(57)【要約】【課題】  この発明は、内燃機関に対して蒸発燃料を供給する蒸発燃料供給装置に関し、十分な量の蒸発燃料を予め蓄えておくことを目的とする。【解決手段】  蒸発燃料の透過を許容する分離膜１８と、分離膜１８により少なくとも一部が覆われた蒸発燃料貯留室２０とを有する蒸発燃料分離ユニット１６を設ける。蒸発燃料貯留室２０を、パージ通路２２を介して内燃機関の吸気通路２６に連通させる。パージ通路２２の途中に、パージガスの流れを制御するための流量コントロールバルブ２４を設ける。蒸発燃料分離ユニット１６は、燃料タンク１０の内部空間に配置する。【選択図】      図１
2005233086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料の透過を許容する分離膜と、当該分離膜により少なくとも一部が覆われた蒸発燃料貯留室とを有する蒸発燃料分離ユニットと、
前記蒸発燃料分離ユニットに蓄えられた蒸発燃料を内燃機関に供給する蒸発燃料供給機構とを備え、
前記蒸発燃料分離ユニットが、燃料タンクの内部空間に配置されていることを特徴とする蒸発燃料供給装置。
【請求項２】
前記分離膜の表面に配置され、当該分離膜の表面に液状燃料が付着するのを防止する保護膜を備えることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料供給装置。
【請求項３】
前記分離膜は、主として蒸発燃料中の低沸点成分を透過させる特性を有し、前記蒸発燃料分離ユニットには、主としてその低沸点成分が貯留されることを特徴とする請求項１または２記載の蒸発燃料供給装置。
【請求項４】
前記分離膜は、前記蒸発燃料貯留室の内圧と前記燃料タンクの内圧とに差が生じた場合に、低圧側の空間に向かって凸となるような柔軟性を有し、
前記分離膜の変形量を規制するための膜変形規制機構を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の蒸発燃料供給装置。
【請求項５】
前記膜変形規制機構は、前記蒸発燃料貯留室の内部に、前記分離膜に対して所定の変形を許容するように配置された活性炭を含むことを特徴とする請求項４記載の蒸発燃料供給装置。
【請求項６】
前記蒸発燃料供給機構は、
内燃機関の吸気負圧を前記蒸発燃料貯留室に導くための負圧導入機構と、
前記蒸発燃料貯留室に大気を導くための大気導入機構と、
前記蒸発燃料貯留室に吸気負圧と大気の双方を導入することにより、前記蒸発燃料貯留室内の蒸発燃料を内燃機関に供給する供給制御手段とを備え、
内燃機関への前記蒸発燃料の供給が終了した後に、前記蒸発燃料貯留室への大気の導入を停止する大気導入停止手段と、
前記蒸発燃料貯留室への大気導入が禁止された後、その内部に所定の負圧が蓄えられた時点で、当該蒸発燃料貯留室への負圧導入を停止する負圧導入停止手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の蒸発燃料供給装置。
【請求項７】
燃料中の蒸発燃料を吸着する活性炭を内蔵し、前記蒸発燃料貯留室と連通するように配置されたキャニスタと、
前記キャニスタと大気との導通を制御するキャニスタ封鎖弁と、
前記キャニスタと燃料タンクとを連通するベーパ通路と、
前記ベーパ通路の導通を制御するタンク封鎖弁と、
所定条件下でのみ前記タンク封鎖弁を開弁させるタンク封鎖弁制御手段と、
を備え、
前記蒸発燃料供給機構は、
内燃機関の吸気負圧を前記蒸発燃料貯留室および前記キャニスタに導くための負圧導入機構と、
前記キャニスタへの大気導入を許容しつつ、当該キャニスタおよび前記蒸発燃料貯留室に吸気負圧を導入することにより、前記蒸発燃料貯留室内の蒸発燃料および前記キャニスタ内の蒸発燃料を内燃機関に供給する供給制御手段とを備え、
内燃機関への前記蒸発燃料の供給が終了した後に、前記キャニスタ封鎖弁および前記タンク封鎖弁の双方が閉じた大気導入停止状態を形成する大気導入停止手段と、
前大気導入停止状態が形成された後、前記蒸発燃料貯留室の内部に所定の負圧が蓄えられた時点で、当該蒸発燃料貯留室への負圧導入を停止する負圧導入停止手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の蒸発燃料供給装置。
【請求項８】
前記蒸発燃料供給機構は、前記蒸発燃料分離ユニットに蓄えられている蒸発燃料を、パージガスの形態で内燃機関に供給するパージガス供給手段を含み、
外気温を検出する外気温検出手段と、
前記パージガス中の燃料濃度を外気温に基づいて推定する燃料濃度推定手段とを含み、
前記パージガス供給手段は、燃料濃度の推定値に基づいて、前記パージガスの流量を制御するパージ流量制御手段を含むことを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項記載の蒸発燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸発燃料供給装置に係り、特に、燃料の蒸発燃料を予め蓄えておき、必要に応じてその蒸発燃料を内燃機関に供給するための蒸発燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開平４−１９４３５６号公報に開示されるように、活性炭を内蔵するキャニスタを備え、燃料タンクの内部で発生する蒸発燃料を、そのキャニスタにより捕獲するシステムが知られている。キャニスタにより捕獲された蒸発燃料は、所定の運転条件下でパージされ、内燃機関に吸入される。このようなシステムによれば、蒸発燃料の大気放出を防止して、内燃機関に対して良好なエミッション特性を付与することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１９４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、蒸発燃料は、既にガス化しているため、液状の燃料よりも優れた燃焼性を示す。このため、内燃機関の冷間始動時など、安定した燃焼の確保が難しい条件下では、内燃機関に対して、液状燃料に代えて蒸発燃料を供給することが望ましい。しかしながら、このような要求を満たすためには、内燃機関の始動に先立って、十分な量の蒸発燃料を蓄えておくことが必要である。
【０００５】
上述した従来のシステムは、燃料タンクに対してベーパ通路を介してキャニスタを連通する構成を有している。このような構成によると、キャニスタに向かって流出する蒸発燃料の量は、ベーパ通路の径により制約を受けることとなる。このため、上記従来のシステムでは、多量の蒸発燃料を予め蓄えておくことが困難であった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関に供給するべき蒸発燃料を、予め多量に蓄えておくことのできる蒸発燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、蒸発燃料供給装置であって、
