(57)【要約】【課題】本発明は燃料タンク内で生じた蒸発燃料が大気に放出されるのを防ぐための蒸発燃料処理装置に関し、キャニスタに吸着されている燃料の絶対量を精度良く検知することを目的とする。【解決手段】燃料タンク１０とキャニスタ２０とをベーパ通路１８を介して連通させる。キャニスタ２０のパージポート２８の近傍に、キャニスタ温度を検出するためのキャニスタ温度センサ３４を設ける。給油の実行に伴って多量のガスが燃料タンク１０からキャニスタ２０へ流通している際に、キャニスタ温度のピーク値の発生を検出する。ピーク値以降のキャニスタ温度に基づいて、キャニスタ２０内部の燃料吸着状態を推定する。【選択図】　　　　図１
2004060442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生する燃料ベーパを吸着するキャニスタを備える内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとが単に導通状態とされている場合に生ずる通常のガス流量に比して多量のガスがそれら両者の間を流通する多量ガス流通状態を検知する手段と、
キャニスタ温度を検出するキャニスタ温度検出手段と、
前記多量ガス流通状態が継続されることにより生ずる前記キャニスタ温度の上側或いは下側のピーク値の発生を検出するピーク発生検出手段と、
前記ピーク値以降のキャニスタ温度に基づいて、前記キャニスタ内部の燃料吸着状態を推定する吸着状態推定手段と、
を備える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】
前記キャニスタは、内燃機関の吸気通路に通じるパージポートを備え、
前記キャニスタ温度検出手段は、前記パージポートの近傍において、前記キャニスタの内部の温度を検出するキャニスタ温度センサを備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記多量ガス流通状態の継続中に、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間で授受されるガス中の燃料ベーパ濃度を取得する燃料ベーパ濃度取得手段と、
前記多量ガス流通状態の継続中に、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間で授受されるガスの流量を取得するガス流量取得手段とを備え、
前記吸着状態推定手段は、前記キャニスタ内部の燃料吸着状態を、前記ピーク値以降のキャニスタ温度、前記燃料ベーパ濃度、および前記ガス流量に基づいて推定することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記吸着状態推定手段は、
前記キャニスタ内部の燃料吸着状態を、前記キャニスタ温度、前記燃料ベーパ濃度、および前記ガス流量との関係で定めたマップと、
前記マップを参照して、前記ピーク値以降のキャニスタ温度、前記燃料ベーパ濃度、および前記ガス流量に対応する前記燃料吸着状態を特定する手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記多量ガス流通状態は、給油に伴って前記燃料タンクから前記キャニスタへ、燃料ベーパを含む多量のガスが流通している状態であることを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記燃料タンク内のベーパ温度を検出するタンクベーパ温度検出手段と、
前記ベーパ温度に基づいて、前記燃料タンク内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するタンク内飽和蒸気圧算出手段とを備え、
前記燃料ベーパ濃度取得手段は、前記飽和蒸気圧と大気圧との比率に基づいて前記燃料ベーパ濃度を算出する燃料ベーパ濃度算出手段を備えることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記燃料タンク内の空間容積を検出する空間容積検出手段を備えると共に、
前記ガス流量取得手段は、前記空間容積の時間的な変化に基づいて前記ガスの流量を算出するガス流量算出手段を備えることを特徴とする請求項５または６記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御するタンク内圧制御弁と、
前記タンク内圧制御弁が閉じている状況下で、その両側に生ずる圧力差を検出する圧力差検出手段と、
前記圧力差が所定の開弁圧以上である場合に前記タンク内圧制御弁を開弁させる制御弁開弁手段とを備え、
前記多量ガス流通状態は、前記制御弁開弁手段によって前記タンク内圧制御弁が開弁されることにより、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間で、多量のガスが授受されている状態であることを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
前記燃料タンク内のベーパ温度を検出するタンクベーパ温度検出手段と、
前記ベーパ温度に基づいて、前記燃料タンク内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するタンク内飽和蒸気圧算出手段と、
前記燃料タンクの内圧を取得するタンク内圧取得手段とを備え、
前記燃料ベーパ濃度取得手段は、前記燃料タンクから前記キャニスタに向かって前記多量のガスが流れている場合に、前記飽和蒸気圧と前記燃料タンクの内圧との比率に基づいて前記燃料ベーパ濃度を算出する第１の燃料ベーパ濃度算出手段を備えることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記キャニスタ温度に基づいて、前記キャニスタ内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するキャニスタ内飽和蒸気圧算出手段を備え、
前記燃料ベーパ濃度取得手段は、前記キャニスタから前記燃料タンクに向かって前記多量のガスが流れている場合に、前記キャニスタ内の飽和蒸気圧と大気圧との比率に基づいて前記燃料ベーパ濃度を算出する第２の燃料ベーパ濃度算出手段を備えることを特徴とする請求項８または９記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
前記燃料タンクの内圧を取得するタンク内圧取得手段とを備え、
前記ガス流量取得手段は、
前記燃料タンクから前記キャニスタに向かって前記多量のガスが流れている場合に、
前記燃料タンクの内圧を流出側圧力Ｐｏｕｔとし、
前記キャニスタ温度を流入側温度Ｔｉｎとし、
大気圧を流入側圧力Ｐｉｎとして、次式：
【数１】
2004060442.tif 000006
に従って前記多量のガスの流量ｍを算出する第１の流量算出手段を備えることを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１２】
前記燃料タンク内のベーパ温度を検出するタンクベーパ温度検出手段と、
前記燃料タンクの内圧を取得するタンク内圧取得手段とを備え、
前記ガス流量取得手段は、
前記キャニスタから前記燃料タンクに向かって前記多量のガスが流れている場合に、
大気圧を流出側圧力Ｐｏｕｔとし、
前記燃料タンク内のベーパ温度を流入側温度Ｔｉｎとし、
前記燃料タンクの内圧を流入側圧力Ｐｉｎとして、次式：
【数２】
2004060442.tif 000007
に従って前記多量のガスの流量ｍを算出する第２の流量算出手段を備えることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１３】
前記タンク内圧取得手段は、前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧センサを含むことを特徴とする請求項９、１１および１２の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１４】
前記燃料タンク内のベーパ温度に基づいて、前記燃料タンク内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するタンク内飽和蒸気圧算出手段と、
前記燃料タンク内の空間容積を検出する空間容積検出手段とを備え、
前記タンク内圧取得手段は、
前記燃料タンクの内圧を大気圧とした後、前記タンク内圧制御弁を閉じることにより、燃料タンク封鎖状態を形成する手段と、
前記燃料タンク封鎖状態が形成された時点での前記空間容積および前記ベーパ温度、並びに大気圧に基づいて、その時点における当該燃料タンク内のガスの総モル数を算出する総モル数算出手段と、
前記燃料タンク封鎖状態が形成された時点での前記飽和蒸気圧と大気圧との比、並びに前記総モル数に基づいて、前記燃料タンク内の空気モル数を算出する空気モル数算出手段と、
前記燃料タンク封鎖状態が維持されている任意の時点で、前記空気モル数と、当該時点での前記空間容積および前記ベーパ温度とに基づいて、当該時点における前記燃料タンク内の空気分圧を算出する空気分圧算出手段と、
前記任意の時点での前記飽和蒸気圧と前記空気分圧とを加算することで、当該時点における前記燃料タンクの内圧を算出するタンク内圧算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項９および１１乃至１３の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で生じた蒸発燃料が大気に放出されるのを有効に防ぐうえで好適な内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平６−９３９３２号公報に開示されるように、燃料タンク内で発生する蒸発燃料（燃料ベーパ）をキャニスタに吸着することで、その燃料ベーパが大気に放出されるのを防止する蒸発燃料処理装置が知られている。従来の蒸発燃料処理装置は、内燃機関の運転中に、キャニスタに吸気負圧を導入して、キャニスタに吸着されている燃料を、空気と共に吸気通路にパージさせる機能を有している。このため、従来の蒸発燃料処理装置によれば、内燃機関の運転中に、燃料の大気放出を伴うことなく、キャニスタの燃料吸着能力を回復させることができる。
【０００３】
更に、従来の蒸発燃料処理装置は、キャニスタ内の燃料をパージする際に、そのパージ分が相殺されるように、燃料噴射量を補正する機能を有している。このため、従来の蒸発燃料処理装置によれば、内燃機関の空燃比荒れを生じさせることなく、キャニスタ内の燃料を内燃機関にパージさせることができる。
【０００４】
ところで、キャニスタ内の燃料を吸気通路にパージする際に、精度良く燃料噴射量を補正するためには、パージにより供給される燃料の量を精度良く検知することが必要である。そして、パージにより供給される燃料の量を精度良く検知するためには、キャニスタ内における燃料の吸着状態が精度良く検知できることが望ましい。
【０００５】
