(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内において発生した蒸発燃料が流れるエバポ系と内燃機関の吸気通路とに連通し、前記エバポ系の蒸発燃料を前記吸気通路へ導いてパージするパージ通路と、
前記パージ通路に設けられ、蒸発燃料状態測定期間及び前記蒸発燃料状態測定期間後のパージ期間において作動することにより、前記パージ通路において前記エバポ系側から吸入した流体を前記吸気通路側へ吐出するポンプと、
前記パージ通路における前記ポンプの前記エバポ系側に設けられ、前記パージ通路の断面積を絞る絞りと、
空気が導入される空気導入通路と、
前記エバポ系と前記パージ通路との連通及び前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を制御する連通制御手段と、
前記パージ通路における前記ポンプ及び前記絞りの間の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蒸発燃料状態測定期間において前記圧力検出手段が検出した前記圧力から、前記パージ通路における蒸発燃料状態を算出する蒸発燃料状態算出手段と、
前記蒸発燃料状態算出手段が算出した前記蒸発燃料状態に基づき、前記パージ期間において前記ポンプの流量を制御するポンプ制御手段と、
を備え、
前記蒸発燃料状態測定期間は、前記吸気通路へのパージを許容するためのパージ許容条件が成立した後に開始され、
前記蒸発燃料状態算出手段は、前記蒸発燃料状態測定期間において前記連通制御手段が前記エバポ系と前記パージ通路との連通を遮断し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路とを連通した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力と、前記蒸発燃料状態測定期間において前記連通制御手段が前記エバポ系と前記パージ通路とを連通し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を遮断した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力とから、前記蒸発燃料状態を算出することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
燃料タンク内において発生した蒸発燃料が流れるエバポ系と内燃機関の吸気通路とに連通し、前記エバポ系の蒸発燃料を前記吸気通路へ導いてパージするパージ通路と、
前記パージ通路に設けられ、蒸発燃料状態測定期間及び前記蒸発燃料状態測定期間後のパージ期間において作動することにより、前記パージ通路において前記エバポ系側から吸入した流体を前記吸気通路側へ吐出するポンプと、
前記パージ通路における前記ポンプの前記エバポ系側に設けられ、前記パージ通路の断面積を絞る絞りと、
空気が導入される空気導入通路と、
前記エバポ系と前記パージ通路との連通及び前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を制御する連通制御手段と、
前記パージ通路における前記ポンプ及び前記絞りの間の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蒸発燃料状態測定期間において前記圧力検出手段が検出した前記圧力から、前記パージ通路における蒸発燃料状態を算出する蒸発燃料状態算出手段と、
前記蒸発燃料状態算出手段が算出した前記蒸発燃料状態に基づき、前記パージ期間において前記ポンプの流量を制御するポンプ制御手段と、
を備え、
前記蒸発燃料状態測定期間は、前記吸気通路へのパージを許容するためのパージ許容条件が成立した後に開始され、
前記蒸発燃料状態算出手段は、前記パージ許容条件が成立する前の期間において前記連通制御手段が前記エバポ系と前記パージ通路との連通を遮断し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路とを連通した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力と、前記蒸発燃料状態測定期間において前記連通制御手段が前記エバポ系と前記パージ通路とを連通し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を遮断した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力とから、前記蒸発燃料状態を算出することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
燃料タンク内において発生した蒸発燃料が流れるエバポ系と内燃機関の吸気通路とに連通し、前記エバポ系の蒸発燃料を前記吸気通路へ導いてパージするパージ通路と、
前記パージ通路に設けられ、蒸発燃料状態測定期間及び前記蒸発燃料状態測定期間後のパージ期間において作動することにより、前記パージ通路において前記エバポ系側から吸入した流体を前記吸気通路側へ吐出するポンプと、
前記パージ通路における前記ポンプの前記エバポ系側に設けられ、前記パージ通路の断面積を絞る絞りと、
前記絞りより大きな断面積を有し、前記エバポ系と前記パージ通路とに連通し、前記エバポ系の蒸発燃料を前記パージ通路における前記ポンプの前記エバポ系側へ前記絞りを迂回して導くバイパス通路と、
前記パージ通路における前記ポンプ及び前記絞りの間の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記蒸発燃料状態測定期間において前記圧力検出手段が検出した前記圧力から、前記パージ通路における蒸発燃料状態を算出する蒸発燃料状態算出手段と、
前記蒸発燃料状態算出手段が算出した前記蒸発燃料状態に基づき、前記パージ期間において前記ポンプの流量を制御するポンプ制御手段と、
前記エバポ系と前記バイパス通路との連通を制御するバイパス制御手段であって、前記蒸発燃料状態測定期間において前記エバポ系と前記バイパス通路との連通を遮断し、前記パージ期間において前記エバポ系と前記バイパス通路とを連通するバイパス制御手段と、
を備える蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記絞りより大きな断面積を有し、前記エバポ系と前記パージ通路とに連通し、前記エバポ系の蒸発燃料を前記パージ通路における前記ポンプの前記エバポ系側へ前記絞りを迂回して導くバイパス通路と、
前記エバポ系と前記バイパス通路との連通を制御するバイパス制御手段であって、前記蒸発燃料状態測定期間において前記エバポ系と前記バイパス通路との連通を遮断し、前記パージ期間において前記エバポ系と前記バイパス通路とを連通するバイパス制御手段と、を備える請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記パージ通路は、前記エバポ系において蒸発燃料を吸着するキャニスタを通じて前記燃料タンクに連通する請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記ポンプ制御手段は、前記パージ期間における前記ポンプの回転数を前記蒸発燃料状態測定期間における前記回転数以上に設定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記パージ期間は、前記蒸発燃料状態測定期間後に連続する第一期間と、前記第一期間後に連続する第二期間とを含み、
前記ポンプ制御手段は、前記第一期間において前記蒸発燃料状態算出手段が算出した前記蒸発燃料状態に基づき前記ポンプの流量を制御し、前記第二期間において前記内燃機関のセンサにより検出された空燃比又は酸素濃度に基づき前記ポンプの流量を制御する請求項３〜６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
空気が導入される空気導入通路と、
漏れ検査期間において前記燃料タンク及び前記エバポ系からの蒸発燃料漏れを判定する漏れ判定手段と、
を備え、
前記ポンプは前記漏れ検査期間において作動することにより、前記パージ通路において前記エバポ系側から吸入した流体を前記吸気通路側へ吐出し、
前記バイパス制御手段は、前記エバポ系と前記バイパス通路との連通及び前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を制御し、
