(57)【要約】【課題】蒸発燃料の排出効率が改善されたキャニスタを提供する。【解決手段】キャニスタは、大気ポートとタンクポートとパージポートとを有するケーシングと、ケーシング内に収容されているとともに大気ポートに対向している第１吸着剤と、ケーシング内に収容されているとともにタンクポート及びパージポートに対向しており、空間部によって第１吸着剤から分離されている第２吸着剤と、大気ポートと空間部を連通し、大気ポートから第１吸着剤を通過して空間部に至る第１通路をバイパスしている第２通路と、第２通路の開閉を切換える切換弁を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料処理装置用のキャニスタであって、
大気ポートとタンクポートとパージポートとを有するケーシングと、
ケーシング内に収容されているとともに大気ポートに対向している第１吸着剤と、
ケーシング内に収容されているとともにタンクポート及びパージポートに対向しており、空間部によって第１吸着剤から分離されている第２吸着剤と、
大気ポートと空間部を連通し、大気ポートから第１吸着剤を通過して空間部に至る第１通路をバイパスしている第２通路と、
第２通路の開閉を切換える切換弁と、
を備えているキャニスタ。
【請求項２】
請求項１に記載のキャニスタであって、
大気ポートに故障検出手段が接続されており、
第２通路が、第１通路及び故障検出手段をバイパスしているキャニスタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のキャニスタであって、
空間部内の第１吸着剤及び第２吸着剤から離れた位置に第３吸着剤が設けられており、
第２通路は、第１吸着剤と第３吸着剤の間で空間部に連通しているキャニスタ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のキャニスタであって、
第１吸着剤の状態を検出するセンサを備えており、
切換弁は、センサの検出値に基づいて第２通路の開閉を切換えるキャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、蒸発燃料処理装置用のキャニスタに関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、蒸発燃料処理装置で用いられるキャニスタが開示されている。特許文献１のキャニスタは、ケーシング内に蒸発燃料を吸着するための活性炭を収容している。なお、ケーシング内には、主活性炭層と、主活性炭層より流路抵抗が大きく、空間部（拡散抑制空間）を介して主活性炭層に対向している副活性炭層が収容されている。ケーシングには、第１大気ポートと、第２大気ポートと、タンクポートと、パージポートが設けられている。第１大気ポートは、副活性炭層に対して空間部の反対側で、副活性炭層に対向している。タンクポートとパージポートは、主活性炭層に対して空間部の反対側で、主活性炭層に対向している。第２大気ポートは、主活性炭層の中間部分（主活性炭層の、タンクポート（及びパージポート）側の端部と空間部側の端部の間）に対向している。具体的には、ケースの一端側に第１大気ポートと、タンクポートと、パージポートが設けられており、他端側に第２大気ポートが設けられている。
【０００３】
燃料タンクで生じた蒸発燃料（蒸発燃料を含むガス）は、タンクポートからキャニスタ内に供給され、主活性炭層，空間部，副活性炭層を経て、第１大気ポートから排出される。このときに、第２大気ポートは閉じられている。蒸発燃料は主活性炭層及び副活性炭層に吸着されるので、第１大気ポートからは蒸発燃料をほとんど含まないガスが排出される。特許文献１では、キャニスタから内燃機関に蒸発燃料を供給するときは、まず、第１大気ポートから空気を導入し、副活性炭層に吸着されている蒸発燃料を脱離させながら蒸発燃料を含むガス（パージガス）をパージポートから内燃機関に供給する。このときに、第２大気ポートは閉じられている。その後、第２大気ポートを開口し、第２大気ポートから空気を導入し、主活性炭層に吸着されている蒸発燃料を脱離させながらパージガスを内燃機関に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３８８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、特許文献１のキャニスタは、パージガスの供給初期は第１大気ポートから空気（外気）を導入し、副活性炭層に吸着されている蒸発燃料を脱離させる。そのため、次に蒸発燃料がキャニスタに導入されたときは、副活性炭層は十分な吸着能力を有しており、大気への蒸発燃料の放出を防止することができる。また、副活性炭層に吸着されている蒸発燃料が脱離された後は第２大気ポートから空気を導入してパージガスを供給する。そのため、空気は、流路抵抗の小さな主活性炭層を通過し、主活性炭層から蒸発燃料を脱離させながらパージポートから排出される。そのため、大きなパージ流量を確保することができる。
【０００６】
