(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクを密閉して蒸発燃料の流出を禁止する機能を有する内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの間に介在する封鎖弁と、
前記キャニスタの大気孔を開閉する開閉弁と、
前記キャニスタを内燃機関の吸気通路に導通させるパージ機構と、
前記燃料タンクが前記吸気通路および前記キャニスタの双方と導通する際に、タンク内圧が判定圧力を超えている場合には前記開閉弁を閉弁状態とし、一方、タンク内圧が判定圧力以下である場合は前記開閉弁を開弁状態とする開閉弁制御手段と、
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】
内燃機関の停止中は前記封鎖弁を閉弁状態とし、内燃機関の作動中は、前記キャニスタから前記吸気通路へ蒸発燃料がパージされている場合に前記封鎖弁を開弁状態とする封鎖弁制御手段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。
【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、燃料タンクの内部で発生する蒸発燃料が大気に放出されるのを防止するため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６−３３８３８号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が開示されている。この装置は、燃料タンクとキャニスタとを連通する経路に、燃料タンクを密閉状態とすることのできるタンク内圧制御弁を備えている。タンク内圧制御弁は、内燃機関の停止中は燃料タンクを密閉し、内燃機関の作動中はタンク内圧が適当な大気圧近傍値となるように制御される。このような制御によれば、内燃機関の停止中に燃料タンク内のベーパが大気に放出されるのを防ぎ、かつ、内燃機関の作動中に、給油の実行に備えてタンク内圧を適当な圧力に維持しておくことができる。
【０００３】
上述した従来の装置においては、内燃機関の停止中にはタンク内圧制御弁の開弁圧を高圧に設定しておき、一方、内燃機関の作動中はその開弁圧を低圧に変更することが必要である。ところで、その開弁圧が高圧から低圧に切り換えられた直後は、タンク内圧が切り換え後の低い開弁圧以下となるまで燃料タンク内のベーパが排出される事態が生ずる。そして、このようにして多量のベーパが燃料タンクから排出されると、そのベーパをキャニスタが捕獲しきれず、キャニスタの大気孔からベーパが吹き抜ける事態が生じ得る。
【０００４】
上記従来の装置は、このような吹き抜けの発生を防ぐべく、タンク内圧制御弁の開弁圧の切り換えを、ベーパが吸気通路にパージされている時期と同期して行うこととしている。この場合、開弁圧の切り換えに伴って燃料タンクから排出されてくるベーパを、直接吸気通路側に吸引させることができるため、ベーパがキャニスタの大気孔から吹き抜け難い状況を作り出すことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３３８３８号公報
【特許文献２】
実開平４−１７１５６号公報
【特許文献３】
特開平５−２２３０２５号公報
【特許文献４】
実開平５−９６４５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タンク内圧が十分に高圧であるような場合は、開弁圧の切り換えに伴って、パージにより処理しきれない量のベーパが燃料タンクから排出されることがある。このような状況下では、開弁圧の切り換えがパージと同期して行われたとしても、燃料タンクから排出されたベーパの一部がキャニスタから吹き抜ける可能性が否定できない。この点、上記従来の装置は、開弁圧の切り換えに伴うベーパの吹き抜けを防止する機能に関して、更なる改良を余地を残すものであった。
【０００７】
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、燃料タンクの密閉が解かれるのと同期して排出されるベーパがキャニスタの大気孔から吹き抜けるのを有効に防ぐことのできる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。
【０００８】
【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、燃料タンクを密閉して蒸発燃料の流出を禁止する機能を有する内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの間に介在する封鎖弁と、
前記キャニスタの大気孔を開閉する開閉弁と、