上記従来の蒸発燃料処理装置は、このような要求に応えるべく、キャニスタの内部温度を監視して、その温度変化を時間積分することにより、キャニスタの内部における燃料吸着状態を推定することとしている。燃料ベーパがキャニスタに吸着される際には、発熱反応が生ずる。一方、キャニスタに吸着されている燃料が離脱する際には吸熱反応が生ずる。このため、キャニスタの内部温度は、キャニスタ内における燃料の吸着・離脱に応じて上下する。そして、その内部温度の時間積分値は、キャニスタ内における燃料の残留状態に対応する。従って、上記従来の蒸発燃料処理装置によれば、キャニスタ内における燃料の吸着状態を、ある程度の精度で予測することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャニスタの内部温度の変化は、キャニスタに吸着されている燃料の増減分に対応する値である。このため、その温度変化を時間積分することによっては、キャニスタ内の吸着燃料の相対的変化は検知できるものの、その絶対量を把握することはできない。
【０００７】
パージにより供給される燃料分を精度良く検知するためには、キャニスタに吸着されている燃料の絶対量を検知することが必要である。この点、上記従来の蒸発燃料処理装置が、キャニスタ内の燃料吸着状態を検知するために用いている手法は、高精度な燃料噴射量補正を可能とするうえで、必ずしも十分なものではなかった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、キャニスタに吸着されている燃料の絶対量を精度良く検知することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生する燃料ベーパを吸着するキャニスタを備える内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと前記キャニスタとが単に導通状態とされている場合に生ずる通常のガス流量に比して多量のガスがそれら両者の間を流通する多量ガス流通状態を検知する手段と、
キャニスタ温度を検出するキャニスタ温度検出手段と、
前記多量ガス流通状態が継続されることにより生ずる前記キャニスタ温度の上側或いは下側のピーク値の発生を検出するピーク発生検出手段と、
前記ピーク値以降のキャニスタ温度に基づいて、前記キャニスタ内部の燃料吸着状態を推定する吸着状態推定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記キャニスタは、内燃機関の吸気通路に通じるパージポートを備え、
前記キャニスタ温度検出手段は、前記パージポートの近傍において、前記キャニスタの内部の温度を検出するキャニスタ温度センサを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記多量ガス流通状態の継続中に、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間で授受されるガス中の燃料ベーパ濃度を取得する燃料ベーパ濃度取得手段と、
前記多量ガス流通状態の継続中に、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間で授受されるガスの流量を取得するガス流量取得手段とを備え、
前記吸着状態推定手段は、前記キャニスタ内部の燃料吸着状態を、前記ピーク値以降のキャニスタ温度、前記燃料ベーパ濃度、および前記ガス流量に基づいて推定することを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記吸着状態推定手段は、
前記キャニスタ内部の燃料吸着状態を、前記キャニスタ温度、前記燃料ベーパ濃度、および前記ガス流量との関係で定めたマップと、
前記マップを参照して、前記ピーク値以降のキャニスタ温度、前記燃料ベーパ濃度、および前記ガス流量に対応する前記燃料吸着状態を特定する手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、前記多量ガス流通状態は、給油に伴って前記燃料タンクから前記キャニスタへ、燃料ベーパを含む多量のガスが流通している状態であることを特徴とする。
【００１４】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記燃料タンク内のベーパ温度を検出するタンクベーパ温度検出手段と、
前記ベーパ温度に基づいて、前記燃料タンク内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するタンク内飽和蒸気圧算出手段とを備え、
前記燃料ベーパ濃度取得手段は、前記飽和蒸気圧と大気圧との比率に基づいて前記燃料ベーパ濃度を算出する燃料ベーパ濃度算出手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第７の発明は、第５または第６の発明において、
前記燃料タンク内の空間容積を検出する空間容積検出手段を備えると共に、
前記ガス流量取得手段は、前記空間容積の時間的な変化に基づいて前記ガスの流量を算出するガス流量算出手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第８の発明は、第３または第４の発明において、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御するタンク内圧制御弁と、
前記タンク内圧制御弁が閉じている状況下で、その両側に生ずる圧力差を検出する圧力差検出手段と、
前記圧力差が所定の開弁圧以上である場合に前記タンク内圧制御弁を開弁させる制御弁開弁手段とを備え、
前記多量ガス流通状態は、前記制御弁開弁手段によって前記タンク内圧制御弁が開弁されることにより、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間で、多量のガスが授受されている状態であることを特徴とする。
【００１７】
また、第９の発明は、第８の発明において、
前記燃料タンク内のベーパ温度を検出するタンクベーパ温度検出手段と、
前記ベーパ温度に基づいて、前記燃料タンク内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するタンク内飽和蒸気圧算出手段と、
前記燃料タンクの内圧を取得するタンク内圧取得手段とを備え、
前記燃料ベーパ濃度取得手段は、前記燃料タンクから前記キャニスタに向かって前記多量のガスが流れている場合に、前記飽和蒸気圧と前記燃料タンクの内圧との比率に基づいて前記燃料ベーパ濃度を算出する第１の燃料ベーパ濃度算出手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第１０の発明は、第８または第９の発明において、
前記キャニスタ温度に基づいて、前記キャニスタ内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するキャニスタ内飽和蒸気圧算出手段を備え、
前記燃料ベーパ濃度取得手段は、前記キャニスタから前記燃料タンクに向かって前記多量のガスが流れている場合に、前記キャニスタ内の飽和蒸気圧と大気圧との比率に基づいて前記燃料ベーパ濃度を算出する第２の燃料ベーパ濃度算出手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第１１の発明は、第８乃至第１０の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンクの内圧を取得するタンク内圧取得手段とを備え、
前記ガス流量取得手段は、
前記燃料タンクから前記キャニスタに向かって前記多量のガスが流れている場合に、
前記燃料タンクの内圧を流出側圧力Ｐｏｕｔとし、
前記キャニスタ温度を流入側温度Ｔｉｎとし、
大気圧を流入側圧力Ｐｉｎとして、次式：
【数３】
2004060442.tif 000003
に従って前記多量のガスの流量ｍを算出する第１の流量算出手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、第１２の発明は、第８乃至第１１の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンク内のベーパ温度を検出するタンクベーパ温度検出手段と、
前記燃料タンクの内圧を取得するタンク内圧取得手段とを備え、
前記ガス流量取得手段は、
前記キャニスタから前記燃料タンクに向かって前記多量のガスが流れている場合に、
大気圧を流出側圧力Ｐｏｕｔとし、
前記燃料タンク内のベーパ温度を流入側温度Ｔｉｎとし、
前記燃料タンクの内圧を流入側圧力Ｐｉｎとして、次式：
【数４】
2004060442.tif 000004
に従って前記多量のガスの流量ｍを算出する第２の流量算出手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、第１３の発明は、第９、第１１および第１２の発明の何れかにおいて、前記タンク内圧取得手段は、前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧センサを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、第１４の発明は、第９および第１１乃至第１３の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンク内のベーパ温度に基づいて、前記燃料タンク内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出するタンク内飽和蒸気圧算出手段と、
前記燃料タンク内の空間容積を検出する空間容積検出手段とを備え、
前記タンク内圧取得手段は、
前記燃料タンクの内圧を大気圧とした後、前記タンク内圧制御弁を閉じることにより、燃料タンク封鎖状態を形成する手段と、
前記燃料タンク封鎖状態が形成された時点での前記空間容積および前記ベーパ温度、並びに大気圧に基づいて、その時点における当該燃料タンク内のガスの総モル数を算出する総モル数算出手段と、
前記燃料タンク封鎖状態が形成された時点での前記飽和蒸気圧と大気圧との比、並びに前記総モル数に基づいて、前記燃料タンク内の空気モル数を算出する空気モル数算出手段と、
前記燃料タンク封鎖状態が維持されている任意の時点で、前記空気モル数と、当該時点での前記空間容積および前記ベーパ温度とに基づいて、当該時点における前記燃料タンク内の空気分圧を算出する空気分圧算出手段と、
前記任意の時点での前記飽和蒸気圧と前記空気分圧とを加算することで、当該時点における前記燃料タンクの内圧を算出するタンク内圧算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２４】
実施の形態１．
［蒸発燃料処理装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、給油口１２が設けられている。給油口１２は、給油の際には、図１に示すように開かれた状態となる。この場合、燃料タンク１０の内圧はほぼ大気圧Ｐ０となる。
【００２５】
燃料タンク１０の内部には、燃料の液面高さを検出するための液面センサ１４が設けられている。燃料タンク１０内の空間容積Ｖ、つまり、燃料タンク１０の内部において、燃料ベーパと空気とによって占められている容積Ｖは、燃料の液面高さに応じた値となる。従って、液面センサ１４の出力によれば、その空間容積Ｖを検知することができる。
【００２６】
燃料タンク１０の内部には、更に、タンク温度センサ１６が配置されている。タンク温度センサ１６によれば、燃料タンク１０内のガスの温度、つまり、燃料ベーパの温度を検出することができる。以下、この温度を「タンクベーパ温度Ｔｖａｐ」と称す。
【００２７】