蒸発燃料の透過を許容する分離膜と、当該分離膜により少なくとも一部が覆われた蒸発燃料貯留室とを有する蒸発燃料分離ユニットと、
前記蒸発燃料分離ユニットに蓄えられた蒸発燃料を内燃機関に供給する蒸発燃料供給機構とを備え、
前記蒸発燃料分離ユニットが、燃料タンクの内部空間に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記分離膜の表面に配置され、当該分離膜の表面に液状燃料が付着するのを防止する保護膜を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記分離膜は、主として蒸発燃料中の低沸点成分を透過させる特性を有し、前記蒸発燃料分離ユニットには、主としてその低沸点成分が貯留されることを特徴とする。
【００１０】
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、
前記分離膜は、前記蒸発燃料貯留室の内圧と前記燃料タンクの内圧とに差が生じた場合に、低圧側の空間に向かって凸となるような柔軟性を有し、
前記分離膜の変形量を規制するための膜変形規制機構を有することを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第４の発明において、前記膜変形規制機構は、前記蒸発燃料貯留室の内部に、前記分離膜に対して所定の変形を許容するように配置された活性炭を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記蒸発燃料供給機構は、
内燃機関の吸気負圧を前記蒸発燃料貯留室に導くための負圧導入機構と、
前記蒸発燃料貯留室に大気を導くための大気導入機構と、
前記蒸発燃料貯留室に吸気負圧と大気の双方を導入することにより、前記蒸発燃料貯留室内の蒸発燃料を内燃機関に供給する供給制御手段とを備え、
内燃機関への前記蒸発燃料の供給が終了した後に、前記蒸発燃料貯留室への大気の導入を停止する大気導入停止手段と、
前記蒸発燃料貯留室への大気導入が禁止された後、その内部に所定の負圧が蓄えられた時点で、当該蒸発燃料貯留室への負圧導入を停止する負圧導入停止手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
燃料中の蒸発燃料を吸着する活性炭を内蔵し、前記蒸発燃料貯留室と連通するように配置されたキャニスタと、
前記キャニスタと大気との導通を制御するキャニスタ封鎖弁と、
前記キャニスタと燃料タンクとを連通するベーパ通路と、
前記ベーパ通路の導通を制御するタンク封鎖弁と、
所定条件下でのみ前記タンク封鎖弁を開弁させるタンク封鎖弁制御手段と、
を備え、
前記蒸発燃料供給機構は、
内燃機関の吸気負圧を前記蒸発燃料貯留室および前記キャニスタに導くための負圧導入機構と、
前記キャニスタへの大気導入を許容しつつ、当該キャニスタおよび前記蒸発燃料貯留室に吸気負圧を導入することにより、前記蒸発燃料貯留室内の蒸発燃料および前記キャニスタ内の蒸発燃料を内燃機関に供給する供給制御手段とを備え、
内燃機関への前記蒸発燃料の供給が終了した後に、前記キャニスタ封鎖弁および前記タンク封鎖弁の双方が閉じた大気導入停止状態を形成する大気導入停止手段と、
前大気導入停止状態が形成された後、前記蒸発燃料貯留室の内部に所定の負圧が蓄えられた時点で、当該蒸発燃料貯留室への負圧導入を停止する負圧導入停止手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第８の発明は、第３乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記蒸発燃料供給機構は、前記蒸発燃料分離ユニットに蓄えられている蒸発燃料を、パージガスの形態で内燃機関に供給するパージガス供給手段を含み、
外気温を検出する外気温検出手段と、
前記パージガス中の燃料濃度を外気温に基づいて推定する燃料濃度推定手段とを含み、
前記パージガス供給手段は、燃料濃度の推定値に基づいて、前記パージガスの流量を制御するパージ流量制御手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、分離膜に覆われた蒸発燃料貯留室を有する蒸発燃料分離ユニットが、燃料タンクの内部空間に配置される。この場合、燃料タンクの内部において、分離膜に対して大きな面積を与えることができる。分離膜が大きな面積を有するほど、分離される蒸発燃料は多量となり、蒸発燃料貯留室の中に蓄えられる蒸発燃料量も多くなる。このため、本発明によれば、内燃機関に供給すべき蒸発燃料を、その供給に先立って、十分に貯留しておくことができる。
【００１６】
第２の発明によれば、保護膜の作用により、分離膜の表面が液状燃料で濡れてしまうのを防ぐことができる。分離膜の能力は、その表面に液状燃料が付着すると低下し易い。本発明によれば、そのような能力低下を避けることができるため、初期の性能を長期に渡って維持させることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、蒸発燃料分離ユニット中に主として燃料中の低沸点成分を蓄えておくことができる。低沸点成分は、冷間運転時に内燃機関に供給されても、吸気通路の内部等で再凝縮することはない。このため、本発明によれば、冷間運転時に、ガス化燃料を安定的に内燃機関に供給し得る蒸発燃料供給装置を実現することができる。
【００１８】
第４の発明によれば、蒸発燃料貯留室の内圧と燃料タンクの内圧とに差が生じた場合に、低圧側の空間に向かって凸となるように分離膜を変形させることができる。分離膜がこのような変形を示すと、その両側の差圧が緩和されるため、内燃機関の耐圧要求を下げておくことができる。一方、本発明によれば、膜変形規制機構の機能により、分離膜の変形量を規制することができるため、分離膜の破損を有効に防ぐことができる。
【００１９】
第５の発明によれば、蒸発燃料貯留室の内部に配置した活性炭により、分離膜の変形を規制することができる。また、この場合、蒸発燃料貯留室に流入した蒸発燃料を活性炭に吸着させることができる。蒸発燃料貯留室に流入した蒸発燃料が活性炭に吸着されると、その室内の蒸発燃料濃度の上昇、およびその室内の圧力上昇が共に抑えられる。分離膜は、それらの上昇が抑えられるほど、高い蒸発燃料分離能力を発揮する。このため、本発明によれば、蒸発燃料貯留室内に、蒸発燃料を多量に貯留することができる。
【００２０】
