JP3849608B2 - Evaporative fuel processing equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく処理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５−３１２１１３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知られている。キャニスタは、燃料タンクに連通していると共に、パージ制御弁を介して内燃機関の吸気通路に連通している。また、このキャニスタは、大気に連通する大気孔を備えている。大気孔には、キャニスタに対して加圧空気を供給することのできるポンプが連通している。
【０００３】
上記従来の装置において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、一旦キャニスタに吸着される。この装置は、内燃機関の運転中に所定のパージ条件が成立すると、パージ制御弁を開いてキャニスタに吸気負圧を導入する。その結果、キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料は、大気孔から吸入された空気と共に吸気通路にパージされる。その結果、燃料タンク内で生じた蒸発燃料は、大気に放出されることなく、内燃機関の運転中に燃料として処理される。
【０００４】
ところで、内燃機関の吸気負圧は、スロットル開度が開くに連れて大気圧に近い値になる。このため、内燃機関の高負荷運転時には、十分な吸気負圧が発生せず、パージ制御弁を開くだけでは十分なパージ流量が得られないことがある。上記従来の装置は、このような場合にポンプを作動させる。ポンプが作動すると、キャニスタの大気孔に加圧空気が供給され、キャニスタの前後に、十分なパージ流量を生じさせるに足る差圧が発生する。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関の高負荷運転時にも高いパージ能力を確保することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関の吸気通路にキャニスタ内の蒸発燃料をパージする場合、パージされる燃料分を燃料噴射量から減量して空燃比荒れを防ぐ必要がある。そして、このような減量を行うためには、吸気通路に流入するパージガス流量を正確に把握することが必要である。
【０００６】
上記従来の装置のようにキャニスタの内部に強制的に空気の流れを生じさせることのできるポンプを備える装置にあっては、ポンプが作動している場合とポンプが停止している場合とでパージガス流量に差が生ずる。このため、この種の装置では、ポンプにオン指令が発せられている場合には、ポンプが作動していることを前提としてパージガス流量を推定し、また、ポンプにオフ指令が発せられている場合には、ポンプが停止していることを前提としてパージガス流量を推定することが必要となる。
【０００７】
パージガス流量の推定が上記前提の下で行われる場合、ポンプの異常に起因してその前提が崩れた場合は、パージガス流量の推定値に無視できない誤差が生ずる。より具体的には、オン指令を受けているにも関わらずポンプが適正に作動しないような場合には、パージガス流量の推定値に大きな誤差が生ずる。そして、このような推定値の誤差は空燃比の制御精度を悪化させる原因となる。
【０００８】
このため、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプを備えるシステムにあっては、そのポンプの異常を速やかに検出できることが望ましい。しかしながら、従来、この種のシステムにおいて、ポンプの異常を簡便に、かつ、精度良く検出するための手法は提案されていなかった。
【０００９】
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、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプの異常を、簡便に、かつ、精度良く検出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。
【００１０】
【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した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するため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と共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、第１または２の発明において、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする。
【００１３】
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、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする。
【００１５】
【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。
【００１６】
実施の形態１．
［装置構成の説明］
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
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。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、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。
【００１７】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１４，１６を介してベーパ通路１８が接続されている。ベーパ通路１８は、ダイヤフラム式の給油弁２０を介してキャニスタ２２に接続されている。キャニスタ２２の内部には、燃料ベーパを吸着するための活性炭が充填されている。このため、燃料タンク１０の内部で発生した燃料ベーパは、ベーパ通路１８および給油弁２０を通ってキャニスタ２２に到達し、キャニスタ２２の内部に吸着保持される。
【００１８】
キャニスタ２２には、大気孔２４およびパージ孔２６が設けられている。大気孔２４には、CCV(Canister Closed Valve)３０を介してポンプ３２が連通している。ポンプ３２の吸入孔は、フィルタ３４を介して大気に開放されている。CCV３０は、外部から駆動信号を受けることにより大気孔２４を閉弁するノーマルオープンタイプの電磁弁である。CCV３０が開いている場合は、ポンプ３２を作動させることにより、ポンプ３２により生成される加圧空気をキャニスタ２２の大気孔２４に供給することができる。
【００１９】
キャニスタ２２のパージ孔２６は、パージガスの流量を制御するためのパージVSV(Vacuum Switching Valve)３６を介して内燃機関の吸気通路３８に連通している。パージVSV３６は、デューティ制御されることにより実質的に任意の開度を実現する制御弁である。
【００２０】
内燃機関の吸気通路３８には、その内部に吸入される空気量Gaを検出するエアフロメータ４０が組み付けられている。エアフロメータの下流には、吸入空気量Gaを制御するためのスロットルバルブ４２が配置されている。上述したパージ孔２６は、そのスロットルバルブ４２の下流において吸気通路３８に連通している。
【００２１】
内燃機関の吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁４４が組み付けられている。燃料噴射弁４４には、燃料供給通路４６から高圧の燃料が供給されている。燃料噴射弁４４は、外部から供給される駆動信号を受けてニードルバルブを開弁させることにより、その開弁時間（燃料噴射時間TAU）に応じた量の燃料を噴射することができる。
【００２２】
内燃機関の排気通路４８には、排気ガス中に酸素が含まれているか否かに基づいて、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた出力を発する酸素センサ５０が配置されている。酸素センサ５０の下流には、排気ガスを浄化するための触媒ユニット５２が配置されている。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)
６０を備えている。ECU６０には、上述したタンク内圧センサ１２を始め、エアフロメータ４０や酸素センサ５０など、内燃機関に組み込まれている各種センサの出力が供給されている。ECU６０は、それらのセンサ出力に基づいて、CCV３０、ポンプ３２、パージVSV３６、および燃料噴射弁４６などの状態を制御することができる。
【００２４】
［パージ動作の説明］
本実施形態のシステムにおいて、燃料タンク１０の内部で発生したベーパは、ベーパ通路１８を通ってキャニスタ２２に導かれ、その内部に吸着保持される。ECU６０は、内燃機関の運転中、所定のパージ条件が成立する状況下で、パージVSV３６を適当に開弁させる。内燃機関の運転中にパージVSV３６が開弁されると、キャニスタ２２に吸気負圧が導かれ、キャニスタ２２に吸着されているベーパは、大気孔２４から吸入される空気と共に吸気通路にパージされる。
【００２５】
また、本実施形態において、ECU６０は、パージの実行中に必要に応じて、CCV３０を開いた状態でポンプ３２を作動させる。その結果ポンプ３２の作動が開始されると、ポンプ３２によって生成される加圧空気がキャニスタ２２の大気孔２４に供給され始める。
【００２６】
ECU６０は、具体的には、高圧（大気圧近傍値）の吸気管圧力PMが生ずる内燃機関の高負荷運転時にポンプ３２を作動させる。吸気管圧力PMが高圧である場合は、パージVSV３６を開くだけでは十分なパージガス流量を得ることができない。このような状況下でポンプ３２が作動すると、吸気負圧が不十分であっても十分なパージガス流量を確保することができる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、優れたパージ能力を確保することができる。
【００２７】
また、ECU６０は、内燃機関のアイドル運転時など、十分に大きな吸気負圧が発生し、パージ孔２６付近の圧力が過剰に負圧化するような場合にもポンプ３２を作動させる。パージ孔２６の付近が過剰に負圧化すると、その負圧が燃料タンク１０に導かれて、タンク内の蒸発燃料がキャニスタ２２を通過して吸気通路３８に直接パージされる事態が生ずる。また、このようにして生ずる蒸発燃料の直接パージは、内燃機関における空燃比荒れの原因となる。本実施形態の装置において、上記の状況下でポンプ３２を作動させると、パージ孔２６付近の圧力を高めて蒸発燃料の直接パージを防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、十分に大きな吸気負圧が生ずる状況下でも、空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２２内の蒸発燃料を適正にパージさせることができる。
【００２８】
［パージに伴う燃料噴射量補正の説明］
内燃機関の吸気通路３８に蒸発燃料がパージされている状況下で、所望の空燃比を実現するためには、パージガスとして供給されている燃料および空気の影響を排除すべく燃料噴射量に補正を施すことが必要である。そして、このような減量補正を実現するためには、パージVSV３６を通過するパージガス流量QPGと、パージにより供給される蒸発燃料量と、燃料噴射量とを精度良く制御することが必要である。
【００２９】
本実施形態において、ECU６０は、パージガス流量QPGと、パージにより供給される蒸発燃料の量とを精度良く制御する手法の一部として、パージ率PGRを目標パージ率TGTPGRに一致させる処理を実行している。パージ率PGRは、パージガス流量QPGと吸入空気量Gaとの比（QPG／Ga）で表される値である。パージ流量QPGは、吸気管圧力PM、パージVSV３６の実質的開度、およびポンプ３２のオン・オフ状態により決定される。このため、ECU６０は、吸気管圧力PMやポンプ３２のオン・オフ状態を考慮したうえで、パージVSV３６の実質的開度（駆動デューティDUTY）を適当に制御することでパージ率PGRを目標パージ率TGTPGRに一致させることができる。尚、ECU６０は、吸気管圧力PMは、エアフロメータ４０により検出される吸入空気量Gaなどに基づいて公知の手法で推定することができる。また、吸気管圧力PMは、吸気通路３８に圧力センサを設けて実測することとしてもよい。
【００３０】
また、ECU６０は、燃料噴射量を適正に補正する手法の一部として、パージガス中のベーパ濃度を検出している。より具体的には、ベーパ濃度学習値FGPGを、公知の手法で求めている。ここで、ベーパ濃度学習値FGPGは、パージ率PGR１％当たりの噴射量減量割合と一致するように学習される。つまり、ベーパ濃度学習値FGPGは、１％のパージ率PGRでパージガスがパージされた場合に、その影響を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての物理的意味を有している。このような減量割合は、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど大きな値となり、一方、そのベーパ濃度が薄いほど小さな値となる。従って、ベーパ濃度学習値は、既述した通り、パージガス中のベーパ濃度としての物理的意味も有している。
【００３１】
ECU６０は、上述したベーパ濃度学習値FGPGにパージ率PGRを掛け合わせることにより、パージ補正係数FPG＝FGPG×PGRを算出する。このようにして算出されるパージ補正係数FPGは、パージ率“PGR”でパージされている蒸発燃料を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての意味を有している。従って、ECU６０は、蒸発燃料のパージの影響を考慮することなく算出した基本の燃料噴射量（基本燃料噴射時間TAU０）にパージ補正係数FPGを掛け合わせることにより、パージの影響を相殺することのできる燃料噴射量（燃料噴射時間TAU）を算出することができる。
【００３２】
本実施形態において、ECU６０は、パージの実行中に、上述した手順に従って、パージVSV３６の駆動デューティDUTYを制御し、また、燃料噴射量時間TAUを算出する。そして、その燃料噴射時間TAUが実現されるように燃料噴射弁４４を駆動する。このため、本実施形態の装置によれば、大きな空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ２２内の蒸発燃料を適切に吸気通路３８にパージさせることができる。
【００３３】
［空燃比フィードバック制御の説明］
本実施形態の装置は、蒸発燃料のパージ分を相殺するための上記の燃料噴射量補正の他に、排気空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に一致させるための空燃比フィードバック制御を実行している。より具体的には、ECU６０は、排気空燃比を理論空燃比に一致させるための空燃比フィードバック係数FAFを算出し、そのFAFを基本の燃料噴射量（基本燃料噴射時間TAU０）に掛け合わせることにより燃料噴射量（燃料噴射時間TAU）を算出している。
【００３４】
図１に示すシステムは、既述した通り、排気通路４８に酸素センサ５０を備えている。ECU６０は、酸素センサ５０の出力に基づいて、排気空燃比がリッチであるか、或いはリーンであるかを判断することができる。空燃比フィードバック係数FAFは、排気空燃比がリッチである場合は減少方向に更新され続ける。FAFが減少方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に減量され、やがて排気空燃比はリッチからリーンに反転する。
【００３５】
また、空燃比フィードバック係数FAFは、排気空燃比がリーンである間は増加方向に更新され続ける。FAFが増加方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に増量され、やがて排気空燃比はリーンからリッチに反転する。本実施形態の装置では、ECU６０が上述した空燃比フィードバック制御を実行することで燃料噴射量の微小な調整が行われ、その結果、精度良く排気空燃比が目標空燃比（理論空燃比）の近傍に維持される。
【００３６】
尚、ECU６０は、パージの実行や、内燃機関の運転状態などに応じて、基本的には排気空燃比が目標空燃比（理論空燃比）と一致するように燃料噴射量を算出する。従って、その基本的な算出が適正に行われている場合は、空燃比フィードバック制御FAFは、基準の値（例えば１．０）を中心として、その上下に対称に増減を繰り返すように更新される。そして、燃料噴射量の基本的な算出にずれが生ずると、空燃比フィードバック係数FAFの反転中心が、その基準の値から上方或いは下方にシフトする。
【００３７】
ECU６０は、また、制御の便宜上、空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVを算出している。平均値FAFAVは、空燃比フィードバック係数FAFの反転中心と一致すべき値である。従って、平均値FAFAVは、燃料噴射量の基本的な算出が適正に行われている場合は、ほぼFAFの基準値（例えば１．０）と一致し、一方、その基本的な算出にずれが生じている場合は、その基準値より大きな値、或いは小さな値にシフトする。