しかしながら、上記したように、第２大気ポートは、主活性炭層の中間部分に対向している。換言すると、空間部（主活性炭層と副活性炭層の間の空間）と第２大気ポートの間に主活性炭層の一部が介在している。第２大気ポートから導入された空気はパージポートに向けて主活性炭層を移動するので、空間部と第２大気ポートの間に介在している主活性炭層には空気が流通しにくい。そのため、空間部と第２大気ポートの間では、主活性炭層から蒸発燃料が脱離しにくく、蒸発燃料がキャニスタ内に残存してしまう。キャニスタ内に吸着した蒸発燃料を確実に内燃機関に排出するためには、キャニスタの更なる改善が必要である。本明細書は、蒸発燃料の排出効率が改善されたキャニスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で開示する第１技術は、蒸発燃料処理装置用のキャニスタである。このキャニスタは、大気ポートとタンクポートとパージポートを有するケーシングと、ケーシング内に収容されているとともに大気ポートに対向している第１吸着剤と、ケーシング内に収容されているとともにタンクポート及びパージポートに対向しており、空間部によって第１吸着剤から分離されている第２吸着剤と、大気ポートと空間部を連通し、大気ポートから第１吸着剤を通過して空間部に至る第１通路をバイパスしている第２通路と、第２通路の開閉を切換える切換弁を備えていてよい。
【０００８】
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のキャニスタであって、大気ポートに故障検出手段が接続されており、第２通路が、第１通路及び故障検出手段をバイパスしていていよい。
【０００９】
本明細書で開示する第３技術は、上記第１または第２技術のキャニスタであって、空間部内の第１吸着剤及び第２吸着剤から離れた位置に第３吸着剤が設けられており、第２通路は、第１吸着剤と第３吸着剤の間で空間部に連通していてよい。
【００１０】
本明細書で開示する第４技術は、上記第１から第３技術のいずれかのキャニスタであって、第１吸着剤の状態を検出するセンサを備えており、切換弁は、センサの検出値に基づいて第２通路の開閉を切換えてよい。
【発明の効果】
【００１１】
第１技術によると、パージガスを内燃機関に供給するときに、第２通路を閉じる（第２通路を非導通状態にする）ことによって、大気ポートから導入された空気が、第１吸着剤、空間部、第２吸着剤を通過してパージポートに至る。パージの初期段階で第１吸着剤に吸着されている蒸発燃料を脱離させ、第１吸着剤を蒸発燃料が吸着していない状態にすることができる。そのため、次に蒸発燃料がキャニスタに導入されたときに、蒸発燃料を第１吸着剤で確実に吸着し、蒸発燃料が外気に放出されることを防止することができる。また、パージの際、第１吸着剤から蒸発燃料が脱離した後は、第２通路を開く（第２通路を導通状態にする）ことによって、大気ポートから導入された空気は第１吸着材を通過することなく第２吸着剤を通過してパージポートに至る。キャニスタ内における空気（燃料ガスを含むパージガス）の流路抵抗が減少し、内燃機関に向けて多量のパージガスを供給することができる。なお、第１技術では、第２通路は、空間部（第１吸着剤と第２吸着剤の間の空間）と大気ポートと連通させている。そのため、第１吸着剤をバイパスした空気は、第２吸着剤の一方の端部（空間部側）から第２吸着剤に供給され、他方の端部（パージポート側）から排出される。すなわち、空気が、第２吸着剤の全体を通過する。その結果、第２吸着剤に蒸発燃料が残存しにくく、キャニスタで吸着した蒸発燃料を効率よく内燃機関に供給することができる。
【００１２】
なお、第１技術によると、燃料タンクに給油を行う際に第２通路を開くことにより、キャニスタ内の抵抗（タンクポートから大気ポートに至る経路の流路抵抗）を小さくすることができる。キャニスタ内の圧力が高くなることが抑制されるので、給油の際に生じた蒸発燃料がキャニスタ内に移動しやすく、給油の際に生じる蒸発燃料が大気に放出されることを抑制することができる。
【００１３】
第２技術によると、上記した第１技術の利点を損なうことなく、キャニスタの故障検出（漏れ、切換弁の故障の有無等）を行うことができる。例えば、大気ポートにポンプ等、キャニスタ内の空気を外部に送り出す手段が接続されている場合、第２通路及びパージポートを閉じた状態でポンプを駆動すると、キャニスタに異常が発生していなければ、キャニスタ内の圧力が低下する。一方、キャニスタに漏れ等の異常が発生している場合、あるいは、切換弁に異常が生じている（第２通路を閉じていない）場合、キャニスタ内の圧力が低下しない。キャニスタ内の圧力が正常に低下したことを確認した後、ポンプを駆動した状態で第２通路を開くと、切換弁が正常に作動している（第２通路が閉状態から開状態に変化する）と、キャニスタ内の圧力がほぼ大気圧まで上昇する。上記したようなキャニスタ内の圧力変化を検出することにより、キャニスタの故障検出（故障の有無の診断）を行うことができる。すなわち、ポンプを故障検出手段として用いることができる。なお、故障検出手段としてポンプを用いる場合、ポンプは、キャニスタ内に空気を送り込むように大気ポートに接続されていてもよい。この場合、キャニスタに異常が生じていなければ、第２通路を閉じたときにはキャニスタ内の圧力が上昇し、第２通路を開くとキャニスタ内の圧力がほぼ大気圧まで低下する。
【００１４】