前記漏れ判定手段は、前記漏れ検査期間において前記バイパス制御手段が前記エバポ系と前記バイパス通路との連通を遮断し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路とを連通した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力としての基準圧と、前記漏れ検査期間において前記バイパス制御手段が前記エバポ系と前記バイパス通路とを連通し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を遮断した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力としての比較圧とに基づき、前記蒸発燃料漏れを判定する請求項３〜７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
空気が導入される空気導入通路と、
漏れ検査期間において前記燃料タンク及び前記エバポ系からの蒸発燃料漏れを判定する漏れ判定手段と、
を備え、
前記ポンプは前記漏れ検査期間において作動することにより、前記パージ通路において前記吸気通路側から吸入した流体を前記エバポ系側へ吐出し、
前記バイパス制御手段は、前記エバポ系と前記バイパス通路との連通及び前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を制御し、
前記漏れ判定手段は、前記漏れ検査期間において前記バイパス制御手段が前記エバポ系と前記バイパス通路との連通を遮断し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路とを連通した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力としての基準圧と、前記漏れ検査期間において前記バイパス制御手段が前記エバポ系と前記バイパス通路とを連通し且つ前記空気導入通路と前記パージ通路との連通を遮断した状態にて前記圧力検出手段が検出した前記圧力としての比較圧とに基づき、前記蒸発燃料漏れを判定する請求項３〜７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記漏れ判定手段は、前記漏れ検査期間において前記ポンプ制御手段が前記ポンプを作動させることで変化する前記基準圧及び前記比較圧の飽和値を比較することにより、前記蒸発燃料漏れを判定する請求項８又は９に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
前記漏れ判定手段は、前記漏れ検査期間において前記ポンプ制御手段が前記ポンプの作動を止めた後に前記基準圧及び前記比較圧が設定量変化するまでの所要時間を比較することにより、前記蒸発燃料漏れを判定する請求項８又は９に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１２】
前記漏れ判定手段は、前記漏れ検査期間において前記ポンプ制御手段が前記ポンプの作動を止めた後に変化する前記基準圧及び前記比較圧の設定時間当たりの変化量を比較することにより、前記蒸発燃料漏れを判定する請求項８又は９に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１３】
前記空気導入通路は大気に開放される請求項１、２、８〜１２のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１４】
前記空気導入通路は前記吸気通路に連通する請求項１、２、８〜１２のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１５】
前記蒸発燃料状態は蒸発燃料濃度である請求項１〜１４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、蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンク内において発生した蒸発燃料が大気中へ放出されることを防ぐため、蒸発燃料を内燃機関の吸気通路へパージさせる蒸発燃料処理装置が知られている。このような蒸発燃料処理装置の一種に、内燃機関の運転中に吸気通路に発生する負圧を利用して蒸発燃料を空気と共に吸気通路へ導くものがある。
【０００３】
しかしながら、近年、内燃機関に対する燃費向上要求が高まっていること等により、吸気通路に発生する負圧が低減される傾向にあるため、パージ流量が減少してしまい、限られた時間内においてパージ総量を増大することが困難となってきている。そこで、吸気通路の負圧の代わりにポンプを利用して蒸発燃料を吸気通路へ送出することで、パージ総量を増大する蒸発燃料処理装置が提案されている（例えば特許文献１）。 
【０００４】
また、蒸発燃料を吸気通路へパージする場合、内燃機関の空燃比に影響を与えることになるため、実際にパージされる蒸発燃料の状態、例えば濃度に応じてパージ流量を高精度に制御することが望ましい。そこで、蒸発燃料を吸気通路へ導くパージ通路から分岐する状態測定用の通路において蒸発燃料状態を測定することで、当該測定状態に基づいた高精度な制御をパージ流量について実現する蒸発燃料処理装置が研究されてきた（例えば特願２００４−３７７４５２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７３２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、パージにポンプを利用する特許文献１に開示の技術と、蒸発燃料状態の測定にポンプを利用する特願２００４−３７７４５２の技術とを組み合わせて、パージ総量の増大とパージ流量の高精度制御とを両立させようとした場合、次の問題が生じる。蒸発燃料状態の測定は、パージ通路とは別の通路へ蒸発燃料を導入して行う必要があるため、測定中にパージをリアルタイムに行うことができず、パージ総量を増大する上で妨げとなる。また、パージ用のポンプと状態測定用のポンプとを相異なる通路に設ける必要があるため、それらのポンプを共通化することができず、構造の複雑化を招いてしまう。このように二種類の技術を単に組み合わせただけでは、パージ総量の増大とパージ流量の高精度制御とを両立することは困難であることが判る。
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パージ総量の増大とパージ流量の高精度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、２、３に記載の発明によると、ポンプは、蒸発燃料状態測定期間及びその後のパージ期間において作動することにより、パージ通路においてエバポ系側から吸入した流体を吸気通路側へ吐出する。故に蒸発燃料状態測定期間及びパージ期間においては、エバポ系の蒸発燃料がパージ通路へ流入し、さらに吸気通路へ送出されてパージされる。また、蒸発燃料状態測定期間において圧力検出手段が検出する圧力は、エバポ系の蒸発燃料が空気と共にパージ通路の絞りを通過するときポンプ及び絞りの間に生じる圧力である。故に、この圧力はパージ通路での実際の蒸発燃料状態に応じて変化するものとなるので、この圧力から蒸発燃料状態を正確に算出することができる。このように蒸発燃料のパージは、パージ期間に行われるのみならず、蒸発燃料状態の算出に必要な圧力が検出される蒸発燃料状態測定期間においてリアルタイムに行われるので、パージ総量を増大することができる。また、蒸発燃料状態測定期間及びパージ期間の双方において共通のポンプが用いられるので、構造の簡素化を図ることができる。
【０００８】
さらに請求項１、２、３に記載の発明によると、ポンプ制御手段は、蒸発燃料状態算出手段が算出した正確な蒸発燃料状態に基づきポンプの流量を制御するので、当該ポンプ流量によって決まるパージ流量を内燃機関の運転状態に合わせて高精度に制御することが可能となる。
以上、請求項１、２、３に記載の発明によれば、パージ総量の増大とパージ流量の高精度制御とを両立することができる。
【０００９】
請求項１、２に記載の発明によると、蒸発燃料状態測定期間において連通制御手段がエバポ系とパージ通路とを連通し且つ空気導入通路とパージ通路との連通を遮断した状態にて圧力検出手段が検出する圧力は、ポンプの作動によってエバポ系の蒸発燃料が空気と共に絞りを通過するとき圧力である。故にこの圧力は、パージ通路における蒸発燃料状態を反映したものとなるので、この圧力から蒸発燃料状態を正確に算出することができる。
【００１０】
また、請求項１、２に記載の発明によると、連通制御手段がエバポ系とパージ通路との連通を遮断し且つ空気導入通路とパージ通路とを連通した状態にて圧力検出手段が検出する圧力は、ポンプの作動によって空気導入通路へ導入された空気が絞りを通過するときポンプ及び絞りの間に生じる圧力である。故にこの圧力は、上述した蒸発燃料が空気と共に絞りを通過するときに生じる圧力のうち空気の寄与分を反映したものとなるので、蒸発燃料状態の算出に利用されることにより当該算出精度の向上をもたらすことができる。
【００１１】
