(57)【要約】【課題】  本発明は内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、給油時の蒸発燃料を給油設備側で回収できる場合、その回収能力を最大限に活用することでキャニスタへの蒸発燃料の蓄積を低減できるようにする。【解決手段】  燃料タンクへの給油時、給油に用いられている給油設備が燃料タンク内の蒸発燃料を回収しながら給油を行う特定給油設備であるか否か判定する。判定の結果、当該給油設備が特定給油設備ではないと判定されたときにはキャニスタによる蒸発燃料の捕集を許可する。一方、当該給油設備が特定給油設備であると判定されたときにはキャニスタによる蒸発燃料の捕集を禁止し、燃料タンク内の蒸発燃料は専ら特定給油設備に回収させる。【選択図】      図２
2005282502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクに接続されたキャニスタと、
前記燃料タンクへの給油時に、給油に用いられている給油設備が前記燃料タンク内の蒸発燃料を回収しながら給油を行う特定給油設備であるか否か判定する判定手段と、
前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備ではないと判定されたときには前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記キャニスタに捕集させ、前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備であると判定されたときには前記キャニスタによる蒸発燃料の捕集を禁止する制御手段と、
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】
前記制御手段は、前記特定給油設備による給油時に前記燃料タンク内の圧力が所定値以上になったときには、前記キャニスタによる蒸発燃料の捕集を解禁す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】
前記判定手段は、給油時、前記燃料タンク内の圧力が所定値以下になったら前記給油設備は前記特定給油設備であると判定す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４】
前記判定手段は、前記燃料タンクの給油口の近傍に設けられ、前記特定給油設備に備えられる蒸発燃料用の吸引ダクトの前記給油口への装着を検知する検知手段を含み、
前記判定手段は、給油時、前記検知手段により前記給油口への前記吸引ダクトの装着が検知されたら前記給油設備は前記特定給油設備であると判定す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５】
前記キャニスタの蒸発燃料の蓄積量に基づいて前記内燃機関の制御定数を決定する制御定数決定手段と、
給油時における前記キャニスタの蒸発燃料の捕集量を給油量から算出して前記蓄積量を更新する捕集量算出手段とをさらに備え、
前記捕集量算出手段は、前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備であると判定されたときには、前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備ではないと判定されたときよりも給油量に対する蒸発燃料の捕集量の換算比を小さく設定す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、詳しくは、給油時の蒸発燃料を設備側で回収する給油設備に対応した蒸発燃料処理装置の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両への給油は、車両の側面に設けられた給油リッドを開放して給油口を開け、そこに給油設備の給油ガンを挿し込み燃料タンクに燃料を注入することで行われる。このとき、燃料タンク内では燃料が気化した蒸発燃料が発生する。蒸発燃料は有害であり大気への放出は最小限に抑えたい。このため、従来、蒸発燃料の大気への放出を防止するための様々な方法が提案されている。
【０００３】
一つは車両に蒸発燃料の大気への放出を防止するためのシステム（ＯＲＶＲシステム）を搭載することである。特許文献１に開示された技術もその一つである。特許文献１の技術では、給油の際、ユーザにより給油スイッチが押されると、先ず、燃料タンク内の蒸発燃料をコンプレッサにより吸引してキャニスタに捕集させ、燃料タンク内圧力が大気圧以下まで低下した後に給油リッドを開放するようになっている。給油リッドを開放した後、燃料タンク内圧力が大気圧を越えた場合には、再びコンプレッサを作動させるようになっている。
【０００４】
また、上記のように車両にＯＲＶＲシステムを搭載する方法の他、給油設備に蒸発燃料の回収機能を持たせる方法も提案されている。例えば、特許文献２には、給油ガンに吸引ダクトを取り付け、給油時に発生する蒸発燃料を吸引ダクトによって吸引して回収することが記載されている。
【特許文献１】特開平８−１２１２７９号公報
【特許文献２】特開平８−２５３０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＯＲＶＲシステムを搭載した車両では、給油時にキャニスタに捕集した蒸発燃料を次回給油時までに処理することになる。キャニスタに捕集された蒸発燃料は、内燃機関の稼動時にキャニスタに吸気通路の負圧を作用させることでキャニスタからパージされ、内燃機関において燃焼処理される。
【０００６】