燃料タンク１０には、ベーパ通路１８を介してキャニスタ２０が連通している。キャニスタ２０には、上記のベーパ通路１８と接続されるベーパポート２２、大気を導入するための大気ポート２４、および後述するパージ通路２６に連通するパージポート２８が設けられている。また、キャニスタ２０の内部には、ベーパポート２２から流入してくる蒸発燃料を吸着するための活性炭３０が充填されている。図１に示すように、ベーパポート２２とパージポート２８とは、活性炭３０に対して同じ側に設けられている。一方、大気ポート２４は、活性炭３０を挟んで、それらのポート２２，２８の反対側に設けられている。
【００２８】
パージ通路２６は、内燃機関の吸気通路（図示せず）に連通する通路である。パージ通路２６の途中には、その導通状態を制御するためのパージＶＳＶ３２が設けられている。内燃機関の運転中は、内燃機関の吸気負圧がパージ通路２６の内部に導かれる。この状態でパージＶＳＶ３２が開かれると、その吸気負圧がキャニスタ２０のパージポート２８にまで到達し、その結果、大気ポート２４からパージポート２８へ向かう空気の流れが生ずる。このような空気の流れが生ずると、活性炭３０に吸着されている燃料に脱離が生ずる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３２を適当に開くことにより、キャニスタ２０に吸着されている燃料を適当に内燃機関にパージさせることができる。
【００２９】
キャニスタ２０の内部には、パージポート２８の近傍にキャニスタ温度センサ３４が配置されている。キャニスタ温度センサ３４によれば、パージポート２８の近傍において、キャニスタ２０の内部温度を測定することができる。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述した液面センサ１４、タンク温度センサ１６、およびキャニスタ温度センサ３４の出力信号が供給されている。更に、ＥＣＵ４０には、給油検出機構４２の出力信号が供給されている。
【００３１】
給油検出機構４２は、内燃機関のイグニッションスイッチの状態に関わらず、給油の実行を検出するための機構である。給油検出機構４２は、例えば、リッドオープナーの動作を検知するスイッチや、給油口１２の開放を検知するスイッチ、或いは、液面センサ１４の出力に基づいて急激な液面上昇を検知する機構などにより実現することができる。本実施形態において、ＥＣＵ４０は、イグニッションスイッチの状態に関わらず、少なくとも給油の実行が検知された後所定期間の間は、動作状態となるように設けられている。
【００３２】
［蒸発燃料処理装置の基本動作］
車両の運転中、或いは車両の停止直後などは、内燃機関が発する熱の影響で燃料タンク１０の内部温度が上昇する。この場合、燃料タンク１０の内部では、多量の燃料ベーパが発生する。キャニスタ２０は、このようにして発生する燃料ベーパを適正に吸着して、燃料ベーパが大気に放出されるのを防止することができる。
【００３３】
また、燃料タンク１０に燃料が給油される際には、液面の上昇、つまり、空間容積Ｖの減少が生ずる。そして、空間容積Ｖが減少する過程では、燃料タンク１０内の燃料ベーパが燃料タンク１０の外へ多量に流出する事態が生じている。本実施形態の装置では、給油の際にこのようにして燃料タンク１０の外部へ流出する燃料ベーパを、キャニスタ２０により適切に吸着することができる。このため、本実施形態の装置によれば、給油の実行に伴って、燃料ベーパが大気に放出されるのも有効に防ぐことができる。
【００３４】
ＥＣＵ４０は、内燃機関の運転中に、パージＶＳＶ３２を適当に開くことにより、キャニスタ２０内に吸着されている燃料を、内燃機関の吸気通路にパージさせる。このため、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、内燃機関の運転中に、燃料を大気に放出させることなく、キャニスタ２０の燃料吸着能力を回復させることができる。
【００３５】
また、ＥＣＵ４０は、キャニスタ２０内の燃料を吸気通路にパージする際には、そのパージにより供給される燃料分が相殺されるように、燃料噴射量の減量補正を行う。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の運転中に、大きな空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２０内の燃料を吸気通路にパージさせることができる。
【００３６】
ところで、本実施形態の蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料の大気放出を効果的に防ぐためには、キャニスタ２０の燃料吸着能力を可能な限り多量に確保しておくことが望ましい。そして、この要求を満たすためには、燃料のパージが可能な状況下では、キャニスタ２０から吸気通路に向かうパージガスを可能な限り多量にすることが望ましい。
【００３７】
空燃比荒れを生じさせることなく多量のパージガスを発生させるためには、そのパージガスにより供給される燃料の量を正確に算出して、その燃料分が相殺されるように燃料噴射量を補正する必要がある。そして、パージガスにより供給される燃料の量を正確に算出するためには、パージガス中の燃料ベーパ濃度を正確に検知することが必要である。従って、多量のパージガスを発生させるためには、その前提として、パージガス中の燃料ベーパ濃度が正確に検知できていることが要求される。
【００３８】
パージガス中の燃料ベーパ濃度を検知する手法としては、パージの開始に伴う空燃比ずれ量を基礎とする手法や、ベーパ濃度センサを用いる手法などが知られている。しかしながら、これらの手法は、何れも、パージの開始後にパージガス中の燃料ベーパ濃度を検知するための処理を開始する手法である。従って、これらの手法を用いる場合は、パージの開始後、ある程度の期間は、パージ量を抑えて空燃比荒れを防止する必要が生ずる。
【００３９】
本実施形態において、ＥＣＵ４０は、給油の実行中に、キャニスタ２０に吸着されている燃料の絶対量に相当する燃料吸着状態を正確に推定する機能を有している。給油の実行中にキャニスタ２０の燃料吸着状態が正確に推定できると、その後、パージが開始される時点では、その燃料吸着状態に基づいて、パージ開始直後に生ずる燃料ベーパ濃度を予測することができる。そして、そのような予測が可能であれば、パージの開始時点から、多量のパージガスを発生させることができる。このため、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、高いパージ能力を実現することができる。
【００４０】
［キャニスタ吸着状態の推定動作（概要）］
図２は、給油の実行中に、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定するためにＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。
図２に示すルーチンでは、先ず、給油が実行中であるか否かが判別される（ステップ１００）。
【００４１】
給油が実行中でないと判別された場合は、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、給油が実行中であると判別された場合は、次に、タンク温度センサ１６の出力に基づいて、タンクベーパ温度Ｔｖａｐが検出される（ステップ１０２）。
【００４２】
次に、燃料タンク１０の内部における燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｓが算出される（ステップ１０４）。
燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｓは、燃料タンク１０内の温度、すなわち、タンクベーパ温度Ｔｖａｐに応じて一義的に決まる値である。ＥＣＵ４０は、ＰｓとＴｖａｐとの関係を定めたマップを記憶しており、そのマップを参照することで飽和蒸気圧Ｐｓを算出する。
【００４３】
図２に示すルーチンでは、次に、燃料タンク１０内におけるベーパ濃度αが算出される（ステップ１０６）。
給油の実行中は、燃料タンク１０の内圧がほぼ大気圧Ｐ０である。従って、ベーパ濃度αは、飽和蒸気圧Ｐｓと大気圧Ｐ０との比Ｐｓ／Ｐ０として算出することができる。
【００４４】
次に、液面センサ１４の出力に基づいて、燃料タンク１０内の空間容積Ｖが検出される（ステップ１０８）。
更に、その空間容積Ｖの時間的な変化に基づいて、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かって流出しているガス流量Ｆ＝ｄＶ／ｄｔが算出される（ステップ１１０）。
【００４５】
次いで、キャニスタ温度センサ３４の出力に基づいて、キャニスタ温度Ｔｃａｎのピーク値、すなわち、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが検出される（ステップ１１２）。
尚、給油の過程でキャニスタ温度Ｔｃａｎにピーク温度Ｔｃｐｋが生ずる理由、および、本ステップ１１２において、そのピーク温度Ｔｃｐｋを検出する理由については、後に詳細に説明する。
【００４６】
図２に示すルーチンでは、次に、ＥＣＵ４０に記憶されているマップを参照して、キャニスタ２０における燃料吸着状態、特に、キャニスタ温度センサ３４が配置されているパージポート２８の付近における燃料吸着状態が推定される（ステップ１１４）。
ＥＣＵ４０には、キャニスタ２０に向けて燃料ベーパが流入している過程で生じたキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋ、その燃料ベーパの濃度α、およびその燃料ベーパの流量Ｆとの関係で、キャニスタ２０の吸着状態を定めたマップが記憶されている。本ステップ１１４では、そのマップを参照して、上記ステップ１０６で算出されたベーパ濃度α、上記ステップ１１０で検出されたガス流量Ｆ、および上記ステップ１１２で検出されたキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに基づいて、キャニスタ２０の燃料吸着状態が推定される。
【００４７】
［燃料吸着量の推定原理］
次に、図３乃至図５を参照して、給油の過程でキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが生ずる理由、上記ステップ１１２において、そのピーク温度Ｔｃｐｋを検出する理由、並びに、上記ステップ１１４において、ベーパ濃度α、ガス流量Ｆ、およびキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに基づいてキャニスタ２０の燃料吸着状態を推定する原理について説明する。
【００４８】
本実施形態の装置において、給油の実行に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２０に向けて燃料ベーパが流入している状況下では、キャニスタ２０内の燃料の吸着量がその時点の環境下での飽和量となるまで、燃料ベーパが活性炭３０に吸着され続ける。より詳細には、給油に伴って燃料ベーパがキャニスタ２０に流入している状況下では、先ず、ベーパポート２２の近傍（従って、パージポート２８の近傍）に存在する活性炭３０が、飽和状態に至るまで燃料ベーパを吸着する。その後、燃料ベーパの流入が継続される過程で、燃料ベーパを飽和状態まで吸着している活性炭３０の領域が、徐々に大気ポート２４に向かって拡大する。