前記キャニスタを内燃機関の吸気通路に導通させるパージ機構と、
前記燃料タンクが前記吸気通路および前記キャニスタの双方と導通する際に、タンク内圧が判定圧力を超えている場合には前記開閉弁を閉弁状態とし、一方、タンク内圧が判定圧力以下である場合は前記開閉弁を開弁状態とする開閉弁制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は、第１の発明において、内燃機関の停止中は前記封鎖弁を閉弁状態とし、内燃機関の作動中は、前記キャニスタから前記吸気通路へ蒸発燃料がパージされている場合に前記封鎖弁を開弁状態とする封鎖弁制御手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
【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。
【００１５】
実施の形態１．
［装置構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成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、タンク内圧Ptnk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Ptnk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。
【００１６】
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。リリーフ弁３０の開弁圧は、例えば、正方向が２０kPa、逆方向が１５kPa程度に設定されている。
【００１７】
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。
【００１８】
キャニスタ２６の内部には、ベーパ吸着部４６とバッファ部４８とが設けられている。また、キャニスタ２６には、大気孔５０が設けられている。ベーパ吸着部４６およびバッファ部４８は何れも活性炭で満たされている。ベーパ吸着部４６の活性炭は、ベーパ通路２０を通って流入してきたガスが大気孔５０に吹き抜ける場合に、その中に含まれている蒸発燃料を吸着することができる。一方、バッファ部４８の活性炭は、パージ孔３２から流出するパージガス中のベーパ濃度の急変を防ぐことができる。
【００１９】
キャニスタ２６の大気孔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。
【００２０】
負圧ポンプモジュール５２は、負圧ポンプおよび切り替え弁（何れも図示せず）を備えている。切り替え弁は、キャニスタ２６の大気孔５０を大気通路５４に導通させる大気開放状態と、その大気孔５０を負圧ポンプの吸入孔に連通させる負圧導入状態とを選択的に実現することのできる弁機構である。負圧ポンプモジュール５２によれば、切り替え弁を大気開放状態とすることでキャニスタ２６の内部を大気に開放することができる。また、切り替え弁を負圧導入状態として負圧ポンプを作動させることによりキャニスタ２６の内部に負圧を導入することができ、その状態で負圧ポンプを停止させることにより、キャニスタ２６の大気孔５０を閉塞することができる。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ECU６０を備えている。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。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開閉スイッチ６４が接続されている。また、リッドオープナー開閉スイッチ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。
【００２２】
リッドスイッチ６２は、給油口５８を覆うリッド（車体の蓋）６８を開けるための要求をECU６０に伝えるためのスイッチである。ECU６０は、リッドスイッチ６２が操作されると、リッドオープナー開閉スイッチ６４に対して、リッド６８の開動作を要求する信号を供給する。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、リッド６８を閉状態に維持する機構であり、ECU６０から上記信号を受けると、或いは、リッド手動開閉装置６６に開動作が施されると、リッド６８の閉状態を解除する。
【００２３】
［装置の基本動作の説明］
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の動作について説明する。
（１）駐車中