ところが、ハイブリッド自動車のように内燃機関の停止頻度が高い車両では、キャニスタから蒸発燃料をパージできる機会が少ない。パージできる機会が少ないとやがて蒸発燃料の蓄積量がキャニスタの容量を超えてしまうことになり、エバポエミッションとして大気中に放出されてしまう可能性が高くなってしまう。一方、キャニスタから蒸発燃料を十分にパージするために一回当たりのパージ量を多くした場合には、排気エミッションを悪化させてしまう可能性がある。また、蒸発燃料をパージのために内燃機関の稼働時間を長くすると、ハイブリッド車の利点である燃費が低下してしまうことになる。なお、ここではハイブリッド車を例に挙げたが、キャニスタの蒸発燃料の蓄積量をなるべく少なくしたいのは一般の車両でも同様である。蒸発燃料が大量に蓄積されると、やがてキャニスタの容量を超えてエバポエミッションとして大気中に放出されてしまう可能性が高くなるからである。
【０００７】
蒸発燃料の回収機能を有する給油設備であれば、給油設備側で蒸発燃料を回収することができるので、ＯＲＶＲシステムを有しない車両であっても給油時における蒸発燃料の大気への放出を防止することができる。ＯＲＶＲシステムを搭載した車両では、蒸発燃料は給油設備側で回収されるのでキャニスタへの蒸発燃料の蓄積量を低減することができると考えられる。しかし、従来のＯＲＶＲシステムを搭載する車両では、給油設備側に蒸発燃料の回収機能が有ろうが無かろうが、給油時には必ずＯＲＶＲシステムを作動させて蒸発燃料を回収するようになっている。このため、給油設備側で蒸発燃料を回収してくれる場合でもキャニスタによって蒸発燃料を捕集してしまい、キャニスタの蒸発燃料の蓄積量を増大させてしまっていた。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、給油時の蒸発燃料を給油設備側で回収できる場合、その回収能力を最大限に活用することでキャニスタへの蒸発燃料の蓄積を低減できるようにした内燃機関の蒸発燃料処理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】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクに接続されたキャニスタと、
前記燃料タンクへの給油時に、給油に用いられている給油設備が前記燃料タンク内の蒸発燃料を回収しながら給油を行う特定給油設備であるか否か判定する判定手段と、
前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備ではないと判定されたときには前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記キャニスタに捕集させ、前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備であると判定されたときには前記キャニスタによる蒸発燃料の捕集を禁止する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記制御手段は、前記特定給油設備による給油時に前記燃料タンク内の圧力が所定値以上になったときには、前記キャニスタによる蒸発燃料の捕集を解禁することを特徴としている。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、前記判定手段は、給油時、前記燃料タンク内の圧力が所定値以下になったら前記給油設備は前記特定給油設備であると判定することを特徴としている。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明において、前記判定手段は、前記燃料タンクの給油口の近傍に設けられ、前記特定給油設備に備えられる蒸発燃料用の吸引ダクトの前記給油口への装着を検知する検知手段を含み、
前記判定手段は、給油時、前記検知手段により前記給油口への前記吸引ダクトの装着が検知されたら前記給油設備は前記特定給油設備であると判定することを特徴としている。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明において、前記キャニスタの蒸発燃料の蓄積量に基づいて前記内燃機関の制御定数を決定する制御定数決定手段と、
給油時における前記キャニスタの蒸発燃料の捕集量を給油量から算出して前記蓄積量を更新する捕集量算出手段とをさらに備え、
前記捕集量算出手段は、前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備であると判定されたときには、前記判定手段により前記給油設備が前記特定給油設備ではないと判定されたときよりも給油量に対する蒸発燃料の捕集量の換算比を小さく設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、給油設備の種類にかかわらず蒸発燃料の大気への放出を常に防止しながら、給油設備の蒸発燃料の回収能力を最大限に活用してキャニスタへの蒸発燃料の蓄積を低減することができる。
【００１５】
なお、給油時の燃料流速と特定給油設備による蒸発燃料の回収速度との関係によっては燃料タンク内からのガス抜けが悪くなって燃料が入りにくくなってしまう可能性がある。第２の発明によれば、特定給油設備による給油時であっても燃料タンク内の圧力が高くなればキャニスタによる蒸発燃料の捕集が解禁されるので、ガス抜けを良くして給油性を確保することができる。
【００１６】
また、特定給油設備であっても故障によって蒸発燃料を回収できないこともありうるが、第３の発明によれば、燃料タンク内の圧力が低下しないときにはキャニスタによる蒸発燃料の捕集が行われるので、蒸発燃料が大気へ放出されてしまうことは防止される。また、第３の発明によれば、燃料タンク内に圧力センサさえあれば、その検出信号から特定給油設備の判定を容易に行うことができるという利点もある。
