととなる。
Ｔｐ＝Ｖ／（Ｑｇｅ・Ｘ）  ・・・（４）
【００７１】
ステップＳ２１１において否定判定された場合には、ステップＳ２０１に戻ることによりその後続ステップを繰り返して実行し、また一方、ステップＳ２１１において肯定判定された場合には、本予備パージ処理を終了する。以上により、予備パージ処理では、少なくとも下流側通路部２０ａに残存の混合ガスがパージ制御弁２２を通過している間は、パージ流量Ｑｇの制御が継続されることとなる。
【００７２】
（メインパージ処理）
次に、上記ステップＳ１０６のメインパージ処理の詳細フローについて、図４に基づき説明する。
【００７３】
まず、予備パージ処理のステップＳ２０１〜Ｓ２０４と実質同一であるステップＳ３０１〜Ｓ３０４の後には、ステップＳ３０５，Ｓ３０６において、パージ予想流量Ｑｇｅ及び蒸発燃料予想流量ｑｅをそれぞれ下記の式（５），（６）に従って算出する。ここで式（５），（６）のＤｄは、メインパージ処理の最初のステップＳ３０５，Ｓ３０６では、メモリ４２に記憶の検出濃度Ｄｄ、即ち本メインパージ処理直前の濃度検出処理により検出された検出濃度Ｄｄとなる。
Ｑｇｅ＝Ｑｇ０・（１−Ｒ・Ｄｄ）  ・・・（５）
ｑｅ＝Ｑｇｅ・Ｄｄ  ・・・（６）
【００７４】
したがって、ステップＳ３０６の後に、予備パージ処理のステップＳ２０７〜Ｓ２０９と実質同一であるステップＳ３０７〜Ｓ３０９を実行することによれば、最新の検出濃度Ｄｄに基づいた式（５）に従う流量Ｑｇｅにパージ流量Ｑｇが制御されることとなる。また、ステップＳ３１０は予備パージ処理のステップＳ２１０と実質同一であるので、蒸発燃料予想流量ｑｅが蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘを超える場合には、当該最大許容流量ｑｍａｘを実現するパージがステップＳ３０９により実施されることとなる。
【００７５】
以上によりステップＳ３０９を実行した後のステップＳ３１１では、内燃機関１の運転状態量として、燃料噴射量Ｆｊ、吸気流量Ｑａ及び排気空燃比Ａ／Ｆ等を取得する。続くステップＳ３１２では、ステップＳ３０９によりパージされた混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを、ステップＳ３１１で取得の運転状態量に基づいてフィードバック学習し、さらにステップＳ３１３では、その学習結果を、メモリ４２の学習濃度Ｄｌとして更新記憶する。
【００７６】
この後のステップＳ３１４では、パージ停止条件が成立したか否かを判定する。ここでパージ停止条件の成立とは、例えば内燃機関１の回転数、アクセル開度等の車両状態量が上述の濃度検出条件及びパージ実施条件とは異なる所定の領域にあることを意味する。そして、かかるパージ停止条件は、例えばアクセル開度が所定値以下となって車両が減速したとき成立するように設定されて、予めメモリ４２に記憶されている。
【００７７】
ステップＳ３１４において否定判定された場合には、ステップＳ３１５において、メモリ４２に記憶の検出濃度Ｄｄを直前のステップＳ３１２，Ｓ３１３による学習濃度Ｄｌに書き換えた後、ステップＳ３０１へと戻る。したがって、ステップＳ３０１に戻った後においては、検出濃度Ｄｄの代わりに、最新の蒸発燃料濃度Ｄである学習濃度Ｄｌに基づいてパージが制御されることとなる。
【００７８】
一方、ステップＳ３１４において肯定判定された場合には、ステップＳ３１６においてパージ制御弁２２を閉じた後、本メインパージ処理を終了する。以上により、メインパージ処理の終了時点においてメモリ４２に記憶されている学習濃度Ｄｌは、最後に学習された蒸発燃料濃度Ｄとなる。
【００７９】
以上、第一実施形態では、濃度検出処理により得られた検出濃度Ｄｄと、前回のメインパージ処理の最後に得られた学習濃度Ｄｌとの濃度差が設定値ΔＤ以上になると、検出濃度Ｄｄに基づく今回のメインパージ処理に先立って、学習濃度Ｄｌに基づく予備パージ処理が実施される。この予備パージ処理によれば、前回のメインパージ処理後においてパージ通路２０に残存していた混合ガスがパージ制御弁２２を通過している間は、学習濃度Ｄｌ、即ち当該残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを反映するようにして、パージを制御することができる。したがって、残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄ（Ｄｌ）に対して検出濃度Ｄｄの乖離が大きい場合には、当該残存混合ガス中の濃度Ｄを反映するパージ制御と、それに合わせた燃料噴射量Ｆｊの制御とにより、理論空燃比に対する排気空燃比Ａ／Ｆの偏差を低減することができる。
【００８０】