尚、上述した空気導入通路への導入空気が絞りを通過するときの圧力は、請求項１に記載の発明のようにパージ許容条件が成立した後の蒸発燃料状態測定期間において検出されるものであってもよいし、請求項２に記載の発明のようにパージ許容条件が成立する前の期間において検出されるものであってもよい。ここで後者の場合には、蒸発燃料のパージを実質的に伴わない圧力検出がパージ許容条件の成立前に行われるので、パージ許容条件の成立後の蒸発燃料状態測定期間及びパージ期間において蒸発燃料が実際にパージされる時間を可及的に長くして、パージ総量を稼ぐことができる。
【００１２】
請求項３、４に記載の発明によると、エバポ系の蒸発燃料をパージ通路におけるポンプのエバポ系側へ絞りを迂回して導くバイパス通路は、エバポ系との連通をバイパス制御手段によって制御される。そして特に蒸発燃料状態測定期間においては、バイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路との連通を遮断した状態にてポンプが作動することにより、蒸発燃料を絞りのエバポ系側からポンプ側へと確実に通過させることができる。これにより、圧力検出手段が検出するポンプ及び絞り間の圧力を安定化して、当該圧力の検出精度ひいては蒸発燃料状態の算出精度を高めることができる。
【００１３】
また、請求項３、４に記載の発明によると、パージ期間においては、バイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路とを連通した状態にてポンプが作動することにより、エバポ系の蒸発燃料をバイパス通路を通じてポンプのエバポ系側、即ちポンプの吸入側へと導くことができる。ここでバイパス通路は絞りより大きな断面積を有するので、ポンプ吸入側での圧損が蒸発燃料状態測定期間におけるより小さくなる。これによりポンプでは、低出力にて大流量を実現することが可能になるので、消費エネルギーを抑えつつパージ総量を増大することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明によると、ポンプ制御手段は、パージ期間におけるポンプの回転数を蒸発燃料状態測定期間における回転数以上に設定するので、パージ期間におけるポンプ流量は蒸発燃料状態測定期間におけるポンプ流量以上となる。故に、例えば蒸発燃料状態測定期間にはポンプ流量を抑えながら蒸発燃料状態を高精度に測定し、その後のパージ期間にはポンプ流量を増大して十分なパージ総量を確保することが可能となる。
【００１５】
請求項７に記載の発明によると、蒸発燃料状態測定期間後に連続するパージ期間のうち第一期間においてポンプ制御手段は、蒸発燃料状態測定期間における検出圧力から算出の蒸発燃料状態に基づきポンプ流量を制御するので、高精度なパージ流量制御を実現することができる。
また、パージ期間においては、蒸発燃料状態測定期間の終了から時間が経過するに従って、蒸発燃料状態が変化する可能性があるが、バイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路とを連通しているため、ポンプ及び絞り間の圧力が蒸発燃料状態を正確に反映し難くなる。そこで、請求項７に記載の発明によると、パージ期間のうち第一期間後に連続する第二期間においては、内燃機関のセンサにより検出された空燃比又は酸素濃度に基づきポンプ制御手段がポンプ流量を制御するので、当該ポンプ流量によって決まるパージ流量を内燃機関の運転状態に合わせて高精度に制御することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によると、ポンプは、漏れ検査期間において作動することにより、パージ通路においてエバポ系側から吸入した流体を吸気通路側へ吐出するので、当該エバポ系側が減圧される。こうした漏れ検査期間においてバイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路との連通を遮断し且つ空気導入通路とパージ通路とを連通した状態にて圧力検出手段が検出する基準圧は、絞りの断面積に応じて変化する。また一方、漏れ検査期間においてバイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路とを連通し且つ空気導入通路とパージ通路との連通を遮断した状態にて圧力検出手段が検出する比較圧は、エバポ系及び燃料タンクにおける開口の総面積に応じて変化する。したがって、これらの基準圧と比較圧とから、絞りの断面積と開口の総面積との大小関係を知ることができる。ここで、開口の総面積が大きいほど多くの蒸発燃料が開口から漏れることになるので、絞りの断面積と開口の総面積との大小関係は開口からの蒸発燃料漏れの程度を表していると考えることができる。以上より、漏れ検査期間において検出された基準圧及び比較圧に基づき、エバポ系及び燃料タンクからの蒸発燃料漏れを正しく判定することができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明によると、ポンプは、漏れ検査期間において作動することにより、パージ通路において吸気通路側から吸入した流体をエバポ系側へ吐出するので、当該エバポ系側が加圧される。こうした漏れ検査期間においてバイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路との連通を遮断し且つ空気導入通路とパージ通路とを連通した状態にて圧力検出手段が検出する基準圧は、絞りの断面積に応じて変化する。また一方、漏れ検査期間においてバイパス制御手段がエバポ系とバイパス通路とを連通し且つ空気導入通路とパージ通路との連通を遮断した状態にて圧力検出手段が検出する比較圧は、エバポ系及び燃料タンクにおける開口の総面積に応じて変化する。したがって、これらの基準圧と比較圧とから、絞りの断面積と開口の総面積との大小関係を知ることができる。ここで、開口の総面積が大きいほど多くの蒸発燃料が開口から漏れることになるので、絞りの断面積と開口の総面積との大小関係は開口からの蒸発燃料漏れの程度を表していると考えることができる。以上より、漏れ検査期間において検出された基準圧及び比較圧に基づき、エバポ系及び燃料タンクからの蒸発燃料漏れを正しく判定することができる。
【００１８】
尚、請求項８，９に記載の発明における蒸発燃料漏れの判定は、例えば請求項１０に記載の発明のように、漏れ検査期間においてポンプ制御手段がポンプを作動させることで変化する基準圧及び比較圧の飽和値を比較することにより、行ってもよい。また、蒸発燃料漏れの判定は、請求項１１に記載の発明のように、漏れ検査期間においてポンプ制御手段がポンプの作動を止めた後に基準圧及び比較圧が設定量変化するまでの所要時間を比較することにより、行ってもよい。さらにまた、蒸発燃料漏れの判定は、請求項１２に記載の発明のように、漏れ検査期間においてポンプ制御手段がポンプの作動を止めた後に変化する基準圧及び比較圧の設定時間当たりの変化量を比較することにより、行ってもよい。
【００１９】
請求項１３に記載によると、空気導入通路は大気に開放されるので、空気導入通路がパージ通路に連通した状態では、パージ通路においてポンプ及び絞りの間に生じる圧力が安定化し易い。したがって、ポンプ及び絞り間の圧力の検出精度を高めることができる。
一般に吸気通路の上流側には、吸入空気を濾過するフィルタが設けられる。請求項１４に記載の発明によると、空気導入通路は吸気通路に連通するので、空気導入通路において導入空気を濾過するためのフィルタを省いて部品点数を削減することが可能となる。
【００２０】
尚、以上において「蒸発燃料状態」とは、例えば請求項１５に記載の如き蒸発燃料濃度の他、蒸発燃料流量、蒸発燃料密度等であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
（第一実施形態）
図１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。
【００２２】
（内燃機関１）
内燃機関１は、燃料タンク２内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内燃機関である。内燃機関１の吸気通路３には、例えば燃料噴射量を制御する燃料噴射弁４、吸入空気量を制御するスロットル弁５、吸入空気量を検出するエアフローセンサ６、吸気圧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、例えば空燃比を検出する空燃比センサ９等が設置されている。
【００２３】
（蒸発燃料処理装置１０）
蒸発燃料処理装置１０は、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を処理して内燃機関１へ供給するものであり、エバポ系１１、パージ系２０、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。
【００２４】
エバポ系１１は、キャニスタ１２、蒸発燃料通路１３，１４、大気通路１５、封鎖弁１６等から構成されている。