【００１７】
また、特定給油設備であっても蒸発燃料用の吸引ダクトが給油口に正確に装着されていないときには、給油時の蒸発燃料を回収できない可能性が高くなる。第４の発明によれば、蒸発燃料用の吸引ダクトが給油口に正確に装着されていないときにはキャニスタによる蒸発燃料の捕集が行われるので、蒸発燃料が大気へ放出されてしまうことは防止される。
【００１８】
また、内燃機関の制御定数の中には、目標パージ率等、キャニスタの蒸発燃料の蓄積量に基づいて決定されるものがある。このような制御定数は内燃機関の燃費や排気エミッションに影響するので、その決定の根拠となるキャニスタの蒸発燃料の蓄積量は正確に推定されることが望まれる。第５の発明によれば、給油設備の種類に応じて給油量に対する捕集量の換算比の設定が変更されることで蒸発燃料の蓄積量を正確に推定することができ、この正確な蓄積量に基づいて内燃機関の制御定数を決定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２０】
［装置の構成の説明］
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１にかかる蒸発燃料処理装置が組み込まれた内燃機関の全体構成を説明するための図である。図１（Ａ）に示すように、内燃機関は燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧Ｐｔを測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧Ｐｔを検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。また、燃料タンク１０の内部には、燃料の液面を検出するための液面センサ１４が配置されている。
【００２１】
燃料タンク１０には、ＲＯＶ(Roll Over Valve)１６，１８を介してベーパ通路２０が接続されている。ベーパ通路２０は、その途中に封鎖弁ユニット２４を備えており、その端部においてキャニスタ２６に連通している。封鎖弁ユニット２４は、封鎖弁２８とリリーフ弁３０を備えている。封鎖弁２８は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給されることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。リリーフ弁３０は、燃料タンク１０側の圧力がキャニスタ２６側の圧力に比して十分に高圧となった場合に開弁する正方向リリーフ弁と、その逆の場合に開弁する逆方向リリーフ弁とからなる機械式の双方向逆止弁である。
【００２２】
キャニスタ２６は、パージ孔３２を備えている。パージ孔３２には、パージ通路３４が連通している。パージ通路３４は、その途中にパージ弁(ＶＳＶ：Vacuum Switching Valve)３６を備えていると共に、その端部において内燃機関の吸気通路３８に連通している。内燃機関の吸気通路３８には、エアフィルタ４０、エアフロメータ４２、スロットルバルブ４４などが設けられている。パージ通路３４は、スロットルバルブ４４の下流において吸気通路３８に連通している。
【００２３】
キャニスタ２６の内部は、活性炭で充填されている。ベーパ通路２０を通って流入してきた蒸発燃料は、その活性炭に吸着される。キャニスタ２６は、また、大気孔５０を備えている。大気孔５０には、負圧ポンプモジュール５２を介して大気通路５４が連通している。大気通路５４は、その途中にエアフィルタ５６を備えている。大気通路５４の端部は、燃料タンク１０の給油口５８の近傍において大気に開放されている。
【００２４】
内燃機関には、内燃機関全体の運転を総合制御する制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０が設けられている。ＥＣＵ６０には、上述したタンク内圧センサ１２や封鎖弁２８、或いは負圧ポンプモジュール５２と共に、リッドスイッチ６２、およびリッドオープナー６４が接続されている。ＥＣＵ６０は車両の駐車中において経過時間を計数するためのソークタイマを内蔵している。また、リッドオープナー６４にはワイヤーによりリッド手動開閉装置６６が連結されている。
【００２５】
リッドオープナー６４は給油口５８を覆う給油リッド（車体の蓋）６８のロック機構であり、ＥＣＵ６０から給油リッド６８の開放を許可する許可信号が供給された場合に、或いは、リッド手動開閉装置６６に対して所定の開動作が施された場合に、給油リッド６８のロックを解除する。給油リッド６８のロックが解除され給油リッド６８が開放されることで、ユーザは給油口５８からタンクキャップ５９を外して燃料タンク１０に給油することが可能になる。また、ＥＣＵ６０に接続されたリッドスイッチ６２はＥＣＵ６０に対して給油リッド６８の開放を要求する要求信号を送るためのスイッチである。
【００２６】
図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す負圧ポンプモジュール５２の詳細を説明するための拡大図である。負圧ポンプモジュール５２はキャニスタ２６の大気孔５０に通じるキャニスタ側通路７０と、大気に通じる大気側通路７２とを備えている。大気側通路７２にはポンプ７４および逆止弁７６を備えるポンプ通路７８が連通している。負圧ポンプモジュール５２は、また、切り替え弁８０とバイパス通路８２とを備えている。切り替え弁８０は無通電の状態（ＯＦＦ状態）でキャニスタ側通路７０を大気側通路７２に連通させ、また、外部から駆動信号が供給された状態（ＯＮ状態）で、キャニスタ側通路７０をポンプ通路７８に連通させる。バイパス通路８２はキャニスタ側通路７０とポンプ通路７８とを導通させる通路であり、その途中には０．５mm径の基準オリフィス８４を備えている。負圧ポンプモジュール５２には、更に、ポンプモジュール圧力センサ８６が組み込まれている。ポンプモジュール圧力センサ８６によれば、逆止弁７６の切り替え弁８０側においてポンプ通路７８内部の圧力を検出することができる。