さらに第一実施形態では、予備パージ処理の実施後や、検出濃度Ｄｄと学習濃度Ｄｌとの濃度差が設定値ΔＤ未満となる場合には、通常のメインパージ処理によって、パージ停止条件が成立するまで継続的に混合ガスがパージされる。したがって、限られた時間内であっても、可及的に大量の混合ガスをパージすることができる。
【００８１】
ここまで説明したように第一実施形態では、検出系３０が特許請求の範囲に記載の「検出手段」に相当し、ＥＣＵ４０が特許請求の範囲に記載の「学習手段」に相当し、ＥＣＵ４０及びパージ制御弁２２が特許請求の範囲に記載の「制御手段」を構成している。
【００８２】
（第二実施形態）
図５に示すように本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、予備パージ処理の内容が第一実施形態とは異なっている。
【００８３】
第二実施形態の予備パージ処理では、まず、第一実施形態のステップＳ２０１，Ｓ２０２と実質同一であるステップＳ４０１，Ｓ４０２の後に、特徴的なステップＳ４０３を実行する。このステップＳ４０３では、後述するパージ流量Ｑｇの制限下において許容する蒸発燃料の流量として、蒸発燃料許容流量ｑｐを下記の式（７）に従って算出する。ここで、式（７）のｑｍａｘはステップＳ４０２で算出の蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘであり、また式（７）のｒはパージ流量Ｑｇの制限率である。即ち蒸発燃料許容流量ｑｐは、パージ流量Ｑｇの制限率ｒにより蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘを減量補正することによって算出される値である。尚、制限率ｒについては、実験により設定されて予めメモリ４２に記憶された固定値であってもよいし、予めメモリ４２に記憶されたマップやテーブルにより内燃機関１の所定の運転状態量又は濃度Ｄｄ，Ｄｌの差に応じて変化する可変値であってもよい。
ｑｐ＝ｑｍａｘ・ｒ  ・・・（７）
【００８４】
この後、第一実施形態のステップＳ２０３〜Ｓ２０６と実質同一であるステップＳ４０４〜Ｓ４０７に続いて、特徴的なステップＳ４０８〜Ｓ４１１が実行される。
【００８５】
具体的にステップＳ４０８では、ステップＳ４０３，Ｓ４０７で取得の流量ｑｐ，ｑｅを対比して、蒸発燃料予想流量ｑｅが蒸発燃料許容流量ｑｐ以下であるか否かを判定する。
【００８６】
その結果、否定判定された場合には、ステップＳ４０９においてパージ制御弁２２の開度Ｘを下記の式（８）に従って設定し、さらにステップＳ４１０において当該式（８）に従う開度Ｘでパージ制御弁２２を開いて、混合ガスをパージする。したがって、蒸発燃料予想流量ｑｅが蒸発燃料許容流量ｑｐを超える場合には、当該許容流量ｑｐを実現する流量にパージ流量Ｑｇが制御されることとなる。尚、ここで蒸発燃料許容流量ｑｐは、パージ流量Ｑｇの制限率ｒにより蒸発燃料最大許容流量ｑｍａｘを減量補正した値であるので、ステップＳ４０９を経由した場合には、パージ流量Ｑｇが制限されることとなる。
Ｘ＝１００・ｑｐ／ｑｅ  ・・・（８）
【００８７】
一方、ステップＳ４０８において肯定判定された場合には、ステップＳ４１１においてパージ制御弁２２の開度Ｘを１００％に設定し、さらにステップＳ４１０において当該１００％の開度Ｘでパージ制御弁２２を開いて、混合ガスをパージする。したがって、この場合のパージ流量Ｑｇは、第一実施形態と同様、下流側通路部２０ａの残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄと一致した学習濃度Ｄｌに基づいて制御されることとなる。尚、この場合のパージ流量Ｑｇは、蒸発燃料許容流量ｑｐ以下の蒸発燃料予想流量ｑｅを実現する流量となるので、ステップＳ４０９を経由する場合よりも制限された値であると考えることもできる。
【００８８】
こうしてステップＳ４１０を実行した後のステップＳ４１２は、第一実施形態のステップＳ２１１と実質同一であるので、予備パージ時間Ｔｐ内はステップＳ４０１以降が繰り返して実行され、予備パージ時間Ｔｐが経過すると、予備パージ処理が終了する。
【００８９】
以上、第二実施形態では、濃度検出処理により得られた検出濃度Ｄｄと、前回のメインパージ処理の最後に得られた学習濃度Ｄｌとの濃度差が設定値ΔＤ以上になると、検出濃度Ｄｄに基づくメインパージ処理に先立って、パージ流量Ｑｇを制限した予備パージ処理が実施される。この予備パージ処理によれば、学習濃度Ｄｌ、即ち前回のメインパージ処理後におけるパージ通路２０の残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄに対して、検出濃度Ｄｄの乖離が大きい場合には、当該残存混合ガスがパージ制御弁２２を通過している間は、蒸発燃料の到達量自体を減らすことができる。したがって、蒸発燃料を減らすパージ制御と、それに合わせた燃料噴射量Ｆｊの制御とによって、理論空燃比に対する排気空燃比Ａ／Ｆの偏差を低減することができる。