第６の発明によれば、蒸発燃料貯留室に吸気負圧と大気の双方を導入することにより、その中に蓄えられている蒸発燃料を内燃機関に供給することができる。また、蒸発燃料の供給が終了した後は、先ず、蒸発燃料貯留室への大気の導入を停止し、その後適当なタイミングで吸気負圧の導入を停止することにより、蒸発燃料貯留室の中を適当な負圧状態とすることができる。この場合、分離膜の両側に差圧が発生することから、分離膜は、効率的に、燃料タンク内の蒸発燃料を蒸発燃料貯留室内に取り込むことができる。このため、本発明によれば、蒸発燃料貯留室内に蒸発燃料を多量に蓄えておくことができる。
【００２１】
第７の発明によれば、蒸発燃料貯留室に導かれた蒸発燃料をキャニスタにより捕獲することができる。その結果、蒸発燃料貯留室内の蒸発燃料濃度の上昇、およびその圧力上昇が共に抑えられ、蒸発燃料を多量に蓄えるうえで好適な状態が形成される。また、本発明によれば、キャニスタへの大気導入を許容しつつ、キャニスタおよび蒸発燃料貯留室の双方に吸気負圧を導入することで、それらに蓄えられている蒸発燃料を適正に内燃機関に供給することができる。更に、本発明によれば、蒸発燃料の供給が終了した後は、先ず、キャニスタへの大気流入を禁止し、その後適当なタイミングで吸気負圧の導入を停止することにより、蒸発燃料貯留室の中を適当な負圧状態とすることができる。このため、本発明によれば、蒸発燃料の分離を効率的に進めることができ、蒸発燃料を多量に貯留しておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、燃料の給油口１２が開口している。また、燃料タンク１０の内部には、燃料をフィードするための燃料ポンプ１４、および蒸発燃料を蓄えるための蒸発燃料分離ユニット１６が配置されている。尚、本実施形態では、燃料タンク１０が図示しないキャニスタ等を介して大気に開放されており、タンク内圧Ptは、常時大気圧近傍に維持されているものとする。
【００２３】
蒸発燃料分離ユニット１６は、燃料タンク１０の上壁に固定された金属の枠組みと、その枠組みの側面および底面を被覆する壁面とで構成されている。蒸発燃料分離ユニット１６の壁面の少なくとも一部は分離膜１８により構成されている。図１に示す例では、具体的には、蒸発燃料分離ユニット１６の底面が分離膜１８により構成されている。以下、分離膜１８の上方に確保される空間、つまり、蒸発燃料分離ユニット１６内部の空間を、「蒸発燃料貯留室２０」と称す。
【００２４】
分離膜１８は、空気と蒸発燃料との混合ガスから蒸発燃料を分離する膜、より詳細には、蒸発成分中の低沸点成分を主として分離する膜である。この分離膜１８は、「石油学会、ペトロテック(PETROTECH)第２２巻第２号(1999)」に開示されるような膜により、具体的には、例えば日東電工（株）製「有機ガス分離膜（商品名）」により実現することができる。
【００２５】
分離膜１８は、ある程度の伸縮が可能な程度の柔軟性を有している。このため、燃料タンク１０の内圧と蒸発燃料貯留室２０の内圧とに差が生ずると、分離膜１８には、低圧側に凸となるような変形が生ずる。蒸発燃料分離ユニット１６には、その変形をある程度許容し、かつ、過度の変形を規制するための膜変形ストッパーが設けられている。このため、分離膜１８が変形により破損することはない。
【００２６】
また、分離膜１８は、上記の変形により膜厚が薄くなるほど、蒸発燃料の分離能力を高めるという特性を有している。このため、燃料タンク１０側が高圧となり、分離膜１８が蒸発燃料貯留室１０側に張り出すような状況下では、燃料タンク１０内の蒸発燃料が分離膜１８を透過して、効率的に蒸発燃料貯留室２０側に集められる。
【００２７】
蒸発燃料分離ユニット１６は、分離膜１８が液体燃料に浸るのを避けるために、燃料タンク１０の上面に固定されている。更に、分離膜１８の表面には、液状燃料の付着を防ぐための保護ネット（図示せず）が装着されている。この保護ネットは、ナイロン或いはアクリル樹脂をメッシュ状に織り上げたものであり、液状燃料が分離膜１８の表面状に長期に渡って残存するのを効率的に防ぐことができる。分離膜１８の蒸発燃料分離能力は、その表面が液状燃料で濡れることにより低下する。上記の構成によれば、そのような能力低下を十分に阻止して、分離膜１８に、高い分離能力を維持させ続けることができる。
【００２８】
蒸発燃料分離ユニット１６には、パージ通路２２が連通している。パージ通路２２は、流量コントロールバルブ２４が連通している。また、流量コントロールバルブ２４は、内燃機関の吸気通路２６に連通している。吸気通路２６には、エアフィルタ２８やスロットルバルブ３０が設けられている。上記の流量コントロールバルブ２４は、スロットルバルブ３０の下流、つまり、吸気負圧の存在する位置において、吸気通路２６に連通している。
【００２９】
吸気通路２６は、サージタンク２９を介して吸気ポート２８に連通している。吸気ポート２８には、その中に燃料を噴射するための燃料噴射弁３２が配置されている。燃料噴射弁３２は、燃料ポンプ１４から所定の圧力で液体燃料の供給を受けており、外部から供給される信号を受けて弁機構を開弁させることにより、その液体燃料を吸気ポート３０内に噴射することができる。
【００３０】
図１に示すシステムは、ECU４０(Electronic Control Valve)を備えている。ECU４０は、図示しない各種のセンサ入力に基づいて、内燃機関の運転状態を検知することができる。また、ECU４０は、検知した運転状態に基づいて、上記の流量コントロールバルブ２４の状態を制御することができる。
【００３１】
［実施の形態１の動作］
本実施形態のシステムによれば、燃料タンク１０の内部で発生した蒸発燃料を、蒸発燃料分離ユニット１６の内部、つまり、蒸発燃料貯留室２０に蓄えておくことができる。ここには、主として燃料中の低沸点成分が蓄えられているため、その蒸発燃料は、内燃機関の冷間始動時など、低温環境下で吸気通路２６に供給されても再凝縮により液滴化することはない。
【００３２】
一方、燃料噴射弁３２から噴射される液滴燃料は、低温環境下では気化し難く、吸気ポート３０の中で液滴のまま存在し易い。十分にガス化した燃料は、空気と混ざり易いため、液滴状態の燃料に比して良好な燃焼性を示す。このため、内燃機関の冷間始動時など、低温環境下で内燃機関を安定的に作動させるためには、燃料噴射弁３２から液状燃料を供給するより、蒸発燃料貯留ユニット１６から蒸発燃料を供給する方が望ましい。
【００３３】
ところで、内燃機関の始動に必要な燃料を蒸発燃料により賄うためには、蒸発燃料貯留ユニット１６の中に、蒸発燃料を十分に蓄えておくことが必要である（第１の要求）。また、冷間始動時に、吸気通路２６の内部で蒸発燃料が再凝縮するのを避けるためには、そこに供給する蒸発燃料を、主として低沸点成分を含むものとしておくことが必要である（第２の要求）。
【００３４】