【００４９】
活性炭３０に燃料ベーパが吸着される際には発熱反応が生ずる。このため、キャニスタ温度センサ３４によって検出されるキャニスタ温度Ｔｃａｎは、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が燃料ベーパを吸着し続けている間は上昇を続ける。そして、その部位に存在する活性炭３０が飽和状態となり、最早燃料を吸着し得ない状態になると、以後、キャニスタ温度Ｔｃａｎは、ガスの流通に伴う冷却効果等の影響で低下し始める。従って、本実施形態の装置では、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が飽和状態に至ることによりキャニスタ温度Ｔｃａｎが上側のピーク温度Ｔｃｐｋとなる。
【００５０】
図３は、上述した原理に従ってキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが生ずる様子を表したグラフである。図３において、符号▲１▼を付して示す曲線は、活性炭３０に、１ｇ当たり初期吸着量として０．０１ｇの燃料を吸着させていた場合の結果である。符号▲２▼を付して示す曲線は、活性炭３０に、１ｇ当たり初期吸着量として０．０５ｇの燃料を吸着させていた場合の結果である。更に、符号▲３▼を付して示す曲線は、活性炭３０に、１ｇ当たり初期吸着量として０．１ｇの燃料を吸着させていた場合の結果である。
【００５１】
給油の実行に伴って活性炭３０に吸着される燃料ベーパの量は、給油の開始以前に活性炭３０に吸着されていた初期吸着量が少ないほど多量となる。そして、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋは、給油の実行に伴って吸着される燃料ベーパ量が多量であるほど高温となる。このため、図３中に曲線▲１▼、▲２▼、▲３▼で示す通り、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋは、初期吸着量が少ないほど高温となる。
【００５２】
給油の過程でキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが検出された場合は、その時点で、パージポート２８の近傍における活性炭３０が、飽和状態に至っていると判断することができる。ここで、活性炭３０が飽和状態において吸着することのできる燃料の絶対量は、活性炭３０の温度が高くなるに連れて少量となる。このため、給油の過程でパージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が飽和状態となった場合、その部分の活性炭３０が絶対量としてどの程度の燃料を吸着しているかは、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに基づいて把握することができる。
【００５３】
パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０の温度、すなわち、キャニスタ温度センサ３４により検出されるキャニスタ温度Ｔｃａｎは、ピーク温度Ｔｃｐｋに到達した後、給油の実行中に僅かながら低下する。従って、その部分の活性炭３０に吸着されている燃料の絶対量は、キャニスタ温度Ｔｃａｎがピーク温度Ｔｃｐｋを超えた後も僅かながら増加する。しかしながら、その変化量は僅かであるため、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに基づいて把握される燃料吸着状態は、給油終了時における燃料吸着状態として近似的に取り扱うことができる。そこで、本実施形態の装置は、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が、給油の終了時に、どのような燃料吸着状態にあるのかを把握するための基礎として、上記ステップ１１２において、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋを検出することとしている。
【００５４】
図４は、給油の実行に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２０に流入するガス中の燃料ベーパ濃度が、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに与える影響を説明するためのグラフである。図４において、符号▲４▼を付して示す曲線は、その燃料ベーパ濃度（ブタン濃度）が９０％である場合の結果である。符号▲５▼を付して示す曲線は、その燃料ベーパ濃度が５０％である場合の結果である。更に、符号▲６▼を付して示す曲線は、その燃料ベーパ濃度が１０％である場合の結果である。
【００５５】
曲線▲４▼、▲５▼、▲６▼は、キャニスタ２０に流入するガス中の燃料ベーパ濃度が高いほどキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが高温となることを表している。既述した通り、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋは、給油の過程で活性炭３０に吸着された燃料が多量であるほど高温となる。従って、曲線▲４▼、▲５▼、▲６▼に示す結果は、飽和状態に至る過程で活性炭３０に吸着される燃料の量は、キャニスタ２０に流入するガス中の燃料ベーパ濃度が高いほど多量となることを表している。
【００５６】
つまり、これらの結果は、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が給油の過程で飽和状態に至った場合、その活性炭３０に吸着されている燃料の絶対量は、キャニスタ２０に流入したガスの燃料ベーパ濃度が高いほど多量となることを表している。そこで、本実施形態の装置は、上記ステップ１１４において、給油の実行に伴ってキャニスタ２０に流入したガスの燃料ベーパ濃度αをも基礎として、給油の終了時における活性炭３０の燃料吸着状態を把握することとしている。
【００５７】
図５は、給油の実行に伴って燃料タンク１０からキャニスタ２０に流入するガスの流量（ｇ／ｍｉｎ）が、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに与える影響を説明するためのグラフである。図５において、符号▲７▼を付して示す曲線は、ガス流量を基準量の５倍とした場合の結果である。符号▲８▼を付して示す曲線は、ガス流量を基準量とした場合の結果である。更に、符号▲９▼を付して示す曲線は、ガス流量を基準量の１／２とした場合の結果である。
【００５８】
曲線▲７▼、▲８▼、▲９▼は、キャニスタ２０に向かって流れるガス流量が多量であるほどキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが高温となることを表している。つまり、これらの結果は、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が給油の過程で飽和状態に至った場合、その活性炭３０に吸着されている燃料の絶対量は、給油の過程でキャニスタ２０に向かって流れていたガス流量（瞬間量）が多量であるほど多量となることを表している。そこで、本実施形態の装置は、上記ステップ１１４において、給油の実行に伴ってキャニスタ２０に向かって流れていたガス流量をも基礎として、給油の終了時における活性炭３０の燃料吸着状態を把握することとしている。
【００５９】
図６は、本実施形態において、ＥＣＵ４０が記憶している燃料吸着量マップの概要を説明するための図である。
図６に示す燃料吸着量マップは、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１１４の処理において参照するマップである。つまり、このマップは、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が、給油の終了時に絶対量としてどの程度の燃料を吸着しているかを推定するためのマップである。図６に示すように、このマップは、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋ、燃料ベーパ濃度α、およびガス流量Ｆとの関係で、燃料吸着量を定めた３次元マップである。
【００６０】
更に、図６に示すマップは、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋ、燃料ベーパ濃度α、およびガス流量Ｆが、それぞれ燃料吸着量に与える上記の影響が反映されるように、実験的に定められたマップである。従って、上記ステップ１１４の処理において、図６に示すマップを参照して燃料吸着量を推定することによれば、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０が、給油の終了時に吸着している燃料の量を、絶対量として精度良く算出することができる。
【００６１】
給油の完了後に、キャニスタ２０内の燃料をパージする処理が開始された場合、その直後には、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０から離脱した燃料を含むパージガスが吸気通路に向かってパージされる。本実施形態の装置によれば、パージが開始される以前から、その部位の活性炭３０の燃料吸着状態を極めて精度良く把握しておくことができる。従って、本実施形態の装置によれば、パージの開始直後にパージされるパージガス中の燃料ベーパ濃度を高精度に予測し、その開始の時点から、多量のパージガスを発生させることができる。このため、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、優れた燃料パージ能力を確保することができる。
【００６２】
［変形例］
ところで、上述した実施の形態１においては、キャニスタ２０の燃料吸着状態を、給油の過程で生じたキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに基づいて推定することとしているが、その推定の基礎は、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに限定されるものではない。すなわち、キャニスタ２０の燃料吸着状態は、給油の過程で、ピーク温度Ｔｃｐｋが発生した時点以降に生じたキャニスタ温度Ｔｃａｎに基づいて推定することとしてもよい。
【００６３】
尚、上述した実施の形態１においては、給油が実行されている状態が、前記第１の発明における「多量ガス流通状態」に、キャニスタ温度センサ３４が前記第１の発明における「キャニスタ温度検出手段」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「ピーク発生検出手段」が、上記ステップ１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「吸着状態推定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第３の発明における燃料ベーパ濃度取得手段が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第３の発明における「ガス流量取得手段」が、それぞれ実現されている。
【００６５】