【００２７】
［動作の説明］
次に、本実施形態にかかる蒸発燃料処理装置の動作について説明する。
（１）駐車中
本実施形態にかかる蒸発燃料処理装置は、車両の駐車中は、原則として封鎖弁２８を閉弁状態に維持する。封鎖弁２８が閉弁状態とされると、リリーフ弁３０が閉じている限り燃料タンク１０はキャニスタ２６から切り放される。従って、本実施形態にかかる内燃機関においては、タンク内圧Ｐｔがリリーフ弁３０の正方向開弁圧を超えない限り、車両の駐車中に蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。また、タンク内圧Ｐｔがリリーフ弁３０の逆方向開弁圧を下回らない限り、車両の駐車中に燃料タンク１０の内部に空気が吸入されることはない。
【００２８】
（２）走行中
車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料をパージさせるための制御が実行される。この制御では、具体的には、切り替え弁８０をＯＦＦとしてキャニスタ２６の大気孔を大気に開放したまま、パージ弁３６が適当にデューティ駆動される。パージ弁３６がデューティ駆動されると、内燃機関１０の吸気負圧がキャニスタ２６のパージ孔３２に導かれる。その結果、大気孔５０から吸入された空気と共に、キャニスタ２６内の蒸発燃料が吸気通路３８に放出される。
【００２９】
また、車両の走行中は、給油前の圧抜き時間の短縮を目的として、タンク内圧Ｐｔが大気圧近傍に維持されるように封鎖弁２８が開弁される。但し、その開弁は蒸発燃料のパージ中に限り、つまり、キャニスタ２６のパージ孔３２に吸気負圧が導かれている場合に限り行われる。パージ孔３２に吸気負圧が導かれている状況下では、燃料タンク１０からキャニスタ２６に流入する蒸発燃料はその内部に深く進入することなくパージ孔３２から流出し、その後吸気通路３８に放出される。このため、車両の走行中に多量の蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。
【００３０】
（３）給油時
本実施形態にかかる蒸発燃料処理装置の給油時の動作は、図２のフローチャートによって説明される。給油時には以下に説明するように封鎖弁２８の開閉制御が実行されるようになっており、図２のフローチャートにはＥＣＵ６０により実行される封鎖弁２８の開閉制御の制御ルーチンが示されている。ＥＣＵ６０は図２に示すルーチンを所定の周期で実行している。
【００３１】
図２に示すルーチンでは、先ず、ユーザからの給油要求の有無が判定される（ステップ１００）。ユーザによりリッドスイッチ６２が操作されると、リッドスイッチ６からＥＣＵ６０に対して給油リッド６８の開放を要求する要求信号が供給される。ＥＣＵ６０はこの要求信号の供給を受け、ユーザから給油要求が有ったものと判断する。
【００３２】
ユーザからの給油要求が有った場合には、ＥＣＵ６０は封鎖弁２８に駆動信号を供給して封鎖弁２８を開弁させる（ステップ１０２）。この際、タンク内圧Ｐｔが大気圧より高圧であれば、封鎖弁２８が開くと同時に燃料タンク１０内から蒸発燃料が放出され、その結果、タンク内圧Ｐｔは大気圧近傍にまで減圧される。燃料タンク１０から放出された蒸発燃料はキャニスタ２６に流入し、その内部の活性炭に吸着される。タンク内圧Ｐｔの減圧が完了したか否かはステップ１０４で判定される。ステップ１０４では、現時点のタンク内圧Ｐｔと所定の減圧完了判定値とが比較され、タンク内圧Ｐｔが減圧完了判定値以下であれば減圧が完了したと判定される。
【００３３】
タンク内圧Ｐｔの減圧が完了したときには、次に、給油リッド６８の開弁制御が実行される。ＥＣＵ６０はリッドオープナー６４に対して給油リッド６８の開放を許可する旨の許可信号を発する。リッドオープナー６４はその許可信号を受けて給油リッド６８のロックを解除し、給油リッド６８を開放する（ステップ１０６）。
【００３４】
給油リッド６８が開放されると、次いでユーザによりタンクキャップ５９が開かれ、その後、給油設備から燃料の給油が開始される。ステップ１０２，１０４の処理によってタンクキャップ５９が開かれる以前にタンク内圧Ｐｔが大気圧近傍にまで減圧されているため、タンクキャップ５９の開動作に伴い蒸発燃料が給油口５８から大気に放出されることはない。
【００３５】
ＥＣＵ６０は給油の開始後、給油に用いられている給油設備が燃料タンク１０内の蒸発燃料を回収しながら給油を行う給油設備（以下、特定給油設備）であるか否か判定する（ステップ１０８）。特定給油設備は給油ガンに吸引ダクトを備えており、給油ガンによる燃料タンク１０への給油と同時に、燃料タンク１０内の蒸発燃料を吸引ダクトによって吸引して回収するようになっている。給油設備が特定給油設備であるか否かは、給油中のタンク内圧Ｐｔの変化から判定することができる。給油時、給油口５８からタンクキャップ５９が外されることで燃料タンク１０は大気に連通し、燃料タンク１０のタンク内圧Ｐｔは大気圧になる。ところが、給油設備が特定給油設備の場合は、吸引ダクトによって内部の蒸発燃料を吸引されることで燃料タンク１０のタンク内圧Ｐｔは負圧になる。したがって、給油時のタンク内圧Ｐｔをタンク内圧センサ１２により検出することで、給油設備が特定給油設備であるか否か容易に判定することができる。