蒸発燃料を蓄えておくためのユニットを、管路を介して燃料タンクに接続させるようなシステム（以下、「対比ユニット」と称す）では、燃料タンクからそのユニットへ向かう蒸発燃料の流れが管路の径により規制される。このような規制が存在する状況下では、蒸発燃料を蓄えるためのユニットに蒸発燃料を多量に導くこと自体が困難である。このため、上述した対比システムによっては、上記第１の要求を満たすことが必ずしも容易ではない。
【００３５】
また、上述した対比システムでは、蒸発燃料を貯留しておくユニットまでは、高沸点成分と低沸点成分の双方を含む蒸発燃料が導かれざるを得ない。このような状況下で上記第２の要求を満たそうとすれば、必然的に、そのユニットの内部または近傍に、燃料中の高沸点成分のみが残されることとなる。このため、対比システムにおいては、残存した高沸点成分を処理するための何らかの機構が必要となる。
【００３６】
これに対して、本実施形態のシステムでは、蒸発燃料分離ユニット１６を燃料タンク１０の内部に配置し、また、分離膜１８に大きな面積を与えることとしている。このような構成によれば、燃料タンク１０内のガスは、管路に制約されることなく分離膜１８に辿り着くことができる。そして、分離膜１８が大きな面積を有していることから、広範な領域で、効率的に蒸発燃料の分離を行うことができる。このため、本実施形態のシステムによれば、蒸発燃料貯留ユニット１６の中に、蒸発燃料を多量に蓄えることができる。
【００３７】
更に、本実施形態のシステムでは、蒸発燃料の分離、つまり低沸点成分の分離が燃料タンク１０の中で行われる。この場合、その分離の結果として残存した高沸点成分は、そもそも燃料タンク１０の中に存在しているため、特別に処理する必要がない。このため、本実施形態のシステムによれば、高沸点成分を処理するための特別な機構を準備することなく、低沸点成分のみを内燃機関に供給することができる。
【００３８】
［実施の形態１における具体的処理］
以上説明した通り、本実施形態のシステムは、蒸発燃料分離ユニット１６の中に蒸発燃料を多量に蓄えるのに適した特性、および高沸点成分を処理するための特別な機構を必要としないという特性を有している。ECU４０は、これらの特性を前提として、内燃機関の始動に先立って蒸発燃料分離ユニット１６内に蒸発燃料を多量に蓄えておき、その始動の際には、必要な燃料を蒸発燃料により賄うための処理を実行する。
【００３９】
図２は、本実施形態においてECU４０が実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。図２に示すルーチンでは、先ず、内燃機関が始動したか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、内燃機関の始動が認められた場合は、次に、流量コントロールバルブ２４を開いて、適当量のパージガスを流通させるための制御が実行される（ステップ１０２）。
【００４０】
内燃機関の始動後に流量コントロールバルブ２４が開かれると、吸気通路２６の内部に発生している吸気負圧が蒸発燃料分離ユニット１６に導入され、その内部に蓄えられている蒸発燃料が吸気通路２６にパージされる。この場合、燃焼性に優れたガス化燃料が筒内に吸入されることとなり、内燃機関において、良好な始動性が実現され、また、優れたエミッション特性が実現される。
【００４１】
内燃機関に対してガス化燃料を供給すべき所定期間、或いはガス化燃料が供給できる所定期間が経過すると（ステップ１０４）、流量コントロールバルブ２４が閉じられ（ステップ１０６）、蒸発燃料のパージが終了される。以後、内燃機関に対しては、燃料噴射弁３２により所望量の燃料が供給される。
【００４２】
上記ステップ１０６の処理により流量コントロールバルブ２４が閉じられた段階で、蒸発燃料分離ユニット１６の中には、ある程度の負圧が蓄えられている。つまり、その段階では、燃料タンク１０の内圧に比して、蒸発燃料貯留室２０の内圧が十分に低圧とされている。このような差圧が生じている環境下では、分離膜１８は、燃料タンク１０内の蒸発燃料（低沸点成分）を、効率的に分離して蒸発燃料貯留室２０に取り込む。その結果、蒸発燃料分離ユニット１６の内部には、次回の始動に必要な蒸発燃料が十分に蓄えられる。
【００４３】
ところで、上述した実施の形態１においては、分離膜１８を、蒸発燃料貯留室２０の底面にのみ配置す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、分離膜１８は、蒸発燃料貯留室２０の側面に配置することとしてもよい。
【００４４】
また、上述した実施の形態１では、「蒸発燃料貯留室２０」は、蒸発燃料を長期間に渡って貯留する室として機能しているが、燃料タンク１０の内部に設ける「蒸発燃料貯留室」は、必ずしも長期間に渡って蒸発燃料を貯留するものでなくてもよい。つまり、ここでは、分離膜１８に大きな面積を与えるために蒸発燃料貯留室２０を燃料タンク１０の内部に設けているだけであり、分離膜１８を通過した蒸発燃料は、蒸発燃料貯留室２０を通過させて、燃料タンク１０の外部で長期間貯留することとしてもよい。この点は、以下に説明する全ての実施形態についても共通である。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１においては、パージ通路２２および流量コントロールバルブ２４が前記第１の発明における「蒸発燃料供給機構」に相当している。
【００４６】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図３は、本発明の実施の形態２の構成を説明するための図である。尚、図３において、図１に示す構成要素と共通するものについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４７】
図３に示す構成は、蒸発燃料分離ユニット１６の中に活性炭４２が充填されている点、および、蒸発燃料貯留室２０を大気に開放するためのVSV(Vacuum Switching Valve)４４が設けられている点を除き、図１に示す構成と同様である。活性炭４２は、無変形時における分離膜１８との間に所定の距離が確保されるように充填されている。このため、分離膜１８は、蒸発燃料貯留室２０の内部に向かって適度にたわむことができ、その結果、実施の形態１の場合と同様の蒸発燃料分離能力を発揮することができる。
【００４８】
VSV４４は、通常は閉弁状態を維持する常時閉タイプの弁機構であり、ECU４０から開信号が発せられると、その信号を受けて開弁状態となる。VSV４４が開弁すると、蒸発燃料貯留室２０は、大気に開放された状態となる。
【００４９】
本実施形態のシステムでは、分離膜１８により分離され、蒸発燃料貯留室２０に取り込まれた蒸発燃料は活性炭４２が吸着される。蒸発燃料は、活性炭４２に吸着されると、その体積を大きく減少させる。このため、本実施形態のシステムでは、実施の形態１の場合に比して、蒸発燃料の流入に伴う蒸発燃料貯留室２０の圧力上昇傾向を緩やかにすることができる。