【００９０】
しかも、許容流量ｑｐ以下の流量ｑｅが学習濃度Ｄｌに基づいて予想された場合には、当該濃度Ｄｌと一致する下流側通路部２０ａの残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄを反映して、パージ流量Ｑｇを制御することができる。したがって、このことによっても、理論空燃比に対する排気空燃比Ａ／Ｆの偏差低減を達成することができるのである。
【００９１】
ここまで説明したように第二実施形態では、蒸発燃料許容流量ｑｐが特許請求の範囲に記載の「許容流量」に相当し、蒸発燃料予想流量ｑｅが特許請求の範囲に記載の「予想流量」に相当する。
【００９２】
（第三実施形態）
図６に示すように本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例であり、予備パージ処理の内容が第二実施形態とは異なっている。
【００９３】
第三実施形態の予備パージ処理では、まず、第二実施形態のステップＳ４０１〜Ｓ４０５と実質同一であるステップＳ５０１〜Ｓ５０５の後、ステップＳ５０６，Ｓ５０７において、パージ予想流量Ｑｇｅ及び蒸発燃料予想流量ｑｅをメインパージ処理と同じ式（５），（６）に従って算出する。即ち、パージ予想流量Ｑｇｅ及び蒸発燃料予想流量ｑｅを共に検出濃度Ｄｄに基づいて算出する。
【００９４】
そして、この後、第二実施形態のステップＳ４０８〜Ｓ４１１と実質同一のステップＳ５０８〜Ｓ５１１を実行することによれば、パージ流量Ｑｇを制限制御することができるのである。したがって、第三実施形態によっても、理論空燃比に対する排気空燃比Ａ／Ｆの偏差を低減することができる。
【００９５】
（第四実施形態）
図７に示すように本発明の第四実施形態は、第一及び第二実施形態とは異なる制御作動により、それら第一及び第二実施形態の各予備パージ処理を選択的に実施するようにした変形例である。
【００９６】
第四実施形態の制御作動では、まず、第一実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と実質同一であるステップＳ６０１〜Ｓ６０４の後に、特徴的なステップＳ６０５を実行する。
【００９７】
具体的には、ステップＳ６０４において肯定判定された場合、即ち検出濃度Ｄｄと学習濃度Ｄｌとの濃度差が設定値ΔＤ以上であると判定された場合に実行されるステップＳ６０５では、前回のメインパージ処理から設定時間Ｔｓが経過したか否かを判定する。
【００９８】
その結果、否定判定された場合、即ち前回のメインパージ処理後においてパージが停止されている時間が設定時間Ｔｓ未満である場合には、ステップＳ６０６において、第一実施形態の予備パージ処理に準ずる第一予備パージ処理が実施される。したがって、この場合には、第一実施形態の予備パージ処理と同様の作用効果を享受することができる。
【００９９】
一方、ステップＳ６０５において肯定判定された場合、即ち前回のメインパージ処理後におけるパージ停止時間が設定時間Ｔｓ以上となった場合には、ステップＳ６０７において、第二実施形態の予備パージ処理に準ずる第二予備パージ処理が実施される。したがって、この場合には、第二実施形態の予備パージ処理と同様の作用効果を享受することができる。
【０１００】
尚、ステップＳ６０６，Ｓ６０７のいずれの実行後においても、第一実施形態のステップＳ１０６と実質同一のステップＳ６０８によりメインパージ処理が実施されるので、大量パージの達成が可能となる。また、残りのステップＳ６０９，Ｓ６１０については、第一実施形態のステップＳ１０７，Ｓ１０８と実質同一とされる。
【０１０１】
以上説明した第四実施形態によれば、車両の停止状態における給油時等、パージ停止時間が設定時間Ｔｓ未満となる場合には、学習濃度Ｄｌに対してパージ通路２０の残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄはずれ難い。したがって、この場合には、第一予備パージ処理によりパージ流量Ｑｇを学習濃度Ｄｌに基づき制御して、排気空燃比Ａ／Ｆを適正化することができる。
【０１０２】
また一方、内燃機関１の駐車時等、パージ停止時間が設定時間Ｔｓ以上となる場合には、パージ通路２０において鉛直方向の濃度勾配が生じたり、キャニスタ１４の吸着材１４ａから蒸発燃料の自然吸着脱離が生じること等によって、残存混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄが検出濃度Ｄｄに対してのみならず、学習濃度Ｄｌに対してもずれるおそれがある。したがって、この場合には、第二予備パージ処理によりパージ流量Ｑｇを制限制御して、排気空燃比Ａ／Ｆを適正化することができる。