第３技術によると、蒸発燃料の大気への放出をさらに抑制することができる。一般的に、第２吸着剤に吸着された蒸発燃料は、時間の経過に伴って空間部に拡散し、その後、空間部に拡散した蒸発燃料が第１吸着剤に吸着される。しかしながら、第３技術によると、第２吸着剤から空間部に拡散した蒸発燃料は、そのまま第１吸着剤に移動せず、一旦第３吸着剤に吸着され、再度第３吸着剤から空間部に拡散した後に第１吸着剤に吸着される。そのため、第１吸着剤に移動する蒸発燃料量が低減し、蒸発燃料の大気の放出がさらに抑制される。また、第１吸着剤に吸着される蒸発燃料量が低減するので、パージガスを内燃機関に供給する際、空気が第１吸着剤を通過する時間（流路抵抗が大きい状態でパージガスを供給する時間）を短くすることができる。なお、単に第２吸着剤の量を多くしても、第１吸着剤に移動する蒸発燃料量を低減することはできる。しかしながら、第２吸着剤の量を多くすると、その分、パージガスを供給する際のキャニスタ内の流路抵抗が増大する。第３技術のように、第１吸着剤と第２吸着剤の間の空間部内に、第１吸着剤と第２吸着剤の両者から離れた位置に第３吸着剤を配置することにより、キャニスタ内の流路抵抗が増大することを抑制しながら、大気への蒸発燃料の放出をさらに抑制することができる。
【００１５】
第４技術によると、適切なタイミングで第２通路の開閉を切換えることができる。第１吸着剤から蒸発燃料が脱離する速度は、第１吸着剤及び導入する空気の温度、第１吸着剤に対する蒸発燃料の吸着量によって変化する。そのため、第１吸着剤の温度、第１吸着剤の静電量量、第１吸着剤における酸素濃度等、蒸発燃料の吸着量に起因する第１吸着剤の状態を検出することにより、第１吸着剤からの蒸発燃料の脱離状態を正確に検知することができ、第１吸着剤から蒸発燃料が脱離した後、速やかに流路を第２通路に切換えることができる。キャニスタ内の流路抵抗が低抵抗な状態でパージガスを供給する期間を長く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施例のキャニスタの断面図を示す。
【図２】第２実施例のキャニスタの断面図を示す。
【図３】第３実施例のキャニスタの断面図を示す。
【図４】第４実施例のキャニスタの断面図を示す。
【図５】第５実施例のキャニスタの断面図を示す。
【図６】第５実施例のキャニスタの変形例の断面図を示す。
【図７】パージ実行の際のキャニスタ内の流路制御に関するフローチャートを示す。
【図８】給油の際のキャニスタ内の流路制御に関するフローチャートを示す。
【図９】故障検出の際のキャニスタ内の流路制御に関するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施例：キャニスタの構造）
図１を参照し、キャニスタ１００について説明する。キャニスタ１００は、自動車等の車両に搭載される。キャニスタ１００は、燃料タンク（図示省略）で生じた蒸発燃料を吸着し、蒸発燃料が大気に放出されることを防止するとともに、吸着した蒸発燃料を内燃機関で処理（燃焼）するための蒸発燃料処理装置の一部として用いられる。
【００１８】
図１に示すように、キャニスタ１００は、ケーシング２０と、３個のポート（タンクポート２，大気ポート３２，パージポート３４）を備えている。ポート２，３２，３４は、ケーシング２０の一端面に、ほぼ１列に並んで配置されている。以下の説明では、便宜的に、ポート２，３２，３４が設けられている一端面（一方側）をケーシング２０の上端面（上側）と称し、上端面（上側）に対向する他端面（他方側）を下端面（下側）と称することがある。ケーシング２０内に、第１活性炭１８，第２活性炭８及び第３活性炭１２が収容されている。また、ケーシング２０の外側には、ケーシング２０内のガス流路を変更する電動弁２６、第１活性炭１８の静電容量を検出するセンサ４０が設けられている。電動弁２６及びセンサ４０は、ケーシング２０の側面（上端面と他端面を結ぶ面）に固定されている。活性炭８，１２，１８は吸着剤の一例であり、電動弁２６は切換弁の一例である。なお、第１活性炭１８が第１吸着剤に対応し、第２活性炭８が第２吸着剤に対応し、第３活性炭１２が第３吸着剤に対応する。
【００１９】
ケーシング２０内は、第１隔壁１４によって大まかに２個の空間に区画されている。第１隔壁１４は、大気ポート３２とパージポート３４の間でケーシング２０の上端面に固定され、ケーシング２０の下端面に向けて伸びている。但し、第１隔壁１４は、ケーシング２０の下端面に固定されていない。そのため、大気ポート３２とパージポート３４（及びタンクポート２）は、ケーシング２０の下側で連通している。すなわち、大気ポート３２から導入された空気は、ケーシング２０の上側から下側に移動し、第１隔壁１４を越えて、ケーシング２０の下側から上側に移動し、パージポート３４に至ることができる。空気が大気ポート３２からパージポート３４に移動するときに、活性炭８，１２，１８に吸着されている蒸発燃料が脱離し、混合ガス（パージガス）が生成される。生成されたパージガスは、パージポート３４から内燃機関の吸気系（図示省略）に供給される。
【００２０】
同様に、タンクポート２から導入された蒸発燃料は、ケーシング２０の上側から下側に移動し、第１隔壁１４を越えて、ケーシング２０の下側から上側に移動し、大気ポート３２に至ることができる。蒸発燃料は、タンクポート２から大気ポート３２に移動する間に活性炭８，１２，１８に吸着される。蒸発燃料が除去されたガスが、大気ポート３２から大気に放出される。
【００２１】
第１活性炭１８は、大気ポート３２に対向する位置でケーシング２０内に収容されている。具体的には、第１活性炭１８は、第１隔壁１４と第２隔壁３０の間に配置されている。第２隔壁３０は、大気ポート３２とケーシング２０の側壁の間でケーシング２０の上端面に固定され、ケーシング２０の下端面に向けて伸びている。そのため、大気ポート３２から導入された空気及び大気ポート３２から放出されるガスは、通常、第１隔壁１４と第２隔壁３０の間に配置されている第１活性炭１８を通過する。
【００２２】