【００５０】
分離膜１８は、燃料タンク１０の圧力が蒸発燃料貯留室２０の圧力に比して高いほど、効率的に燃料タンク１０内の蒸発燃料を蒸発燃料貯留室２０に取り込むことができる。そして、蒸発燃料貯留室２０に取り込まれた蒸発燃料が活性炭４２に吸着され、その結果蒸発燃料貯留室２０の圧力上昇傾向が緩やかになれば、長期間に渡って分離膜１８に高い分離能力を発揮させることができ、蒸発燃料貯留室２０に貯留される燃料量を増やすことができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態１の場合に比して、より多くの蒸発燃料を蒸発燃料分離ユニット１６内に蓄えておくことができる。
【００５１】
［実施の形態２における具体的処理］
図４は、本実施形態においてECU４０が実行する処理の内容を説明するためのフローチャートである。尚、図４において、上記図２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５２】
すなわち、図４に示すルーチンでは、ステップ１００において内燃機関の始動が認められた場合、その後、ステップ１０２において流量コントロールバルブ２４の制御が開始された後、VSV４４を開く処理が行われる（ステップ１１０）。VSV４４が開弁すると、蒸発燃料貯留室２０に空気が流入し始め、活性炭４２に吸着されている蒸発燃料、つまり低沸点成分が、吸気通路２６にパージされる。
【００５３】
その後、ステップ１０４の処理により、パージを継続すべき所定時間の経過が判定されると、先ず、VSV４４が閉弁状態とされる（ステップ１１２）。VSV４４が閉じられると、蒸発燃料貯留室２０が大気から遮断され、その内部が負圧化し始める。その後、適当な負圧を蓄えるための所定時間が経過すると（ステップ１１４）、ステップ１０６により、流量コントロールバルブ２４が閉弁状態とされる。
【００５４】
以上の処理によれば、内燃機関が始動された後、蒸発燃料貯留室２０内の活性炭４２に吸着されている十分な量の蒸発燃料を内燃機関に供給することができる。また、その蒸発燃料の供給が終了した後は、蒸発燃料貯留室２０を適当に負圧化した後に、流量コントロールバルブ２４を閉じることができる。蒸発燃料貯留室２０が負圧化された状態では、燃料タンク１０内の蒸発燃料が、分離膜１８により効率的に蒸発燃料貯留室２０の内部に取り込まれる。この際、取り込まれた蒸発燃料が活性炭４２に吸着されることにより、蒸発燃料貯留室２０内の圧力上昇が抑えられるため、分離膜１８は、長期間に渡って効率的に蒸発燃料を取り込み続ける。その結果、本実施形態のシステムによれば、実施の形態１の場合に比して更に多量の蒸発燃料を、蒸発燃料貯留室１６内に蓄えることができる。
【００５５】
尚、上述した実施の形態２においては、活性炭４２が、前記第４の発明における「膜変形規制機構」を実現している。また、ここでは、流量コントロールバルブ２４およびパージ通路２２が前記第６の発明における「負圧導入機構」に、VSV４４が前記第６の発明における「大気導入機構」に、それぞれ相当していると共に、ECU４０が、上記ステップ１０２および１１０の処理を実行することにより前記第６の発明における「供給制御手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第６の発明における「大気導入停止手段」が、上記ステップ１１４および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「負圧導入停止手段」が、それぞれ実現されている。
【００５６】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。図５は、本発明の実施の形態３の構成を説明するための図である。尚、図５において、図１に示す構成要素と共通するものについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５７】
図５に示す構成は、キャニスタ４６を備えている。キャニスタ４６は、パージ通路２２に連通するパージポート４８と、大気に開放された大気ポート５０を備えている。また、キャニスタ４６は、ベーパ通路５２を介して燃料タンク１０に連通している。ベーパ通路５２の端部には、燃料タンク１０を密閉するための封鎖弁５４が配置されている。封鎖弁５４は、通常は閉弁状態を維持する常時閉タイプの弁機構であり、ECU４０から開信号が発せられると、その信号を受けて開弁状態となる。
【００５８】
図５に示す構成は、上述したキャニスタ４６および封鎖弁５４を備えている点、および封鎖弁５４が閉じると燃料タンク１０が大気から遮断された状態になる点、つまり、燃料タンク１０がいわゆる密閉タイプのタンクである点を除いて、実質的には図１に示す構成と同様である。
【００５９】
図５に示すシステムにおいて、蒸発燃料貯留室１６は、キャニスタ４６の大気孔５０を通じて常に大気に開放されている。このため、分離膜１８の両側には、タンク内圧Ptと大気圧とが作用する。このような状況下では、分離膜１８は、タンク内圧Ptが高圧になるほど効率的に蒸発燃料を蒸発燃料貯留室２０に取り込むことができる。
【００６０】
封鎖弁５４は、給油時を除いて原則として閉弁状態に維持される。つまり、燃料タンク１０は、原則として密閉状態に維持される。この場合、タンク内圧Ptは、内燃機関の運転中など、燃料温度が上昇する状況下では大気圧より高圧となる。本実施形態のシステムによれば、このような状況下で分離膜１８に効率的に蒸発燃料分離能力を発揮させることができ、多量の蒸発燃料を、効率的に蒸発燃料貯留室２０に取り込むことができる。
【００６１】
本実施形態のシステムにおいて、蒸発燃料貯留室２０は、常にキャニスタ４６と導通している。このため、蒸発燃料貯留室２０に取り込まれた蒸発燃料は、キャニスタ４６内の活性炭に吸着される。その結果、本実施形態のシステムにおいても、実施の形態２の場合と同様に、内燃機関の始動に先立って、多量の蒸発燃料を蓄えておくことができる。
【００６２】
［実施の形態３における具体的処理」
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、それぞれ、本実施形態においてECU４０が実行するルーチンのフローチャートである。図６（Ａ）は、より具体的には、流量コントロールバルブ２４を制御するためのフローチャートであり、一方、図６（Ｂ）は、封鎖弁５４を制御するためのフローチャートである。
【００６３】
図６（Ｂ）に示すルーチンでは、先ず、公知の手法により、給油中であるか否かが判別される（ステップ１２０）。給油中であるか否かは、例えば、リッドカバーの開閉状態をセンサにより監視したり、或いは、給油の実行に伴うタンク内圧Ptの上昇をセンサにより監視したりすることで判断することができる。