【００３８】
［ポンプの異常を検出する原理の説明］
図２は、本実施形態の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を、ポンプ３２が作動している場合とポンプ３２が停止している場合とにつき表した図である。この図に示す通り、パージガス流量は、ポンプ３２が作動している場合に、ポンプ３２が停止している場合に比して明らかに多量となる。従って、本実施形態の装置においては、ポンプ３２が適正に動作している限り、ポンプ３２のオン・オフを切り換えることにより、パージ流量に有意な差を生じさせることができる。
【００３９】
図３は、本実施形態の装置においてポンプ３２の異常を検出するための第１の手法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３（Ａ）はポンプ３２のOBD制御中（On Board Diagnosis）における空燃比フィードバック係数FAFの波形、図３（Ｂ）はOBD制御中にポンプ３２に供給されるON・OFF指令の波形、図３（Ｃ）はOBD制御中に制御計算に用いられるパージ率PGRの波形をそれぞれ示している。
【００４０】
図３において、時刻t1以前は、通常の規則に従って、ポンプ３２に対してON指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数FPGが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図３（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００４１】
図３に示す例では、上記の安定状態が形成されている環境下で、制御計算に用いられるパージ率PGRを一定に維持したまま（図３（Ｃ）参照）ポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられる（図３（Ｂ）、時刻t1参照）。より具体的には、パージVSV３６に対する駆動デューティDUTYが一定に維持され、かつ、パージ補正係数FPG（＝FGPG×PGR）が一定に維持されたまま、ポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられる。
【００４２】
パージVSV３６に対する駆動デューティDUTYが一定のまま、ポンプ３２が作動状態から停止状態に変化すれば、吸気通路３８に流入するパージガス流量QPGは減少する。パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値FGPGが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数FPG＝PGR×FGPGが一定のままパージガス流量QPGが減少すると、FPGによる燃料噴射量の減量が過剰となり、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。
【００４３】
本実施形態の装置は、既述した通り、排気空燃比を理論空燃比に維持すべく、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を実行している。このため、排気空燃比がリーン側に偏ろうとすると、その空燃比を理論空燃比の近傍に維持するために、空燃比フィードバック係数FAFが基準値より大きな値に更新される。その結果、ポンプ３２が正常である場合は、図３（Ａ）に示すように、時刻t1においてポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた後、空燃比フィードバック係数FAFは、反転中心が基準値より大きな値となるように、その値を変化させる。
【００４４】
これに対して、ポンプ３２に異常が生じており、時刻t1以前にそもそもポンプ３２が作動していなかった場合は、時刻t1においてポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられても、その切り換えによりパージ流量QPGには何らの変化も生じない。パージ流量QPGに変化が生じなければ、排気空燃比は、時刻t1の後も、それ以前と同様に、パージ補正係数FPGを用いた補正のみでほぼ理論空燃比となる。この場合、空燃比フィードバック係数FAFは、時刻t1の後も、ほぼ基準値を中心として反転する挙動を維持する。
【００４５】
以上説明した通り、本実施形態の装置では、蒸発燃料が安定してパージされている状況下で、ポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた場合に、ポンプ３２が正常であれば、空燃比フィードバック係数FAFにはその切り換え前後で変化が生ずる。一方、ポンプ３２に異常が生じている場合は、その切り換えの前後で空燃比フィードバック係数FAFに変化は生じない。このため、本実施形態の装置によれば、パージ率PGRを一定にしたまま（DUTYおよびFPGを一定にしたまま）ポンプ３２に対する指令をON指令からOFF指令に切り換え、その後、空燃比フィードバック係数FAFがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ３２が正常であるか否かを精度良く判断することができる。
【００４６】
しかしながら、上述したOBD制御によれば、既述した通り、ポンプ３２が正常である場合に排気空燃比の乱れと、それに伴う空燃比フィードバック係数FAFの変動とが発生する。そして、ポンプ３２が異常である場合に、安定した運転状態が維持される。
【００４７】
ポンプ３２は正常であるのが通常であり、ポンプ３２に異常が生ずるのは極めて希なことである。従って、上述したOBD制御によれば、通常の状態では排気空燃比に荒れが生じ、極めて希な状態でのみ安定した運転状態が維持されることになる。このような特性は、内燃機関において良好なエミッション特性を得るうえで好ましいものではなく、むしろ良好なエミッション特性を得るうえでは、その逆の特性が生ずること、つまり、通常時（正常時）には安定した運転状態が維持され、希な事態（異常時）においてのみ排気空燃比に荒れが生ずることが望ましい。
【００４８】
このような要求は、例えば、ポンプ３２のOBD制御の際に、ポンプ３２のON・OFFの切り換えと協調させて、パージVSV３６に対する駆動デューティDUTYを適切に変化させることにより満たすことができる。以下、図４を参照して、上記の要求を満たしつつポンプ３２の異常を検出するための手法（本実施形態の装置でポンプ３２の異常を検出するための第２の手法）について説明する。
【００４９】
図４は、本実施形態の装置が、上述した第２の手法でポンプ３２のOBD制御を行った場合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４（Ａ）はOBD制御中における空燃比フィードバック係数FAFの波形、図４（Ｂ）はOBD制御中にポンプ３２に供給されるON・OFF指令の波形、図４（Ｃ）はOBD制御中におけるパージVSV３６の駆動デューティの波形、図４（Ｄ）はOBD制御中におけるパージ補正係数FPGの波形をそれぞれ示している。
【００５０】
図４において、時刻T1以前は、通常の規則に従って、ポンプ３２に対してON指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数FPGが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００５１】
図４において、時刻T0では、OBDの開始に備えて、目標パージ率TGTPGRが、パージの実効を目的とした値（例えば８％）から、空燃比荒れの抑制を目的とした値（例えば２％）に下げられる。その結果、図４（Ｃ）に示すように、パージVSV３６に対する駆動デューティDUTYは、実パージ率PGRを目標パージ率TGTPGRに一致させるべく時刻T0において低下している。
【００５２】
パージ補正係数FPGは、既述した通りベーパ濃度学習値FGPGにパージ率PGRを掛け合わせることにより算出される。従って、パージ率PGRが低下すれば、パージ補正係数FPGも小さな値となる。このため、時刻T0において、パージ補正係数FPGは、図４（Ｄ）に示すようにステップ的に小さな値に変化している。パージ率補正係数FGPがこのように変更されると、駆動デューティDUTYの低下に関わらず、つまり、パージ率PGRの低下に関わらず、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、時刻T0の後も、基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【００５３】
図４において、時刻T1は、OBD制御が開始される時刻を示している。すなわち、ここで説明するOBD制御の第２の手法では、時刻T1において、先ず、ポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられる。時刻T1においてポンプ３２に対する指令が切り換えられることにより、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に切り替わると、それ以前はキャニスタ２２に供給されていた加圧空気が、その時点で消滅するという変化が生ずる。この変化は、キャニスタ２２とパージVSV３６との距離などにより定まる遅延時間の後に、パージVSV３６を通過するパージガス流量QPGに反映される。
【００５４】
図４に示す時刻T2は、時刻T1の後、上記の遅延時間が経過する時刻である。従って、ポンプ３２が正常に機能していれば、つまり、時刻T1における指令の切り換えに応えてポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化するとすれば、パージVSV３６を通過するパージガス流量QPGは、パージVSV３６の開度が維持される限り時刻T2において減少する。
【００５５】
OBD制御の第２の手法では、図４（Ｃ）に示すように、時刻T2においてパージVSV３６に対する駆動デューティDUTYがステップ的に増大される。ここで、駆動デューティDUTYに加えられるステップ値、或いはステップ変化後に駆動デューティDUTYが採る値は、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量QPGの減少分を相殺して、パージガス流量QPG（より正確には現実のパージ率PGR）を一定に維持することができる値に設定される。このため、ポンプ３２が正常に機能している場合、第２の手法によれば、時刻T1およびT2の前後でパージガス流量QPG（より正確には現実のパージ率PGR）に変化は生じない。
【００５６】
図４（Ｄ）に示すように、パージ補正係数FPGは、時刻T1およびT2の前後において、一定に維持される。パージ補正係数FPGが一定に維持され、かつ、パージガス流量QPG（より正確には現実のパージ率PGR）に変化が生じなければ、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、ポンプ３２が正常である場合は、図４（Ａ）に示すように、時刻T1およびT2の後も、空燃比フィードバック係数FAFは基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【００５７】
これに対して、ポンプ３２に異常が生じており、時刻T1以前にそもそもポンプ３２が作動していなかった場合は、時刻T1においてポンプ３２に対する指令が切り換えられても、加圧空気の発生状況にはその切り換えにより何らの変化も生じない。従って、このような状況下で駆動デューティDUTYが増大されると、時刻T2においてパージ流量QPG（現実のパージ率PGR）にステップ的な増加が生ずる。
【００５８】
パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値FGPGが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数FPG＝PGR×FGPGが一定のまま（制御計算上のパージ率PGRが一定のまま）パージガス流量QPG（現実のパージ率PGR）が増大すると、FPGによる燃料噴射量の減量分を超える燃料がパージにより供給される事態が生じ、排気空燃比はリッチ側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数FAFは、燃料噴射量を減量させる方向に、つまり、図４（Ａ）に示すように、その反転中心が基準値より小さな値となるように更新される（FGPG＜０時）。
【００５９】
また、パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より薄い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を増量させるべくベーパ濃度学習値FGPGが正の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数FPGが一定のまま現実のパージ率PGRが増大すると、FPGによっては十分な燃料増量が確保できない事態が生じ、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数FAFは、燃料噴射量を増量させる方向に、つまり、図４（Ａ）に示すように、その反転中心が基準値より大きな値となるように更新される（FGPG＞０時）。
【００６０】
以上説明した通り、OBD制御の第２の手法によれば、ポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた後に、ポンプ３２が正常である場合には安定した空燃比が維持され、空燃比フィードバック係数FAFに何らの変化も生じない状態が形成される。一方、ポンプ３２に異常が生じている場合は、僅かな空燃比荒れを吸収するために空燃比フィードバック係数FAFが増加または減少方向に変化する事態が生ずる。
【００６１】
このため、上述した第２の手法によれば、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後、空燃比フィードバック係数FAFがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ３２が正常であるか否かを精度良く判断することができる。また、この手法によれば、通常時（ポンプ３２の正常時）には空燃比の安定した状態を維持し、空燃比の荒れを、希な状況下（ポンプ３２の異常時）に限って生じさせることができる。このため、OBD制御の第２の手法によれば、上述した第１の手法が用いられる場合に比して、内燃機関のエミッション特性を改善することができる。
【００６２】
図４において、時刻T3は、OBD制御を終了させるべくポンプ３２に対する指令がOFF指令からON指令に切り換えられる時刻である。また、時刻T4は、時刻T3の後、ポンプ３２とパージVSV３６との距離に起因する遅延時間の経過を待って、パージVSV３６に対する駆動デューティを時刻T2以前の値に減少させる時刻である。これらの処理によれば、時刻T4の後に、時刻T2以前の状態、つまり、パージ流量QPGとパージ補正係数FPGとが釣り合った状態を復元することができる。
【００６３】
また、OBD制御の第２の手法では、時刻T4の後、空燃比荒れの抑制を目的とした値（例えば２％）に下げられていた目標パージ率TGTPGRが、パージの実効を目的とした値（例えば８％）にむけて徐々に増大される。その結果、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、パージVSV３６に対する駆動デューティDUTYおよびパージ補正係数FPGが、何れも徐々に増大される。この際、パージ流量QPGとパージ補正係数FPGの釣り合いは維持されるため、図４（Ａ）に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【００６４】
図５は、ECU６０が、上述した第２の手法に従ってポンプ３２のOBD制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
図５に示すルーチンでは、先ず、蒸発燃料のパージが
行われているか否かが判別される（ステップ１００）。
その結果、パージが実行されていないと判別された場合は、ポンプ３２の作動が禁止された後、速やかに今回の処理サイクルが終了される（ステップ１０２）。
【００６５】
一方、上記ステップ１００においてパージが実行されているとの判断がなされた場合は、次に、パージカウンタCPGRSTの計数値が判定値KTより大きいか否かが判別される（ステップ１０４）。
パージカウンタCPGRSTは、ポンプ３２の作動を伴うパージが開始された後の経過時間を計数するためのカウンタである。一方、判定値KTは、安定したパージ状態の形成に要する時間、つまり、蒸発燃料のパージ分をパージ補正係数FPGで適正に補正することのできる状況が形成されるまでに要する時間に対応するように設定された値である。従って、本ステップ１０４において、CPGRST＞KTが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２の作動を伴う安定したパージが未だ実行されていないと判断できる。一方、上記条件が成立する場合は、ポンプ３２の作動を伴う安定したパージが既に実行されていると判断できる。
【００６６】
上記ステップ１０４において、CPGRST＞KTが成立しないと判別された場合は、次に、ポンプカウンタCPUMPの計数値が異常判定値KOBDより大きいか否かが判別される（ステップ１０６）。