なお、第２隔壁３０の長さ（上下方向の長さ）は、第１隔壁１４の長さ３０より短い。そのため、第２隔壁３０の下側（第１活性炭１８の下側）には、第１隔壁１４とケーシング２０の側壁で囲まれた空間部１０（第１空間部１０ａ）が形成される。空間部１０には、第３活性炭１２が配置されている。なお、第３活性炭１２によって、空間部１０は第１空間部１０ａと第２空間部１０ｂに分離されている。換言すると、第３活性炭１２は、第１活性炭１８と第２活性炭８を分離する空間部１０内において、第１活性炭１８及び第２活性炭８から離れた位置に配置されている。また、詳細は後述するが、第２隔壁３０には開口３０ａが設けられており、開口３０ａを電動弁２６の弁体２８が塞いでいる。電動弁２６を駆動して開口３０ａを開閉することにより、ケーシング２０内におけるガス流路を変更する（切換える）ことができる。
【００２３】
第２活性炭８は、タンクポート２及びパージポート３４に対向する位置でケーシング２０内に収容されている。具体的には、第２活性炭８は、第１活性炭１８及び第３活性炭１２に対して第１隔壁１４の反対側で、第１隔壁１４とケーシング２０の側壁の間に配置されている。第２活性炭８は、第２空間部１０ｂによって第３活性炭１２から分離されている。第３活性炭１２は空間部１０内に配置されているので、第２活性炭８は、空間部１０によって第１活性炭１８から分離されていると言える。
【００２４】
キャニスタ１００では、タンクポート２とパージポート３４の間でケーシング２０の上端面に固定されている第３隔壁６が、ケーシング２０の下端面に向けて伸びている。第３隔壁６の長さ（上下方向の長さ）は、第１隔壁１４及び第２隔壁３０の長さより短い。第３隔壁６の下端は、第２活性炭８内に位置している。第３隔壁６は、タンクポート２とパージポート３４が直接連通すること、すなわち、タンクポート２から導入された蒸発燃料が、第２活性炭８を通過することなくパージポート３４から排出されることを防止している。
【００２５】
また、キャニスタ１００では、第１活性炭１８は一対のフィルタ１６（１６ａ，１６ｂ）間に配置されており、第２活性炭８は一対のフィルタ４（４ａ，４ｂ）間に配置されており、第３活性炭１２は一対のフィルタ４（４ｃ，４ｂ）間に配置されている。第２活性炭８の下側と第３活性炭１２の下側には、共通の（１個の）フィルタ４ｂが配置されている。各フィルタ４，１６は、ケーシング２０内に導入されるガス（空気、蒸発燃料）から異物を除去するとともに、ケーシング２０内において活性炭８，１２，１８が移動することを防止している。
【００２６】
上記したように、センサ４０は、第１活性炭１８の静電容量を検出する。第１活性炭１８の静電容量は、第１活性炭１８に吸着されている蒸発燃料の吸着量（吸着率）によって変化する。すなわち、センサ４０は、第１活性炭１８に対する蒸発燃料の吸着量に起因する第１活性炭１８の状態を検出する。なお、センサ４０は、第１活性炭１８に埋設された一対の電極（図示省略）を備えており、一対の電極間の静電容量を測定することにより、第１活性炭１８に吸着されている蒸発燃料の吸着量（吸着率）を検出することができる。
【００２７】
（キャニスタ内のガス流路）
上記したように、キャニスタ１００は、燃料タンクで生じた蒸発燃料を吸着して蒸発燃料が大気に放出されることを防止するとともに、吸着した蒸発燃料を内燃機関に供給して処理（燃焼）する。燃料タンクで生じた蒸発燃料（蒸発燃料を含むガス）は、矢印５０で示すように、燃料タンクに接続されているタンクポート２からケーシング２０内に導入され、第２活性炭８，空間部１０（第２空間部１０ｂ，第３活性炭１２，第１空間部１０ａ），第１活性炭１８をこの順に通過し、大気ポート３２から大気に放出される。
【００２８】
ケーシング２０内に導入された蒸発燃料は、まず、第２活性炭８に吸着される。その後、第２活性炭８から第２空間部１０ｂに拡散した蒸発燃料が、第３活性炭１２に吸着される。また、第１活性炭１８には、第３活性炭１２から第１空間部１０ａに拡散した蒸発燃料が吸着される。そのため、一般に、第１活性炭１８における蒸発燃料の吸着率は第３活性炭１２における蒸発燃料の吸着率より低く、第３活性炭１２における蒸発燃料の吸着率は第２活性炭８における蒸発燃料の吸着率より低い。また、第１活性炭１８は、第１隔壁１４と第２隔壁３０の間に配置されている。そのため、第１活性炭１８の流路幅は、第２活性炭８及び第３活性炭１２の流路幅より狭い。すなわち、第１活性炭１８におけるガス（空気、蒸発燃料を含むガス）の移動抵抗は、第２活性炭８及び第３活性炭１２におけるガスの移動抵抗より大きい。
【００２９】
キャニスタ１００は、蒸発燃料の流路（矢印５０）に、空間部１０ａ，１０ｂによって分離された複数の活性炭８，１２，１８を配置することにより、大気に放出される蒸発燃料を極めて少量（ほぼゼロ）にすることができる。
【００３０】
キャニスタ１００では、内燃機関にパージガスを供給するときに、矢印５２に示すように、大気ポート３２からケーシング２０内に導入された空気が、第１活性炭１８，空間部１０（第１空間部１０ａ，第３活性炭１２，第２空間部１０ｂ），第２活性炭８をこの順に通過し、パージポート３４から内燃機関に排出される。大気ポート３２からパージポート３４に空気が移動するときに、第１活性炭１８，第３活性炭１２，第２活性炭８から蒸発燃料が脱離し、蒸発燃料を含んだガス（パージガス）として内燃機関に排出される。このときに、ガスは、矢印５２に示す流路の上流側（大気ポート３２に近い側）から順に、全ての活性炭１８，１２，８の一端から他端に至る範囲（すなわち、活性炭１８，１２，８の全体）を通過する。そのため、キャニスタ１００は、活性炭１８，１２，８の特定の範囲に蒸発燃料が残存することが抑制され、蒸発燃料の排出効率が高い。