【００６４】
給油中であるとの判断がなされた場合は、封鎖弁５４が開弁される（ステップ１２２）。封鎖弁５４が開弁すると、燃料タンク１０がキャニスタ４６に導通して、タンク内のガスがキャニスタ４６に流入し得る状態となる。給油の際にこのような状態が形成されると、タンク内の蒸発燃料がキャニスタ４６に流入することでタンク内圧Ptの上昇が抑えられ、蒸発燃料を大気に放出することなく、円滑に給油を進めることができる。
【００６５】
上記ステップ１２０において、給油の実行が認められなかった場合は、封鎖弁５４が閉弁状態とされる（ステップ１２４）。封鎖弁５４が常に開弁しているとすれば、タンク内温度が上昇したような場合に、高沸点成分をも含む蒸発燃料が多量にキャニスタ４６に流入することになる。この場合、蒸発燃料の大気流出を防ぐために、キャニスタ４６を十分に大きなものとする必要が生じると共に、冷間始動時に、高い比率で高沸点成分を含むパージガスが、つまり再凝縮する可能性のある成分を高い比率で含むパージガスが内燃機関に供給されることになる。
【００６６】
これに対して、給油時以外は封鎖弁５４を閉じておくこととすれば、キャニスタ４６に流入する蒸発燃料を、給油時に燃料タンク１０から押し出されてくる蒸発燃料と、蒸発燃料分離ユニット１６により分離された低沸点成分のみに限ることができる。この場合、キャニスタ４６の体格を小さくすることができる。
【００６７】
また、燃料タンク１０からキャニスタ４６に直接流入する蒸発燃料が、給油に伴うものだけに限定されていれば、キャニスタ４６に蓄えられる蒸発燃料は、主として低沸点成分を含むものとなる。一方で、そのような直接流入が生じれば、キャニスタ４６に蓄えられる蒸発燃料の総量は増加する。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃機関に供給されるパージガスを、主として低沸点成分を含むもの、つまり、冷間始動時にも殆ど再凝縮することのないものとしておきつつ、内燃機関の始動に備えて蓄え得る蒸発燃料を、実施の形態１または２の場合に比して更に多量とすることができる。
【００６８】
図６（Ａ）に示すルーチンは、実質的に図２に示すルーチンと同様である。すなわち、このルーチンによれば、内燃機関の始動後（ステップ１００）、内燃機関に対して蒸発燃料を供給すべき所定の時間だけ流量コントロールバルブ２４が開弁状態とされる（ステップ１０２〜１０６）。
【００６９】
上記ステップ１０２の処理により流量コントロールバルブ２４が開かれると、パージ通路２２を通って、蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６の双方に吸気負圧が導かれる。蒸発燃料貯留室２０に吸気負圧が導かれると、そこに蓄えられている蒸発燃料は、吸気通路２６にパージされる。一方、キャニスタ４６に吸気負圧が導かれると、大気孔５０からの空気の流れが生じ、その結果、そこに吸着されている蒸発燃料が空気と共に吸気通路２６にパージされる。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃機関の始動時に、十分な量の蒸発燃料を吸気通路２６に供給することができる。
【００７０】
上記ステップ１０６の処理により、流量コントロールバルブ２４が閉じられると、その後、燃料タンク１０は密閉された状態となる。このため、燃料温度の上昇に伴ってタンク内で蒸発燃料が発生すると、タンク内圧Ptは大気圧より高圧となる。蒸発燃料貯留室２０は、大気に開放されているため、タンク内圧Ptが大気圧より高圧となれば、分離膜１８は、蒸発燃料中の低沸点成分を効率的に蒸発燃料貯留室２０に取り込む。
【００７１】
この際、分離膜１８には、蒸発燃料貯留室２０側へのたわみが生ずる。その結果、分離膜１８にたわみが生じない場合に比して、タンク内圧Ptの上昇は抑制される。タンク内圧Ptの上昇が抑制されれば、燃料タンク１０に与えるべき耐圧性能を低くすることができる。この点、本実施形態のシステムは、密閉タンクを用いる通常のシステムに比して、軽量化やコスト低減の面で好ましい特性を有している。
【００７２】
実施の形態４．
［実施の形態４の特徴］
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。図７は、本発明の実施の形態４の構成を説明するための図である。尚、図７において、図５に示す構成要素と共通するものについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００７３】
図７に示す構成は、キャニスタ４６の大気孔にキャニスタ封鎖弁５６が取り付けられている点を除き、図５に示す構成と同様である。キャニスタ封鎖弁５６は、通常は閉弁状態を維持する常時閉タイプの弁機構であり、ECU４０から開信号が発せられると、その信号を受けて開弁状態となる。
【００７４】
上述した実施の形態３のシステムでは、キャニスタ４６が常に大気に開放されているため、蒸発燃料貯留室２０に負圧を蓄えておくことはできない。これに対して、本実施形態のシステムでは、キャニスタ封鎖弁５６および封鎖弁５４を共に閉じた状態で蒸発燃料貯留室２０に負圧を導入すれば、その負圧を蓄えておくことができる。
【００７５】
分離膜１８は、蒸発燃料貯留室２０の内圧に比してタンク内圧Ptが高いほど、効率的に蒸発燃料を分離する。従って、蒸発燃料貯留室２０に負圧を蓄えることができれば、分離膜１８の分離効率を高めることができる。そこで、本実施形態では、内燃機関に対して始動の際に蒸発燃料を供給した後に、蒸発燃料貯留室２０に負圧を蓄えて、そこに貯留される蒸発燃料を更に多量化することとした。
【００７６】
［実施の形態４における具体的処理］
図８は、本実施形態において、ECU４０が、流量コントロールバルブ２４を制御するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、ECU４０は、本実施形態においても、封鎖弁５４の制御ルーチンとしては、上記図６（Ｂ）に示すルーチンを実行する。つまり、本実施形態においても、封鎖弁５４は、実施の形態３の場合と同様に、給油時を除いて原則として閉弁状態に制御される。
【００７７】
図８に示すルーチンには、図２に示すステップと実質的に同じステップが幾つか含まれている。それらのステップについては、共通する符号を付して、その説明を省略または簡略することとする。すなわち、図８に示すルーチンでは、ステップ１００において内燃機関の始動が認められると、先ず、流量コントロールバルブ２４が開弁状態とされると共に、キャニスタ封鎖弁５６が開弁状態とされる（ステップ１３０）。尚、本ステップ１３０において流量コントロールバルブ２４に施される処理は、図２中のステップ１０２において実行される処理と実質的に同じである。