本実施形態の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、本実施形態の蒸発燃料処理装置においては、タンク内圧Ptnkがリリーフ弁３０の正方向開弁圧（２０kPa）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Ptnkが、リリーフ弁３０の逆方向開弁圧（−１５kPa）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。
【００２４】
（２）給油中
本実施形態の装置では、車両の停車中に、タンク内圧Ptnkが大気圧より高圧となることがある。このような状況下でタンクキャップが開かれると、燃料タンク１０の内部に存在する蒸発燃料が大気に放出されやすい。そこで、この装置は、車両の停車中に給油の実行が要求された場合は、つまり、リッドスイッチ６２が操作された場合は、先ず、タンク内圧Ptnkの減圧を図り、タンク内圧Ptnkが十分に低下した後に給油口５８の開口を許可する。
【００２５】
より具体的には、ECU６０は、車両の停車中にリッドスイッチ６２の操作を検知すると、先ず、封鎖弁２８を開状態とする。この際、負圧ポンプモジュール５２内の切り替え弁は大気孔５０を開放しているため、大気封鎖弁２８が開かれると、燃料タンク１０内のガスはキャニスタ２６の内部を流通し、蒸発燃料を含まない状態で大気孔５０から流出する。その結果、タンク内圧Ptnkが低下し、その値Ptnkが判定圧力Ptnkh以下になるとリッド６８の閉状態が解除される。
【００２６】
リッド６８のロックが解除されると、リッド６８を開き、更にタンクキャップを外して、給油を開始することが可能となる。換言すると、本実施形態の装置では、タンク内圧Ptnkが判定圧力Ptnkh以下に低下するまでは、タンクキャップを外す行為、つまり、給油口５８を開口する行為が禁止される。このため、この装置によれば、給油の際に、蒸発燃料が給油口５８から大気へ放出されるのを有効に防ぐことができる。
【００２７】
ECU６０は、以後、液面センサ１４の出力や経過時間、或いはリッド６８の閉じ動作等に基づいて給油の終了を検出する。そして、給油の終了が検出されるまでは封鎖弁２８を開状態に維持し、その終了が検出できたら、その時点で封鎖弁２８を再び閉状態とする。上記の処理によれば、給油の実行中は燃料タンク１０からキャニスタ２６へのガスの流出が許容され、その結果、良好な給油特性を得ることができる。そして、給油の終了後は、再び燃料タンク１０を密閉状態とすることができるため、蒸発燃料の大気放出を十分に抑制することができる。
【００２８】
（３）走行中
以上説明した通り、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２が操作された後、燃料タンク１０の圧抜きを行った後にリッド６８のロックを解除する。つまり、本実施形態の装置においては、リッドスイッチ６２が操作された後、現実に給油が許可されるまでの間に、圧抜きに要する待ち時間が発生する。そして、この待ち時間は、リッドスイッチ６２の操作時点におけるタンク内圧Ptnkが高いほど長時間となる。
【００２９】
給油が開始される以前に、キャニスタ２６に多量の燃料が吸着されていると、給油の際に燃料タンク１０からキャニスタ２６に流入してくる蒸発燃料が、キャニスタ２６を吹き抜けて大気に放出される事態が生ずる。このため、キャニスタ２６に吸着されている燃料の量は、給油の実行に備えて、常時少量に抑えられていることが望ましい。
【００３０】
キャニスタ２６における燃料吸着量を少量とするためには、車両の走行中（内燃機関の作動中）に、常に封鎖弁２８を閉じておき、燃料タンク１０からキャニスタ２６へ向かう蒸発燃料の流れを一切禁止することが望ましい。しかしながら、車両の走行中に常に封鎖弁２８が閉じられるとすると、タンク内圧Ptnkが著しく高圧となり、給油の際に不当に長い待ち時間が発生する。そこで、本実施形態の装置は、車両の走行中は、蒸発燃料がキャニスタ２６に吸着されない範囲で適宜封鎖弁２８を開弁してタンク内圧Ptnkを大気圧近傍値に維持することとしている。
【００３１】
具体的には、ECU６０は、吸気通路３８へのパージが行われていることを条件に、タンク内圧Ptnkが目標上限値（＞大気圧）を超える場合に封鎖弁２８を開き、タンク内圧Ptnkが目標下限値（＞大気圧）に達するまでその状態を維持する。この制御によれば、長期間にわたってパージがカットされない限り、タンク内圧Ptnkは目標上限値と目標下限値の間に維持される。つまり、タンク内圧Ptnkが目標上限値を超えて不当に高圧化するのを防ぐことができる。そして、封鎖弁２８がパージの実行中に限って開かれるため、燃料タンク１０から排出される蒸発燃料を吸気通路３８に導くことが可能であり、その結果、キャニスタ２６内の燃料吸着量の増加を十分に抑制することができる。
【００３２】
［基本動作に伴う課題とその解決手法の説明］