【００３１】
また、上記したように、キャニスタ１００では、第２隔壁３０に開口３０ａが設けられており、開口３０ａを電動弁２６の弁体２８が塞いでいる。開口３０ａは、第１活性炭１８の上側（第１活性炭１８の大気ポート３２側の面より上側）に設けられている。また、キャニスタ１００は、第１活性炭１８の静電容量を検出するセンサ４０を備えている。そのため、センサ４０によって第１活性炭１８に吸着されている蒸発燃料が脱離したことが確認された後に、弁体２８を破線で示す位置に移動させて開口３０ａを開き、第１活性炭１８をバイパスするバイパス通路２４を開くことができる。すなわち、バイパス通路２４によって大気ポート３２と空間部１０（第１空間部１０ａ）を連通し、大気ポート３２から導入された空気が、第１活性炭１８を通過することなく、第３活性炭１２に移動することができる。なお、バイパス通路２４は、第２通路の一例である。
【００３２】
バイパス通路２４が開くと、大気ポート３２から導入された空気は、矢印５４に示すように、第１活性炭１８を通過することなく、第３活性炭１２，第２活性炭８を通過してパージポート３４から排出される。そのため、バイパス通路２４を開いた後（第１活性炭１８に吸着されていた蒸発燃料が脱離した後）は、ケーシング２０内を移動するガスの流路抵抗が小さくなり、多量のパージガスを内燃機関に供給することができる。また、キャニスタ１００では、給油の際にバイパス通路２４を開くことができる。これにより、キャニスタ１００内の圧力上昇が抑制され、給油の際に生じた蒸発燃料がキャニスタ１００内に導入され易くなる。なお、給油の際にキャニスタ１００に導入された蒸発燃料は、第２活性炭８（又は第３活性炭１２）に吸着される。
【００３３】
なお、キャニスタ１００では、電動弁２６としてソレノイドバルブを用いている。すなわち、通常（電動弁２６を駆動していないとき）はスプリングの付勢力によって弁体２８が開口３０ａを閉じており、電動弁２６（電動弁２６のコイル）に通電し、電動弁２６を駆動すると弁体２８が開口３０ａから離れてバイパス通路２４を開く。例えば、車両の停止中は、開口３０ａが閉じられており、バイパス通路２４は閉じている。そのため、車両の停止中に燃料タンクで生じた蒸発燃料（蒸発燃料を含むガス）は、バイパス通路２４を通過することはなく、矢印５０で示すように、第２活性炭８，空間部１０（第２空間部１０ｂ，第３活性炭１２，第１空間部１０ａ），第１活性炭１８を通過する。流路抵抗の大きな第１活性炭１８を通過するので、大気に放出されるガスは、ほぼ蒸発燃料を含んでいない。
【００３４】
（第２〜第６実施例）
以下、図２から図６を参照し、キャニスタ２００（第２実施例）、キャニスタ３００（第３実施例）、キャニスタ４００（第４実施例）、キャニスタ５００（第５実施例）、キャニスタ６００（第６実施例）について説明する。キャニスタ２００〜６００は、キャニスタ１００の変形例である。キャニスタ２００〜６００について、キャニスタ１００と実質的に同じ構成については、キャニスタ１００と同一又は下二桁が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。
【００３５】
（第２実施例）
図２に示すキャニスタ２００は、一端が大気ポート３２と第１隔壁１４の間でケーシング２０の上端面に固定され、他端が第２隔壁３０に固定された第４隔壁３３を備えている。第４隔壁３３には開口３３ａが設けられている。キャニスタ２００では、電動弁２２６は、通常（電動弁２２６が駆動していないとき）はスプリングの付勢力によって弁体２２８が開口３０ａを閉じており、電動弁２２６（電動弁２２６のコイル）に通電し、電動弁２２６を駆動すると弁体２２８が開口３０ａから離れ、開口３３ａを閉じる。すなわち、電動弁２２６が駆動していないときは、大気ポート３２から第１活性炭１８を通過して空間部１０（第１空間部１０ａ）に至る第１通路が選択される。一方、電動弁２２６が駆動すると、大気ポート３２から第１活性炭１８を通過しないで空間部１０（第１空間部１０ａ）に至るバイパス通路（第２通路）２４が選択される。電動弁２２６は、駆動したときに弁体２２８がケーシング２０の内部（第４隔壁３３側）に移動する構造を有している。キャニスタ２００では、バイパス通路２４が開いているときは、大気ポート３２から第１活性炭１８に至る流路が完全に閉じられる。そのため、大気ポート３２から導入された空気は、第１活性炭１８に触れることなくバイパス通路２４に導入することができる。なお、第２隔壁３０と第４隔壁３３と電動弁２２６は、三方弁を構成しているということもできる。
【００３６】
（第３実施例）
図３に示すキャニスタ３００は、電動弁２６がケーシング２０の上方に、ポート２，３２，３４と並んで配置されている。キャニスタ３００では、第２隔壁３３０の上端に開口３３０ａが設けられており、開口３３０ａに座面３３１が形成されている。電動弁２６は、通常（電動弁２６を駆動していないとき）はスプリングの付勢力によって弁体２８が座面３３１に接触して開口３０ａを閉じており、電動弁２６を駆動すると弁体２８が座面３３１から離れてバイパス通路２４を開く。キャニスタ３００は、電動弁２６をケーシング２０の上方に配置することにより、キャニスタ全体のサイズ（側方のサイズ）を小型化することができる。
【００３７】
（第４実施例）