【００７８】
上記ステップ１３０の処理により流量コントロールバルブ２４が開かれると、パージ通路２２を通って、蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６の双方に吸気負圧が導かれる。また、上記ステップ１３０の処理によりキャニスタ封鎖弁５６が開弁されると、キャニスタ４６への空気の流入が許容される。このため、上記の処理によれば、蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６の双方から、十分な量の蒸発燃料を吸気通路２６に供給することができる。
【００７９】
次に、ステップ１０４の処理が実行される。ここで所定時間の経過が判定されると、先ず、キャニスタ封鎖弁１３２が閉弁状態とされる（ステップ１３２）。封鎖弁５４はこの時点で閉じられているため、キャニスタ封鎖弁５６が閉じられると、キャニスタ４６および蒸発燃料貯留室２０を含む系が大気から遮断される。その結果、以後、その系の内部に負圧が蓄積され始める。その後、適当な負圧を蓄えるための所定時間が経過すると（ステップ１３４）、ステップ１０６により、流量コントロールバルブ２４が閉弁状態とされる。
【００８０】
以上の処理によれば、内燃機関の始動後、蒸発燃料の供給を終えた後に、蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６を、それらの中に適当な負圧を導いた状態で密閉状態とすることができる。蒸発燃料貯留室２０に負圧が導入されていれば、分離膜１８の両側に大きな差圧が生じ易い。また、蒸発燃料貯留室２０に取り込まれた蒸発燃料は、キャニスタ４６内の活性炭に吸着されるため、その取り込みに起因する蒸発燃料貯留室２０の圧力上昇は緩やかに抑制される。このため、本実施形態のシステムによれば、上述した何れの実施形態のシステムに比べても、更に多量の蒸発燃料を始動に備えて蓄えておくことができる。
【００８１】
尚、上述した実施の形態４においては、流量コントロールバルブ２４およびパージ通路２２が前記第７の発明における「負圧導入機構」に相当していると共に、ECU４０が、図６（Ｂ）に示すルーチンを実行することにより前記第７の発明における「タンク封鎖弁制御手段」が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第７の発明における「供給制御手段」が、上記ステップ１３２の処理を実行することにより前記第７の発明における「大気導入停止手段」が、上記ステップ１３４および１０６の処理を実行することにより前記第７の発明における「負圧導入停止手段」が、それぞれ実現されている。
【００８２】
実施の形態５．
［実施の形態５の特徴］
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。図９は、本発明の実施の形態５の構成を説明するための図である。図９に示す構成は、温度センサ５８を備えている点を除き、図５に示す構成と同様である。尚、図９において、図５に示す構成要素と共通するものについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００８３】
温度センサ５８は、外気温度Taを検出し、その検出結果をECU４０に供給するセンサである。本実施形態のシステムでは、実施の形態３（図５参照）の場合と同様に、内燃機関の始動時に、キャニスタ４６に外気を取り込むことでそこに吸着されている蒸発燃料のパージを図る。従って、温度センサ５８によれば、内燃機関の始動時にキャニスタ４６に取り込まれる空気の温度をTaとして検知することができる。
【００８４】
本実施形態のシステムは、実施の形態３の場合と同様に、内燃機関の始動に先立って、蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６の中に、主として低沸点成分を含む蒸発燃料を貯留することができる。より具体的には、このシステムによれば、タンク内の燃料の性状に関わらず、ブタンやイソブタンなどカーボン数が４つのHC（C４HＸ）を主成分とする蒸発燃料を蓄えておくことができる。
【００８５】
キャニスタ４６に吸着されている燃料、および蒸発燃料貯留室２０に蓄えられている燃料が、C４HＸである場合は、パージガス中の燃料成分の比率が、ほぼ外気との関係で決定される。図１０は、その関係の一例を示したものである。ここでは、外気温が−２０℃〜０℃の間では、温度の上昇に対して蒸発燃料濃度がほぼ比例的に上昇し、外気温が０℃以上の環境下では、その燃料濃度が最大値１００％に収束する状態が示されている。
【００８６】
C４HＸを主成分とする蒸発燃料の濃度と、外気温度との関係は、内燃機関の形式毎に予め測定することが可能である。本実施形態では、その関係を予め測定したうえで、その関係を表すマップをECU４０に記憶させることとしている。このため、ECU４０は、温度センサ５８の出力に基づいて外気温Taを検知し、更に、そのTaを上記のマップに照らし合わせることにより、パージガス中の蒸発燃料濃度を精度良く算出することができる。
【００８７】
パージガス中の蒸発燃料濃度が精度良く算出できれば、その算出結果を利用することで、内燃機関に供給される蒸発燃料の量を高精度に算出することができる。そして、その算出が可能であれば、パージガスの流量を制御することで、ガス化された形態で内燃機関に供給される燃料量を、精度良く所望の燃料量に一致させることができる。つまり、排気空燃比のフィードバック制御などに頼ることなく、フィードフォワード的な見込み制御によって、冷間始動時における要求燃料量を、精度良く蒸発燃料により供給することができる。
【００８８】
［実施の形態５における具体的処理］
図１１は、上記の機能を実現するためにECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。図１１に示すルーチンでは、内燃機関の始動が認められると（ステップ１４０）、その時点で外気温Taが、つまり、キャニスタ４６のパージに用いられる空気の温度が読み込まれる（ステップ１４２）。
【００８９】
次に、その外気温Taに基づいて、蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６から吸気通路２６にパージされるパージガス中の燃料濃度Cevapが読み込まれる（ステップ１４４）。ECU４０は、既述したように、パージガス中の燃料濃度Cevapと外気温Taとの関係を定めたマップを記憶している。ここでは、そのマップから、外気温Taに対応する燃料濃度Cevapが読み出される。
【００９０】