ポンプカウンタCPUMPは、OBD制御が繰り返し実行される過程で、ポンプ３２の異常が認識された回数を計数するためのカウンタである。一方、異常判定値KOBDは、ポンプカウンタCPUMPの計数値に基づいて、ポンプ３２の異常を現実に判定するためのしきい値である。
【００６７】
従って、上記ステップ１０６において、CPUMP＞KOBDが成立すると判別された場合は、ポンプ３２の異常判定がなされる（ステップ１０８）。
そして、この場合は、以後、ポンプ３２をオフするために上記ステップ１０２の処理が実行された後、今回の処理サイクルが終了される。
【００６８】
一方、上記ステップ１０６において、CPUMP＞KOBDが成立しないと判別された場合は、ポンプ３２の異常判定を行うことなく、ポンプ３２の動作制御が実行される（ステップ１１０）。
本ステップ１１０の処理では、具体的には、ポンプ指令一時値tPUMPの状態（ONまたはOFF）に合わせて、ポンプON指令或いはOFF指令がポンプ３２に対して発せられる。ポンプ３２は、本ステップ１１０において発せられる指令に応じて、作動状態または停止状態となる。尚、ポンプ指令一時値tPUMPは、個々の処理サイクルの過程において、ポンプに対する仮指令の内容を記憶しておくためのメモリ値である。ポンプ指令一時値tPUMPの設定手法については、後に具体的に説明する。
【００６９】
安定パージの形成に必要な時間が経過した後、図５に示すルーチンが起動されると、上記ステップ１０４において、CPGRST＞KTが成立するとの判断が成される。この場合、次に、今回の処理タイミングが、OBD制御の開始タイミングと一致しているか否か、より具体的には、図４に示す時刻T0に相当しているか否かが判別される。（ステップ１１２）。
【００７０】
その結果、今回の処理タイミングがOBD制御の開始タイミングと一致していると判別された場合は、次に、OBDカウンタCOBDが０にリセットされる（ステップ１１４）。
一方、今回の処理タイミングがOBD制御の開始タイミングと一致していない、つまり、OBD制御は既に開始されていると判別された場合は、上記ステップ１１４の処理がジャンプされる。
【００７１】
図５に示すルーチンでは、上記の処理に次いで、OBDカウンタCOBDのインクリメント処理が実行去れる（ステップ１１６）。
【００７２】
次に、OBDカウンタCOBDの計数値が所定値T1以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図４に示す時刻T1と一致しているかが判別される（ステップ１１８）。
【００７３】
OBD制御が開始された後（時刻T0の後）、時刻T1が到来するまでの間は、上記ステップ１１８において、COBD≧T1が成立しないと判別される。この場合、以後、目標パージ率TGTPGRが空燃比荒れの抑制を目的とした値KPG1（例えば２％）に設定された後（ステップ１２０）、上述したステップ１０６以降の処理が実行される。
ポンプ指令一時値tPUMPは、OBD制御の開始時にはONとされている。このため、ステップ１０６に次いでステップ１１０の処理が実行される場合、COBD≧T1が成立するまでの間は、その処理が実行される毎にポンプ３２に対してON指令が発せられる。
【００７４】
時刻T1の到来後に本ルーチンが起動されると、今度は、上記ステップ１１８において、COBD≧T1が成立していると判別される。この場合は、先ず、パージ補正保持制御、つまり、パージ係数FPGを現在値に保持するための制御が開始される（ステップ１２２）。
【００７５】
次いで、ポンプ３２に対するポンプ指令一時値tPUMPがOFFとされる（ステップ１２４）。
既述した通り、ポンプ指令一時値tPUMPは、OBD制御が開始された時点ではONとされている。従って、その値tPUMPは、時刻T1において本ステップ１２４の処理が初めて実行されることにより、ONからOFFに変更される。
【００７６】
図５に示すルーチンでは、次に、OBDカウンタCOBDの計数値が所定値T2以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図４に示す時刻T2と一致しているかが判別される（ステップ１２６）。
時刻T2が到来するまでは、つまり、時刻T1の後、所定の遅延時間が経過するまでの間は、COBD≧T2が成立しないと判別される。この場合、以後、速やかに上記ステップ１０６以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値tPUMPがOFFとされているため、ステップ１１０では、ポンプ３２に対してOFF指令が出力される。
【００７７】
以上説明した処理によれば、時刻T1の時点で、目標パージ率TGTPGRをKPG1に維持したまま、つまり、パージVSV３６の駆動デューティを２％程度の小さな値に維持したまま、パージ補正係数FGPを変化させることなく、ポンプ３２に対する指令をON指令からOFF指令に切り換えることができる。そして、以後、遅延時間が経過するまで（時刻T2が到来するまで）、その状態を維持することができる。
【００７８】
時刻T2が到来した後、本ルーチンが起動されると、上記ステップ１２６において、COBD≧T2が成立すると判別される。この場合、次に、目標パージ率TGTPGRがKPG2に書き換えられる（ステップ１２８）。
本ステップ１２８において用いられるKPG2は、時刻T1において、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化したとした場合に、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量QPGの減少分を相殺して、パージガス流量QPG（より正確には現実のパージ率PGR）を一定に維持するための値である。
【００７９】
このKPG2は、つまり、ポンプ３２の停止に伴うパージガス流量QPGの減少分を補うべく時刻T2において設定すべき目標パージ率TGTPGRは、ポンプ３２の定格、吸入空気量Ga、吸気管圧力PM、現在のパージ流量QPGなどに基づいて決定することができる。ECU６０は、吸入空気量Gaや吸気管圧力PMなどとの関係でKPG2を定めたマップを記憶している。上記ステップ１２８では、そのマップに従って別ルーチンにより決定されたKPG2が、目標パージ率TGTPGRとして設定される。
【００８０】
上記の処理によれば、時刻T2において、目標パージ率TGTPGRがKPG1からKPG2に変更される。本実施形態の装置において、このような変更が行われると、その後新たに設定された目標パージ率TGTPGRが実現されるように、パージVSV３６に対する駆動デューティDUTYがステップ的に増大される。その結果、ポンプ３２が正常に作動状態から停止状態に変化していた場合は、時刻T2の前後で現実のパージ率PGRがほぼ一定に維持される。一方、ポンプ３２に異常が生じていた場合（時刻T1以前からポンプ３２が停止していた場合）は、時刻T2の前後で現実のパージ率PGRに有意な増加が生ずる。
【００８１】
図５に示すルーチンでは、次に、空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVが、NG域に属しているか否かが判別される（ステップ１３０）。
【００８２】
図６は、平均値FAFAVのNG領域をベーパ濃度学習値FGPGとの関係で定めたマップの一例である。図６において、縦軸は、判定に用いられる平均値FAFAVの値である。図６に示すように、本実施形態では、ベーパ濃度学習値FGPGが、理論空燃比に対応する値（図中に破線の付された値、以下、「理論空燃比対応値」と称す）より小さく、かつ、平均値FAFAVがFAFの基準値（図６では０）より十分に大きい領域が第１のNG領域とされている。また、ベーパ濃度学習値FGPGが、理論空燃比対応値より大きく、かつ、平均値FAFAVがFAFの基準値より十分に小さい領域が第２のNG領域とされている。そして、それ以外の領域は、正常領域、或いは他部品の影響域として、NG領域から除外している。
【００８３】
図４（Ａ）を参照して説明した通り、ポンプ３２が異常である場合は、ベーパ濃度が濃く、ベーパ濃度学習値FGPGが負の値であった場合には、空燃比フィードバック係数FAFが基準値より小さな値にシフトする傾向が生ずる。また、ベーパ濃度が薄く、ベーパ濃度学習値FGPGが正の値であった場合には、空燃比フィードバック係数FAFが基準値より大きなにシフトする傾向が生ずる。図６に示す２つのNG領域によれば、それらの傾向の何れかが発生している場合に、ポンプ３２の異常を的確に判断し、かつ、それら以外の場合に、ポンプ３２の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。
【００８４】
また、図６に示すマップにおいて、第１NG領域の下限値は、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が大きくなるように設定されている。一方、第２NG領域の下限値は、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が小さくなるように設定されている。つまり、第１NG領域および第２NG領域は、何れも、FGPGが理論空燃比対応値に近づくほど、ポンプ３２の異常が判定され難くなるように設定されている。
【００８５】
ベーパ濃度学習値FGPGは、パージガスの空燃比が理論空燃比に近いほど、理論空燃比対応値に近づく。一方で、パージ流量QPGの変化に対する空燃比フィードバック係数FAFの感度は、パージガスの空燃比が理論空燃比に近づくほど低下する。従って、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に近づくに連れて、FAFの変化に基づいてポンプ３２の異常を判断するのは困難となる。
【００８６】
図６に示す第１NG領域および第２NG領域によれば、そのような判断の難しい状況下で、ポンプ３２の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、空燃比フィードバック係数FAFの変化に基づいて、ポンプ３２の異常発生を極めて精度良く判定することができる。
【００８７】
図５に示すルーチン中、上記ステップ１３０において、平均値FAFAVがNG領域に属していないと判別された場合は、以下に説明するステップ１３２および１３４の処理がジャンプされ、速やかに後述するステップ１３６の処理が実行される。一方、平均値FAFAVがNG領域に属していると判別された場合は、先ず、ポンプカウンタCPUMPがインクリメントされ（ステップ１３２）、次いで、OBDカウンタCOBDに所定値T3が代入される（ステップ１３４）。
【００８８】
上記の処理に続いて、OBDカウンタCOBDの計数値が所定値T3以上であるか否かが判別される（ステップ１３６）。
本ステップ１３４の処理により、COBD≧T3が成立しないと判別された場合は、未だ図４に示す時刻T3が到来していないと判別することができる。この場合は、以後速やかに上記ステップ１０６以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値tPUMPが最終的にOFFに設定されたままであるため、ステップ１０６に次いでステップ１１０の処理が実行される場合、ポンプ３２には、処理サイクルが繰り返される毎にOFF指令が発せられる。
【００８９】
上記ステップ１３４の処理によりCOBDにT3が代入された後に、或いは、自然なインクリメント処理の結果COBDがT3に到達した後に、上記ステップ１３６の処理が実行されると、COBD≧T3が成立するとの判断が成される。この場合は、次に、COBD≧T4が成立するか否かが判別される（ステップ１３８）。
【００９０】
時刻T4が到来する以前、つまり、時刻T3の後所定の遅延時間が経過する以前は、上記ステップ１３８においてCOBD≧T4の条件が成立しないとの判断が成される。この場合は、パージ補正保持制御を解除するための処理（ステップ１４０）がジャンプされ、パージ補正係数FPGの変更が禁止されたまま、ポンプ指令一時値tPUMPがOFFからONに書き換えられる（ステップ１４２）。
【００９１】
上記ステップ１４２の処理が終了すると、次に、ポンプカウンタCPUMPの計数値が異常判定値KOBDより大きいか否かを判断すべく、ステップ１０６の処理が実行される。尚、異常判定値KOBDは、０以上の固定値である。
この時点でCPUMP＞KOBDが成立する判断された場合は、既述した通り、ポンプ３２の異常が判定され、ステップ１０８および１０２の処理が実行される。この場合、以後、ポンプ３２の作動が禁止され、ポンプ３２が停止していることを前提として、蒸発燃料のパージ制御が実行される。
【００９２】
一方、現時点では、CPUMP＞KOBDが未だ成立していないとの判断がなされた場合は、次にステップ１１０の処理が実行される。時刻T3以降は、既述した通りポンプ指令一時値tPUMPが最終的にONとされる（ステップ１４２参照）。このため、時刻T3の後、時刻T4が到来するまでの間は、ステップ１１０が実行される毎に、パージ補正係数FPGが保持されたままポンプ３２に対してON指令が発せられる。
【００９３】
時刻T4が到来した後に上記ステップ１３８の処理が実行されると、今度は、COBD≧T4の条件が成立すると判断される。この場合は、ステップ１３８の処理に次いで、パージ補正保持制御が解除され（ステップ１４０）、その後、上述したステップ１４２以降の処理が実行される。
【００９４】
本実施形態の装置は、パージ補正保持制御が解除されると同時に、パージ補正係数FPGの更新を許可すると共に、目標パージ率TGTPGRの更新を許可する。その結果、時刻T4の後、目標パージ率TGTPGRが別ルーチンにより徐々に増大され、その増大に伴って、駆動デューティDUTY、およびパージ補正係数FPGにもほぼ一定の速度での増大が生ずる（図４中、時刻T4以降参照）。
【００９５】
以上説明した通り、図５に示すルーチンによれば、図４に示すタイミングチャートに沿った手順でポンプ３２のOBDを進めることができる。このため、本実施形態の装置によれば、排気空燃比の変動に基づいて、より具体的には、空燃比フィードバック係数FAFの変動に基づいて、ポンプ３２の異常を精度良く検出することができる。
【００９６】
また、図５に示すルーチンによれば、ポンプ３２に対する指令の切り換えと、パージVSV３６に対する駆動デューティの変更とを、ポンプ３２とパージVSV３６の距離に起因する遅延時間を考慮したうえで協調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、ポンプ３２の正常時に空燃比荒れが生ずるのを有効に防止して、優れたエミッション特性を確保することができる。
【００９７】
ところで、上述した実施の形態１においては、ポンプ３２に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた後の空燃比フィードバック係数FAFの変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしているが（図３中時刻t1、図４中時刻T1参照）、異常検出の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ３２の異常は、ポンプ３２に対する指令がOFF指令からON指令に切り換えられた後のFAFの変化に基づいて検出することとしてもよい。また、ポンプ３２の異常は、FAFの変化からではなく、排気空燃比の変化から直接検出することとしてもよい。
【００９８】
また、上述した実施の形態１では、上記図６に示すマップにおいて、第１および第２NG領域が、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に一致する場合にも、平均値FAFAVが十分に大きい場合、或いは十分に小さい場合には、ポンプ３２の異常が判定されるようにが設定されている。しかしながら、それらの設定はこれに限定されるものではない。すなわち、第１および第２NG領域は、FGPGが理論空燃比対応値の近傍値である場合には、常にポンプ３２の異常判定が成されないように設定することとしてもよい。
【００９９】
また、上述した実施の形態１では、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後に、排気空燃比に生ずる変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしているが、異常検出の基礎は、排気空燃比に限定されるものではない。すなわち、吸気通路３８に燃料成分濃度を検出するためのセンサを設けたうえで、ポンプ３２に対する指令が切り換えられた後に、吸気通路３８内の燃料成分濃度の変化に基づいてポンプ３２の異常を検出することとしてもよい。
【０１００】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常検出手段」が実現されている。
【０１０１】
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１２８の処理を実行すると共に、目標パージ率TGTPGRが実現されるように駆動デューティDUTYを制御することにより前記第１の発明における「協調制御手段」が実現されている。
【０１０２】
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１２６の処理を実行することにより前記第１の発明における「遅延手段」が実現されている。