【００３６】
ステップ１０８の判定の結果、給油設備が特定給油設備と判定された場合には、封鎖弁２８は閉じられる（ステップ１１０）。封鎖弁２８が閉じられることで燃料タンク１０とキャニスタ２６との連通は遮断され、キャニスタ２６による蒸発燃料の吸着は禁止される。給油時に燃料タンク内で発生する蒸発燃料は特定給油設備によって回収されることで大気への放出を防止される。
【００３７】
一方、ステップ１０８の判定の結果、給油設備が通常の給油設備、すなわち、蒸発燃料の回収機能の無い給油設備と判定された場合には、封鎖弁２８はそのまま開弁状態に維持される（ステップ１１２）。封鎖弁２８が開かれることで燃料タンク１０内のガスはベーパ通路２０を通ってキャニスタ２６に流出することができ、その結果、良好な給油性が確保される。その際、燃料タンク１０から流出する蒸発燃料はキャニスタ２６に吸着されるため、蒸発燃料が大気に放出されることはない。
【００３８】
ステップ１１４では給油が終了したか否か判定される。給油の終了はセンサ（図示略）によって検出される給油リッド６８の閉鎖から判断することができる。封鎖弁２８は給油が終了するまでステップ１０８の判定結果に応じた状態に維持され、給油終了の判定を受けて閉弁される（ステップ１１６）。
【００３９】
以上説明したルーチンによれば、給油設備が特定給油設備である場合には、その蒸発燃料の回収能力を最大限に活用することで、蒸発燃料の大気への放出を防止しつつキャニスタ２６への蒸発燃料の蓄積を低減することができる。また、給油設備が特定給油設備でない場合には、キャニスタ２６によって蒸発燃料の捕集が行われるので、この場合でも蒸発燃料の大気への放出を防止することができる。
【００４０】
また、特定給油設備であっても故障によって蒸発燃料を回収できないこともありうるが、上記のようにタンク内圧Ｐｔから特定給油設備を判定する方法によれば、特定給油設備であっても実際にタンク内圧Ｐｔが低下しないときには特定給油設備とは判定されない。このため、キャニスタ２６による蒸発燃料の捕集が行われることになり、特定給油設備の故障が原因で蒸発燃料が大気へ放出されてしまうことは防止される。
【００４１】
なお、上記実施の形態においては、ＥＣＵ６０による上記ステップ１０８の処理の実行により第１の発明の「判定手段」が実現され、ＥＣＵ６０による上記ステップ１１０，１１２の処理の実行により第１の発明の「制御手段」が実現されている。
【００４２】
実施の形態２.
以下、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ６０に、図２のルーチンに代えて図３のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００４３】
上述した実施の形態１では、給油設備が特定給油設備の場合には封鎖弁２８を閉弁するようにしている。このときの燃料タンク１０への給油性は燃料タンク１０内の蒸発燃料が特定給油設備によって吸引されることで確保されるが、給油時の燃料流速と特定給油設備による蒸発燃料の回収速度との関係によっては燃料タンク１０内からのガス抜けが悪くなって燃料が入りにくくなってしまう可能性がある。そこで、本実施の形態の装置では、給油設備の種類にかかわらず常に良好な給油性を確保すべく、給油時には、以下のような封鎖弁２８の開閉制御が実行される。
【００４４】
図３のフローチャートには、本実施の形態においてＥＣＵ６０により実行される封鎖弁２８の開閉制御の制御ルーチンが示されている。図３の制御ルーチンにおいて、ステップ２００乃至ステップ２１２の処理は、図２の制御ルーチンにおけるステップ１００乃至ステップ１１２の処理と同内容である。また、ステップ２１８及びステップ２２０の処理は、図２の制御ルーチンにおけるステップ１１４及びステップ１１６の処理と同内容である。ここでは、本実施の形態において新たに追加されたステップ２１４及びステップ２１６の処理について説明する。
【００４５】
ステップ２１４の処理は、ステップ２０８の判定において給油設備が特定給油設備であると判定され、その判定結果を受けて封鎖弁２８が閉じられている場合に実行される。特定給油設備による蒸発燃料の回収能力が給油時の燃料流速に対して低い場合、燃料タンク１０内からのガス抜けが悪くなって燃料が入りにくくなる。ステップ２１４では燃料タンク１０内からのガス抜けの状態を判定しており、その具体的な方法として燃料タンク１０のタンク内圧Ｐｔが所定値以上か否か判定している。
【００４６】
ステップ２１４の判定の結果、タンク内圧Ｐｔが所定値を超えない場合には、燃料タンク１０内から良好にガスが抜けていると判定され、封鎖弁２８はそのまま閉弁状態に維持される。
【００４７】
一方、ステップ２１４の判定の結果、タンク内圧Ｐｔが所定値以上になった場合には、燃料タンク１０内からのガス抜け悪化していると判定され、給油設備が特定給油設備でない場合と同様に封鎖弁２８は開弁される（ステップ２１６）。封鎖弁２８が開かれることで燃料タンク１０内のガスはベーパ通路２０を通ってキャニスタ２６に流出することができ、その結果、良好な給油性が確保されるようになる。
【００４８】
以上説明したルーチンによれば、特定給油設備による給油時であっても燃料タンク１０のタンク内圧Ｐｔが高くなればキャニスタ２６による蒸発燃料の捕集が解禁されるので、燃料タンク１０のガス抜けを良くして給油性を確保することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態においては、ＥＣＵ６０による上記ステップ２１４，２１６の処理の実行により第２の発明の「制御手段」の機能が実現されている。
【００５０】
実施の形態３.