また、上述した実施の形態１においては、タンク温度センサ１６が前記第６の発明における「タンクベーパ温度検出手段」に相当していると共に、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第６の発明における「タンク内飽和蒸気圧算出手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第６の発明における「燃料ベーパ濃度算出手段」が、それぞれ実現されている。
【００６６】
また、上述した実施の形態１においては、液面センサ１４が、上記第７の発明における「空間容積検出手段」に相当していると共に、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第７の発明における「ガス流量算出手段」が実現されている。
【００６７】
実施の形態２．
［蒸発燃料処理装置の構成］
次に、図７乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図７は、本実施形態の蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。尚、図７において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６８】
図７に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０の内圧、すなわちタンク内圧Ｐｔｎｋを検出するためのタンク内圧センサ５０を備えている。タンク内圧センサ５０の出力は、ＥＣＵ４０に供給されている。更に、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０とキャニスタとをつなぐベーパ通路１８の導通状態を制御するためのタンク内圧制御弁５２を備えている。タンク内圧制御弁５２は、ＥＣＵ４０に制御されることにより、開弁状態と閉弁状態とを選択的に実現することができる。
【００６９】
［蒸発燃料処理装置の動作］
上述した実施の形態１の装置は、給油の実行に伴って多量のガスが燃料タンク１０からキャニスタ２０に流入する際に、パージポート２８付近の活性炭３０が飽和状態となることを利用して、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定することとしている。本実施形態の装置は、給油の実行に頼ることなく、キャニスタ２０の燃料吸着状態の推定に必要な状態を強制的に作り出したうえで、その吸着状態を推定する機能を有している。
【００７０】
図８は、上記の機能を実現するためにＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。尚、図８に示すルーチンは、イグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦに関わらず、パージが実行されていない状況下で適宜実行されるルーチンである。
【００７１】
図８に示すルーチンでは、先ず、タンク内圧制御弁５２が閉弁状態とされる（ステップ１２０）。
タンク内圧制御弁５２が閉弁状態とされると、燃料タンク１０とキャニスタ２０とが切り放された状態となる。キャニスタ２０の内部空間は、大気に開放されているため、その内部圧力は原則として大気圧Ｐ０に維持される。一方、燃料タンク１０の内圧は、タンク内圧制御弁５２が閉じられた後、燃料ベーパの気化が進むことにより上昇し、その液化が進むことにより下降する。このため、本ステップ１２０が実行された後は、タンク内圧制御弁５２の両側に大きな差圧が生ずることがある。
【００７２】
図８に示すルーチンでは、次に、燃料吸着状態の推定処理を実行するための条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１２２）。
本ステップ１２２では、具体的には、タンク温度センサ１６やタンク内圧センサ５０、更にはキャニスタ温度センサ３４などが正常に動作しているか否かが判別される。その結果、それらが正常に動作していれば、実行条件の成立が判定され、一方、それらが正常に動作していない場合は、実行条件の不成立が判定される。
【００７３】
上記ステップ１２２において、燃料吸着状態の推定処理の実行条件が成立していないと判別された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、上記の実行条件が成立していると判別された場合は、次に、タンク内圧Ｐｔｎｋが所定の判定値Ｐ０＋β以上であるか、つまり、タンク内圧Ｐｔｎｋがキャニスタ２０の内圧（大気圧Ｐ０）より所定値β以上高圧であるか否かが判別される（ステップ１２４）。
【００７４】
その結果、Ｐｔｎｋ≧Ｐ０＋βが成立すると判別された場合は、タンク内圧制御弁５２の両側に、燃料タンク１０側を高圧とする大きな差圧が生じていると判断することができる。この場合、タンク内圧制御弁５２の開弁処理が実行される（ステップ１２６）。
【００７５】
上記ステップ１２６において、タンク内圧制御弁５２が開弁されると、その両側に生じていた差圧に起因して、給油の際と同様に、燃料タンク１０からキャニスタ２０へ多量のガスが流通する。その結果、少なくともパージポート２８の近傍では、燃料が飽和状態となるまで活性炭３０に吸着される。ＥＣＵ４０は、実施の形態１の場合と同様に、以後、
▲１▼キャニスタ２０に流入するガス中の燃料ベーパ濃度α、
▲２▼キャニスタ２０に向かって流れるガス流量ｍ、および
▲３▼そのガスの流入に伴って発生したキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋ
に基づいて、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定する。
【００７６】
すなわち、図８に示すルーチンでは、上記ステップ１２６の処理に次いで、先ず、燃料タンク１０からキャニスタ２０へ流入するガス中の燃料ベーパ濃度αが検出される（ステップ１２８）。
次いで、キャニスタ２０に向かって流れるガス流量ｍ（ｇ／ｍｉｎ）が検出される（ステップ１３０）。
その後、キャニスタ２０にガスが流入している過程で発生したキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが検出される（ステップ１３２）。
【００７７】
ＥＣＵ４０は、実施の形態１の場合と同様に、上記図６に示すマップ、すなわち、キャニスタ２０における燃料吸着量を、燃料ベーパ濃度α、ガス流量ｍ、およびキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋとの関係で定めた３次元マップを記憶している。そして、上記ステップ１２８〜１３２の処理により、燃料ベーパ濃度α、ガス流量ｍ、およびキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが検出できたら、実施の形態１の場合（上記ステップ１１４の場合）と同様に、そのマップを参照して、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定する。
【００７８】
ところで、上述した実施の形態１において、燃料ベーパ濃度の算出（上記ステップ１０６参照）は、給油の実行時、すなわち、タンク内圧Ｐｔｎｋが大気圧Ｐ０と見なせる状況下で実行されていた。これに対して、本実施形態においては、タンク内圧Ｐｔｎｋが大気圧Ｐ０とはみなせない状況下で燃料ベーパ濃度を算出する必要がある（上記ステップ１２８参照）。このため、上記ステップ１２８の処理は、実施の形態１の場合と同一の手法では実現することができない。
【００７９】
また、上述した実施の形態１において、ガス流量ｍの算出（上記ステップ１１０）は、給油の実行時、すなわち、燃料タンク１０内の液面が上昇する状況下で行われていた。この場合、液面の時間的変化に基づいてガス流量ｍを算出することができる。しかしながら、本実施形態では、液面に時間的な変化が生じない状況化でガス流量ｍを求める必要がある。このため、上記ステップ１３０の処理も、実施の形態１の場合と同一の手法では実現することができない。
【００８０】
これらのステップ１２８，１３０で実行すべき処理の内容については、後に図９乃至図１１を参照して詳細に説明するものとして、ここでは、便宜上、図８に示すルーチンの説明を続けるものとする。
【００８１】
図８に示すルーチン中、上記ステップ１２４において、Ｐｔｎｋ≧Ｐ０＋βが成立しないと判別された場合は、次に、タンク内圧Ｐｔｎｋが所定の判定値Ｐ０−β以下であるか、つまり、タンク内圧Ｐｔｎｋがキャニスタ２０の内圧（大気圧Ｐ０）より所定値β以上低圧であるか否かが判別される（ステップ１３６）。
【００８２】
その結果、Ｐｔｎｋ≦Ｐ０−βが成立しないと判別された場合は、タンク内圧制御弁５２の両側に、多量のガスの流通を生じさせるに足る差圧は生じていないと判断することができる。この場合、以後、そのような差圧の発生が認められるまで、上記ステップ１２２以降の処理が繰り返される。
【００８３】
一方、上記ステップ１３６において、Ｐｔｎｋ≦Ｐ０−βが成立すると判別された場合は、タンク内圧制御弁５２の両側に、燃料タンク１０側を低圧とする大きな差圧が生じていると判断することができる。この場合、タンク内圧制御弁５２の開弁処理が実行される（ステップ１３８）。
【００８４】
上記ステップ１３８において、タンク内圧制御弁５２が開弁されると、その両側に生じていた差圧に起因して、給油時とは逆に、キャニスタ２０から燃料タンク１０へ向かう多量のガスの流れが生ずる。その結果、パージポート２８の近傍では、活性炭３０に吸着されていた全ての燃料が離脱されることがある。活性炭３０から燃料が離脱する際には吸熱反応が生ずる。このため、キャニスタ温度Ｔｃａｎは、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０から燃料が離脱され続けている間は下降を続ける。そして、その部位に存在する活性炭３０がほぼ全ての燃料を放出して、最早燃料を放出し得ない状態になると、以後、キャニスタ温度Ｔｃａｎはガスの流通に伴う加温効果等の影響で上昇し始める。従って、本実施形態の装置では、パージポート２８の近傍に存在する活性炭３０がほぼ全ての燃料を放出することによりキャニスタ温度Ｔｃａｎが下側のピーク温度Ｔｃｐｋとなる。
【００８５】
このような下側のキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが発生した場合、ＥＣＵ４０は、以後、実施の形態１の場合、或いは、上記ステップ１２６〜１３４の場合と同様の原理に従って、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定する。つまり、ＥＣＵ４０は、
▲１▼キャニスタ２０から流出するガス中の燃料ベーパ濃度α、
▲２▼キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かって流れるガス流量ｍ、および
▲３▼そのガスの流出に伴って発生したキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋ
に基づいて、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定する。
【００８６】