【０１０３】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第２の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ５０が前記第２の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ECU６０が、ベーパ濃度学習値FGPGを学習することにより前記第２の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Gaに基づいて基本燃料噴射時間TAU０を算出することにより前記第２の発明における「噴射量制御手段」が、図６に示す第１NG領域においてポンプ３２の異常を検出することにより前記第２の発明における「低濃度時異常検出手段」が、図６に示す第２NG領域においてポンプ３２の異常を検出することにより前記第２の発明における「高濃度時異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０４】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第３の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ５０が前記第３の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ECU６０が、吸入空気量Gaに基づいて基本燃料噴射時間TAU０を算出することにより前記第３の発明における「噴射量制御手段」が、空燃比フィードバック係数FAFを用いて基本燃料噴射時間TAU０に補正を施すことにより前記第３の発明における「空燃比フィードバック手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０５】
また、上述した実施の形態１においては、酸素センサ５０が前記第４の発明における「排気側センサ」に相当していると共に、ECU６０が、燃料噴射量に対してパージ補正係数FPGを用いた補正を施すことにより前記第４の発明における「パージ分減量補正手段」が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第４の発明における「パージ補正保持手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０６】
また、上述した実施の形態１においては、ポンプ３２が、キャニスタ２２の大気孔２４に連通しているが、ポンプ３２の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ３２は、キャニスタ２２内に強制的に空気の流れを発生させ得るものであれば良く、パージ孔２６とパージVSV３６の間に配置してもよい。
【０１０７】
また、上述した実施の形態１においては、エアフロメータ４０が前記第５の発明における「吸入空気量検出手段」に相当している。そして、ECU６０が、ベーパ濃度学習値FGPGを学習することにより前記第５の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Gaに基づいて基本燃料噴射時間TAU０を算出することにより前記第５の発明における「噴射量制御手段」が、図６に示すマップを参照してポンプ３２の異常を判定しつつ、FGPGが理論空燃比対応値の近傍値である場合にポンプ３２のNG判定を保留することにより前記第５の発明における「異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１０８】
【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、ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その変化がパージ制御弁の位置に及ぶのに要する遅延時間の影響を考慮して、パージ制御弁の協調制御を行うことができる。このため、本発明によれば、ポンプが正常である場合に、そのオン・オフの切り換えに伴って生ずる空燃比荒れを十分に小さく抑制することができる。
【０１０９】
第２の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄いか否かに応じて、異なる基準でポンプの異常を判断することができる。ポンプとパージ制御弁とが協調制御される環境下で、ポンプが適正に動作しない場合は、ポンプにオン指令が発せられている場合に比してポンプにオフ指令が発せられている場合にパージ流量は多量となる。そして、ベーパ濃度が薄い場合は、パージガス流量が多量となるほど排気空燃比は薄くなり、一方、ベーパ濃度が濃い場合は、パージ流量が多量となるほど排気空燃比は濃くなる。このため、本発明で用いられる基準によれば、ベーパ濃度が薄い場合も濃い場合も、正確にポンプの異常を検出することができる。
【０１１０】
第３の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられることにより空燃比フィードバック補正の大きさに変化が生じたか否かに基づいて、その切り換えに伴ってポンプの作動・非作動が適正に切り換えられたか否か、つまり、ポンプが正常であるか否かを正確に判断することができる。
【０１１１】
第４の発明によれば、通常時には、パージされる蒸発燃料分が燃料噴射量から減量されることにより、パージの実行に関わらず安定した空燃比精度が維持できる。一方、ポンプの異常を検出するためにポンプのオン・オフが切り換えられる場合は、その前後でパージ分減量補正の大きさが固定されるため、ポンプのオン・オフの影響を排気空燃比に顕著に生じさせることができる。このため、本発明によれば、通常時には良好な排気エミッション特性を実現しつつ、ポンプの異常を精度良く検出することができる。
【０１１２】
第５の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、ポンプの状態に関する判断を保留することができる。ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値をとる場合、ポンプのオン・オフに伴ってパージ流量が変化しても、排気空燃比に顕著な変化は生じない。本発明によれば、このような状況下で誤った判断が成されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】 実施の形態１の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を示す図である。
【図３】 実施の形態１の装置においてポンプの異常を検出するための第１の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】 実施の形態１の装置においてポンプの異常を検出するための第２の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】 実施の形態１の装置において第２の手法に従ってポンプのOBD制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】 実施の形態１の装置において図５に示すルーチンを実行する際に参照されるマップの一例である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
２２ キャニスタ
３０ CCV(Canister Closed Valve)
３２ ポンプ
３６ パージVSV(Vacuum Switching Valve)
３８ 吸気通路
４０ エアフロメータ
４６ 燃料噴射弁
５０ 酸素センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus, and more particularly to an evaporated fuel processing apparatus for processing evaporated fuel generated in a fuel tank without releasing it into the atmosphere.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-31113, an evaporative fuel processing apparatus including a canister communicating with a fuel tank is known. The canister communicates with the fuel tank and communicates with the intake passage of the internal combustion engine via the purge control valve. The canister has an air hole communicating with the atmosphere. A pump capable of supplying pressurized air to the canister communicates with the atmospheric hole.
[0003]
  In the above conventional apparatus, the evaporated fuel generated in the fuel tank is once adsorbed by the canister. In this apparatus, when a predetermined purge condition is satisfied during operation of the internal combustion engine, the purge control valve is opened to introduce intake negative pressure into the canister. As a result, the evaporated fuel adsorbed in the canister is purged into the intake passage together with the air sucked from the atmospheric hole. As a result, the evaporated fuel generated in the fuel tank is processed as fuel during operation of the internal combustion engine without being released to the atmosphere.
[0004]
  By the way, the intake negative pressure of the internal combustion engine becomes a value close to the atmospheric pressure as the throttle opening is opened. For this reason, at the time of high load operation of the internal combustion engine, a sufficient intake negative pressure is not generated, and a sufficient purge flow rate may not be obtained simply by opening the purge control valve. The conventional apparatus operates the pump in such a case. When the pump is operated, pressurized air is supplied to the atmospheric hole of the canister, and a differential pressure sufficient to generate a sufficient purge flow rate is generated before and after the canister. For this reason, according to the conventional apparatus, a high purge capability can be ensured even during high-load operation of the internal combustion engine.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  When purging the evaporated fuel in the canister into the intake passage of the internal combustion engine, it is necessary to reduce the purged fuel amount from the fuel injection amount to prevent air-fuel ratio roughening. In order to perform such a reduction, it is necessary to accurately grasp the flow rate of the purge gas flowing into the intake passage.
[0006]
  In a device having a pump that can forcibly generate an air flow inside the canister as in the above-described conventional device, the purge gas is generated when the pump is operating and when the pump is stopped. A difference occurs in the flow rate. For this reason, in this type of device, when the on command is issued to the pump, the purge gas flow rate is estimated on the assumption that the pump is operating, and when the off command is issued to the pump. Therefore, it is necessary to estimate the purge gas flow rate on the assumption that the pump is stopped.
[0007]
  When the purge gas flow rate is estimated based on the above assumption, if the assumption is lost due to an abnormality of the pump, an error that cannot be ignored occurs in the estimated value of the purge gas flow rate. More specifically, when the pump does not operate properly despite receiving the ON command, a large error occurs in the estimated value of the purge gas flow rate. Such an error in the estimated value causes a deterioration in the control accuracy of the air-fuel ratio.
[0008]
  For this reason, in a system including a pump that forcibly generates an air flow in the canister, it is desirable that abnormality of the pump can be detected promptly. However, conventionally, in this type of system, no method has been proposed for simply and accurately detecting a pump abnormality.
[0009]
  The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an evaporative fuel that can easily and accurately detect an abnormality of a pump that forcibly generates an air flow in a canister. An object is to provide a processing apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a first invention is an evaporative fuel processing apparatus for processing evaporative fuel generated in a fuel tank without releasing it into the atmosphere.