以下、図４乃至図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１或いは実施の形態２において、ＥＣＵ６０に、さらに図４、図５及び図７のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５１】
内燃機関の制御定数の中には、目標パージ率等、キャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量に基づいて決定されるものがある。このような制御定数は内燃機関の燃費や排気エミッションに影響するので、その決定の根拠となるキャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量は正確に推定されることが望まれる。本実施の形態の装置は、実施の形態１にかかる装置の動作説明において述べたように、キャニスタ２６には給油時にのみ蒸発燃料のみを捕集させるようになっており、キャニスタ２６に蓄積された蒸発燃料は走行中にパージされるようになっている。このため、給油時に捕集された蒸発燃料量と走行中にパージされた蒸発燃料量とを求めることで、正確な蓄積量の推定が可能になる。本実施の形態の装置では、図４及び図５に示すルーチンに従いキャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量が算出されるようになっている。
【００５２】
図４、図５のフローチャートには、それぞれ本実施の形態においてＥＣＵ６０により実行される蒸発燃料蓄積量の計算ルーチンが示されている。図４の計算ルーチンは給油完了後に実行されるルーチン（サブルーチン）であり、この計算ルーチンでは給油直後の蒸発燃料の蓄積量が算出される。先ず、ステップ３００では、給油の終了直後か否か判定される。給油の終了は給油リッド６８の閉鎖から判断することができる。ＥＣＵ６０は図示しないセンサから給油リッド６８の閉鎖を示す信号が入力されたとき、ステップ３００の条件が成立したと判定し、ステップ３０２以降の処理を実行する。
【００５３】
ステップ３０２では、給油に用いられた給油設備が特定給油設備であるか否か判定される。この判定には、給油時に実行された封鎖弁２８の開閉制御ルーチンにかかるステップ１０８（実施の形態１）、或いはステップ２０８（実施の形態２）の判定結果が用いられる。この判定の結果は蒸発燃料の捕集量の計算に反映される。
【００５４】
蒸発燃料の捕集量は、燃料タンク１０への給油量に基づいて算出することができる。キャニスタ２６は燃料タンク１０からベーパ通路２０を通って流出してきた蒸発燃料を捕集するが、燃料タンク１０外部への蒸発燃料の流出量は燃料タンク１０への給油量に等しい。燃料タンク１０内の空き空間は燃料の飽和蒸気で満たされているため、給油された燃料と同体積の蒸発燃料が外部に押し出されることになるのである。したがって、給油により燃料タンク１０外部へ押し出される蒸発燃料のうちキャニスタ２６に流出する蒸発燃料の割合が分かれば、給油量から蒸発燃料の捕集量を求めることができる。
【００５５】
給油に用いられた給油設備が特定給油設備ではない通常の給油設備の場合、封鎖弁２８が開かれることで、給油により燃料タンク１０外部へ押し出される蒸発燃料の全てがキャニスタ２６に流出し、キャニスタ２６に捕集される。したがって、この場合の蒸発燃料の捕集量は給油量に等しくなる。この場合、ＥＣＵ６０は、給油量に対する蒸発燃料の捕集量の換算比ｋ１を１に設定する（ステップ３０４）。
【００５６】
一方、給油に用いられた給油設備が特定給油設備の場合には、実施の形態１，２で説明したように封鎖弁２８は基本的には閉弁される。封鎖弁２８が閉弁されている間は、蒸発燃料はキャニスタ２６には捕集されない。ただし、給油設備が特定給油設備と判定されて封鎖弁２８が閉じられるまでの間（実施の形態１，２）、及び、タンク内圧Ｐｔの上昇により再び封鎖弁２８が開かれた以降（実施の形態２）は、蒸発燃料の一部がキャニスタ２６に流出してキャニスタ２６に捕集される。いずれにしても、給油設備が特定給油設備の場合、キャニスタ２６に捕集される蒸発燃料は給油に伴い燃料タンク１０から流出する蒸発燃料の一部となる。実際にキャニスタ２６に流出した蒸発燃料を検出することは困難であるので、ＥＣＵ６０は、給油設備が通常の給油設備である場合と同様、蒸発燃料の捕集量を給油量の換算値で代用する。ただし、キャニスタ２６に流出するのは一部の蒸発燃料であることから、キャニスタ２６の蒸発燃料の捕集量は給油量よりも少なくなる。このため、ＥＣＵ６０は、給油設備が特定給油設備の場合、給油量に対する蒸発燃料の捕集量の換算比ｋ１を１よりも小さい値ａ（ａ＜１）に設定する（ステップ３０６）。なお、ａは固定値（例えば０．５）でもよく、給油時間に対する封鎖弁２８の開時間に応じて決めてもよい。
【００５７】
ステップ３０８では、ステップ３０４或いはステップ３０４で設定された換算比ｋ１を用い、キャニスタ２６の蒸発燃料の捕集量（給油時捕集量）が算出される。具体的には、給油量に換算比ｋ１を乗じた値が給油時捕集量となる。なお、給油量は燃料タンク１０内の液面センサ１４によって検出される燃料の液面位置から算出される。
【００５８】