具体的には、図８に示すルーチンでは、上記ステップ１３８の処理に次いで、先ず、キャニスタ２０から燃料タンク１０へ流出するガス中の燃料ベーパ濃度αが検出される（ステップ１４０）。
次いで、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かって流れるガス流量ｍ（ｇ／ｍｉｎ）が検出される（ステップ１４２）。
その後、キャニスタ２０からガスが流出している過程で発生したキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが検出される（ステップ１４４）。
【００８７】
活性炭３０が、ある環境下で、放出し得る殆ど全ての燃料を放出した後に、更に活性炭３０に吸着されている燃料の絶対量は、飽和状態の活性炭３０に吸着されている燃料の絶対量と同様に、多量ガスの流通中に生じたキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋ、そのガス中の燃料ベーパ濃度α、およびそのガスの流量ｍ（ｇ／ｍｉｎ）に対してほぼ一義的に決定される。本実施形態において、ＥＣＵ４０は、上記図６に示すマップと共に、そのマップと類似するマップ、つまり、キャニスタ２０から燃料が放出された後の燃料吸着量を、燃料ベーパ濃度α、ガス流量ｍ、およびキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋとの関係で定めた３次元マップを記憶している。そして、上記ステップ１４０〜１４４の処理により、燃料ベーパ濃度α、ガス流量ｍ、およびキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋが検出できたら、そのマップを参照して、キャニスタ２０の燃料吸着状態を推定する。
【００８８】
ところで、上述した実施の形態１において、燃料ベーパ濃度の算出（上記ステップ１０６参照）は、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流れる状況下で実行されていた。これに対して、本実施形態においては、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かってガスが流れる状況下で燃料ベーパ濃度を算出する必要がある（上記ステップ１４０参照）。このため、上記ステップ１４０の処理は、実施の形態１の場合と同一の手法では実現することができない。
【００８９】
また、上述した実施の形態１において、ガス流量ｍの算出（上記ステップ１１０）は、給油の実行時、すなわち、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流れ、かつ、燃料タンク１０内の液面が上昇する状況下で行われていた。この場合、液面の時間的変化に基づいてガス流量ｍを算出することができる。しかしながら、上記ステップ１４２の処理では、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かってガスが流れ、かつ、液面に時間的な変化が発生しない状況化でガス流量ｍを求める必要がある。このため、上記ステップ１４２の処理も、実施の形態１の場合と同一の手法では実現することができない。
【００９０】
以下、それらのステップ１４０，１４２で実行すべき処理の内容を、上述したステップ１２８および１３０の処理の内容と共に、図９乃至図１１を参照して詳細に説明する。
【００９１】
［燃料ベーパ濃度αの検出手順］
図９（Ａ）は、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１２８において実行する一連の処理、つまり、多量のガスがキャニスタ２０に流入している環境下で燃料ベーパ濃度αを検出するために実行する一連の処理のフローチャートである。このような環境下では、キャニスタ２０に流入してくるガスに含まれる燃料の飽和蒸気圧と、そのガスの圧力との比を求めることで、燃料ベーパ濃度αを検出することができる。
【００９２】
図９（Ａ）に示す手順では、先ず、タンク内圧センサ５０の出力に基づいて、タンク内圧Ｐｔｎｋが検出される（ステップ１５０）。
次に、タンク温度センサ１６の出力に基づいて、タンクベーパ温度Ｔｖａｐが検出される（ステップ１５２）。
そして、そのタンクベーパ温度Ｔｖａｐに基づいて、燃料タンク１０内の燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｓが算出される（ステップ１５４）。
【００９３】
タンク内圧制御弁５２が開弁された後、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流通している場合、そのガス中の飽和蒸気圧Ｐｓは、燃料タンク１０内の飽和蒸気圧Ｐｓと等しいとみなすことができる。また、そのガスの圧力は、タンク内圧Ｐｔｎｋと等しいとみなすことができる。このため、そのガス中の燃料ベーパ濃度αは“Ｐｓ／Ｐｔｎｋ”として求めることができる。図９（Ａ）に示す手順では、上記ステップ１５４の処理の後、α＝Ｐｓ／Ｐｔｎｋとして、燃料ベーパ濃度αが算出される（ステップ１５６）。
【００９４】
以上説明した通り、図９（Ａ）に示す手順によれば、タンク内圧制御弁５２が開弁された後、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流通している環境下で、そのガス中の燃料ベーパ濃度αを適切に算出することができる。
【００９５】
図９（Ｂ）は、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１４０において実行する一連の処理、つまり、多量のガスがキャニスタ２０から流出している環境下で燃料ベーパ濃度αを検出するために実行する一連の処理のフローチャートである。このような環境下では、キャニスタ２０内部における燃料の飽和蒸気圧Ｐｓと、キャニスタ２０から流出するガスの圧力との比を求めることで、燃料ベーパ濃度αを検出することができる。
【００９６】
図９（Ｂ）に示す手順では、先ず、キャニスタ温度センサ３４の出力に基づいて、キャニスタ温度Ｔｃａｎが検出される（ステップ１６０）。
次に、そのキャニスタ温度Ｔｃａｎに対応する燃料ベーパの飽和蒸気圧が算出される（ステップ１５４）。
このようにして算出された飽和蒸気圧は、キャニスタ２０の内部における燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｓとみなすことができる。
【００９７】
タンク内圧制御弁５２が開弁された後、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かってガスが流通している場合、そのガスの圧力は、キャニスタ２０の内圧、つまり、大気圧Ｐ０とみなすことができる。このため、そのガス中の燃料ベーパ濃度αは“Ｐｓ／Ｐ０”として求めることができる。図９（Ｂ）に示す手順では、上記ステップ１６２の処理の後、α＝Ｐｓ／Ｐ０として、燃料ベーパ濃度αが算出される（ステップ１６４）。
【００９８】
以上説明した通り、図９（Ｂ）に示す手順によれば、タンク内圧制御弁５２が開弁された後、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かってガスが流通している環境下で、そのガス中の燃料ベーパ濃度αを適切に算出することができる。
【００９９】
［ガス流量ｍの検出手順］
図１０は、タンク内圧制御弁５２の両側に差圧が生じている場合に、その差圧に起因してタンク内圧制御弁５２を通って流れるガスの流量ｍ（ｇ／ｍｉｎ）を求めるための手法を説明するための図を示す。
【０１００】
より具体的には、図１０（Ａ）は、本実施形態の蒸発燃料処理装置が備えるタンク内圧制御弁５２の周辺を簡略化して表した図である。また、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）中に符号（Ｂ）ｏｒ（Ｃ）を付して示す部分の拡大断面図である。図１０（Ｂ）は、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流通している状態を示し、一方、図１０（Ｃ）は、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かってガスが流通している状態を示している。更に、図１０（Ｄ）は、ガスの流量ｍを算出するための演算式を示す。
【０１０１】
タンク内圧制御弁５２が開弁しており、かつ、その両側に差圧が生じている場合は、その差圧に起因するガスの流れが生ずる。この際、燃料タンク１０側に高い圧力が生じている場合は、図１０（Ｂ）に示すように、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かうガスの流れが生ずる。この場合、燃料タンク１０側の圧力がＰｏｕｔ、キャニスタ２０側の圧力がＰｉｎ、キャニスタ２０側の温度がＴｉｎであるとすると、そのガスの流量（ｇ／ｍｉｎ）は、次式により求めることができる。
【０１０２】
【数５】
2004060442.tif 000005
【０１０３】
一方、タンク内圧制御弁５２の両側に、キャニスタ２０側が高圧となるような差圧が生じている場合は、図１０（Ｃ）に示すように、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かうガスの流れが生ずる。この場合、キャニスタ２０側の圧力がＰｏｕｔ、燃料タンク１０側の圧力がＰｉｎ、燃料タンク１０側の温度がＴｉｎであるとすると、そのガスの流量（ｇ／ｍｉｎ）は、同様に上記の演算式により求めることができる。
【０１０４】
ここで、本実施形態の装置では、上記の演算式に代入すべき圧力および温度は、それぞれ下記の圧力および温度で代用することができる。
・燃料タンク１０側の圧力：
タンク内圧センサ５０により検出されるタンク内圧Ｐｔｎｋ
・燃料タンク１０側の温度：
タンク温度センサ１６により検出されるタンクベーパ温度Ｔｖａｐ
・キャニスタ２０側の圧力：
大気圧Ｐ０
・キャニスタ２０側の温度：
キャニスタ温度センサ３４により検出されるキャニスタ温度Ｔｃａｎ
従って、これらの圧力や温度を状況に応じて適宜上記の演算式に代入すれば、ＥＣＵ４０は、タンク内圧制御弁５２の両側の差圧に起因して流通するガスの流量を算出することができる。
【０１０５】
図１１（Ａ）は、ＥＣＵ４０が、上記の原理に従って、燃料タンク１０からキャニスタ２０へ向かって流れるガスの流量ｍを算出すべく、上記ステップ１３０において実行する一連の処理のフローチャートである。
【０１０６】
図１１（Ａ）に示す手順では、先ず、タンク内圧Ｐｔｎｋが流出側圧力Ｐｏｕｔとして記憶される（ステップ１７０）。
次に、キャニスタ側２０の圧力、すなわち大気圧Ｐ０が流入側圧力Ｐｉｎとして記憶される（ステップ１７２）。
次いで、キャニスタ温度Ｔｃａｎが流入側温度Ｔｉｎとして記憶される（ステップ１７４）。
最後に、上記の如く記憶されたＰｏｕｔ、Ｐｉｎ、およびＴｉｎが、上記の演算式に代入され、キャニスタ２０に向かって流通しているガス流量ｍ（ｇ／ｍｉｎ）が演算される（ステップ１７６）。
【０１０７】
以上説明した通り、図１１（Ａ）に示す手順によれば、タンク内圧制御弁５２が開弁された後、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流通している環境下で、そのガスの流量ｍを適切に算出することができる。
【０１０８】