既述した通り、本実施形態の装置は、車両の停車中は原則として封鎖弁２８を閉状態に維持する。この場合、タンク内圧Ptnkは、リリーフ弁３０の開弁圧である２０kPaまで上昇し得る。車両の走行中に封鎖弁２８の開弁圧となる目標上限値は、リリーフ弁３０の開弁圧に比して十分に低い圧力である。従って、内燃機関の始動時にタンク内圧Ptnkが２０kPa付近にまで上昇していた場合は、上記の基本動作によれば、パージの開始と同時に封鎖弁２８が開き、蒸発燃料を含むガスが多量に燃料タンク１０から排出されることになる。
【００３３】
パージの実行中は、大気孔５０から空気を取り込むために、原則として、負圧ポンプモジュール５２内の切り替え弁は、大気孔５０を開放する状態に維持される。このような状況下で燃料タンク１０からキャニスタ２６に多量のガスが流入すると、その一部は吸気通路３８へ導かれるものの、その残部はベーパ吸着部４６を通って大気孔５０の外へと流通する。そして、大気孔５０へ向かって流れるガス中の蒸発燃料量がベーパ吸着部４６で捕獲できる量を超える場合には、蒸発燃料の大気への吹き抜けが生ずる。
【００３４】
同様の現象は、車両の走行中に長期間にわたってパージがカットされたような場合にも起こり得る。つまり、本実施形態の装置は、パージカット中は封鎖弁２８の開弁を禁止する。従って、そのカットが長期間にわたって継続されると、タンク内圧Ptnkが、目標上限値に比して著しく高い圧力となることがある。このような状況下で、パージの再開に伴って封鎖弁２８が開かれれば、燃料タンク１０からキャニスタ２６に向けて多量のガスが排出され、その結果、キャニスタ２６の大気孔５０から蒸発燃料が大気中に吹き抜ける事態が生じ得る。
【００３５】
そこで、本実施形態において、ECU６０は、封鎖弁２８の開弁要求が生じた際に、蒸発燃料の大気への吹き抜けが生ずる程度にタンク内圧Ptnkが高圧であるか否かを判断し、その判断が肯定される場合には、負圧ポンプモジュール５２により大気孔５０を閉塞したうえで封鎖弁２８の開弁を許可することとした。以下、この機能を実現するための具体的な処理内容について説明する。
【００３６】
図２は、上記の機能を実現するためにECU６０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、内燃機関が運転中であるか否かが判別される（ステップ１００）。
その結果、内燃機関が運転中でないと判別された場合は、車両が駐車中であるものとして、封鎖弁２８が閉状態とされる（ステップ１０２）。
【００３７】
一方、上記ステップ１００において、内燃機関が運転中であると判別された場合は、車両が走行中であるものとして、現時点におけるタンク内圧Ptnkが計測される（ステップ１０４）。
【００３８】
次に、封鎖弁２８が、現在開いているか閉じているかが判別される（ステップ１０６）。
【００３９】
その結果、封鎖弁２８が閉じていると判別された場合は、次に、タンク内圧Ptnkが、所定圧力▲１▼（＞大気圧）より高圧であるか否かが判別される（ステップ１０８）。
所定圧力▲１▼は、既述した目標上限値に相当し、給油時の圧抜きに要する時間が不当に長時間となるのを防ぐ観点より実験的に設定された値である。
【００４０】
タンク内圧Ptnkが、所定圧力▲１▼より高くないと判別された場合は、封鎖弁２８を開く必要はないと判断することができる。この場合、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、タンク内圧Ptnkが所定圧力▲１▼より高いと判断された場合は、α％を超えるパージ率PGRでパージが行われているか否かが判別される（ステップ１１０）。
【００４１】
ここで、パージ率PGRとは、パージVSV３６を通って吸気通路３８に流れ込むガスの流量（パージ流量QPG）と、吸気通路３８に流入する空気量（吸入空気量Ga）との比QPG／Gaである。パージ流量QPGは、パージVSV３６の開度と吸気管圧力Pmとにより一義的に決定される値である。本実施形態の装置は、内燃機関の運転状態等に応じて目標のパージ率PGRを設定し、その目標が実現されるように、吸入空気量Gaや吸気管圧力Pmに基づいてパージVSV３６の開度を制御する。
【００４２】
キャニスタ２６には、パージ率PGRが大きいほど大きな吸気負圧が導入される。従って、パージ率PGRが大きいほど、燃料タンク１０から排出されるガスを多量に吸気通路３８へ導くことができる。上記ステップ１１０において用いられる判定値αは、封鎖弁２８を開いて燃料タンク１０から蒸発燃料を排出させるうえで必要な最小限のパージ率PGRとして設定された値である。従って、PGR＞αが成立しないと判別された場合は、以後、封鎖弁２８を閉じるべくステップ１０２の処理が行われた後、今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１１０において、パージ率PGRがα％より大きいと判別された場合は、封鎖弁２８を開くべく、以下の処理が実行される。