キャニスタ１２は第一蒸発燃料通路１３を通じて燃料タンク２に連通しており、当該キャニスタ１２の内部に活性炭等の吸着材１７が充填されている。したがって、燃料タンク２内において発生した蒸発燃料は、第一蒸発燃料通路１３を経由してキャニスタ１２内へと流入し、吸着材１７に脱離可能に吸着される。また、キャニスタ１２は第二蒸発燃料通路１４を通じてパージ系２０に連通している。したがって、吸着材１７に吸着された蒸発燃料は、パージ系２０から圧力作用を受けて吸着材１７から脱離すると、第二蒸発燃料通路１４を経由してパージ系２０へ導入される。
【００２５】
大気通路１５の一端は大気に開放されており、大気通路１５の他端はキャニスタ１２に連通している。
封鎖弁１６は、通電に応じて開閉する電磁駆動式の二方弁であり、大気通路１５の中途部に設けられている。したがって、封鎖弁１６の開状態では、キャニスタ１２が大気通路１５を通じて大気に開放される。
【００２６】
パージ系２０は、パージ通路２１、ポンプ２２、絞り２３、空気導入通路２４、フィルタ２５、連通制御弁２６、バイパス通路２７、バイパス制御弁２８等から構成されている。
パージ通路２１の一端は吸気通路３のスロットル弁５より下流側に連通しており、パージ通路２１の他端は連通制御弁２６を介してエバポ系１１の第二蒸発燃料通路１４に接続されている。
【００２７】
ポンプ２２は電動式の例えばベーンポンプ等であり、パージ通路２１の中途部に設けられている。ポンプ２２は、吸入吐出方向が一定のポンプであり、パージ通路２１においてエバポ系１１側から吸入した流体を吸気通路３側へ吐出する。また、ポンプ２２は、回転数を変えることにより吸入吐出流量（以下、単に「流量」という）を調整する機能を有している。
絞り２３は、パージ通路２１におけるポンプ２２のエバポ系１１側に設けられている。絞り２３は、パージ通路２１よりも小径に形成されることによりパージ通路２１の断面積を絞っている。
【００２８】
空気導入通路２４の一端は大気に開放され、空気導入通路２４の他端は連通制御弁２６を介してパージ通路２１に接続されている。
フィルタ２５は、空気導入通路２４の開放端側に設けられており、大気中から空気導入通路２４へ導入される空気を濾過する。
【００２９】
連通制御弁２６は電磁駆動式の三方切替弁であり、上述したように三つの通路１４，２１，２４に接続されている。連通制御弁２６は、通電に応じて状態が切替わることにより、第二蒸発燃料通路１４とパージ通路２１との連通及び空気導入通路２４とパージ通路２１との連通を制御する。具体的には、第一状態の連通制御弁２６は、第二蒸発燃料通路１４とパージ通路２１との連通及び空気導入通路２４とパージ通路２１との連通の双方を遮断する。また、第二状態の連通制御弁２６は、第二蒸発燃料通路１４とパージ通路２１との連通を遮断し且つ空気導入通路２４とパージ通路２１とを連通する。さらにまた、第三状態の連通制御弁２６は、第二蒸発燃料通路１４とパージ通路２１とを連通し且つ空気導入通路２４とパージ通路２１との連通を遮断する。したがって、この第三状態においてポンプ２２が作動すると、ポンプ２２の吸入圧によりキャニスタ１２から脱離した蒸発燃料は、大気通路１５から吸入される空気と共に第二蒸発燃料通路１４を経由してパージ通路２１へ導入され、さらにポンプ２２の吐出圧によりパージ通路２１から吸気通路３へパージされる。尚、こうしてパージされた蒸発燃料は、吸気通路３を吸気と共に導かれた後、内燃機関１の燃料噴射弁４から噴射される燃料と共に内燃機関１内で燃焼される。ここで、蒸発燃料の吸気通路３へのパージ流量はポンプ２２の流量に従うことになるので、内燃機関１の理論空燃比に保つようポンプ２２の流量を制御することが重要となる。
【００３０】
バイパス通路２７は、流体流れ方向の全域で絞り２３より大きな断面積を有している。バイパス通路２７の一端は第二蒸発燃料通路１４の中途部に連通しており、バイパス通路２７の他端はパージ通路２１におけるポンプ２２及び絞り２３の間に連通している。
バイパス制御弁２８は、通電に応じて開閉する電磁駆動式の二方弁であり、バイパス通路２７の中途部に設けられている。したがって、バイパス制御弁２８の開状態においてポンプ２２が作動すると、ポンプ２２の吸入圧によりキャニスタ１２から脱離した蒸発燃料と空気とが第二蒸発燃料通路１４を経由してバイパス通路２７へ流入し、絞り２３を迂回する形でポンプ２２のエバポ系１１側へ導かれる。
【００３１】
検出系３０は、導圧通路３１，３２、圧力センサ３３等から構成されている。第一導圧通路３１の一端はパージ通路２１におけるポンプ２２及び絞り２３の間に連通しており、第一導圧通路３１の他端は圧力センサ３３内のセンサ通路（図示しない）に連通している。第二導圧通路３２の一端は空気導入通路２４におけるフィルタ２５の連通制御弁２６側に連通しており、第二導圧通路３２の他端は圧力センサ３３内のセンサ通路に連通している。圧力センサ３３は差圧センサであり、第一導圧通路３１の圧力及び第二導圧通路３２の圧力間の差圧を検出する。ここで、第一導圧通路３１の圧力はパージ通路２１におけるポンプ２２及び絞り２３の間の圧力と実質的に等しく、また第二導圧通路３２の圧力は大気開放された空気導入通路２４の圧力、即ち大気圧と実質的に等しい。したがって、圧力センサ３３により検出される差圧は、大気圧を基準としたときのポンプ２２及び絞り２３間の相対圧力であると考えることができる。そこで、以下では、圧力センサ３３により検出される差圧を圧力サンサ３３の検出圧力というものとする。
【００３２】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ及びメモリ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、蒸発燃料処理装置１０のポンプ２２、弁１６，２６，２８及び圧力センサ３３並びに内燃機関１の点火プラグ１ａ、燃料噴射弁４、スロットル弁５、エアフローセンサ６、吸気圧センサ７及び空燃比センサ９等に電気接続されている。ＥＣＵ４０は、圧力センサ３３、車速センサ（図示しない）、内燃機関１のセンサ６，７，９及び回転数センサ（図示しない）等から信号を受信する。そしてＥＣＵ４０は、各受信信号が表す検出結果に基づき、ポンプ２２、弁１６，２６，２８、点火プラグ１ａ、燃料噴射弁４、スロットル弁５等を制御する。
【００３３】
（蒸発燃料処理装置１０の作動）
蒸発燃料処理装置１０は、ＥＣＵ４０がメモリに記憶されている制御プログラムをＣＰＵによって実行することで、以下に説明する各ルーチンを実施する。
図２は、蒸発燃料処理装置１０のメインルーチンを示している。メインルーチンは、車両のイグニッションスイッチがオンされて内燃機関１が起動すると、開始される。
【００３４】
メインルーチンのステップＳ１０１（以下では、「ステップＳ」を「Ｓ」と略記する）においてＥＣＵ４０は、内燃機関１が停止したか否かを判定する。内燃機関１が停止した場合には本メインルーチンを終了し、内燃機関１が停止していない場合にはＳ１０２へ移行する。Ｓ１０２においてＥＣＵ４０は、パージ許容条件が成立したか否かを判定する。ここでパージ許容条件とは、吸気通路３へのパージを許容するための条件であり、内燃機関１の冷却水温度や回転数、負荷の他、車両の作動油温度等に関して予め決められている。パージ許容条件が成立していない場合にはＳ１０１へ戻り、パージ許容条件が成立した場合にはＳ１０３へ移行する。Ｓ１０３では、パージ実行ルーチンが実施され、当該ルーチンが終了すると、Ｓ１０１へ戻る。
【００３５】
図３は、上述したメインルーチンのＳ１０３において実施されるパージ実行ルーチンを示しており、また図４は当該パージ実行ルーチンにおけるタイムチャートを示している。尚、パージ実行ルーチンの開始時には、図４のＡに示すように、ポンプ２２が停止状態にあり、封鎖弁１６が開状態にあり、連通制御弁２６が第一状態にあり、バイパス制御弁２８が閉状態にある。
【００３６】
パージ実行ルーチンのＳ２０１においてＥＣＵ４０は、ポンプ２２を起動して、ポンプ２２の回転数を図４のＢに示す所定値Ｒ１に制御する。ここで回転数Ｒ１は、吸気通路３へパージされる蒸発燃料の濃度が想定される最大値に到達したとしても当該濃度の蒸発燃料が内燃機関１の空燃比に影響を与えないように、予め決められている。
【００３７】
このようなＳ２０１では、図４のＢの如く連通制御弁２６及びバイパス制御弁２８が本ルーチン開始時の状態に保持されているので、図５に示すようにパージ通路２１及びバイパス通路２７がそれぞれ連通制御弁２６及びバイパス制御弁２８とポンプ２２との間で減圧される。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力はポンプ２２の締切圧Ｐ０まで低下する。そこで、Ｓ２０２においてＥＣＵ４０は、圧力センサ３３の検出圧力が安定したところで、当該安定値を締切圧Ｐ０としてメモリに記憶する。但し、ポンプ２２が故障しているときには、検出圧力の安定値が正常範囲の値からずれてくる。そこで、Ｓ２０３においてＥＣＵ４０は、メモリに記憶した締切圧Ｐ０を予め決められた正常範囲の値と比較することにより、ポンプ２２の故障を判定する。その結果、ポンプ２２が故障している場合には本ルーチンを終了し、ポンプ２２が故障していない場合にはＳ２０４へ移行する。