図４に示すキャニスタ４００は、第３活性炭１２を備えていない点を除き、キャニスタ１００と同一である。このような構成であっても、第１活性炭１８に吸着されている蒸発燃料が脱離した後は、流路抵抗の小さいバイパス通路２４を通じて内燃機関にパージガスを供給することもできる。なお、キャニスタ４００も、給油の際にバイパス通路２４を開くことができ、給油の際にキャニスタ１００内の圧力が上昇することを抑制することができる。
【００３８】
（第５実施例）
図５に示すキャニスタ５００では、第２隔壁５３０は、大気ポート５３２とケーシング２０の側壁の間でケーシング２０の上端面に固定され、ケーシング２０の下端面に向けて伸びている。第２隔壁５３０は、第１活性炭１８の下側（第１活性炭１８の大気ポート３２とは反対側の面より下側）でケーシング２０の側壁に固定されている。第２隔壁５３０には、第１活性炭１８の下側に開口５３０ａが設けられている。また、大気ポート５３２の中間にポンプ６０が接続されている。さらに、大気ポート５３２の先端とポンプ６０の間に開口５３２ａが設けられており、第２隔壁５３０とケーシング２０の側壁の隙間と開口５３２ａとの間を配管６２が接続している。ポンプ６０は、故障検出手段の一例である。
【００３９】
キャニスタ５００では、電動弁２６が第２隔壁５３０の開口５３０ａを閉じているときは、大気ポート５３２から導入された空気は、第１活性炭１８を通過して空間部１０に至る第１通路を移動する。一方、電動弁２６が第２隔壁５３０の開口５３０ａを開いているときは、大気ポート５３２から導入された空気は、配管６２、第２隔壁５３０とケーシング２０の側壁の隙間を通過して空間部１０に至る。すなわち、キャニスタ５００では、配管６２と、第２隔壁５３０とケーシング２０の側壁の隙間によってバイパス通路２４が形成される。キャニスタ５００も、第１活性炭１８に吸着されている蒸発燃料が脱離した後は、流路抵抗の小さいバイパス通路２４を通じて内燃機関にパージガスを供給することができる。また、給油の際にバイパス通路２４を開くことができ、給油の際にキャニスタ１００内の圧力が上昇することを抑制することができる。
【００４０】
さらに、キャニスタ５００は、ポンプ６０を駆動することにより、キャニスタ５００内の圧力を低下させることができる。例えば、パージポート３４を閉じ（実際には、パージポート３４と吸気系の間に配置されているバルブを閉じる）、開口５３０ａを閉じた状態（バイパス通路２４が閉じた状態）でポンプ６０を駆動すると、ケーシング２０内の圧力が低下する。一方、開口５３０ａを開いた状態（バイパス通路２４が開いた状態）でポンプ６０を駆動しても、ケーシング２０内の圧力は低下しない（ほぼ大気圧）。ポンプ６０を駆動したときのケーシング２０内の圧力変化を検出することにより、キャニスタ５００の不具合（漏れ等の発生、電動弁２６の故障等）を検出（診断）することができる。キャニスタ５００の不具合の検出方法についての詳細は後述する。
【００４１】
なお、キャニスタ５００において、第２隔壁５３０とケーシング２０の側壁の間に隙間を設けず、第１活性炭１８を第２隔壁５３０とケーシング２０の側壁の間に配置し、第１活性炭１８の下方でケーシング２０に開口を形成し、配管６２を、ケーシング２０に形成した開口に接続してもよい。具体的には、図５のキャニスタ５００において、第２隔壁５３０がケーシングの側壁であり、バイパス通路２４が形成されているともに電動弁２６を備えた配管６２が、開口５３０ａ，５３２ａを接続するようにケーシングに固定されていてもよい。
【００４２】
（第６実施例）
図６に示すキャニスタ６００は、大気ポート５３２の中間にポンプモジュール７０が接続されている点を除き、キャニスタ５００と同一である。ポンプモジュール７０は、ポンプ７６と、流路切換弁７２と、圧力センサ７４を備えている。ポンプモジュール７０は、故障検出手段の一例である。ポンプ７６は、流路切換弁７２を介して大気ポート５３２に接続されている。そのため、ポンプ７６の吐出口７８は、大気ポート５３２と別に設けられている。流路切換弁７２は、ポンプ７６（吐出口７８）を介してケーシング２０内外を連通させる状態（図６に示す状態）と、ポンプ７６を介することなくケーシング２０内外を連通させる状態（図６の状態から反時計回りに９０度回転した状態）を切換える。また、圧力センサ７４は、ケーシング２０内の圧力を検出する。ポンプモジュール７０は、キャニスタ６００の不具合（漏れ等の発生、電動弁２６の故障等）を検出するための故障検出モジュールということができる。
【００４３】
ポンプモジュール７０を用いることにより、キャニスタ６００の故障検出を行わないとき（パージガスを内燃機関に供給するとき）に、空気は、ポンプ７６を通過することなくケーシング２０に導入される。そのため、パージの際に、ポンプ７６によってキャニスタの流路抵抗が増大することを防止することができる。なお、キャニスタ６００においても、キャニスタ５００と同様に、第２隔壁５３０がケーシングの側壁であり、ポンプモジュール７０及び電動弁２６を備えた配管６２が、大気ポート５３２と開口５３０ａを接続するようにケーシングに固定されていてもよい。すなわち、キャニスタ６００の故障検出を行うユニット（故障検出ユニット）が、キャニスタ本体（ケーシング）と別体であってよい。
【００４４】
（パージ実行の際のキャニスタの制御）
図７を参照し、パージ実行の際のキャニスタの制御について説明する。具体的には、パージ実行の際の電動弁の制御方法について説明する。なお、以下の説明では、図１に示すキャニスタ１００を参照して説明する。但し、以下の制御は、上記キャニスタ１００〜６００の全てにおいて実行可能である。
【００４５】