【００４３】
すなわち、上記ステップ１１０において、パージ率PGRがα％より大きいと判断された場合は、先ず、タンク内圧Ptnkが所定圧力▲３▼より大きいか否かが判別される（ステップ１１２）。
所定圧力▲３▼は、内燃機関の運転中におけるタンク内圧Ptnkの目標上限値、つまり、所定圧力▲１▼より更に高い圧力であり、タンク内圧Ptnkがその値を超えている状況下では、封鎖弁２８が開かれると、パージが実行されていても大気孔５０から蒸発燃料が吹き抜ける可能性のある圧力の境界値（下限値）である。従って、タンク内圧Ptnkが所定圧力▲３▼を超えている場合は、大気孔５０を開放したままで封鎖弁２８が開けば蒸発燃料の吹き抜けが生ずる可能性があると判断できる。
【００４４】
図２に示すルーチンでは、上記ステップ１１２においてPtnk＞所定圧力▲３▼が成立すると判別された場合は、負圧ポンプモジュール５２の切り替え弁（CCV）が、大気孔５０を閉塞する状態に制御される（ステップ１１４）。
一方、Ptnk＞所定圧力▲３▼が成立しないと判別された場合は、その切り替え弁（CCV）は、大気孔５０を開放する状態に制御される（ステップ１１６）。
そして、ステップ１１４及び１１６の何れかの処理が実行された後、封鎖弁２８の開弁処理が行われる（ステップ１１８）。
【００４５】
上記の処理によれば、封鎖弁２８の開弁に伴って蒸発燃料の吹き抜けが生ずる可能性がある場合には、大気孔５０を閉じることによりその吹き抜けを確実に防ぐことができる。この場合、燃料タンク１０から排出されるガスは、その全てがバッファ部４８を通過して吸気通路３８へとパージされることになる。一方、蒸発燃料が吹き抜ける可能性がない状況下では、大気孔５０が開放状態とされるため、キャニスタ２６に空気を取り込みつつパージを進め得る状況を維持することができる。このため、本実施形態の装置によれば、封鎖弁２８の開弁直後においても良好なエミッション特性を維持し、かつ、キャニスタ２６のパージを効率的に進めることができる。
【００４６】
図２に示すルーチン中、上記ステップ１０６において、封鎖弁２８が開いていると判別された場合は、タンク内圧Ptnkが所定圧力▲２▼以下に低下しているか否かが判別される（ステップ１２０）。
所定圧力▲２▼は、既述した目標下限値に相当する値であり、実験的に、大気圧以上の適当な値に設定されている。
【００４７】
タンク内圧Ptnkが所定圧力▲２▼以下に低下していないと判別された場合は、以後、上記ステップ１１０以降の処理が実行される。従って、この場合は、パージ率PGRがα％以下となっていない限り、封鎖弁２８は開状態に維持される。一方、タンク内圧Ptnkが所定圧力▲２▼以下に低下していると判断された場合は、燃料タンク１０から蒸発燃料が過剰に流出するのを避けるべく、上記ステップ１０２の処理、すなわち、封鎖弁２８を閉じる処理が実行される。
【００４８】
上記の処理によれば、内燃機関の運転中は、α％を超えるパージ率PGRでパージが行われている限り、タンク内圧Ptnkを所定圧力▲１▼と▲２▼との間に制御することができる。また、封鎖弁２８の開弁がパージの実行中に限って許可されるため、タンク内圧Ptnkを上記範囲に制御する過程でキャニスタ２６内の吸着燃料量が増えるのも防ぐことができる。このため、本実施形態の装置によれば、車両の走行中に、キャニスタ２６を十分に清浄に保ちつつ、タンク内圧Ptnkを大気圧近傍値に制御することができる。
【００４９】
以上説明した通り、図６に示すルーチンによれば、内燃機関の停止中は封鎖弁２８を閉じておき、その運転中は、適宜封鎖弁２８を開くことによりタンク内圧Ptnkを大気圧近傍に制御することができる。そして、このルーチンによれば、タンク内圧Ptnkが高い状況下では、キャニスタ２６の大気孔５０を閉じた後の封鎖弁２８を開くことができる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の停止時におけるエミッション特性を良好に維持し、かつ、給油時の待ち時間を短時間としつつ、内燃機関の運転中にも優れたエミッション特性を実現することができる。
【００５０】
尚、上述した実施の形態１においては、負圧ポンプモジュール５２の切り替え弁が前記第１の発明における「開閉弁」に、パージ通路３４およびパージVSVが前記第１の発明における「パージ機構」に、それぞれ相当していると共に、ECU６０が、上記ステップ１１２〜１１６の処理を実行することにより前記第１の発明における「開閉弁制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１００、１０２、１１０および１１８の処理を実行することにより前記第２の発明における「封鎖弁制御手段」が実現されている。