【００３８】
Ｓ２０４においてＥＣＵ４０は、図４のＣに示すように連通制御弁２６を第二状態へ切替える。このときポンプ２２は回転数Ｒ１にて制御され、またバイパス制御弁２８は閉状態にあるので、ポンプ２２の吸入圧がパージ通路２１から空気導入通路２４へ及ぶ。その結果、図６に示すように空気が空気導入通路２４を経由してパージ通路２１へ流入し、絞り２３をエバポ系１１側からポンプ２２側へ通過する。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力は、空気のみが絞り２３を通過するときの圧力値であり、所定値Ｐａまで低下する。そこで、Ｓ２０５においてＥＣＵ４０は、圧力センサ３３の検出圧力が安定したところで、当該安定値を空気圧Ｐａとしてメモリに記憶する。
【００３９】
続くＳ２０６においてＥＣＵ４０は、図４のＤに示すように連通制御弁２６を第三状態へ切替える。このときポンプ２２は回転数Ｒ１にて制御され、また封鎖弁１６及びバイパス制御弁２８はそれぞれ開状態及び閉状態にあるので、ポンプ２２の吸入圧がパージ通路２１から第二蒸発燃料通路１４、キャニスタ１２及び大気通路１５へ及ぶ。その結果、図７に示すように空気が大気通路１５を経由してキャニスタ１２へ流入し、キャニスタ１２を通過する。また、空気がキャニスタ１２を通過する際には蒸発燃料が吸着材１７から脱離し、その脱離した蒸発燃料が空気と共に第二蒸発燃料通路１４及びパージ通路２１を導かれた後、吸気通路３へパージされる。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力は、蒸発燃料と空気の混合気が絞り２３をエバポ系１１側からポンプ２２側へ通過するときの圧力値であり、所定値Ｐｍまで低下する。そこで、Ｓ２０７においてＥＣＵ４０は、圧力センサ３３の検出圧力が安定したところで、当該安定値を混合気圧Ｐｍとしてメモリに記憶する。
【００４０】
続くＳ２０８においてＥＣＵ４０は、メモリに記憶されている締切圧Ｐ０、空気圧Ｐａ及び混合気圧Ｐｍから、パージ通路２１における蒸発燃料状態としての蒸発燃料濃度Ｃ１、即ちパージされる蒸発燃料の濃度Ｃ１を算出してメモリに記憶する。
ここで、蒸発燃料濃度Ｃ１の具体的な算出方法について説明する。尚、図８は、絞り２３及びポンプ２２の流量（Ｑ）−圧力（Ｐ）特性を示している。
【００４１】
絞り２３を通過する流体の流速をＶ、密度をρ、圧力をＰとし、絞り２３の流量係数をαとすると、ベルヌーイの定理から次の式（１）が成立する。したがって、絞り２３の断面積をＡとすると、図８に実線で示すように絞り２３のＱ−Ｐ特性は、次の式（２）にて表される。
Ｖ＝α×（２×Ｐ／ρ）1/2    ・・・（１） 
Ｑ＝Ａ×α×（２×Ｐ／ρ）1/2    ・・・（２）
【００４２】
一方、図８に破線で示すようにポンプ２２のＱ−Ｐ特性は、例えばベーンポンプ等であるポンプ２２の回転数を一定に制御したとき、次の式（３）にて表される。尚、式（３）においてｋ１，ｋ２は、ポンプ２２に固有の定数である。
Ｑ＝ｋ１×Ｐ＋ｋ２    ・・・（３）
【００４３】
さて、上述のＳ２０２では、図８に符号Ｘを付して示すようにポンプ２２のＱ−Ｐ特性がＱ＝０且つＰ＝Ｐ０となるので、式（３）から次の（４）が得られる。
Ｑ＝ｋ１×（Ｐ−Ｐ０）    ・・・（４） 
また、上述のＳ２０５では、図８に示すようにポンプ２２のＱ−Ｐ特性と絞り２３の空気通過時のＱ−Ｐ特性との交点Ｙにて圧力が安定し、このときの圧力センサ３３の検出圧力が空気圧Ｐａとなる。したがって、このときのポンプ２２の流量及び絞り２３の通過流量をＱａ、空気の密度をρａとすると、式（２）及び式（３）から次の式（５）及び式（６）が得られる。
Ｑａ＝ｋ１×（Ｐａ−Ｐ０）    ・・・（５） 
Ｑａ＝Ａ×α×（２×Ｐａ／ρａ）1/2    ・・・（６）
【００４４】
さらにまた、上述のＳ２０７では、図８に示すようにポンプ２２のＱ−Ｐ特性と絞り２３の混合気通過時のＱ−Ｐ特性との交点Ｚにて圧力が安定し、このときの圧力センサ３３の検出圧力が混合気圧Ｐｍとなる。したがって、このときのポンプ２２の流量及び絞り２３の通過流量をＱｍ、混合気の密度をρｍとすると、式（２）及び式（３）から次の式（７）及び式（８）が得られる。
Ｑｍ＝ｋ１×（Ｐｍ−Ｐ０）    ・・・（７） 
Ｑｍ＝Ａ×α×（２×Ｐｍ／ρｍ）1/2    ・・・（８） 
【００４５】
以上より、式（５）及び式（６）から次の式（９）が得られ、また式（７）及び式（８）から次の式（１０）が得られるので、それら式（９）及び式（１０）から次の式（１１）が得られる。
ｋ１×（Ｐａ−Ｐ０）＝Ａ×α×（２×Ｐａ／ρａ）1/2    ・・・（９）
ｋ１×（Ｐｍ−Ｐ０）＝Ａ×α×（２×Ｐｍ／ρｍ）1/2    ・・・（１０）
ρｍ／ρａ＝Ｐｍ／Ｐａ×（Ｐａ−Ｐ０）2／(Ｐｍ−Ｐ０)2    ・・・（１１）
【００４６】
式（１１）にて表されるρｍ／ρａの値は、蒸発燃料濃度Ｃ１が０％となるとき１となる。また、蒸発燃料単独の密度をρｈｃとすると、ρｍ／ρａの値は、蒸発燃料濃度Ｃ１が１００％となるときρｈｃ／ρａとなる。したがって、これらの関係から次の式（１２）が得られ、当該式（１２）と式（１１）とから式（１３）が得られる。そして、この（１３）においてρａ，ρｈｃは、空気及び蒸発燃料に固有の密度であるので、上述のＳ２０２，Ｓ２０５，Ｓ２０７で得られるＰ０，Ｐａ，Ｐｍと式（１３）とから、蒸発燃料濃度Ｃ１を算出することができる。
Ｃ１＝１００×ρａ×（１−ρｍ／ρａ）／（ρａ−ρｈｃ）    ・・・（１２）
Ｃ１＝１００×ρａ×｛１−Ｐｍ／Ｐａ×（Ｐａ−Ｐ０）2／(Ｐｍ−Ｐ０)2｝／（ρａ−ρｈｃ）    ・・・（１３）
以上、第一実施形態では、Ｓ２０１の開始からＳ２０８の終了までの期間が蒸発燃料状態測定期間である。
【００４７】
このようにして蒸発燃料濃度Ｃ１を算出した後のＳ２０９では、ＥＣＵ４０が当該蒸発燃料濃度Ｃ１と内燃機関１の運転状態とに基づきポンプ２２の回転数Ｒ２を決定する。ここで内燃機関１の運転状態からは、内燃機関１の空燃比を最適化する上で許容される最大の蒸発燃料量を算出することができる。また、蒸発燃料濃度Ｃ１からは、許容される最大の蒸発燃料量をパージするためのポンプ２２の流量を算出することができる。したがって、許容される最大の蒸発燃料量をパージするためのポンプ２２の流量から、ポンプ２２の回転数Ｒ２が決まる。尚、回転数Ｒ２は、想定される最大濃度の蒸発燃料が空燃比に影響を与えない程度とされる回転数Ｒ１以上の値となる。
【００４８】
続くＳ２１０においてＥＣＵ４０は、図４のＥに示すように、連通制御弁２６を第一状態へ切替えると共にバイパス制御弁２８を開く。さらにＳ２１１においてＥＣＵ４０は、図４のＥに示すようにポンプ２２の回転数をＳ２０９での決定値Ｒ２に制御する。その結果、Ｓ２０６の場合と同様の原理により吸着材１７から脱離した蒸発燃料が空気と共に第二蒸発燃料通路１４へ流入するが、それら蒸発燃料及び空気の混合気は当該通路１４からバイパス通路２７へ流入することにより絞り２３を迂回してポンプ２２へ到達するので、大流量のパージが実現される。
【００４９】
こうした大流量のパージ中には、パージ通路２１での蒸発燃料濃度が経時変化する可能性がある。しかし、上述したＳ２１０の実行によってバイパス制御弁２８が開かれると共に連通制御弁２６が第一状態へ切替えられているため、圧力センサ３３の検出圧力から蒸発燃料濃度を正確に算出することができない。そこで、Ｓ２１２においてＥＣＵ４０は、空燃比センサ９が検出した空燃比から内燃機関１の運転に最適となる蒸発燃料濃度Ｃ２を算出して、メモリに記憶する。さらにＳ２１３においてＥＣＵ４０は、蒸発燃料濃度Ｃ２と内燃機関１の運転状態とに基づき、ポンプ２２の回転数Ｒ３を回転数Ｒ２の場合と同様の方法により決定する。
【００５０】
この後、Ｓ２１４においてＥＣＵ４０は、図４のＦに示すように、ポンプ２２の回転数をＳ２１３での決定値Ｒ３に制御する。さらにＳ２１５においてＥＣＵ４０は、パージ停止条件が成立したか否かを判定し、パージ停止条件が成立するまでＳ２１２〜Ｓ２１５を繰り返す。したがって、パージ停止条件が成立するまでの間は、パージ通路２１での蒸発燃料濃度が経時変化するのに応じてポンプ２２の回転数Ｒ３が変更され、当該変更値に応じた流量にてパージが実現される。尚、パージ停止条件とは、内燃機関１の冷却水温度や回転数、負荷の他、車両の作動油温度等に関して予め決められている条件、又は先のパージ許容条件が成立しなくなる条件である。
【００５１】
パージ中にパージ停止条件が成立した場合、Ｓ２１６においてＥＣＵ４０は、図４のＧに示すように、ポンプ２２を停止させると共にバイパス制御弁２８を閉じる。これによりパージが確実に止められ、本パージ実行ルーチンが終了する。
以上、第一実施形態では、Ｓ２０９の開始からＳ２１６の終了までの期間がパージ期間である。
【００５２】