まず、センサ４０の検出値に基づき、第１活性炭１８に対する蒸発燃料の吸着量（吸着率）が所定値以下か否かを判断する（ステップＳ２）。蒸発燃料の吸着量が所定値を超えている場合（ステップＳ２：ＮＯ）、すなわち、第１活性炭１８に蒸発燃料が吸着されているときは、ステップＳ４に進み、バイパス通路２４が閉じられているか否かを判断する。バイパス通路２４が開いているときは（ステップＳ４：ＮＯ）、バイパス通路２４を閉じ（ステップＳ６）、パージを開始する（ステップＳ８）。ステップＳ４にてバイパス通路２４が閉じているときは（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、パージを開始する。パージを開始すると、第１活性炭１８に吸着していた蒸発燃料が第１活性炭１８から脱離し、第１活性炭１８に対する蒸発燃料の吸着量が低下していく。なお、上記したように、通常（電動弁２６を駆動していない）ときは、弁体２８が開口３０ａを閉じており、バイパス通路２４は閉じている。
【００４６】
次に、センサ４０の検出値に基づき、第１活性炭１８に対する蒸発燃料の吸着量（吸着率）が所定値以下になったか否かを判断する（ステップＳ１０）。蒸発燃料の吸着量が所定値以下になった場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、バイパス通路２４を開き（ステップＳ１２）、パージを継続する（ステップＳ１４）。蒸発燃料の吸着量が所定値超の場合は（ステップＳ１０：ＮＯ）、蒸発燃料の吸着量（第１活性炭１８の静電容量）の検出を繰り返す。なお、パージを開始したときに第１活性炭１８に対する蒸発燃料の吸着量が所定値以下である場合は（ステップＳ２：ＹＥＳ）、バイパス通路２４を開き（ステップＳ１２）、パージを開始する（ステップＳ１４）。なお、「所定値」は、センサ４０の検出誤差を考慮し、第１活性炭１８に蒸発燃料が吸着していないときのセンサ４０の検出値が設定される。
【００４７】
その後、内燃機関に供給したパージガスの積算量が目標（要求）パージ量以上になった場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、バイパス通路２４を閉じ（ステップＳ１８）、パージを終了する。内燃機関に供給したパージガスの積算量が目標（要求）パージ量未満の場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、パージガスの積算量が目標（要求）パージ量以上になるまでパージを継続する。なお、パージガスの積算量は、パージガスの流量，濃度と、パージ時間より算出することができる。
【００４８】
（給油の際のキャニスタの制御）
図８を参照し、パージの際のキャニスタの制御について、キャニスタ１００（図１）も参照しながら説明する。なお、給油は、車両を停車（典型的に内燃機関を停止）した状態で行われる。そのため、給油中にパージが実行されることはなく、以下に説明する制御と、上記したパージ実行の際の制御が同時に行われることはない。また、以下に説明する制御も、キャニスタ１００〜６００の全てにおいて実行可能である。
【００４９】
まず、給油口が開いているか否かを検出する（ステップＳ３０）。給油口が開かれていない場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、給油は行われないので、処理を終了する。給油口が開いている場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、バイパス通路２４を開く（ステップＳ３２）。これにより、バイパス通路２４が導通した状態、すなわち、キャニスタ１００内の流路抵抗が小さい状態で給油を行うことができる。
【００５０】
次に、給油口が閉じられたか否かを検出する（ステップＳ３４）。給油口が閉じられた場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、バイパス通路２４を閉じて（ステップＳ３６）、処理を終了する。給油口が閉じられていない場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、給油口が閉じられるまで給油口の状態を検出し続ける。なお、上記したように、バイパス通路２４は、通常（電動弁２６を駆動していないとき）は閉じられており、電動弁２６を駆動したときに開かれる。そのため、上記処理は、給油している間（給油口が開かれている間）は電動弁２６を駆動し、キャニスタ１００内の流路を低抵抗な流路（バイパス通路２４）に切換える処理ということができる。また、給油口の開閉状態は、給油口、あるいは、給油口を塞ぐ蓋に取り付けられるセンサによって検出することができる。
【００５１】
（キャニスタの故障検出制御）
図９を参照し、キャニスタの故障検出（故障の有無の診断）を行う際の制御について説明する。なお、以下の説明では、図５に示すキャニスタ５００を参照して説明する。以下の制御は、上記キャニスタ５００，６００で実行可能である。
【００５２】