  A canister that communicates with the fuel tank and includes a purge hole that communicates with an intake passage of the internal combustion engine and an air hole that communicates with the atmosphere;
  A pump capable of generating a gas flow from the atmospheric hole toward the purge hole in the canister;
  Output generating means for generating an output corresponding to the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air-fuel ratio;
  Abnormality detection means for determining whether or not the pump is normal based on whether or not a predetermined change has occurred in the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air / fuel ratio in accordance with the on / off switching of the pump When,
  A purge control valve disposed between the purge hole and the intake passage;
  In a situation where the operation / non-operation of the pump is switched appropriately in response to the on / off of the pump, in order to obtain an equivalent purge flow rate before and after the on / off, in cooperation with the on / off of the pump, Cooperative control means for changing the substantial opening of the purge control valve,
  The cooperative control means waits for the time required for the influence of the switching to reach the position of the purge control valve after the pump is switched on and off, and then the substantial opening of the purge Delay means to changeIt is characterized by providing.
[0011]
  The second2The invention of1st inventionIn
  Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
  Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
  Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
  The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
  The abnormality detection means includes
  When the vapor concentration is thinner than the target value of the exhaust air-fuel ratio, and when the pump is turned off, the exhaust air-fuel ratio tends to be thinner than when the pump is turned on, Low concentration abnormality detection means for judging pump abnormality,
  When the vapor concentration is higher than the target value of the exhaust air-fuel ratio and the exhaust air-fuel ratio tends to be higher when the pump is turned off than when the pump is turned on, And a high-concentration abnormality detecting means for judging abnormality of the pump.
[0012]
  The second3The invention of1st or 2nd inventionIn
  Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
  Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value;
  Air-fuel ratio feedback means for performing air-fuel ratio feedback correction on the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
  The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
  The abnormality detecting means determines whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio based on the magnitude of air-fuel ratio feedback correction applied to the fuel injection amount.
[0013]
  The second4The invention of the first to the first3In any of the inventions of
  The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
  The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio;
  A purge decrement correction means for performing a purge decrement correction on the fuel injection amount so that fuel corresponding to the evaporated fuel purged from the canister to the intake passage is decremented from the fuel injection amount;
  And purge correction holding means for fixing a magnitude of the purge decrement correction before and after the pump is switched on and off.
[0014]
  The second5The invention of the first to the first4In any of the inventions of
  Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
  Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
  Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
  The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
  The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio, and the vapor concentration is near the target value of the exhaust air-fuel ratio. If it is a value, the determination is suspended.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0016]
Embodiment 1 FIG.
[Description of device configuration]
  Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the evaporated fuel processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The evaporated fuel processing apparatus of this embodiment includes a fuel tank 10. The fuel tank 10 is provided with a tank internal pressure sensor 12 for measuring the tank internal pressure. The tank internal pressure sensor 12 is a sensor that detects a tank internal pressure as a relative pressure to the atmospheric pressure and generates an output corresponding to the detected value.
[0017]
  A vapor passage 18 is connected to the fuel tank 10 via ROV (Roll Over Valve) 14 and 16. The vapor passage 18 is connected to the canister 22 via a diaphragm type oil supply valve 20. The canister 22 is filled with activated carbon for adsorbing fuel vapor. Therefore, the fuel vapor generated in the fuel tank 10 reaches the canister 22 through the vapor passage 18 and the fuel supply valve 20 and is adsorbed and held in the canister 22.
[0018]
  The canister 22 is provided with an atmospheric hole 24 and a purge hole 26. A pump 32 communicates with the air hole 24 via a CCV (Canister Closed Valve) 30. The suction hole of the pump 32 is opened to the atmosphere via the filter 34. The CCV 30 is a normally open type electromagnetic valve that closes the air hole 24 by receiving a drive signal from the outside. When the CCV 30 is open, the pressurized air generated by the pump 32 can be supplied to the atmospheric hole 24 of the canister 22 by operating the pump 32.
[0019]
  The purge hole 26 of the canister 22 communicates with an intake passage 38 of the internal combustion engine via a purge VSV (Vacuum Switching Valve) 36 for controlling the flow rate of the purge gas. The purge VSV 36 is a control valve that realizes a substantially arbitrary opening degree by duty control.
[0020]
  An air flow meter 40 that detects the amount of air Ga taken into the intake passage 38 of the internal combustion engine is assembled. A throttle valve 42 for controlling the intake air amount Ga is disposed downstream of the air flow meter. The purge hole 26 described above communicates with the intake passage 38 downstream of the throttle valve 42.
[0021]
  A fuel injection valve 44 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine is assembled. High pressure fuel is supplied to the fuel injection valve 44 from the fuel supply passage 46. The fuel injection valve 44 can inject an amount of fuel corresponding to the valve opening time (fuel injection time TAU) by opening the needle valve in response to a drive signal supplied from the outside.
[0022]
  In the exhaust passage 48 of the internal combustion engine, an oxygen sensor 50 that emits an output according to whether the exhaust air-fuel ratio is rich or lean is arranged based on whether or not oxygen is contained in the exhaust gas. Yes. A catalyst unit 52 for purifying exhaust gas is disposed downstream of the oxygen sensor 50.
[0023]
  As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit).
60. The ECU 60 is supplied with outputs of various sensors incorporated in the internal combustion engine, such as the tank internal pressure sensor 12 described above, the air flow meter 40 and the oxygen sensor 50. The ECU 60 can control the states of the CCV 30, the pump 32, the purge VSV 36, the fuel injection valve 46, and the like based on the sensor outputs.
[0024]
[Explanation of purge operation]
  In the system of this embodiment, the vapor generated inside the fuel tank 10 is guided to the canister 22 through the vapor passage 18 and is adsorbed and held therein. The ECU 60 appropriately opens the purge VSV 36 in a situation where a predetermined purge condition is satisfied during operation of the internal combustion engine. When the purge VSV 36 is opened during operation of the internal combustion engine, intake negative pressure is introduced to the canister 22, and the vapor adsorbed on the canister 22 is purged into the intake passage together with the air sucked from the air holes 24. .
[0025]
  In the present embodiment, the ECU 60 operates the pump 32 with the CCV 30 opened as necessary during execution of the purge. As a result, when the operation of the pump 32 is started, the pressurized air generated by the pump 32 starts to be supplied to the atmospheric hole 24 of the canister 22.
[0026]
  Specifically, the ECU 60 operates the pump 32 during high load operation of the internal combustion engine in which a high pressure (near atmospheric pressure value) intake pipe pressure PM is generated. When the intake pipe pressure PM is high, a sufficient purge gas flow rate cannot be obtained simply by opening the purge VSV 36. When the pump 32 is operated under such circumstances, a sufficient purge gas flow rate can be ensured even if the intake negative pressure is insufficient. For this reason, according to the apparatus of this embodiment, it is possible to ensure an excellent purge capability regardless of the operating state of the internal combustion engine.
[0027]
  The ECU 60 also operates the pump 32 when a sufficiently large intake negative pressure is generated, such as during idling of the internal combustion engine, and the pressure near the purge hole 26 becomes excessively negative. When the pressure in the vicinity of the purge hole 26 becomes excessively negative, the negative pressure is guided to the fuel tank 10, and the fuel vapor in the tank passes through the canister 22 and is directly purged into the intake passage 38. Further, the direct purge of the evaporated fuel thus generated causes air-fuel ratio roughening in the internal combustion engine. In the apparatus of the present embodiment, when the pump 32 is operated under the above-described situation, the pressure near the purge hole 26 can be increased to prevent the direct purge of the evaporated fuel. Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, the evaporated fuel in the canister 22 can be appropriately purged without causing a rough air-fuel ratio even under a situation where a sufficiently large intake negative pressure is generated.
[0028]
[Explanation of fuel injection amount correction with purging]
  In order to achieve a desired air-fuel ratio in a situation where the evaporated fuel is purged into the intake passage 38 of the internal combustion engine, the fuel injection amount is corrected to eliminate the influence of the fuel and air supplied as purge gas. It is necessary to apply. In order to realize such a decrease correction, it is necessary to accurately control the purge gas flow rate QPG passing through the purge VSV 36, the evaporated fuel amount supplied by the purge, and the fuel injection amount.
[0029]
  In the present embodiment, the ECU 60 executes a process for matching the purge rate PGR with the target purge rate TGTPGR as part of a method for accurately controlling the purge gas flow rate QPG and the amount of evaporated fuel supplied by the purge. Yes. The purge rate PGR is a value represented by the ratio (QPG / Ga) between the purge gas flow rate QPG and the intake air amount Ga. The purge flow rate QPG is determined by the intake pipe pressure PM, the substantial opening of the purge VSV 36, and the on / off state of the pump 32. For this reason, the ECU 60 considers the intake pipe pressure PM and the on / off state of the pump 32, and appropriately controls the substantial opening degree (drive duty duty) of the purge VSV 36 to set the purge rate PGR to the target purge rate. Can match TGTPGR. The ECU 60 can estimate the intake pipe pressure PM by a known method based on the intake air amount Ga detected by the air flow meter 40 and the like. The intake pipe pressure PM may be measured by providing a pressure sensor in the intake passage 38.
[0030]
  Further, the ECU 60 detects the vapor concentration in the purge gas as part of a method for appropriately correcting the fuel injection amount. More specifically, the vapor concentration learning value FGPG is obtained by a known method. Here, the vapor concentration learning value FGPG is learned so as to coincide with the injection amount reduction rate per 1% of the purge rate PGR. That is, the vapor concentration learning value FGPG has a physical meaning as a reduction ratio to be applied to the fuel injection amount in order to offset the influence when the purge gas is purged at the purge rate PGR of 1%. Such a reduction ratio becomes a larger value as the vapor concentration in the purge gas is higher, and becomes a smaller value as the vapor concentration is lower. Therefore, the vapor concentration learning value also has a physical meaning as the vapor concentration in the purge gas, as described above.
[0031]
  The ECU 60 calculates the purge correction coefficient FPG = FGPG × PGR by multiplying the above-described vapor concentration learning value FGPG by the purge rate PGR. The purge correction coefficient FPG calculated in this way has a meaning as a reduction ratio to be applied to the fuel injection amount in order to offset the evaporated fuel purged at the purge rate “PGR”. Therefore, the ECU 60 calculates the basic fuel injection amount (basic fuel injection time TAU) calculated without considering the influence of the purge of evaporated fuel.0) And the purge correction coefficient FPG can be used to calculate the fuel injection amount (fuel injection time TAU) that can cancel the influence of the purge.
[0032]
  In the present embodiment, the ECU 60 controls the drive duty DUTY of the purge VSV 36 and calculates the fuel injection amount time TAU according to the above-described procedure during the execution of the purge. Then, the fuel injection valve 44 is driven so that the fuel injection time TAU is realized. Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, the evaporated fuel in the canister 22 can be appropriately purged into the intake passage 38 without causing a large air-fuel ratio roughness.
[0033]
[Description of air-fuel ratio feedback control]
  The apparatus according to the present embodiment executes air-fuel ratio feedback control for making the exhaust air-fuel ratio coincide with the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) in addition to the fuel injection amount correction for canceling the purge amount of the evaporated fuel. is doing. More specifically, the ECU 60 calculates an air-fuel ratio feedback coefficient FAF for making the exhaust air-fuel ratio coincide with the stoichiometric air-fuel ratio, and uses the FAF as a basic fuel injection amount (basic fuel injection time TAU).0) To calculate the fuel injection amount (fuel injection time TAU).
[0034]
  The system shown in FIG. 1 includes the oxygen sensor 50 in the exhaust passage 48 as described above. The ECU 60 can determine whether the exhaust air-fuel ratio is rich or lean based on the output of the oxygen sensor 50. The air-fuel ratio feedback coefficient FAF is continuously updated in a decreasing direction when the exhaust air-fuel ratio is rich. When the FAF is updated in the decreasing direction, the fuel injection amount is gradually decreased, and the exhaust air-fuel ratio is reversed from rich to lean.
[0035]
  Further, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is continuously updated in the increasing direction while the exhaust air-fuel ratio is lean. When the FAF is updated in the increasing direction, the fuel injection amount is gradually increased, and the exhaust air-fuel ratio is reversed from lean to rich. In the apparatus of the present embodiment, the ECU 60 performs the above-described air-fuel ratio feedback control to finely adjust the fuel injection amount. As a result, the exhaust air-fuel ratio is close to the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) with high accuracy. Maintained.