ステップ３０８で算出された給油時捕集量は給油前の蒸発燃料の蓄積量（給油前蓄積量）に加算され、新たに給油後の蒸発燃料の蓄積量が算出される（ステップ３１０）。なお、蒸発燃料の蓄積量はＥＣＵ６０のメモリに記憶され、図４の計算ルーチンや後述する図５の計算ルーチンが実行される度に更新される。ステップ３１０ではメモリに記憶されている最新の蓄積量が給油前蓄積量として読み込まれる。
【００５９】
図４の計算ルーチンで算出された給油後の蒸発燃料の蓄積量は、図５の計算ルーチン（メインルーチン）に反映される。図５の計算ルーチンはＥＣＵ６０の起動中に所定の周期で実行されるルーチンである。先ず、ステップ４００では、メモリに記憶されている最新の蓄積量が前回蓄積量として読み込まれる。給油が行われた場合には、図４の計算ルーチンで算出された給油後蓄積量が前回蓄積量として読み込まれ、給油が行われていない場合には、前回の本ルーチンの実行により算出された給油後蓄積量が前回蓄積量として読み込まれる。
【００６０】
続いて、ステップ４０２では本ルーチンの前回実行時からのパージ量が読み込まれる。パージ量はパージ弁３６の駆動量（開度）と吸気管の負圧とから求めることができる。パージ量はパージ制御の度に求められ、その積算値がＥＣＵ３６のメモリに記憶される。パージ量の積算値は本ルーチンの実行後にクリアされ、ステップ４０２ではクリア前の最新の値が読み込まれる。
【００６１】
ステップ４０４では、ステップ４００で読み込まれた前回蓄積量とステップ４０２で読み込まれた前回実行時からのパージ量とから、現時点における蒸発燃料の蓄積量が算出される。本実施形態の装置のように給油時にのみキャニスタ２６に蒸発燃料を捕集させる装置では、走行中におけるキャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量はパージ量から一義的に決まる。図６はキャニスタからの蒸発燃料の脱離特性を示すマップである。このマップによれば、前回蓄積量と前回実行時からのパージ量とが分かれば現時点における蒸発燃料の蓄積量は一義的に決まる。ＥＣＵ６０は図６に示すマップに基づいて現時点における蓄積量を算出する。
【００６２】
本実施の形態の装置では、図５の計算ルーチンで算出されたキャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量に基づいて内燃機関の制御定数が設定される。以下では、その一例として目標パージ率の設定方法について説明する。
【００６３】
図７のフローチャートには、目標パージ率の設定にかかるパージ減量係数を算出するための計算ルーチンが示されている。図７の計算ルーチンにおいて、先ず、ステップ５００ではキャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量が所定値以下か否か判定される。蓄積量が所定値を超えている場合にはパージ減量係数ｋ２は１に設定される（ステップ５０６）。パージ減量係数ｋ２は目標パージ率のベース値に乗じられる係数であり、パージ減量係数ｋ２が小さいほど目標パージ率は小さく設定されることになる。この場合はパージ減量係数ｋ２は１であるので、目標パージ率はベース値どおり設定される。なお、目標パージ率のベース値は、内燃機関の運転状態等、蒸発燃料の蓄積量以外のパラメータに基づき決定される。
【００６４】
ステップ５００の判定の結果、蓄積量が所定値以下の場合にはパージ制御の目標修正が許可され（ステップ５０２）、パージ減量係数ｋ２は蓄積量に応じた値ｂ（ｂ＜1）に設定される（ステップ５０４）。図８はパージ減量係数ｋ２をキャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量から決定するためのマップである。このマップに示すように、蓄積量が所定値以下の場合には、蓄積量に比例してパージ減量係数ｋ２も小さく設定されるようになっている。なお、キャニスタ２６にはエバポエミッションへの影響が小さい蒸発燃料の蓄積分（ヒール分）があり、蓄積量がこのヒール分以下の場合にはパージ減量係数ｋ２は最小値に設定される。図８ではパージ減量係数ｋ２の最小値は０になっているが、蓄積量がヒール分以下であっても常にパージが実行されるように０より大きい値に最小値を設定してもよい。
【００６５】
図９のグラフはパージ減量係数ｋ２の目標パージ率への反映例を具体的に示した図である。図９では内燃機関の始動時からの経過時間に対する目標パージ率の設定例を示している。先ず、目標パージ率のベース値について説明すると、始動直後の暖機時はＡ／Ｆ学習に伴うベーパ濃度学習（パージ制御により内燃機関に供給される蒸発燃料の濃度学習）がまだ完了していないため、ベース値は小さく設定される。やがて、ベーパ濃度学習が進むにつれてベース値は引き上げられて行き、ベーパ濃度学習が完了した以降はベース値は最大値に設定される。
【００６６】