【０１０３】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１０４】
例えば第一〜第四実施形態では、図８に示すように、検出系３０においてポンプ３４に接続されて検出回路３６が設置される検出通路３２をキャニスタ１４と接続してもよい。この変形例の場合、パージ通路２０の全体が、エバポ系１２の検出通路３２との接続箇所たるキャニスタ１４よりも下流側且つパージ制御弁２２よりも上流側となるので、学習濃度Ｄｌは、メインパージ処理の終了後から予備パージ処理の開始前までにパージ通路２０の全体に残存する混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄと一致することとなる。したがって、この変形例の場合には、式（４）のＶがパージ通路２０の全体容積とされる。また、この変形例の場合には、吸入吐出方向が可変のポンプ３４を用いて、パージ制御弁２２の開状態でキャニスタ１４の内部を加圧することにより、混合ガスのパージ流量Ｑｇを増大させるようにしてもよい。
【０１０５】
また、第一〜第四実施形態の検出系３０では、キャニスタ１４の吸着材１４ａから蒸発燃料を脱離させて当該脱離燃料を検出通路３２に流入させるために、ポンプ３４以外のガス流発生手段、例えば吸気通路３の負圧を蓄積して当該蓄積負圧を検出通路３２に作用させるアキュムレータ構成等を採用してもよい。
【０１０６】
さらに第一〜第四実施形態では、図９に示すように、検出系３０の検出回路３６として濃度センサをキャニスタ１４に直接設置してもよい。この場合も、上述した図８の変形例の場合と同様、パージ通路２０の全体に残存する混合ガス中の蒸発燃料濃度Ｄと学習濃度Ｄｌが一致することとなり、故に式（４）のＶがパージ通路２０の全体容積とされる。
【０１０７】
さらに、第四実施形態においては、第一及び第二予備パージ処理の選択を、給油操作の有無や、イグニッションスイッチのオフ操作の有無に基づいて実施するようにしてもよい。加えて、第四実施形態の第二予備パージ処理については、第三実施形態の予備パージ処理に準じて実施するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第一実施形態による制御作動を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第一実施形態による予備パージ処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第一実施形態によるメインパージ処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態による予備パージ処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第三実施形態による予備パージ処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第四実施形態による制御作動を示すフローチャートである。
【図８】図２の変形例を示す構成図である。
【図９】図２の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  内燃機関、２  燃料タンク、３  吸気通路、４  燃料噴射弁、５  スロットル弁、６  吸気流量センサ、７  吸気圧センサ、８  排気通路、９  空燃比センサ、１０  蒸発燃料処理装置、１２  エバポ系、１４  キャニスタ、１４ａ  吸着材、１８  封鎖弁、２０  パージ通路、２０ａ  下流側通路部、２０ｂ  上流側通路部、２２  パージ制御弁（制御手段）、３０  検出系（検出手段）、３２  検出通路、３４  ポンプ、３６  検出回路、４０  ＥＣＵ（制御手段・学習手段）、４２  メモリ、Ａ／Ｆ  排気空燃比、Ｄ  蒸発燃料濃度、Ｄｄ  検出濃度、Ｄｌ  学習濃度、ΔＤ  設定値、Ｆｊ  燃料噴射量、Ｊ  燃料噴射位置、Ｐａ  吸気圧、Ｑａ  吸気流量、Ｑｇ  パージ流量、Ｑｇ０  パージ基準流量、Ｑｇｅ  パージ予想流量、ｑｍａｘ  蒸発燃料最大許容流量、ｑｐ  蒸発燃料許容流量（許容流量）、ｑｅ  蒸発燃料予想流量（予想流量）、ｒ  制限率、Ｔｐ  予備パージ時間、Ｔｓ  設定時間、Ｘ  開度
【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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