[0036]
  The ECU 60 calculates the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio basically matches the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) in accordance with the execution of the purge, the operating state of the internal combustion engine, and the like. Therefore, when the basic calculation is properly performed, the air-fuel ratio feedback control FAF is updated so as to repeat the increase and decrease symmetrically around the reference value (for example, 1.0). . If a deviation occurs in the basic calculation of the fuel injection amount, the inversion center of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF shifts upward or downward from the reference value.
[0037]
  The ECU 60 also calculates an average value FAFAV of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF for convenience of control. The average value FAFAV is a value that should coincide with the inversion center of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF. Therefore, the average value FAFAV substantially coincides with the FAF reference value (for example, 1.0) when the basic calculation of the fuel injection amount is properly performed, while the basic calculation is not correct. If it occurs, the value is shifted to a value larger or smaller than the reference value.
[0038]
[Description of the principle of detecting pump abnormalities]
  FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the flow rate of the purge gas generated in the apparatus of this embodiment and the load of the internal combustion engine when the pump 32 is operating and when the pump 32 is stopped. As shown in this figure, the purge gas flow rate is clearly larger when the pump 32 is operating than when the pump 32 is stopped. Therefore, in the apparatus of this embodiment, as long as the pump 32 is operating properly, a significant difference in the purge flow rate can be generated by switching the pump 32 on and off.
[0039]
  FIG. 3 is a timing chart for explaining a first method for detecting an abnormality of the pump 32 in the apparatus of the present embodiment. More specifically, FIG. 3A shows the waveform of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF during OBD control (On Board Diagnosis) of the pump 32, and FIG. 3B shows ON / ON supplied to the pump 32 during OBD control. FIG. 3C shows the waveform of the purge rate PGR used for the control calculation during the OBD control.
[0040]
  In FIG. 3, it is assumed that the evaporated fuel is stably purged in a state where an ON command is issued to the pump 32 according to a normal rule before time t1. In this case, a purge correction coefficient FPG suitable for the purge amount of the evaporated fuel is calculated, and the fuel injection amount is corrected to decrease so as to cancel out the purge amount. As a result, as shown in FIG. 3A, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is repeatedly inverted around the reference value.
[0041]
  In the example shown in FIG. 3, in the environment where the above-described stable state is formed, the command to the pump 32 is changed from the ON command while keeping the purge rate PGR used for the control calculation constant (see FIG. 3C). The command is switched to the OFF command (see FIG. 3B, time t1). More specifically, the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command while the drive duty DUTY for the purge VSV 36 is maintained constant and the purge correction coefficient FPG (= FGPG × PGR) is maintained constant. It is done.
[0042]
  If the drive duty DUTY for the purge VSV 36 remains constant and the pump 32 changes from the operating state to the stopped state, the purge gas flow rate QPG flowing into the intake passage 38 decreases. When the vapor concentration in the purge gas is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, the vapor concentration learning value FGPG is calculated as a negative value to reduce the fuel injection amount during execution of the purge. Under such circumstances, if the purge gas flow rate QPG decreases while the purge correction coefficient FPG = PGR × FGPG remains constant, the decrease in the fuel injection amount by the FPG becomes excessive, and the exhaust air-fuel ratio tends to be biased toward the lean side.
[0043]
  As described above, the apparatus of the present embodiment executes air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount so as to maintain the exhaust air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, when the exhaust air-fuel ratio tends to lean toward the lean side, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is updated to a value larger than the reference value in order to maintain the air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. As a result, when the pump 32 is normal, as shown in FIG. 3A, after the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command at the time t1, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF becomes the inversion center. The value is changed so that becomes a value larger than the reference value.
[0044]
  On the other hand, if an abnormality has occurred in the pump 32 and the pump 32 has not been operated before the time t1, even if the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command at the time t1, Switching does not cause any change in the purge flow rate QPG. If there is no change in the purge flow rate QPG, the exhaust air-fuel ratio becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio after time t1 only by correction using the purge correction coefficient FPG, as before. In this case, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF maintains the behavior of inverting about the reference value even after time t1.
[0045]
  As described above, in the apparatus of the present embodiment, if the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command in a situation where the evaporated fuel is stably purged, the pump 32 is normal. The air-fuel ratio feedback coefficient FAF changes before and after the switching. On the other hand, when an abnormality occurs in the pump 32, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF does not change before and after the switching. For this reason, according to the apparatus of the present embodiment, the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command while keeping the purge rate PGR constant (DUTY and FPG are kept constant), and then the air-fuel ratio feedback coefficient FAF It is possible to accurately determine whether or not the pump 32 is normal by looking at the change that indicates.
[0046]
  However, according to the above-described OBD control, as described above, when the pump 32 is normal, the exhaust air-fuel ratio is disturbed and the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is changed accordingly. And when the pump 32 is abnormal, the stable driving | running state is maintained.
[0047]
  The pump 32 is usually normal, and it is extremely rare that an abnormality occurs in the pump 32. Therefore, according to the OBD control described above, the exhaust air-fuel ratio is roughened in a normal state, and a stable operation state is maintained only in a very rare state. Such a characteristic is not preferable for obtaining good emission characteristics in an internal combustion engine. Rather, the opposite characteristic occurs for obtaining good emission characteristics, that is, in normal (normal) time. It is desirable that a stable operating state is maintained and that the exhaust air-fuel ratio is roughened only in rare situations (abnormal conditions).
[0048]
  Such a request can be satisfied, for example, by appropriately changing the drive duty DUTY for the purge VSV 36 in cooperation with the ON / OFF switching of the pump 32 during OBD control of the pump 32. Hereinafter, a method for detecting an abnormality of the pump 32 while satisfying the above requirements (second method for detecting an abnormality of the pump 32 by the apparatus of the present embodiment) will be described with reference to FIG.
[0049]
  FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation when the apparatus of the present embodiment performs OBD control of the pump 32 by the second method described above. More specifically, FIG. 4A shows the waveform of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF during OBD control, FIG. 4B shows the waveform of the ON / OFF command supplied to the pump 32 during OBD control, and FIG. FIG. 4C shows the waveform of the drive duty of the purge VSV 36 during OBD control, and FIG. 4D shows the waveform of the purge correction coefficient FPG during OBD control.
[0050]
  In FIG. 4, it is assumed that the evaporated fuel is stably purged before the time T1 in a state where an ON command is issued to the pump 32 according to a normal rule. In this case, a purge correction coefficient FPG suitable for the purge amount of the evaporated fuel is calculated, and the fuel injection amount is corrected to decrease so as to cancel out the purge amount. As a result, as shown in FIG. 4A, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is repeatedly inverted around the reference value.
[0051]
  In FIG. 4, at time T0, in preparation for the start of OBD, the target purge rate TGTPGR is set to a value (for example, 2%) for suppressing air-fuel ratio roughness from a value (for example, 8%) for the purpose of purging. ). As a result, as shown in FIG. 4C, the drive duty DUTY for the purge VSV 36 decreases at time T0 so that the actual purge rate PGR matches the target purge rate TGTPGR.
[0052]
  The purge correction coefficient FPG is calculated by multiplying the vapor concentration learning value FGPG by the purge rate PGR as described above. Therefore, if the purge rate PGR decreases, the purge correction coefficient FPG also becomes a small value. For this reason, at time T0, the purge correction coefficient FPG changes stepwise as shown in FIG. 4D. When the purge rate correction coefficient FGP is changed in this way, the purge amount of the evaporated fuel is appropriately reduced from the fuel injection amount regardless of the decrease in the drive duty duty, that is, regardless of the decrease in the purge rate PGR. Is maintained. For this reason, as shown in FIG. 4 (A), the air-fuel ratio feedback coefficient FAF maintains the tendency to reverse around the reference value even after time T0.
[0053]
  In FIG. 4, time T1 indicates the time at which the OBD control is started. That is, in the second method of OBD control described here, at time T1, first, the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command. When the command to the pump 32 is switched at the time T1, when the pump 32 is normally switched from the operating state to the stopped state, the change in which the pressurized air previously supplied to the canister 22 disappears at that time. Arise. This change is reflected in the purge gas flow rate QPG passing through the purge VSV 36 after a delay time determined by the distance between the canister 22 and the purge VSV 36 or the like.
[0054]
  A time T2 shown in FIG. 4 is a time at which the above delay time elapses after the time T1. Therefore, if the pump 32 is functioning normally, that is, if the pump 32 normally changes from the operating state to the stopped state in response to the command switching at the time T1, the purge gas flow rate QPG passing through the purge VSV 36 is As long as the opening of the purge VSV 36 is maintained, it decreases at time T2.
[0055]
  In the second method of OBD control, as shown in FIG. 4C, the drive duty DUTY for the purge VSV 36 is increased stepwise at time T2. Here, the step value added to the drive duty DUTY or the value taken by the drive duty DUTY after the step change cancels the decrease in the purge gas flow rate QPG due to the stop of the pump 32, and the purge gas flow rate QPG (more precisely, the actual value) The purge rate PGR) is set to a value that can be kept constant. Therefore, when the pump 32 is functioning normally, according to the second method, the purge gas flow rate QPG (more precisely, the actual purge rate PGR) does not change before and after the times T1 and T2.
[0056]
  As shown in FIG. 4D, the purge correction coefficient FPG is kept constant before and after the times T1 and T2. If the purge correction coefficient FPG is kept constant and the purge gas flow rate QPG (more precisely, the actual purge rate PGR) does not change, the purge amount of the evaporated fuel can be properly reduced from the fuel injection amount. Maintained. For this reason, when the pump 32 is normal, as shown in FIG. 4A, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF maintains a tendency to reverse around the reference value even after times T1 and T2.
[0057]
  On the other hand, if an abnormality has occurred in the pump 32 and the pump 32 has not been operated before the time T1, even if the command to the pump 32 is switched at the time T1, the state of generation of pressurized air is not observed. Does not cause any change by switching. Therefore, when the drive duty DUTY is increased under such circumstances, a stepwise increase occurs in the purge flow rate QPG (actual purge rate PGR) at time T2.
[0058]
  When the vapor concentration in the purge gas is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, the vapor concentration learning value FGPG is calculated as a negative value to reduce the fuel injection amount during execution of the purge. Under such circumstances, if the purge gas flow rate QPG (actual purge rate PGR) increases when the purge correction coefficient FPG = PGR × FGPG remains constant (the purge rate PGR in the control calculation remains constant), the FPG A situation occurs in which the fuel exceeding the reduced amount of the fuel injection amount is supplied by the purge, and the exhaust air-fuel ratio tends to be biased to the rich side. As a result, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is updated in the direction of decreasing the fuel injection amount, that is, as shown in FIG. 4A, the inversion center thereof is smaller than the reference value (FGPG < 0 o'clock).
[0059]
  When the vapor concentration in the purge gas is lower than the stoichiometric air-fuel ratio, the vapor concentration learning value FGPG is calculated as a positive value to increase the fuel injection amount during execution of the purge. Under such circumstances, if the actual purge rate PGR increases while the purge correction coefficient FPG remains constant, there is a situation where sufficient fuel increase cannot be ensured depending on the FPG, and the exhaust air-fuel ratio tends to be biased toward the lean side. . As a result, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is updated in the direction in which the fuel injection amount is increased, that is, as shown in FIG. 4A, the inversion center thereof is larger than the reference value (FGPG> 0 o'clock).
[0060]
  As described above, according to the second method of OBD control, after the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command, when the pump 32 is normal, a stable air-fuel ratio is maintained, A state is formed in which no change occurs in the fuel ratio feedback coefficient FAF. On the other hand, when an abnormality occurs in the pump 32, a situation occurs in which the air-fuel ratio feedback coefficient FAF increases or decreases in order to absorb a slight air-fuel ratio roughness.
[0061]
  For this reason, according to the second method described above, whether or not the pump 32 is normal is determined by observing how the air-fuel ratio feedback coefficient FAF changes after the command to the pump 32 is switched. Can be accurately determined. Further, according to this method, the air-fuel ratio is maintained stable during normal times (when the pump 32 is normal), and the air-fuel ratio is roughened only under rare circumstances (when the pump 32 is abnormal). Can be made. For this reason, according to the second method of OBD control, the emission characteristics of the internal combustion engine can be improved as compared with the case where the first method described above is used.