【００５１】
実施の形態２．
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
上述した実施の形態１の装置は、キャニスタ２６の大気孔５０から蒸発燃料が吹き抜ける可能性のある状況下で封鎖弁２８を開く必要がある場合には、大気孔５０を閉塞した状態で封鎖弁２８を開くことにより蒸発燃料の吹き抜けを防止している。これに対して、本実施形態の装置は、そのような状況下では、大気孔５０は開放したまま、封鎖弁２８の開度を調整することにより、つまり、燃料タンク１０から排出されるガス量を調整することにより、蒸発燃料の吹き抜けを防止する。
【００５２】
図３は、本実施形態において、ECU６０が上記の機能を実現するために実行する制御ルーチンのフローチャートである。本実施形態の装置は、実施の形態１の装置において、ECU６０に、既述した図２に示すルーチンに代えて、図３に示す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。尚、図３において、上記図２に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５３】
すなわち、図３に示すルーチンでは、ステップ１１０においてパージ率PGRがα％を超えていると判別された場合、つまり、ステップ１００〜１１０の処理により封鎖弁２８を開くべきことが判別された場合に、先ず、その時点におけるタンク内圧Ptnkとパージ量とに基づいて、封鎖弁２８の開弁時間T1と閉弁時間T2が決定される（ステップ１３０）。
【００５４】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれECU６０が開弁時間T1および閉弁時間T2を決定する際に参照するマップの一例を示す。図４（Ａ）に示すように、開弁時間T1は、タンク内圧が高く、パージ量が少ないほど大きな値に設定される。一方、閉弁時間T2は、図４（Ｂ）に示すように、タンク内圧が高く、パージ量が少ないほど小さな値に設定される。つまり、開弁時間T1は、蒸発燃料が大気孔５０から吹き抜け易いほど小さな値に決定され、一方、閉弁時間T2は、蒸発燃料の吹き抜けが生じ易いほど大きな値に決定される。
【００５５】
図３に示すルーチンでは、T1およびT2が決定されると、その後、開弁時間T1だけ封鎖弁２８を開弁する処理（ステップ１３２）、および閉弁時間T2だけ封鎖弁２８を閉弁する処理（ステップ１３４）が続けて行われる。
【００５６】
図５は、上記の処理により実現される本実施形態の装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図５（Ａ）は封鎖弁２８の動作を示すタイミングチャートであり、図５（Ｂ）はタンク内圧Ptnkの変化を示すタイミングチャートである。
【００５７】
これらの図に示す通り、本実施形態の装置では、封鎖弁２８が（T1＋T2）のデューティ周期、および｛T1／（T1＋T2）｝×１００のデューティ比で駆動され、その結果、タンク内圧Ptnkは段階的に減圧される。T1およびT2は、蒸発燃料の吹き抜けが生じ易いほど上記のデューティ比が小さくなるように決定される。そして、そのデューティ比が小さいほど燃料タンク１０内のガスは排出され難くなる。このため、本実施形態の装置によれば、封鎖弁２８の開弁に伴って燃料タンク１０から排出されるガス量を不必要に抑制することなく、蒸発燃料を吹き抜けさせない量に抑制することができる。
【００５８】
封鎖弁２８の開弁は、タンク内圧Ptnkの減圧を目的として行われる。この要求を早期に満たすためには、燃料タンク１０から排出されるガス量が不必要に制限されないことが望ましい。一方、良好なエミッション特性を維持するためには、燃料タンク１０から排出されるガス量が、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせない量に抑制されることが必要である。更に、封鎖弁２８の耐久性に着目すれば、封鎖弁２８の開閉回数は、最小限度に抑えられることが望ましい。
【００５９】