目標パージ率は、上記のように設定されるベース値にパージ減量係数ｋ２を乗じることで算出される。パージ減量係数ｋ２による補正によって目標パージ率は全域に渡ってベース値よりも低く設定されることになり、その結果、パージ量は減量されることになる。キャニスタ２６の蒸発燃料の蓄積量がもともと少ない場合には、このようにパージ量を減量したとしてもエバポポミッションの悪化を招くことがない。その上、車両の運転中に内燃機関が停止するハイブリッド車両やアイドリングストップ車両（エコランシステム搭載車両）では、キャニスタ２６のパージ制御のためだけに内燃機関を可動する必要がなくなるので、実用燃費を向上させることができる。また、内燃機関へのパージガスの導入は排気エミッションの悪化を引き起こす外乱になるため、パージ量が減量されることは排気エミッションの観点においても利点がある。
【００６７】
その他．
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変形して実施することもできる。例えば、以下のように変形して実施してもよい。
【００６８】
上記実施の形態では、給油中のタンク内圧Ｐｔの変化から給油に用いられている給油設備が特定給油設備であるか否か判定しているが、特定給油設備の判定手段はこれに限定されるものではない。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は判定手段の変形例を示した概略図である。ここでは、燃料タンク１０の給油口５８の近傍にダクト検出センサ１００が設けられている。給油は給油口５８からタンクキャップ５９を外し、給油ガンのノズルを給油口５８に挿し込むことで行われるが、このとき給油設備が特定給油設備である場合には、給油口５８を覆うよう吸引ダクトが装着される。ダクト検出センサ１００はこの吸引ダクトの装着を検知するように設置されている。この場合、ＥＣＵ６０はダクト検出センサ１００によって吸引ダクトの装着が検知されたら、給油設備は特定給油設備であると判定する。
【００６９】
特定給油設備であっても吸引ダクトが給油口５８に正確に装着されていないときには、給油時の蒸発燃料を回収できないおそれがある。ダクト検出センサ１００を用いる場合には、吸引ダクトが給油口５８に正確に装着されていなければ給油設備は特定給油設備であると判定されないため、通常の給油設備と同様の封鎖弁２８の制御が行われる。その結果、キャニスタ２６による蒸発燃料の捕集が行われることになり、吸引ダクトの装着不良によって蒸発燃料が大気へ放出されてしまうことは防止される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１（Ａ）】本発明の実施の形態１にかかる蒸発燃料処理装置が組み込まれた内燃機関の構成を説明するための図である。
【図１（Ｂ）】図１（Ａ）中に示す負圧ポンプモジュールの詳細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において給油時にＥＣＵにより実行される封鎖弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２において給油時にＥＣＵにより実行される封鎖弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態３において給油後にＥＣＵにより実行される蒸発燃料蓄積量の計算ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３においてＥＣＵにより実行される蒸発燃料蓄積量のメイン計算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】キャニスタからの蒸発燃料の脱離特性を示すマップである。
【図７】本発明の実施の形態３においてＥＣＵにより実行されるパージ減量係数の計算ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】パージ減量係数をキャニスタの蒸発燃料の蓄積量から決定するためのマップである。
【図９】パージ減量係数の目標パージ率への反映例を示すグラフである。
【図１０（Ａ）】特定給油設備を判定する判定手段の他の構成例を示す概略図である。
【図１０（Ｂ）】図１０（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  燃料タンク
１２  タンク内圧センサ
２０  ベーパ通路
２６  キャニスタ
２８  封鎖弁
３６  パージ弁
５８  給油口
５９  タンクキャップ
６０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
６８  給油リッド
１００  ダクト検出センサ
Ｐｔ  タンク内圧
【図１（Ａ）】
2005282502.tif 000003
【図１（Ｂ）】
2005282502.tif 000004
【図２】
2005282502.tif 000005
【図３】
2005282502.tif 000006
【図４】
2005282502.tif 000007
【図５】
2005282502.tif 000008
【図６】
2005282502.tif 000009
【図７】
2005282502.tif 000010
【図８】
2005282502.tif 000011
【図９】
2005282502.tif 000012
【図１０（Ａ）】
2005282502.tif 000013
【図１０（Ｂ）】
2005282502.tif 000014