[0062]
  In FIG. 4, time T3 is the time when the command for the pump 32 is switched from the OFF command to the ON command in order to end the OBD control. The time T4 is a time at which the drive duty for the purge VSV 36 is reduced to a value before the time T2 after the delay time due to the distance between the pump 32 and the purge VSV 36 has elapsed after the time T3. According to these processes, after time T4, the state before time T2, that is, the state in which the purge flow rate QPG and the purge correction coefficient FPG are balanced can be restored.
[0063]
  In the second method of OBD control, the target purge rate TGTPGR that has been lowered to a value (for example, 2%) for the purpose of suppressing air-fuel ratio roughness after time T4 is a value for the purpose of purging effectively. It is gradually increased toward (for example, 8%). As a result, as shown in FIGS. 4C and 4D, both the drive duty DUTY and the purge correction coefficient FPG for the purge VSV 36 are gradually increased. At this time, since the balance between the purge flow rate QPG and the purge correction coefficient FPG is maintained, as shown in FIG. 4A, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is repeatedly inverted around the reference value.
[0064]
  FIG. 5 is a flowchart of a control routine executed by the ECU 60 to advance the OBD control of the pump 32 according to the second method described above.
  In the routine shown in FIG. 5, first, the purge of the evaporated fuel is performed.
It is determined whether or not it is being performed (step 100).
  As a result, when it is determined that the purge is not executed, the current processing cycle is immediately terminated after the operation of the pump 32 is prohibited (step 102).
[0065]
  On the other hand, if it is determined in step 100 that the purge is being performed, it is next determined whether or not the count value of the purge counter CPGRST is greater than the determination value KT (step 104).
  The purge counter CPGRST is a counter for counting the elapsed time after the purge accompanying the operation of the pump 32 is started. On the other hand, the determination value KT corresponds to the time required to form a stable purge state, that is, the time required to form a situation in which the purge amount of the evaporated fuel can be appropriately corrected with the purge correction coefficient FPG. Is the value set to. Therefore, when it is determined in this step 104 that CPGRST> KT does not hold, it can be determined that the stable purge accompanying the operation of the pump 32 has not yet been executed. On the other hand, when the above condition is satisfied, it can be determined that the stable purge accompanying the operation of the pump 32 has already been performed.
[0066]
  If it is determined in step 104 that CPGRST> KT does not hold, it is next determined whether or not the count value of the pump counter CPUMP is greater than the abnormality determination value KOBD (step 106).
  The pump counter CPUMP is a counter for counting the number of times that an abnormality of the pump 32 is recognized in the process of repeatedly executing the OBD control. On the other hand, the abnormality determination value KOBD is a threshold value for actually determining abnormality of the pump 32 based on the count value of the pump counter CPUMP.
[0067]
  Therefore, if it is determined in step 106 that CPUMP> KOBD is satisfied, an abnormality determination of the pump 32 is made (step 108).
  In this case, after that, the processing of step 102 is executed to turn off the pump 32, and then the current processing cycle is terminated.
[0068]
  On the other hand, if it is determined in step 106 that CPUMP> KOBD is not satisfied, the operation control of the pump 32 is executed without determining the abnormality of the pump 32 (step 110).
  In the processing of step 110, specifically, a pump ON command or an OFF command is issued to the pump 32 in accordance with the state (ON or OFF) of the pump command temporary value tPUMP. The pump 32 is activated or stopped according to the command issued in step 110. The pump command temporary value tPUMP is a memory value for storing the contents of the temporary command for the pump in the course of each processing cycle. A method for setting the pump command temporary value tPUMP will be specifically described later.
[0069]
  When the routine shown in FIG. 5 is started after the time necessary for the formation of the stable purge has elapsed, it is determined in step 104 that CPGRST> KT is satisfied. In this case, it is next determined whether or not the current processing timing is coincident with the OBD control start timing, more specifically, whether or not it corresponds to the time T0 shown in FIG. (Step 112).
[0070]
  As a result, if it is determined that the current processing timing coincides with the OBD control start timing, then the OBD counter COBD is reset to 0 (step 114).
  On the other hand, if it is determined that the current processing timing does not coincide with the OBD control start timing, that is, it is determined that the OBD control has already started, the processing of step 114 is jumped.
[0071]
  In the routine shown in FIG. 5, following the above process, the increment process of the OBD counter COBD is executed (step 116).
[0072]
  Next, it is determined whether the count value of the OBD counter COBD is equal to or greater than a predetermined value T1, or more specifically, whether the current processing timing coincides with the time T1 shown in FIG. 4 (step 118).
[0073]
  After OBD control is started (after time T0), until time T1 arrives, it is determined in step 118 that COBD ≧ T1 is not satisfied. In this case, after that, the target purge rate TGTPGR is set to a value KPG1 (for example, 2%) for the purpose of suppressing the air-fuel ratio roughness (step 120), and then the processing after step 106 described above is executed.
  The pump command temporary value tPUMP is turned ON at the start of OBD control. For this reason, when the process of step 110 is executed subsequent to step 106, an ON command is issued to the pump 32 each time the process is executed until COBD ≧ T1 is satisfied.
[0074]
  When this routine is started after the arrival of time T1, it is determined in this step 118 that COBD ≧ T1 is satisfied. In this case, first, purge correction holding control, that is, control for holding the purge coefficient FPG at the current value is started (step 122).
[0075]
  Next, the pump command temporary value tPUMP for the pump 32 is turned OFF (step 124).
  As described above, the pump command temporary value tPUMP is ON when the OBD control is started. Therefore, the value tPUMP is changed from ON to OFF when the processing of step 124 is executed for the first time at time T1.
[0076]
  In the routine shown in FIG. 5, it is next determined whether the count value of the OBD counter COBD is equal to or greater than a predetermined value T2, or more specifically, whether the current processing timing coincides with the time T2 shown in FIG. (Step 126).
  It is determined that COBD ≧ T2 does not hold until time T2 arrives, that is, until a predetermined delay time elapses after time T1. In this case, the processing after step 106 is immediately executed thereafter. Here, since the pump command temporary value tPUMP is OFF, in step 110, an OFF command is output to the pump 32.
[0077]
  According to the processing described above, at time T1, the purge correction coefficient FGP is changed while the target purge rate TGTPGR is maintained at KPG1, that is, the drive duty of the purge VSV 36 is maintained at a small value of about 2%. The command for the pump 32 can be switched from the ON command to the OFF command without causing it to occur. Thereafter, the state can be maintained until the delay time elapses (until time T2 arrives).
[0078]
  When this routine is started after the time T2 has arrived, it is determined in step 126 that COBD ≧ T2 is satisfied. In this case, the target purge rate TGTPGR is then rewritten to KPG2 (step 128).
  KPG2 used in this step 128 cancels the decrease in the purge gas flow rate QPG that accompanies the stop of the pump 32 when the pump 32 normally changes from the operating state to the stopped state at time T1, and the purge gas flow rate This is a value for maintaining the QPG (more precisely, the actual purge rate PGR) constant.
[0079]
  That is, the target purge rate TGTPGR to be set at time T2 to compensate for the decrease in the purge gas flow rate QPG accompanying the stop of the pump 32 is the rating of the pump 32, the intake air amount Ga, the intake pipe pressure PM, the current It can be determined based on the purge flow rate QPG or the like. The ECU 60 stores a map that defines KPG2 in relation to the intake air amount Ga, the intake pipe pressure PM, and the like. In step 128, KPG2 determined by another routine according to the map is set as the target purge rate TGTPGR.
[0080]
  According to the above processing, the target purge rate TGTPGR is changed from KPG1 to KPG2 at time T2. In the apparatus of the present embodiment, when such a change is made, the drive duty DUTY for the purge VSV 36 is increased stepwise so that the newly set target purge rate TGTPGR is realized thereafter. As a result, when the pump 32 is normally changed from the operating state to the stopped state, the actual purge rate PGR is maintained substantially constant before and after the time T2. On the other hand, when an abnormality has occurred in the pump 32 (when the pump 32 has been stopped since time T1), the actual purge rate PGR significantly increases before and after time T2.
[0081]
  In the routine shown in FIG. 5, it is next determined whether or not the average value FAFAV of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF belongs to the NG region (step 130).
[0082]
  FIG. 6 is an example of a map in which the NG area of the average value FAFAV is defined in relation to the vapor concentration learning value FGPG. In FIG. 6, the vertical axis represents the average value FAFAV used for determination. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the vapor concentration learning value FGPG is based on a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio (value indicated by a broken line in the figure, hereinafter referred to as “theoretical air-fuel ratio corresponding value”). A region which is small and whose average value FAFAV is sufficiently larger than a reference value of FAF (0 in FIG. 6) is defined as a first NG region. Further, a region where the vapor concentration learning value FGPG is larger than the theoretical air-fuel ratio correspondence value and the average value FAFAV is sufficiently smaller than the reference value of FAF is defined as the second NG region. The other areas are excluded from the NG area as a normal area or an influence area of other parts.
[0083]
  As described with reference to FIG. 4A, when the pump 32 is abnormal, the vapor concentration is high, and the vapor concentration learning value FGPG is a negative value, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is the reference. There is a tendency to shift to a smaller value than the value. Further, when the vapor concentration is low and the vapor concentration learning value FGPG is a positive value, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF tends to shift to a value greater than the reference value. According to the two NG areas shown in FIG. 6, when any of these tendencies occurs, the abnormality of the pump 32 is accurately determined, and in other cases, the abnormality of the pump 32 is erroneous. It is possible to effectively prevent the determination.
[0084]
  In the map shown in FIG. 6, the lower limit value of the first NG region is set so that the value increases as the vapor concentration learning value FGPG approaches the theoretical air-fuel ratio correspondence value. On the other hand, the lower limit value of the second NG region is set so that the value decreases as the vapor concentration learning value FGPG approaches the theoretical air-fuel ratio correspondence value. In other words, both the first NG region and the second NG region are set such that the abnormality of the pump 32 is less likely to be determined as FGPG approaches the theoretical air-fuel ratio correspondence value.
[0085]
  The vapor concentration learning value FGPG approaches the stoichiometric air-fuel ratio corresponding value as the air-fuel ratio of the purge gas is closer to the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, the sensitivity of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF to the change in the purge flow rate QPG decreases as the air-fuel ratio of the purge gas approaches the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, as the vapor concentration learning value FGPG approaches the stoichiometric air-fuel ratio correspondence value, it becomes difficult to determine the abnormality of the pump 32 based on the change in FAF.
[0086]
  According to the first NG region and the second NG region shown in FIG. 6, it is possible to effectively prevent erroneous determination of the abnormality of the pump 32 under such a situation that is difficult to determine. Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, it is possible to determine the occurrence of abnormality in the pump 32 with extremely high accuracy based on the change in the air-fuel ratio feedback coefficient FAF.
[0087]
  In the routine shown in FIG. 5, when it is determined in step 130 that the average value FAFAV does not belong to the NG area, the processing of steps 132 and 134 described below is jumped, and the processing of step 136 described later is promptly performed. Processing is executed. On the other hand, if it is determined that the average value FAFAV belongs to the NG area, the pump counter CPUMP is first incremented (step 132), and then the predetermined value T3 is substituted into the OBD counter COBD (step 134).
[0088]
  Following the above processing, it is determined whether or not the count value of the OBD counter COBD is equal to or greater than a predetermined value T3 (step 136).
  If it is determined that COBD ≧ T3 is not established by the processing of step 134, it can be determined that the time T3 shown in FIG. 4 has not yet arrived. In this case, the processing after step 106 is immediately executed thereafter. Here, since the pump command temporary value tPUMP remains set to OFF in the end, when the processing of step 110 is executed after step 106, the pump 32 receives the OFF command every time the processing cycle is repeated. Be emitted.
[0089]
  Judgment that COBD ≧ T3 is satisfied when the process of step 136 is executed after T3 is substituted for COBD by the process of step 134 or after the natural increment process results in COBD reaching T3. Is made. In this case, it is next determined whether or not COBD ≧ T4 is satisfied (step 138).
[0090]
  Before time T4 arrives, that is, before a predetermined delay time has elapsed after time T3, it is determined in step 138 that the condition of COBD ≧ T4 is not satisfied. In this case, the process (step 140) for canceling the purge correction hold control is jumped, and the pump command temporary value tPUMP is rewritten from OFF to ON while the change of the purge correction coefficient FPG is prohibited (step 142). .
[0091]
  When the process of step 142 is completed, the process of step 106 is then executed to determine whether or not the count value of the pump counter CPUMP is greater than the abnormality determination value KOBD. The abnormality determination value KOBD is a fixed value of 0 or more.