ここまで説明したように第一実施形態では、パージ実行ルーチンの蒸発燃料状態測定期間において、ポンプ２２を比較的低い回転数Ｒ１にて制御すると共に、エバポ系１１の蒸発燃料を絞り２３を経由してパージする。故に蒸発燃料状態測定期間においては、蒸発燃料が空気と共に絞り２３を通過するときの圧力として蒸発燃料濃度Ｃ１の算出に利用される混合気圧Ｐｍを正確に検出すると同時に、蒸発燃料をパージすることができる。また一方、パージ実行ルーチンのパージ期間においては、ポンプ２２を回転数Ｒ１より大きな回転数Ｒ２，Ｒ３にて制御すると共に、圧損の大きな絞り２３を迂回してエバポ系１１の蒸発燃料をパージする。故にパージ期間においては、ポンプ２２の消費エネルギーを抑えつつ、蒸発燃料を大量にパージすることができる。このような第一実施形態によれば、蒸発燃料状態測定期間及びパージ期間において共通のポンプ２２を利用しながら、パージ総量の増大を図ることができる。
【００５３】
さらに第一実施形態では、パージ期間のうちＳ２０９の開始からＳ２１１の終了までの期間（以下、「第一期間」という）において、正確に算出された蒸発燃料濃度Ｃ１と内燃機関１の運転状態とに基づき回転数Ｒ２を決定し、当該回転数Ｒ２にてポンプ２２を制御する。また一方、パージ期間のうち最初のＳ２１２の開始からＳ２１６の終了までの期間（以下、第二期間という）においては、内燃機関１の空燃比から算出された蒸発燃料濃度Ｃ２に基づき回転数Ｒ３を決定し、当該回転数Ｒ２にてポンプ２２を制御する。したがって、第一期間及び第二期間のいずれにおいても、ポンプ２２の流量に従うパージ流量を内燃機関１の運転状態に応じて高精度に制御することができる。
【００５４】
以上、第一実施形態では、圧力センサ３３が特許請求の範囲に記載の「圧力検出手段」に相当し、ＥＣＵ４０が特許請求の範囲に記載の「蒸発燃料状態算出手段」及び「ポンプ制御手段」に相当している。また、第一実施形態では、連通制御弁２６が特許請求の範囲に記載の「連通制御手段」に相当し、バイパス制御弁２８が特許請求の範囲に記載の「バイパス制御手段」に相当している。
【００５５】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。
図１０に示すように第二実施形態では、空気導入通路１００の連通制御弁２６とは反対側端が吸気通路３に連通している。ここで、吸気通路３における空気導入通路１００の連通箇所は、スロットル弁５より上流側且つ吸気通路３に既設のエアフィルタ１０２より下流側である。これにより空気導入通路１００へは、エアフィルタ１０２によって濾過された空気が導入されるので、空気導入通路１００には、第一実施形態の如きフィルタ２５を設ける必要がない。故に、燃料蒸気処理装置１０としての部品点数を削減することができる。
【００５６】
このような第二実施形態のパージ実行ルーチンでは、Ｓ２０１〜Ｓ２０７が実行される間、圧力センサ３３が検出圧力の基準とする第二導圧通路３２の圧力が吸気通路３のスロットル弁５より上流側の圧力となる。ここでＳ２０１〜Ｓ２０７の実行時間は比較的短いので、Ｓ２０１〜Ｓ２０７の実行中は吸気通路３のスロットル弁５より上流側の圧力変化を無視することができる。したがって、こうしたパージ実行ルーチンによれば、締切圧Ｐ０、空気圧Ｐａ及び混合気圧Ｐｍを正確に検出することができる。
【００５７】
（第三実施形態）
本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。
図１１に示すように第三実施形態のメインルーチンでは、Ｓ１０１の実行前に、第一実施形態のパージ実行ルーチンのＳ２０１〜Ｓ２０５に準ずる内容のＳ３０１〜Ｓ３０５、並びにＥＣＵ４０がポンプ２２を停止するＳ３０６を実行する。また、第三実施形態のメインルーチンでは、Ｓ１０２においてパージ許容条件が成立していないと判定された場合、並びにＳ１０３によるパージ実行ルーチンが終了した後のＳ３０７において、直近のＳ３０５による空気圧Ｐａの検出が終了してから設定時間が経過したか否かをＥＣＵ４０が判定する。そしてこの判定の結果、設定時間が経過していない場合にはＳ１０１へ戻り、設定時間が経過した場合には、Ｓ３０１へ戻って締切圧Ｐ０及び空気圧Ｐａの検出をやり直す。尚、Ｓ３０７の判断基準となる設定時間は、蒸発燃料濃度Ｃ１に関する要求精度等を考慮して予め決められている。
また、図１２に示すように第三実施形態のパージ実行ルーチンでは、Ｓ２０１を実行した後、第一実施形態のＳ２０２〜Ｓ２０５を実行することなく、Ｓ２０６を開始する。
【００５８】
このように第三実施形態では、蒸発燃料のパージを実質的に伴わない締切圧Ｐ０及び空気圧Ｐａの検出がパージ許容条件の成立前に完了する。故に、パージ許容条件の成立後に実施されるパージ実行ルーチンでは、蒸発燃料のパージを伴うＳ２０６〜Ｓ２１６の実行時間、特に大流量のパージを実現するＳ２１１〜Ｓ２１６の実行時間を可及的に長くして、パージ総量を稼ぐことができる。
【００５９】
（第四実施形態）
本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。
図１３に示すように第四実施形態では、バイパス通路２７及びバイパス制御弁２８が設けられていない。そこで第四実施形態では、パージ実行ルーチンにおいてポンプ２２のエバポ系側１１に生じる圧損が、必要なパージ流量を確保する上で許容され得る値となるように、絞り２３の断面積が設定されている。
【００６０】
このような第四実施形態のパージ実行ルーチンでは、図１４及び図１５のＥに示すように、Ｓ２０９の実行後、連通制御弁２６の状態を切替える第一実施形態のＳ２１０を実行することなく、Ｓ２１１を開始する。故に、連通制御弁２６の切替作動により発生する圧力脈動に起因してパージ流量が変動する事態を回避することができる。尚、図１４及び図１５のＦに示すようにパージ実行ルーチンでは、第一実施形態のＳ２１６を実行する代わりに、ＥＣＵ４０がポンプ２２を停止させると共に連通制御弁２６を第一状態へ切替えるＳ４１０が実行される。
【００６１】
（第五実施形態）
本発明の第五実施形態は第一実施形態の変形例である。
第五実施形態では、パージ実行ルーチンを含むメインルーチンに加えて、図１６に示す漏れ検査ルーチンを実施するため、法律規制等によって燃料タンク２及びエバポ系１１に許容される開口面積に対応して、絞り２３の断面積が設定されている。そして、この設定の下、漏れ検査ルーチンは、車両のイグニッションスイッチがオフされて内燃機関１が停止した後、ＥＣＵ４０が制御プログラムを実行することで、開始される。尚、漏れ検査ルーチンの開始時には、図１７のａに示すように、ポンプ２２が停止状態にあり、封鎖弁１６が開状態にあり、連通制御弁２６が第一状態にあり、バイパス制御弁２８が閉状態にある。
【００６２】
漏れ検査ルーチンのＳ５０１においてＥＣＵ４０は、図１７のｂに示すように、連通制御弁２６を第二状態へ切替えると共にポンプ２２を起動して、ポンプ２２の回転数を所定値Ｒに制御する。このときバイパス制御弁２８は閉状態にあるので、ポンプ２２の吸入圧がパージ通路２１から空気導入通路２４へ及ぶ。その結果、図６に示すように空気導入通通路２４への導入空気がパージ通路２１へ流入し、絞り２３を通過する。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力は、図１８のｂに示すように、絞り２３の断面積に応じた所定値Ｐｒまで低下した後、飽和する。そこで、Ｓ５０２においてＥＣＵ４０は、圧力センサ３３の検出圧力が飽和したところで、当該飽和値を基準値Ｐｒとしてメモリに記憶する。
【００６３】
続くＳ５０３においてＥＣＵ４０は、図１７のｃに示すように封鎖弁１６、連通制御弁２６及びバイパス制御弁２８をそれぞれ閉状態、第一状態及び開状態とする。このときポンプ２２は回転数Ｒにて制御されるので、ポンプ２２の吸入圧がパージ通路２１からバイパス通路２７、第二蒸発燃料通路１４、キャニスタ１２、第一蒸発燃料通路１３及び燃料タンク２へ及ぶ。その結果、燃料タンク２及びエバポ系１１の開口からそれらの内部へ流入した空気と蒸発燃料とが、図１９に示すように絞り５０を迂回してパージ通路２１まで導かれる。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力は、図１８のｃに示すように、燃料タンク２及びエバポ系１１における開口の総面積に応じた圧力Ｐｃまで低下した後、飽和する。そこで、Ｓ５０４においてＥＣＵ４０は、圧力センサ３３の検出圧力が飽和したところで、当該飽和値を比較値Ｐｃとして基準値Ｐｒと比較することで、燃料タンク２及びエバポ系１１の開口からの蒸発燃料漏れを判定する。ここで、図１８の実線及び破線の如くＰｃ≦Ｐｒとなる場合、蒸発燃料漏れは許容以下であると判定され、図１８の一点鎖線の如くＰｃ＞Ｐｒとなる場合、蒸発燃料漏れは許容超過であると判定される。尚、許容超過判定が下されると、例えば車両のインストルメントパネルにおいて警告灯が点灯されることにより、蒸発燃料漏れが発生していることが車両の乗員へ通知される。
【００６４】