図１１（Ｂ）は、ＥＣＵ４０が、上記の原理に従って、キャニスタ２０から燃料タンク１０へ向かって流れるガスの流量ｍを算出すべく、上記ステップ１４２において実行する一連の処理のフローチャートである。
【０１０９】
図１１（Ｂ）に示す手順では、先ず、キャニスタ２０の内圧、すなわち大気圧Ｐ０が流出側圧力Ｐｏｕｔとして記憶される（ステップ１８０）。
次に、タンク内圧Ｐｔｎｋが流入側圧力Ｐｉｎとして記憶される（ステップ１８２）。
次いで、タンクベーパ温度Ｔｖａｐが流入側温度Ｔｉｎとして記憶される（ステップ１８４）。
最後に、上記の如く記憶されたＰｏｕｔ、Ｐｉｎ、およびＴｉｎが、上記の演算式に代入され、燃料タンク１０に向けてキャニスタ２０から流出しているガス流量ｍ（ｇ／ｍｉｎ）が演算される（ステップ１８６）。
【０１１０】
以上説明した通り、図１１（Ｂ）に示す手順によれば、タンク内圧制御弁５２が開弁された後、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かってガスが流通している環境下で、そのガスの流量ｍを適切に算出することができる。
［変形例］
ところで、上述した実施の形態２においては、キャニスタ２０の燃料吸着状態を、上側または下側のキャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに基づいて推定することとしているが、その推定の基礎は、キャニスタピーク温度Ｔｃｐｋに限定されるものではない。すなわち、キャニスタ２０の燃料吸着状態は、多量のガスが流通している過程で、ピーク温度Ｔｃｐｋが発生した時点以降に生じたキャニスタ温度Ｔｃａｎに基づいて推定することとしてもよい。
【０１１１】
尚、上述した実施の形態２においては、タンク内圧制御弁５２が開弁された後、燃料タンク１０とキャニスタ２０との間で多量のガスが授受されている状態が前記第８の発明における「多量ガス流通状態」に、タンク内圧センサ５０が前記第８の発明における「圧力差検出手段」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１２６または１３８の処理を実行することにより前記第８の発明における「制御弁開弁手段」が実現されている。
【０１１２】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１５２の処理を実行することにより前記第９の発明における「タンクベーパ温度検出手段」が、上記ステップ１５４の処理を実行することにより前記第９の発明における「タンク内飽和蒸気圧算出手段」が、上記ステップ１５０の処理を実行することにより前記第９の発明における「タンク内圧取得手段」が、上記ステップ１５６の処理を実行することにより前記第９の発明における「第１の燃料ベーパ濃度算出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１３】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１６２の処理を実行することにより前記第１０の発明における「キャニスタ内飽和蒸気圧算出手段」が、上記ステップ１６４の処理を実行することにより前記第１０の発明における「第２の燃料ベーパ濃度算出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１４】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１７０の処理を実行することにより前記第１１の発明における「タンク内圧取得手段」が、上記ステップ１７６の処理を実行することにより前記第１１の発明における「第１の流量算出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１５】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１８４の処理を実行することにより前記第１２の発明における「タンクベーパ温度検出手段」が、上記ステップ１８２の処理を実行することにより前記第１２の発明における「タンク内圧取得手段」が、上記ステップ１８６の処理を実行することにより前記第１２の発明における「第２の流量算出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１６】
実施の形態３．
［蒸発燃料処理装置の構成・特徴］
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図１２は、本実施形態の蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。尚、図１２において、上記図１または図７に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【０１１７】
図１２に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１０の内部に液面センサ１４が配置されている点、および燃料タンク１０からタンク温度センサ５０が除去されている点を除き、実施の形態２の装置と同様の構成（図７に示す構成）を有している。
【０１１８】
上述した実施の形態２の装置は、燃料タンク１０からキャニスタ２０に向かってガスが流通している状況下で燃料ベーパ濃度αを算出する際、或いは燃料タンク１０とキャニスタ２０との間で授受されるガスの流量ｍを算出する際に、それらの算出の基礎としてタンク内圧Ｐｔｎｋを用いている（上記ステップ１５６、１７０および１８２参照）。そして、タンク内圧Ｐｔｎｋを検出するためにタンク内圧センサ５０を備えている。
【０１１９】
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、タンク内圧センサ５０を用いることなく、実施の形態２の装置と同様の機能を実現するため、液面センサ１４の出力に基づいて、タンクモデルからタンク内圧Ｐｔｎｋを推定する点に特徴を有している。
【０１２０】
［タンク内圧Ｐｔｎｋの推定処理］
図１３は、タンク内圧Ｐｔｎｋを推定するためにＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。
図１３に示すルーチンでは、先ず、空気モル数算出済みフラグＦｌａｇＮａに１がセットされているか否かが判別される（ステップ１９０）。
【０１２１】
その結果、未だＦｌａｇＮａ＝１が成立していないと判別された場合は、次に、タンク内圧制御弁５２が開状態から閉状態に変更される（ステップ１９２）。
本ステップ１９２の処理が実行される以前は、タンク内圧制御弁５２が開弁されており、燃料タンク１０の内部が大気圧Ｐ０に開放されていた。従って、本ステップ１９２の処理が実行された直後は、燃料タンク１０がキャニスタ２０から切り放されてはいるが、タンク内圧Ｐｔは、大気圧Ｐ０近傍の値を維持する。
【０１２２】
図１３に示すルーチンでは、次に、液面センサ１４の出力に基づいて、封鎖された燃料タンク１０の内部に存在している空間容積Ｖが検出される（ステップ１９４）。
【０１２３】
次に、タンク温度センサ１６の出力に基づいて、タンクベーパ温度Ｔｖａｐが検出される（ステップ１９６）。
【０１２４】
タンク内圧制御弁５２が閉じられた直後は、すなわち、タンク内圧Ｐｔｎｋが大気圧Ｐ０に維持されている間は、燃料タンク１０の内部空間において、以下に示す状態方程式が成立する。
Ｐ０・Ｖ＝Ｎ・Ｒ・Ｔｖａｐ
但し、Ｎは封鎖された燃料タンク１０の中に閉じこめられているガス（空気と燃料）の総モル数である。
【０１２５】
図１３に示すルーチンでは、上記の状態方程式を変形することで、以下のように総モル数Ｎが算出される（ステップ１９８）。
Ｎ＝（Ｐ０・Ｖ）／（Ｒ・Ｔｖａｐ）
【０１２６】
次に、上記ステップ１９６において検出されたタンクベーパ温度Ｔｖａｐに基づいて、現時点における燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｓ、つまり、タンク内圧Ｐｔｎｋが大気圧Ｐ０である環境下での飽和蒸気圧Ｐｓが算出される（ステップ２００）。
【０１２７】
燃料タンク１０内のガス（空気と燃料）の総モル数がＮであり、かつ、タンク内圧Ｐｔｎｋが大気圧Ｐ０である場合、燃料の分圧が飽和蒸気圧Ｐｓであると仮定すれば、空気モル数Ｎａは、以下のように求めることができる。
Ｎａ＝Ｎ・Ｐｓ／Ｐ０
図１３に示すルーチンでは、上記の仮定の下、その演算式に従って空気モル数Ｎａが算出される（ステップ２０２）。
【０１２８】
空気モル数Ｎａは、タンク内圧制御弁５２が閉じられている限り、つまり、燃料タンク１０が封鎖されている限り、上記ステップ２０２で演算された値に維持される。上記ステップ２０２の処理が終了すると、空気モル数Ｎａの演算が終了したことを表すべく、空気モル数演算済みフラグＦｌａｇＮａに１がセットされる（ステップ２０４）。
【０１２９】
燃料タンク１０内部の空間容積がＶであり、タンクベーパ温度がＴｖａｐであり、かつ、空気モル数がＮａである場合は、燃料タンク１０内部の空気分圧Ｐａｉｒを次式の如く表すことができる。
Ｐａｉｒ＝Ｎａ・Ｒ・Ｔｖａｐ／Ｖ
図１３に示すルーチンでは、上記ステップ２０４の処理に次いで、上記の演算式に従って燃料タンク１０内の空気分圧Ｐａｉｒが算出される（ステップ２０６）。
【０１３０】
燃料タンク１０の内部空間が燃料で飽和しているとすれば、燃料分圧Ｐｖａｐは、燃料の飽和蒸気圧Ｐｓとなる。このため、本実施形態では、上記の仮定の下、燃料の飽和蒸気圧Ｐｓが燃料タンク１０内の燃料分圧Ｐｖａｐとされる（ステップ２０８）。
【０１３１】
封鎖された燃料タンク１０内の圧力、すなわち、タンク内圧Ｐｔｎｋは、燃料タンク内１０の空気の分圧Ｐａｉｒと燃料の分圧Ｐｖａｐとを加算することで求めることができる。そこで、図１３に示すルーチンでは、それらを加算することで、次式の如くタンク内圧Ｐｔｎｋを算出することとしている（ステップ２１０）。
Ｐｔｎｋ＝Ｐａｉｒ＋Ｐｖａｐ
【０１３２】
空気モル数Ｎａの算出が終了し、空気モル数算出完了フラグＦｌａｇＮａに１がセットされた後に、再び本ルーチンが起動されると、今度は、上記ステップ１９０において、ＦｌａｇＮａ＝１の条件が成立すると判断される。この場合、以後、今回の処理サイクルが実行されている時点での空間容積Ｖ、およびタンクベーパ温度Ｔｖａｐが順次検出され、更に、そのタンクベーパ温度Ｔｖａｐに基づいて飽和蒸気圧Ｐｓが算出される（ステップ２１２〜２１４）。
【０１３３】
そして、それらの検出および算出が終了した後に、今回の処理サイクル時に得られた空間容積Ｖ、タンクベーパ温度Ｔｖａｐ、および飽和蒸気圧Ｐｓに基づいて、上記ステップ２０６以降の処理が実行される。
【０１３４】
燃料タンク１０がタンク内圧封鎖弁５２によって封鎖されている場合、タンク内圧Ｐｔは、空間容積Ｖの変化や燃料ベーパの発生量の変化に応じて変動する。上記ステップ２０６の処理によれば、そのような変動を的確に捕らえて、常に精度良くタンク内圧Ｐｔｎｋを推定することができる。このため、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、タンク内圧センサＰｔを用いることなく、実施の形態２の場合と同様の機能、つまり、キャニスタ２０の燃料吸着状態を精度良く推定する機能を実現することができる。
【０１３５】