図３に示すルーチンによれば、これら３つの要求が何れも満たされるように封鎖弁２８を開閉させることができる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の作動中に、封鎖弁２８の耐久性を著しく悪化させることなく、かつ、エミッション特性の悪化を伴うことなく、タンク内圧Ptnkを速やかに減圧することができる。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８の開弁時間T1と閉弁時間T2の双方を適宜設定することとしているが、その設定の対象はこれに限定されるものではない。すなわち、開弁時間T1と閉弁時間T2の一方を固定値とし、他方のみを適宜設定することしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態２においては、開弁時間T1および閉弁時間T2を、タンク内圧Ptnkおよびパージ量の双方に基づいて決定することとしているが、その決定の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、開弁時間T1および閉弁時間T2は、簡易的には、タンク内圧Ptnkのみに基づいて、或いはパージ量のみに基づいて決定することとしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態２においては、開弁時間T1および閉弁時間T2を決定することにより封鎖弁２８の動作パターンを定めることとしているが、そのパターンを決める手法はこれに限定されるものではない。すなわち、封鎖弁２８の動作パターンは、例えば、その駆動デューティ比により、或いは、その駆動デューティの周期により、更には、それら両者の組み合わせにより定めることとしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態２においては、封鎖弁２８の開弁が要求される場合に、常に封鎖弁２８の動作パターンを決定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、封鎖弁２８の開弁が要求された場合に、タンク内圧Ptnkが高圧（例えば、実施の形態１における所定圧力▲３▼を超える圧力）である場合にのみその動作パターンの決定処理を行い、タンク内圧Ptnkが低圧である場合には、その動作パターンの決定処理を省略して、封鎖弁２８を全開状態とすることとしてもよい。
【００６４】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU６０が、上記ステップ１００、１０２、１１０および１３２の処理を実行することにより前記第２の発明における「封鎖弁制御手段」が実現されている。
【００６５】
実施の形態３．
次に、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。
封鎖弁２８の開弁に伴う蒸発燃料の吹き抜けは、燃料タンク１０から排出される単位時間あたりのガス量がある限界値を超えることにより発生する。従って、蒸発燃料の吹き抜けは、単位時間当たりの排出ガス量が上記の限界値以下に制限できれば防ぐことができる。
【００６６】
上述した実施の形態２の装置は、封鎖弁２８の開弁パターン（開弁時間T1、閉弁時間T2、デューティ比、デューティ周期など）を上記の要求が満たされるように決定し、そのパターンで封鎖弁２８を駆動することにより蒸発燃料の吹き抜けを防止している。これに対して、本実施形態の装置は、封鎖弁２８が一回開くことにより生ずるタンク内圧Ptnkの減圧量ΔPを上記の要求に従って規制することにより蒸発燃料の吹き抜けを防止する。
【００６７】
図６は、上記の機能を実現するためにECU６０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本実施形態の装置は、実施の形態１の装置において、ECU６０に、既述した図２に示すルーチンに代えて、図６に示す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。尚、図６において、上記図２に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６８】
すなわち、図６に示すルーチンでは、ステップ１１０においてパージ率PGRがα％を超えていると判別された場合に、先ず、その時点におけるタンク内圧Ptnkとパージ量とに基づいて、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることなくタンク内圧Ptnkに与えうる最大の減圧量ΔPが減圧目標値ΔPtnkgtとして決定される（ステップ１４０）。
ECU６０は、減圧目標値ΔPtnkgtに関するマップを有しており、本ステップ１４０では、そのマップに従ってΔPtnkgtが決定される。このマップは、図４（Ａ）に示す開弁時間T1のマップと同様に、タンク内圧Ptnkが高いほど、また、パージ量が少ないほどΔPtnkgtが小さな値となるように設定されている。従って、減圧目標値ΔPtnkgtは、蒸発燃料の吹き抜けが生じやすい環境下ほど小さな値に設定される。
【００６９】
図６に示すルーチンでは、次に、タンク内圧Ptnkに生じた減圧量ΔPが減圧目標値ΔPtnkgtより小さいか否かが判別される（ステップ１４２）。
その結果、ΔP＜ΔPtnkgtが成立すると判別された場合は、タンク内圧Ptnkの減圧量ΔPが、未だ目標減圧値ΔPtnkgtに達していないと判断できる。この場合、封鎖弁２８が開弁状態に制御された後（ステップ１４４）、今回の処理サイクルが終了される。