この後、Ｓ５０５においてＥＣＵ４０は、図１７のｄに示すように、ポンプ２２を停止させ、封鎖弁１６及びバイパス制御弁２８をそれぞれ開状態及び閉状態とする。以上により、Ｓ５０１の開始からＳ５０５の終了までの期間を漏れ検査期間とする漏れ検査ルーチンが終了する。
【００６５】
このような第五実施形態によれば、第一実施形態と同様にパージ総量の増大とパージ流量の高精度制御とを両立する蒸発燃料処理装置１０を用いて、蒸発燃料漏れの判定をも行うことができる。
以上、第五実施形態では、ＥＣＵ４０が特許請求の範囲に記載の「漏れ判定手段」に相当し、連通制御弁２６とバイパス制御弁２８とが共同して特許請求の範囲に記載の「バイパス制御手段」に相当している。また、第五実施形態では、Ｓ５０２における圧力センサ３３の検出圧力が特許請求の範囲に記載の「基準圧」に相当し、Ｓ５０４における圧力センサ３３の検出圧力が特許請求の範囲に記載の「比較圧」に相当する。
【００６６】
（第六実施形態）
本発明の第六実施形態は第五実施形態の変形例である。
図２０に示すように第六実施形態では、吸入吐出方向が一定のポンプ２２の代わりに、吸入吐出方向が可変のポンプ２００がパージ通路２１に設けられている。ポンプ２００はＥＣＵ４０に電気接続されており、ＥＣＵ４０から受信する制御信号に従って第一状態と第二状態とに切替わる。ここで第一状態のポンプ２００は、第一実施形態のポンプ２２と同様に、パージ通路２１のエバポ系１１側から吸入した流体をパージ通路２１の吸気通路３側へ吐出する。また、第二状態のポンプ２００は、パージ通路２１の吸気通路３側から吸入した流体をパージ通路２１のエバポ系１１側へ吐出する。
【００６７】
このような第六実施形態のパージ実行ルーチンでは、Ｓ２０１によるポンプ２００の起動からＳ２１６によるポンプ２００の停止までの間、ＥＣＵ４０がポンプ２００を第一状態に制御することで、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第六実施形態の漏れ検査ルーチンでは、Ｓ５０１によるポンプ２００の起動からＳ５０５によるポンプ２００の停止までの間、ＥＣＵ４０がポンプ２００を第二状態に制御することで、ポンプ２００の吐出圧をパージ通路２１へ作用させる。故にＳ５０１では、図２１に示すように空気が吸気通路３からパージ通路２１へ流入し、絞り２３を通過する。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力は、絞り２３の断面積に応じた所定値Ｐｒまで上昇した後、飽和する。また一方、図２２に示すようにＳ５０３では、吸気通路３からパージ通路２１への流入空気が絞り２３を迂回してエバポ系１１及び燃料タンク２まで導かれ、蒸発燃料と共にエバポ系１１及び燃料タンク２の開口からそれらの外部へ流出する。したがって、このときの圧力センサ３３の検出圧力は、燃料タンク２及びエバポ系１１における開口の総面積に応じた所定値Ｐｃまで上昇した後、飽和する。以上よりＳ５０４では、Ｐｃ≧Ｐｒとなる場合に蒸発燃料漏れは許容以下であると判定され、Ｐｃ＜Ｐｒとなる場合に蒸発燃料漏れは許容超過であると判定される。
このような第六実施形態によれば、第五実施形態と同様の作用効果を享受することができる。
【００６８】
（第七実施形態）
本発明の第七実施形態は第五実施形態の変形例である。
図２３に示すように第七実施形態の漏れ検査ルーチンでは、第五実施形態の漏れ検査ルーチンとは異なる方法により、燃料タンク２及びエバポ系１１の開口からの蒸発燃料漏れを検査する。但し、漏れ検査ルーチンの開始時における要素１６，２２，２６，２８の各状態は、図２４のａに示すように、第五実施形態の場合と同様である。
【００６９】
漏れ検査ルーチンのＳ６０１においてＥＣＵ４０は、図２４のｂに示すようにポンプ２２を起動して、図５及び図２５のｂに示すようにパージ通路２１を減圧する。次に、Ｓ６０２においてＥＣＵ４０は、圧力センサ３３の検出圧力が第一閾値Ｐ１に達したか否かを判定する。検出圧力が第一閾値Ｐ１に達していない間はＳ６０２が繰り返し実行され、検出圧力が第一閾値Ｐ１に達すると、Ｓ６０３へ移行する。
【００７０】
Ｓ６０３においてＥＣＵ４０は、図２４のｃに示すように、ポンプ２２を停止させ、連通制御弁２６を第二状態へ切替える。その結果、空気が空気導入通路２４を通じてパージ通路２１へ流入するので、図２５のｃに示すように圧力センサ３３の検出圧力が徐々に上昇する。そこでＥＣＵ４０は、Ｓ６０４において内部タイマを初期化した後、Ｓ６０５において、第一閾値Ｐ１より設定量ΔＰだけ高い第二閾値Ｐ２に圧力センサ３３の検出圧力が達したか否かを判定する。検出圧力が第二閾値Ｐ２に達していない間はＳ６０５が繰り返し実行され、検出圧力が第二閾値Ｐ２に達すると、Ｓ６０６においてＥＣＵ４０が内部タイマの値を基準値Ｔｒとしてメモリに記憶する。
【００７１】
続いて、図２４のｄ及び図２５のｄに示すようにＥＣＵ４０が連通制御弁２６を第一状態へ切替え、ポンプ２２を起動してパージ通路２１を減圧するＳ６０７、並びにＳ６０２に準ずる内容のＳ６０８が実行される。そして、圧力センサ３３の検出圧力が第一閾値Ｐ１に達すると、Ｓ６０９へ移行する。
【００７２】
Ｓ６０９においてＥＣＵ４０は、図２４のｅに示すように、ポンプ２２を停止させ、封鎖弁１６及びバイパス制御弁２８をそれぞれ閉状態及び開状態とする。その結果、蒸発燃料と空気の混合気がパージ通路２１へ流入するので、図２５のｅに示すように圧力センサ３３の検出圧力が徐々に上昇する。そこでＥＣＵ４０は、Ｓ６１０において内部タイマを初期化した後、Ｓ６１１において、圧力センサ３３の検出圧力が第二閾値Ｐ２に達したか否かを判定する。検出圧力が第二閾値Ｐ２に達していない間はＳ６１１が繰り返し実行され、検出圧力が第二閾値Ｐ２に達すると、Ｓ６１２においてＥＣＵ４０が内部タイマの値を比較値Ｔｃとして基準値Ｔｒと比較することで、蒸発燃料漏れを判定する。ここでＴｃ≧Ｔｒとなる場合には、蒸発燃料漏れは許容以下であると判定され、Ｔｃ＜Ｔｒとなる場合には、蒸発燃料漏れは許容超過であると判定される。
【００７３】
この後、Ｓ６１３においてＥＣＵ４０は、図２４のｆに示すように、ポンプ２２を停止させ、封鎖弁１６及びバイパス制御弁２８をそれぞれ開状態及び閉状態とする。以上により、Ｓ６０１の開始からＳ６１３の終了までの期間を漏れ検査期間とする漏れ検査ルーチンが終了する。
【００７４】
このような第七実施形態によれば、第五実施形態と同様の作用効果を享受することができる。
以上、第七実施形態では、Ｓ６０５における圧力センサ３３の検出圧力が特許請求の範囲に記載の「基準圧」に相当し、Ｓ６１１における圧力センサ３３の検出圧力が特許請求の範囲に記載の「比較圧」に相当する。
【００７５】
（第八実施形態）
本発明の第八実施形態は第七実施形態の変形例である。
図２６及び図２７に示すように第八実施形態の漏れ検査ルーチンでは、Ｓ６０４〜Ｓ６０６が実行される代わりに、Ｓ７０１においてＥＣＵ４０が圧力センサ３３の検出圧力について設定時間Ｔ当たりの変化量（図２７のｃのΔＰｒ）を算出し、当該時間変化量を基準値ΔＰｒとしてメモリに記憶する。また、第八実施形態の漏れ検査ルーチンでは、Ｓ６１０〜Ｓ６１２が実行される代わりに、Ｓ７０２においてＥＣＵ４０が圧力センサ３３の検出圧力の設定時間Ｔ当たりの変化量（図２７のｅのΔＰｃ）を算出し、当該時間変化量を比較値ΔＰｃとして基準値ΔＰｒと比較することで、蒸発燃料漏れを判定する。ここでΔＰｃ≦ΔＰｒとなる場合には、蒸発燃料漏れは許容以下であると判定され、ΔＰｃ＞ΔＰｒとなる場合には、蒸発燃料漏れは許容超過であると判定される。
【００７６】
このような第八実施形態によれば、第五実施形態と同様の作用効果を享受することができる。
以上、第八実施形態では、Ｓ７０１における圧力センサ３３の検出圧力が特許請求の範囲に記載の「基準圧」に相当し、Ｓ７０２における圧力センサ３３の検出圧力が特許請求の範囲に記載の「比較圧」に相当する。
【００７７】
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、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可能である。
例えば第一〜第八実施形態では、ＥＣＵ４０がポンプ２２，２００の回転数によりポンプ２２，２００の流量を制御しているが、ポンプ２２，２００の流量に相関するパラメータであれば、当該パラメータによりポンプ２２，２００の流量を制御してもよい。尚、ポンプ２２，２００の流量に相関するパラメータとしては、ポンプ２２への供給電流、供給電圧等である。
【００７８】