ところで、上述した実施の形態３においては、タンクベーパ温度Ｔｖａｐを検出するために、タンク温度センサ１６を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、タンクベーパ温度Ｔｖａｐは、燃料タンク１０の外部と内部との間で行われる熱伝達に起因するエネルギ収支、および燃料タンク１０とキャニスタ２０との間でガスの流入出に伴って授受されるエネルギの収支等を考慮して、エネルギ保存則、および質量保存則に従って算出することとしてもよい。
【０１３６】
より具体的には、タンクベーパ温度Ｔｖａｐは、タンク温度センサ１６を用いることなく、以下のような手順で推定することとしてもよい。すなわち、燃料タンク１０は閉じられた系であると仮定する。この場合、燃料タンク１０内部のエネルギの増減量は、燃料タンク１０の外部空間と内部空間との間で生ずる熱伝達によるエネルギ収支と、燃料タンク１０とキャニスタ２０との間でのガスの流入出に伴うエネルギ収支とを考慮することで検知することができる。
【０１３７】
燃料タンク１０内部のエネルギの増減量が検知できると、その増減量に基づいて、燃料タンク１０内部における圧力の変化、つまり、タンク内圧Ｐｔｎｋの変化を検知することができる。更に、タンク内圧Ｐｔｎｋの変化が検知できると、質量保存則（燃料タンク１０内の総モル数一定）を前提として、状態方程式（Ｐｔｎｋ・Ｖ＝Ｎ・Ｒ・Ｔｖａｐ）を解くことでタンク内圧Ｐｔｎｋを算出することができる。タンク内圧Ｐｔｎｋをこのような手法で算出することによれば、タンク温度センサ１６が不要になるため、より少ないセンサ数で実施の形態３の装置の機能を実現することが可能となる。
【０１３８】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２００または２１６の処理を実行することにより前記第１４の発明におけるタンク内飽和蒸気圧算出手段」が、上記ステップ１９４または２１２の処理を実行することにより前記第１４の発明における「空間容積検出手段」が、それぞれ実現されている。また、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１９２の処理を実行することにより前記第１４の発明における「燃料タンク封鎖状態を形成する手段」が、上記ステップ１９８の処理を実行することにより前記第１４の発明における「総モル数算出手段」が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第１４の発明における「空気モル数算出手段」が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより前記第１４の発明における「空気分圧算出手段」が、上記ステップ２１０の処理を実行することにより前記第１４の発明における「タンク内圧算出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１３９】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、燃料タンクとキャニスタとの間を多量のガスが流通している状況下で、キャニスタ温度のピーク値の発生を検出することができる。キャニスタ温度は、燃料の吸着時にはキャニスタが燃料を更に吸着することができない状態に至った時点でピーク値となり、一方、燃料の離脱時にはキャニスタが燃料を更に放出することができない状態に至った時点でピーク値となる。また、それらの状態が生じた場合、キャニスタ内に吸着されている燃料の絶対量は、その時点におけるキャニスタの温度、つまり、上記のピーク温度に応じた量となる。本発明によれば、その絶対量に相当する吸着状態を、上記のピーク温度以降のキャニスタ温度に基づいて精度良く推定することができる。
【０１４０】
第２の発明によれば、キャニスタ温度を、キャニスタのパージポートの近傍において検出することができる。このため、本発明によれば、パージポートの近傍における吸着状態を、特に精度良く検知することができる。燃料のパージが開始された後、最初にパージされるガス中の燃料ベーパ濃度は、パージポートの近傍における吸着状態に大きな影響を受ける。このため、パージポート近傍における吸着状態が精度良く検出できると、パージ開始直後から、パージガス中の燃料ベーパ濃度を精度良く推定することが可能となり、パージ量を多量に生じさせることが可能となる。
【０１４１】
第３の発明によれば、上記ピーク温度以降のキャニスタ温度に加えて、燃料タンクとキャニスタとの間で授受されるガス中の燃料ベーパ濃度、およびそのガスの流量をも基礎として吸着状態を推定することができる。このため、本発明によれば、キャニスタ内部の燃料吸着状態を、高精度に推定することができる。
【０１４２】
第４の発明によれば、キャニスタ内部の燃料吸着状態を、キャニスタ温度、燃料ベーパ濃度、およびガス流量との関係で定めたマップを参照することにより、その吸着状態を、簡単に、かつ、精度良く推定することができる。
【０１４３】
第５の発明によれば、給油に伴って、燃料タンクからキャニスタへ燃料ベーパを含むガスが多量に流通するのを利用して、キャニスタ内の燃料吸着状態を高精度に推定することができる。
【０１４４】
第６の発明によれば、燃料ベーパ濃度は、給油の実行に伴って燃料タンク内がほぼ大気圧とされている状況下で算出される。この際、本発明では、ベーパ温度に基づいて燃料ベーパの飽和蒸気圧が算出され、更に、その飽和蒸気圧と大気圧との比率に基づいて、燃料ベーパ濃度が精度良く算出される。
【０１４５】
第７の発明によれば、ガス流量は、給油の実行に伴って燃料タンク内の液面が上昇し、それに伴って燃料タンク内の空間容積が時間的に減少している状況下で算出される。この際、本発明では、その空間容積の時間的な変化に基づいてガスの流量が算出される。
【０１４６】
第８の発明によれば、タンク内圧制御弁の両側に所定の開弁圧以上の差圧が生じた場合に、そのタンク内圧制御弁を開弁状態とすることで、燃料タンクとキャニスタとの間に多量のガスを流通させることができる。そして、本発明によれば、その多量のガスの流通を利用して、キャニスタ内の燃料吸着状態を推定することができる。
【０１４７】
第９の発明によれば、タンク内圧制御弁の開弁に伴って、燃料タンクからキャニスタに向かって多量のガスが流れている場合に、ベーパ温度に基づいて燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出し、更に、その飽和蒸気圧とタンク内圧との比率に基づいて、燃料ベーパ濃度を精度良く算出することができる。
【０１４８】
第１０の発明によれば、タンク内圧制御弁の開弁に伴って、キャニスタから燃料タンクに向かって多量のガスが流れている場合に、キャニスタ温度に基づいてキャニスタ内の燃料ベーパの飽和蒸気圧を算出し、更に、その飽和蒸気圧と大気圧との比率に基づいて、燃料ベーパ濃度を精度良く算出することができる。
【０１４９】
第１１の発明によれば、燃料タンクからキャニスタに向かって多量のガスが流れている場合に、燃料タンク内のベーパ温度を流出側温度Ｔｏｕｔとし、燃料タンクの内圧を流出側圧力Ｐｏｕｔとし、キャニスタ温度を流入側温度Ｔｉｎとし、更に、大気圧を流入側圧力Ｐｉｎとして、所定の演算式によりガスの流量ｍを算出することができる。
【０１５０】
第１２の発明によれば、キャニスタから燃料タンクに向かって多量のガスが流れている場合に、キャニスタ温度を流出側温度Ｔｏｕｔとし、大気圧を流出側圧力Ｐｏｕｔとし、燃料タンク内のベーパ温度を流入側温度Ｔｉｎとし、かつ、燃料タンクの内圧を流入側圧力Ｐｉｎとして、所定の演算式によりガスの流量ｍを算出することができる。
【０１５１】
第１３の発明によれば、燃料タンクの内圧をタンク内圧センサによって容易に検出することができる。
【０１５２】
第１４の発明によれば、燃料タンク封鎖状態を形成した時点で、燃料タンク内のガスの総モル数と、燃料の飽和蒸気圧と、タンク内圧（つまり、大気圧）とに基づいて、燃料タンク内の空気モル数を算出することができる。そして、以後、任意の時点で、その空気モル数と、個々の時点における空間容積およびベーパ温度とに基づいて、その時点における燃料タンク内の空気分圧を算出することができる。更に、このようにして算出した空気分圧と、その時点での飽和蒸気圧とを加算することで、燃料タンクの内圧を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の装置において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】ガスの流入過程においてキャニスタ温度に生ずるピーク温度と初期吸着量との関係を表すグラフである。
【図４】ガスの流入過程においてキャニスタ温度に生ずるピーク温度とガス中の燃料ベーパ濃度との関係を表すグラフである。
【図５】ガスの流入過程においてキャニスタ温度に生ずるピーク温度とガス流量との関係を表すグラフである。
【図６】実施の形態１の装置においてキャニスタの燃料吸着状態を推定する際に用いられるマップのイメージ図である。
【図７】本発明の実施の形態２の蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。
【図８】実施の形態２の装置において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】実施の形態２の装置が、燃料タンクとキャニスタとの間で授受されるガス中の燃料ベーパ濃度を算出するために実行する一連の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態２の装置が、燃料タンクとキャニスタとの間で授受されるガスの流量を算出する手法を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２の装置が、燃料タンクとキャニスタとの間で授受されるガスの流量を算出するために実行する一連の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３の蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。
【図１３】実施の形態３の装置において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０　燃料タンク
１２　給油口
１４　液面センサ
１６　タンク温度センサ
２０　キャニスタ
３０　活性炭
３２　パージＶＳＶ
３４　キャニスタ温度センサ
４０　ＥＣＵ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）
５０　タンク内圧センサ
５２　タンク内圧制御弁
【図１】
2004060442.tif 000008
【図２】
2004060442.tif 000009
【図３】
2004060442.tif 000010
【図４】
2004060442.tif 000011
【図５】
2004060442.tif 000012
【図６】
2004060442.tif 000013
【図７】
2004060442.tif 000014
【図８】
2004060442.tif 000015
【図９】
2004060442.tif 000016
【図１０】
2004060442.tif 000017
【図１１】
2004060442.tif 000018
【図１２】
2004060442.tif 000019
【図１３】
2004060442.tif 000020