一方、上記ステップ１４２において、ΔP＜ΔPtnkgtが成立しないと判別された場合は、タンク内圧Ptnkに、既に目標減圧値ΔPtnkgt以上の減圧が発生したと判断できる。この場合、封鎖弁２８が閉じられた後（ステップ１０２）、今回の処理サイクルが終了される。
【００７０】
上記の処理によれば、封鎖弁２８は、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせない値ΔPtnkgtだけタンク内圧Ptnkが減圧される毎に必ず閉弁されることになる。このため、図６に示すルーチンによれば、単位時間当たりに燃料タンク１０から排出されるガス量を抑制することができ、蒸発燃料の吹き抜けを防ぐことができる。また、このルーチンによれば、減圧目標値ΔPtnkgtが不必要に小さな値に設定されることがないため、タンク内圧Ptnkの早期減圧を可能とし、かつ、封鎖弁２８の作動回数の低減を図ることができる。従って、本実施形態の装置によれば、実施の形態２の装置と同様の効果を達成することができる。
【００７１】
ところで、上述した実施の形態３においては、封鎖弁２８の開弁に伴ってタンク内圧Ptnkに発生させるべき減圧目標値ΔPtnkgtを、タンク内圧Ptnkとパージ量に基づいて決定することとしているが、その決定手法はこれに限定されるものではない。すなわち、減圧目標値ΔPtnkgtは、簡易的には、タンク内圧Ptnkのみに基づいて、或いはパージ量のみに基づいて決定することとしてもよい。更に、より厳密には、減圧目標値ΔPtnkgtは、封鎖弁２８の開弁時に燃料タンク１０内に残存している燃料の量（つまり、燃料タンク１０内の空間容積）を考慮して決定することとしても良い。単位時間当たりに燃料タンク１０から流出するガス量は燃料タンク１０内の空間容積に応じて変化するため、その要素を考慮することによれば、蒸発燃料の吹き抜けを生じさせることなく最大限にタンク内圧Ptnkの減圧を図るうえで、封鎖弁２８の開弁動作をより正確に制御することが可能である。
【００７２】
尚、上述した実施の形態３においては、ECU６０が、上記ステップ１００、１０２、１１０および１４４の処理を実行することにより前記第２の発明における「封鎖弁制御手段」が実現されている。
【００７３】
【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、燃料タンクを吸気通路およびキャニスタの双方と導通させる際に、タンク内圧が高圧である場合はキャニスタの大気孔を閉塞し、タンク内圧が低圧である場合はその大気孔を開放することができる。このため、本発明によれば、タンク内圧が高い状況下では大気孔からの蒸発燃料の吹き抜けを防止し、一方、タンク内圧が低い状況下では、大気孔から空気を取り込んで効率良くパージを進めることができる。
【００７８】
第２の発明によれば、内燃機関の停止中は封鎖弁を閉じておくことでベーパの吹き抜けを防止し、内燃機関の作動中はパージと同期して封鎖弁を開くことによりタンク内圧を大気圧近傍値に維持しておくことができる。そして、本発明によれば、内燃機関の始動時や長期にわたるパージカットの直後など、タンク内圧が高圧となっている場合には、パージの開始に伴って燃料タンクが吸気通路とキャニスタの双方と導通されると同時に開閉弁が閉じられるため、そのような状況下でのキャニスタからのベーパの吹き抜けを確実に防ぐことができる。
【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】  本発明の実施の形態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４】  図４（Ａ）は図３に示すルーチンの実行過程で参照される開弁時間T1のマップの一例である。図４（Ｂ）は同ルーチンの実行過程で参照される閉弁時間T2のマップの一例である
【図５】  図３に示すルーチンが実行されることにより実現される実施の形態２の装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】  本発明の実施の形態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  タンク内圧センサ
２０  ベーパ通路
２６  キャニスタ
２８  封鎖弁
３８  吸気通路
５０  大気孔
５２  負圧ポンプモジュール
６０  ECU(Electronic Control Unit)
【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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