さらに第一〜第八実施形態では、三状態に切替わる連通制御弁２６としての三方切替弁を設ける代わりに、図２８（同図は第一実施形態の変形例）に示すように、二状態に切替わる三方切替弁３００と、二状態に切替わる開閉弁３０２とを組み合わせて設けてもよい。この場合、開閉弁３０２が閉じられることにより、連通制御弁２６の第一状態と実質的に同一状態が実現される。また、三方切替弁３００が第二蒸発燃料通路１４とパージ通路２１との連通を遮断し且つ空気導入通路２４とパージ通路２１とを連通する状態に切替わると共に、開閉弁３０２が開かれることにより、連通制御弁２６の第二状態と実質的に同一状態が実現される。さらにまた、三方切替弁３００が第二蒸発燃料通路１４とパージ通路２１とを連通し且つ空気導入通路２４とパージ通路２１との連通を遮断すると共に、開閉弁３０２が開かれることにより、連通制御弁２６の第三状態と実質的に同一状態が実現される。
【００７９】
またさらに第一〜第八実施形態では、三状態に切替わる連通制御弁２６としての三方切替弁を設ける代わりに、図２９（同図は第一実施形態の変形例）に示すように、第二蒸発燃料通路１４及びパージ通路２１の間において二状態に切替わる第一開閉弁３１０と、空気導入通路及びパージ通路２１の間において二状態に切替わる第二開閉弁３１２とを組み合わせて設けてもよい。この場合、第一開閉弁３１０及び第二開閉弁３１２が共に閉じられることにより、連通制御弁２６の第一状態と実質的に同一状態が実現される。また、第一開閉弁３１０が閉じられる一方、第二開閉弁３１２が開かれることにより、連通制御弁２６の第二状態と実質的に同一状態が実現される。さらにまた、第一開閉弁３１０が開かれる一方、第二開閉弁３１２が閉じられることにより、連通制御弁２６の第三状態と実質的に同一状態が実現される。
【００８０】
加えて第一〜第八実施形態では、各導圧通路３１，３２の圧力間の差圧を検出する圧力センサ３３としての差圧センサを設ける代わりに、図３０（同図は第一実施形態の変形例）に示すように、第一導圧通路３１の圧力を検出する絶対圧センサ３２０又は第一導圧通路３１の圧力及び大気圧間の圧力を検出する相対圧センサ３２０を設けてもよい。この場合、第二導圧通路３２を省いて部品点数の削減を図ることができる。
【００８１】
また加えて第一〜第八実施形態では、各導圧通路３１，３２の圧力間の差圧を検出する圧力センサ３３としての差圧センサを設ける代わりに、図３１（同図は第一実施形態の変形例）に示すように、第一導圧通路３１の圧力を検出する絶対圧センサ３３０と第二導圧通路３２の圧力を検出する絶対圧センサ３３２とを組み合わせて設けてもよい。この場合、各絶対圧センサ３３０，３３２の検出圧力間の圧力差が第一〜第八実施形態における圧力センサ３３の差圧と実質的に等しくなるので、各絶対圧センサ３３０，３３２の検出圧力間の圧力差がＥＣＵ４０により算出されて利用される。
【００８２】
さらに加えて第一〜第八実施形態では、パージ通路２１を第二蒸発燃料１４、キャニスタ１２及び第一蒸発燃料通路１３を通じて燃料タンク２に連通させているが、パージ通路２１を燃料タンク２に直接に連通させてもよい。また、第三〜第八実施形態では、大気開放される空気導入通路２４を設ける代わりに、第二実施形態に準じて、吸気通路３に連通する空気導入通路１００を設けてもよい。
【００８３】
またさらに加えて第三実施形態では、第四実施形態に準じてバイパス通路２７及びバイパス制御弁２８並びにパージ実行ルーチンのＳ２１０を省略すると共に、パージ実行ルーチンにおいてＳ２１６の代わりに第四実施形態に準ずるＳ４１０を実行してもよい。また、第五〜第八実施形態では、第三実施形態に準ずるメインルーチン及びパージ実行ルーチンを実施してもよい。さらにまた、第七及び第八実施形態では、第六実施形態に準じて、吸入吐出方向が可変のポンプ２００を設け、漏れ検査ルーチンにおいてポンプ２００を第二状態に制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】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２】本発明の第一実施形態による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３】本発明の第一実施形態による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４】本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第一及び第七実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図６】本発明の第一及び第五実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置の特性を示す模式図である。
【図９】本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第二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１１】本発明の第三実施形態による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１２】本発明の第三実施形態による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１３】本発明の第四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１４】本発明の第四実施形態による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１５】本発明の第四実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を示すタイムチャートである。
【図１６】本発明の第五実施形態による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１７】本発明の第五実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を示すタイムチャートである。
【図１８】本発明の第五実施形態による蒸発燃料処理装置の特性を示す模式図である。
【図１９】本発明の第五実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図２０】本発明の第六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２１】本発明の第六実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図２２】本発明の第六実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。
【図２３】本発明の第七実施形態による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２４】本発明の第七実施形態による蒸発燃料処理装置の作動を示すタイムチャートである。
【図２５】本発明の第七実施形態による蒸発燃料処理装置の特性を示す模式図である。
【図２６】本発明の第八実施形態による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２７】本発明の第八実施形態による蒸発燃料処理装置の特性を示す模式図である。
【図２８】本発明の第一実施形態の変形例による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図２９】本発明の第一実施形態の変形例による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図３０】本発明の第一実施形態の変形例による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図３１】本発明の第一実施形態の変形例による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  内燃機関、２  燃料タンク、３  吸気通路、１０  蒸発燃料処理装置、１１  エバポ系、１２  キャニスタ、１３第  一蒸発燃料通路、１４  第二蒸発燃料通路、１５  大気通路、１６  封鎖弁、２０  パージ系、２１  パージ通路、２２，２００  ポンプ、２３  絞り、２４  空気導入通路、２５  フィルタ、２６  連通制御弁（連通制御手段、バイパス制御手段）、２７  バイパス通路、２８  バイパス制御弁（バイパス制御手段）、３０  検出系、３１  第一導圧通路、３２  第二導圧通路、３３  圧力センサ（圧力検出手段）、４０  ＥＣＵ（蒸発燃料状態算出手段、ポンプ制御手段、漏れ判定手段）、１００  空気導入通路、１０２  エアフィルタ、３００  三方切替弁、３１０，３１２  開閉弁、３２０  絶対圧センサ、相対圧センサ（圧力検出手段）、３３０，３３２  絶対圧センサ（圧力検出手段）
【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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