次いで、目標蒸発燃料量が算出される（ステップ１４６）。ここでは、吸入空気量Gaと目標空燃比A/Ftgtとにより決定される基本の燃料噴射量Ga／（A/Ftgt）が、目標蒸発燃料量として算出される。つまり、吸入空気量Gaに対して、目標空燃比A/Ftgtを実現するための燃料量が目標蒸発燃料量として算出される。
【００９１】
次に、目標蒸発燃料量を実現するために、流量コントロールバルブ２４の駆動DutyとするべきDuty値が、次式により計算される（ステップ１４８）。
Duty値＝｛目標蒸発燃料量／（燃料濃度Cevap＊全開流量）｝＊１００
・・・（１）
但し、「全開流量」とは、流量コントロールバルブ２４を全開させた場合に生ずるパージガス流量である。全開流量は、吸気管圧力PMに対してほぼ一義的に決まる値である。ECU４０は、全開流量を吸気管負圧PMとの関係で定めたマップを記憶しており、ここでは、PMを検出した後、そのマップを参照することにより全開流量を設定する。
【００９２】
上記（１）式の右辺中、「燃料濃度Cevap＊全開流量」なる演算によれば、流量コントロールバルブ２４を全開にすることで供給し得る蒸発燃料量を求めることができる。そして、（１）式の右辺中｛目標蒸発燃料量／（燃料濃度Cevap＊全開流量）｝なる演算によれば、目標蒸発燃料量と、供給し得る蒸発燃料量との比率を求めることができる。従って、（１）式により算出されるDuty値で流量コントロールバルブ２４をデューティ制御すれば、目標蒸発燃料量を供給するのに必要なパージガス流量を、過不足なく吸気通路２６に流入させることができる。
【００９３】
上記の処理が終わると、次に、算出されたDuty値を駆動デューティとして、流量コントロールバルブ２４が開閉制御される（ステップ１５０）。次いで、所定時間が経過したか否かが判別される（ステップ１５２）。
【００９４】
蒸発燃料貯留室２０およびキャニスタ４６からパージされるガス中の燃料濃度Cevapは、蒸発燃料の貯留量が減るに連れて低下する。このため、始動後の経過時間が十分に長くなると、パージガス中の燃料濃度は、上記ステップ１４４で読み込まれた濃度Cevapとは一致しなくなる。以下、その不一致が生ずるまでの時間、つまり、パージガス中の燃料濃度が濃度Cevapのまま維持される時間を「濃度維持時間」と称す。
【００９５】
内燃機関に対して蒸発燃料を供給する必要があるのは、液体燃料が良好な気化性を示さない冷間時に限られる。つまり、内燃機関に対して蒸発燃料を供給する必要があるのは、内燃機関の始動後、液体燃料が良好な気化性を示す程度に暖機が進行するまでの時間に限られる。以下、その時間を「蒸発燃料要求時間」と称す。
【００９６】
本実施形態のシステムは、上述した「濃度維持時間」が常に「蒸発燃料要求時間」より長くなるように、十分な蒸発燃料を蓄えることができるように設計されている。そして、上記ステップ１５２では、その蒸発燃料要求時間が「所定時間」として設定されている。このため、ステップ１５２において「所定時間」の経過が否定された場合は、パージガス中の燃料濃度がCevapのまま維持されており、かつ、蒸発燃料の供給が未だ要求されていると判断できる。ECU４０は、この場合、上記ステップ１４６以降の処理を繰り返して、蒸発燃料の供給を継続する。
【００９７】
一方、上記ステップ１５２において「所定時間」の経過が認められた場合は、蒸発燃料の供給が不要になったと判断できる。このような判断がなされると、ECU４０は、流量コントロールバルブ２４を閉じて（ステップ１５４）、今回のルーチンを終了させる。
【００９８】
以上の処理によれば、始動直後の内燃機関に対して、主として低沸点成分を含む蒸発燃料の形態で過不足なく燃料を供給することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃機関の始動直後から、良好なエミッション特性を実現することができる。
【００９９】
ところで、上述した実施の形態５においては、「濃度維持時間」が常に「蒸発燃料要求時間」より長くなることを前提としているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、その関係が逆転している場合は、「濃度維持時間」だけ必要な燃料の全量を蒸発燃料の形態で供給し、その後「蒸発燃料要求時間」が終了するまでの間は、流量コントロールバルブ２４を全開状態としつつ、不足する燃料分を燃料噴射弁３２により補うこととしてもよい。
【０１００】
また、上述した実施の形態５においては、パージガスの濃度を推定して流量コントロールバルブ２４の開度を制御する処理を、実施の形態３のシステムに対して組み合わせることとしているが、その組み合わせの対象は、これに限定されるものではない。すなわち、流量コントロールバルブ２４の開度を制御する処理は、実施の形態１，２および４の何れのシステムと組み合わせることとしてもよい。
【０１０１】
尚、上述した実施の形態５においては、流量コントロールバルブ２４およびパージ通路２２が前記第８の発明における「パージガス供給手段」に、温度センサ５８が前記第８の発明における「外気温検出手段」に、それぞれ相当していると共に、ECU４０が、上記ステップ１４４の処理を実行することにより前記第８の発明における「燃料濃度推定手段」が、上記ステップ１４８および１５０の処理を実行することにより前記第８の発明における「パージ流量制御手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４の構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態５の構成を説明するための図である。
【図１０】低沸点成分を主成分とするパージガス中の燃料濃度と外気温との関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  燃料タンク
１６  蒸発燃料貯留ユニット
１８  分離膜
２０  蒸発燃料貯留室
２２  パージ通路
２４  流量コントロールバルブ
２６  吸気通路
４２  活性炭
４４  VSV(Vacuum Switching Valve)
４６  キャニスタ
５０  大気孔
５２  ベーパ通路
５４  封鎖弁
５６  キャニスタ封鎖弁
５８  温度センサ
【図１】
2005233086.tif 000003
【図２】
2005233086.tif 000004
【図３】
2005233086.tif 000005
【図４】
2005233086.tif 000006
【図５】
2005233086.tif 000007
【図６】
2005233086.tif 000008
【図７】
2005233086.tif 000009
【図８】
2005233086.tif 000010
【図９】
2005233086.tif 000011
【図１０】
2005233086.tif 000012
【図１１】
2005233086.tif 000013