  If it is determined that CPUMP> KOBD is established at this time, the abnormality of the pump 32 is determined as described above, and the processes of steps 108 and 102 are executed. In this case, thereafter, the evaporated fuel purge control is executed on the assumption that the operation of the pump 32 is prohibited and the pump 32 is stopped.
[0092]
  On the other hand, if it is determined at this time that CPUMP> KOBD has not yet been established, the processing of step 110 is executed next. After time T3, the pump command temporary value tPUMP is finally turned on as described above (see step 142). For this reason, after the time T3 until the time T4 arrives, an ON command is issued to the pump 32 while the purge correction coefficient FPG is held each time step 110 is executed.
[0093]
  When the process of step 138 is executed after the time T4 arrives, it is determined that the condition of COBD ≧ T4 is satisfied. In this case, after the process of step 138, the purge correction holding control is canceled (step 140), and thereafter, the processes after step 142 described above are executed.
[0094]
  The apparatus according to the present embodiment permits the purge correction coefficient FPG to be updated and the target purge rate TGTPGR to be updated at the same time when the purge correction holding control is released. As a result, after time T4, the target purge rate TGTPGR is gradually increased by another routine, and with this increase, the drive duty DUTY and the purge correction coefficient FPG also increase at a substantially constant speed (FIG. 4). Medium, see after time T4).
[0095]
  As described above, according to the routine shown in FIG. 5, the OBD of the pump 32 can be advanced by the procedure according to the timing chart shown in FIG. 4. Therefore, according to the apparatus of the present embodiment, it is possible to accurately detect abnormality of the pump 32 based on the fluctuation of the exhaust air-fuel ratio, more specifically, based on the fluctuation of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF. .
[0096]
  Further, according to the routine shown in FIG. 5, the command switching for the pump 32 and the change of the driving duty for the purge VSV 36 can be coordinated in consideration of the delay time caused by the distance between the pump 32 and the purge VSV 36. it can. For this reason, according to the apparatus of the present embodiment, it is possible to effectively prevent the air-fuel ratio roughening from occurring when the pump 32 is normal, and to ensure excellent emission characteristics.
[0097]
  In the first embodiment described above, the abnormality of the pump 32 is detected based on the change in the air-fuel ratio feedback coefficient FAF after the command for the pump 32 is switched from the ON command to the OFF command (see FIG. 3 time t1, see time T1 in FIG. 4), the method of detecting an abnormality is not limited to this. That is, the abnormality of the pump 32 may be detected based on a change in the FAF after the command for the pump 32 is switched from the OFF command to the ON command. The abnormality of the pump 32 may be detected directly from the change in the exhaust air-fuel ratio, not from the change in the FAF.
[0098]
  In the first embodiment described above, in the map shown in FIG. 6, the first and second NG regions have a sufficient average value FAFAV even when the vapor concentration learning value FGPG matches the theoretical air-fuel ratio correspondence value. When it is large or sufficiently small, it is set so that the abnormality of the pump 32 is determined. However, these settings are not limited to this. That is, the first and second NG regions may be set so that the abnormality determination of the pump 32 is not always performed when FGPG is a value close to the theoretical air-fuel ratio correspondence value.
[0099]
  In the first embodiment described above, the abnormality of the pump 32 is detected based on the change occurring in the exhaust air / fuel ratio after the command to the pump 32 is switched. The basis of the abnormality detection is the exhaust air / fuel ratio. It is not limited to. That is, a sensor for detecting the fuel component concentration is provided in the intake passage 38, and an abnormality of the pump 32 is detected based on a change in the fuel component concentration in the intake passage 38 after the command to the pump 32 is switched. It is good to do.
[0100]
  In the first embodiment described above, the “abnormality detection means” according to the first aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the processing of step 130 described above.
[0101]
  In the first embodiment described above, the ECU 60 executes the process of step 128 and controls the drive duty DUTY so that the target purge rate TGTPGR is achieved.1The “cooperative control means” in the present invention is realized.
[0102]
  Further, in the above-described first embodiment, the ECU 60 executes the process of step 126 described above to execute the first operation.1The “delay means” in the present invention is realized.
[0103]
  Further, in the first embodiment described above, the air flow meter 40 includes the first flow meter.2In the “intake air amount detection means” of the present invention, the oxygen sensor 50 includes the first2It corresponds to the “exhaust side sensor” in the present invention. Then, the ECU 60 learns the vapor concentration learning value FGPG so that the first2The "vapor concentration detecting means" in the invention of the present invention is based on the intake air amount Ga based on the basic fuel injection time TAU0By calculating2The “injection amount control means” in the present invention detects the abnormality of the pump 32 in the first NG region shown in FIG.2The "low-concentration abnormality detection means" in the invention of the present invention detects the abnormality of the pump 32 in the second NG region shown in FIG.2Each of the “high-concentration abnormality detection means” in the present invention is realized.
[0104]
  Further, in the first embodiment described above, the air flow meter 40 includes the first flow meter.3In the “intake air amount detection means” of the present invention, the oxygen sensor 50 includes the first3It corresponds to the “exhaust side sensor” in the present invention. Then, the ECU 60 determines the basic fuel injection time TAU based on the intake air amount Ga.0By calculating3The "injection amount control means" in the present invention uses the air-fuel ratio feedback coefficient FAF to determine the basic fuel injection time TAU0By correcting the3Each of the “air-fuel ratio feedback means” in the present invention is realized.
[0105]
  Further, in the first embodiment described above, the oxygen sensor 50 is the first sensor.4The ECU 60 corresponds to the “exhaust side sensor” of the present invention, and the ECU 60 corrects the fuel injection amount by using the purge correction coefficient FPG.4The "purge reduction amount correcting means" in the present invention executes the process of step 122, thereby4Each of the “purge correction holding means” in the present invention is realized.
[0106]
  Moreover, in Embodiment 1 mentioned above, although the pump 32 is connected to the atmospheric hole 24 of the canister 22, the position of the pump 32 is not limited to this. That is, the pump 32 only needs to be capable of forcibly generating an air flow in the canister 22 and may be disposed between the purge hole 26 and the purge VSV 36.
[0107]
  Further, in the first embodiment described above, the air flow meter 40 includes the first flow meter.5This corresponds to the “intake air amount detection means” in the present invention. Then, the ECU 60 learns the vapor concentration learning value FGPG so that the first5The "vapor concentration detecting means" in the invention of the present invention is based on the intake air amount Ga based on the basic fuel injection time TAU0By calculating5The “injection amount control means” in the invention of FIG. 6 determines the abnormality of the pump 32 with reference to the map shown in FIG. 6 and holds the NG determination of the pump 32 when FGPG is a value close to the theoretical air-fuel ratio corresponding value. By5The “abnormality detection means” in the invention is realized.
[0108]
【The invention's effect】
  Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
  First1According to the invention, after the pump is switched on and off, the purge control valve can be coordinated in consideration of the influence of the delay time required for the change to reach the position of the purge control valve. . For this reason, according to the present invention, when the pump is normal, it is possible to sufficiently suppress the air-fuel ratio roughness caused by the on / off switching.
[0109]
  First2According to this invention, it is possible to determine abnormality of the pump based on different criteria depending on whether or not the vapor concentration is lower than the target value of the exhaust air-fuel ratio. If the pump does not operate properly in an environment where the pump and the purge control valve are coordinated, purge is performed when the pump is issued with an OFF command compared to when the pump is issued with an ON command. The flow rate is large. When the vapor concentration is low, the exhaust air-fuel ratio decreases as the purge gas flow rate increases. On the other hand, when the vapor concentration is high, the exhaust air-fuel ratio increases as the purge flow rate increases. For this reason, according to the standard used in the present invention, it is possible to accurately detect the abnormality of the pump regardless of whether the vapor concentration is low or high.
[0110]
  First3According to the invention, based on whether or not the magnitude of the air-fuel ratio feedback correction has been changed by switching on / off of the pump, the operation / non-operation of the pump is appropriately switched along with the switching. It can be accurately determined whether or not the pump is normal.
[0111]
  First4According to the invention, at the normal time, the evaporated fuel to be purged is reduced from the fuel injection amount, so that stable air-fuel ratio accuracy can be maintained regardless of the execution of the purge. On the other hand, when the pump is switched on / off to detect a pump abnormality, the magnitude of the purge decrement correction is fixed before and after that, so the effect of the pump on / off is noticeable in the exhaust air / fuel ratio. Can be generated. For this reason, according to the present invention, it is possible to detect an abnormality of the pump with high accuracy while realizing a good exhaust emission characteristic in a normal state.
[0112]
  First5According to this invention, when the vapor concentration is a value in the vicinity of the target value of the exhaust air-fuel ratio, the determination regarding the state of the pump can be suspended. When the vapor concentration takes a value close to the target value of the exhaust air / fuel ratio, no significant change occurs in the exhaust air / fuel ratio even if the purge flow rate changes as the pump is turned on / off. According to the present invention, it is possible to prevent an erroneous determination from being made under such circumstances.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the flow rate of purge gas generated in the apparatus of Embodiment 1 and the load on the internal combustion engine.
FIG. 3 is a timing chart for explaining a first method for detecting a pump abnormality in the apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a timing chart for explaining a second method for detecting a pump abnormality in the apparatus according to the first embodiment;
FIG. 5 is a flowchart of a control routine executed to advance OBD control of the pump in accordance with the second method in the apparatus according to the first embodiment.
6 is an example of a map that is referred to when the routine shown in FIG. 5 is executed in the apparatus according to Embodiment 1. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Fuel tank
22 Canister
30 CCV (Canister Closed Valve)
32 pumps
36 Purge VSV (Vacuum Switching Valve)
38 Air intake passage
40 Air flow meter
46 Fuel Injection Valve
50 Oxygen sensor

Claims (5)

燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するため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と共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。An evaporative fuel processing apparatus for processing evaporative fuel generated in a fuel tank without releasing it into the atmosphere,
A canister that communicates with the fuel tank and includes a purge hole that communicates with an intake passage of the internal combustion engine and an air hole that communicates with the atmosphere;
A pump capable of generating a gas flow from the atmospheric hole toward the purge hole in the canister;
Output generating means for generating an output corresponding to the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air-fuel ratio;
Abnormality detection means for determining whether or not the pump is normal based on whether or not a predetermined change has occurred in the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air / fuel ratio in accordance with the on / off switching of the pump When,
A purge control valve disposed between the purge hole and the intake passage;
In a situation where the operation / non-operation of the pump is switched appropriately in response to the on / off of the pump, in order to obtain an equivalent purge flow rate before and after the on / off, in cooperation with the on / off of the pump, Cooperative control means for changing the substantial opening of the purge control valve,
The cooperative control means waits for the time required for the influence of the switching to reach the position of the purge control valve after the pump is switched on and off, and then the substantial opening of the purge An evaporative fuel processing apparatus comprising delay means for changing 前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means includes
When the vapor concentration is thinner than the target value of the exhaust air-fuel ratio, and when the pump is turned off, the exhaust air-fuel ratio tends to be thinner than when the pump is turned on, Low concentration abnormality detection means for judging pump abnormality,
When the vapor concentration is higher than the target value of the exhaust air-fuel ratio and the exhaust air-fuel ratio tends to be higher when the pump is turned off than when the pump is turned on, evaporative fuel processing apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a high concentration abnormality detecting means for determining an abnormality of the pump. 前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする請求項１または２記載の蒸発燃料処理装置。Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value;
Air-fuel ratio feedback means for performing air-fuel ratio feedback correction on the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detecting means, based on the size of the air-fuel ratio feedback correction to be applied to the fuel injection amount, according to claim 1 wherein the predetermined change in the exhaust air-fuel ratio, characterized in that determining whether caused or 3. The evaporative fuel processing apparatus according to 2. 前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio, and
A purge decrement correction means for performing a purge decrement correction on the fuel injection amount so that fuel corresponding to the evaporated fuel purged from the canister to the intake passage is decremented from the fuel injection amount;
The evaporated fuel according to any one of claims 1 to 3 , further comprising purge correction holding means for fixing a magnitude of the purge decrement correction before and after the pump is switched on and off. Processing equipment. 前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio, and the vapor concentration is near the target value of the exhaust air-fuel ratio. If the value is evaporative fuel processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to hold the decision.
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