キャニスタの故障検出は、パージが行われていないときに実行される。そのため、まず、パージが行われているか否かを判断する（ステップＳ５０）。パージが行われている場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、処理を終了する。バージが行われていない場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、バイパス通路２４が開いているときは（ステップＳ５２：ＮＯ）、バイパス通路２４を閉じた後に（ステップＳ５４）、ポンプ６０を駆動する（ステップＳ５６）。ステップＳ５２でバイパス通路２４が閉じていたときは（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、そのままポンプ６０を駆動する（ステップＳ５６）。なお、通常（電動弁２６を駆動していないとき）は、弁体２８が開口５３０ａを閉じており、バイパス通路２４は閉じている。
【００５３】
次に、キャニスタ５００内の圧力Ｐａを検出する（ステップ）。圧力Ｐａは、ケーシング２０、あるいは、大気ポート５３２に圧力計（図示省略）を配置することにより検出することができる。ポンプ６０を駆動すると、キャニスタ５００に不具合（漏れ、電動弁２６の故障等）が生じていない場合は、圧力Ｐａは負圧となる。一方、キャニスタ５００に不具合が生じている場合は、圧力Ｐａは大気圧か、正常なときよりも負圧の大きさが小さくなる。例えば、キャニスタ５００に漏れが生じているときは、圧力Ｐａは十分に低下しない。同様に、駆動弁２６（弁体２８）が開口５３０ａを閉じていないときも、圧力Ｐａは十分に低下しない。
【００５４】
次に、検出した圧力Ｐａの大きさ（絶対値）と、閾値Ｐｔの大きさ（絶対値）を比較する（ステップＳ６０）。閾値Ｐｔは、ポンプ６０の性能に応じて、キャニスタ５００に不具合が生じていない状態でポンプ６０を駆動したときに得られる圧力に基づいて設定される。そのため、キャニスタ５００に不具合が生じていない場合は、圧力｜Ｐａ｜が閾値｜Ｐｔ｜より大きくなる。一方、キャニスタ５００に不具合が生じている場合、圧力｜Ｐａ｜が閾値｜Ｐｔ｜以下となる。圧力｜Ｐａ｜が閾値｜Ｐｔ｜以下の場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、異常を報知し（ステップＳ６８）、故障検出を終了する。異常の報知は、例えば、故障表示ランプ（ＭＩＬ．）を点灯することによって行う。
【００５５】
圧力｜Ｐａ｜が閾値｜Ｐｔ｜より大きい場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、電動弁２６を駆動してバイパス通路２４を開き（ステップＳ６２）、キャニスタ５００内の圧力Ｐｂを検出する（ステップＳ６４）。その後、検出した圧力Ｐｂと、大気圧Ｐ０を比較する（ステップＳ６６）。電動弁２６が正常に駆動し（バイパス通路２４を開き）、バイパス通路２４に詰まりが生じていなければ、すなわち、バイパス通路２４が導通すると、キャニスタ５００内の圧力Ｐｂは、ほぼ大気圧になる。しかしながら、電動弁２６に異常が生じて開口５３０ａが開かれなかったり、バイパス通路２４に詰まりが生じていたりすると、キャニスタ５００内の圧力Ｐｂは負圧のままである。そのため、バイパス通路２４が導通している場合、圧力Ｐｂは、「Ｐ０−α≦Ｐｂ≦Ｐ０＋α」を満足する。一方、バイパス通路２４が導通していない場合（電動弁２６、バイパス通路２４内に不具合が生じている場合）、「Ｐ０−α≦Ｐｂ≦Ｐ０＋α」を満足しない。そのため、「Ｐ０−α≦Ｐｂ≦Ｐ０＋α」を満足しない場合（ステップＳ６６：ＮＯ）、異常を報知し（ステップＳ７０）、故障検出を終了する。「Ｐ０−α≦Ｐｂ≦Ｐ０＋α」を満足する場合（ステップＳ６６：ＹＥＳ）、キャニスタ５００に異常が生じていないと判断し、故障検出を終了する。
【００５６】
（他の実施形態）
上記実施例では、電動弁を駆動していないときはバイパス通路が閉じており、電動弁を駆動したときにバイパス通路が開く形態について説明した。しかしながら、電動弁を駆動していないときはバイパス通路が開いており、電動弁を駆動したときにバイパス通路が開く形態であってもよい。すなわち、バイパス通路の開閉の切換が可能であれば、電動弁の動作は適宜変更することができる。また、電動弁として、ソレノイドバルブに代えて、例えば、ステップモータ式バルブを使用することができる。
【００５７】
また、上記実施例では、第１活性炭の静電容量を検出して第１活性炭に吸着されている蒸発燃料の量を検出するセンサを利用する形態について説明した。しかしながら、第１活性炭に吸着されている蒸発燃料の量を検出するセンサとして、温度式、超音波式、光学式、圧力式、酸素濃度検知式等、蒸発燃料の吸着量を検出し得るタイプのセンサを使用することができる。
【００５８】
また、上記実施例５及び６、キャニスタの故障検出制御において、キャニスタ内を吸引するポンプを使用する例について説明した。しかしながら、ポンプは、キャニスタ内に空気を圧送し、キャニスタ内を正圧にするように配置してもよい。その場合でも、図９のステップＳ６０にて圧力Ｐａの絶対値と、閾値Ｐｔ絶対値を比較することにより、キャニスタの漏れ、電動弁の不具合を検出することができる。
【００５９】
また、キャニスタの故障検出手段として、ポンプ６０（第５実施例），ポンプモジュール７０（第６実施例）のようにキャニスタ内の圧力を強制的に変化させる装置（手段）に代えて、大気ポートに開閉弁を設けてもよい。この場合、通常（キャニスタの故障検出を行わないとき）は開閉弁を開けておき、車両を停止したときに、一定時間開閉弁を閉じ、キャニスタ内の圧力変化を検出することにより、キャニスタの故障検出（故障の有無の診断）を行うことができる。典型的に、燃料タンクは、内燃機関の排気管の近傍に配置される。そのため、車両を停止したときは、燃料タンクが配置されている環境の温度が変化する。車両を停止したときに開閉弁（故障検出手段）を閉じると、キャニスタに不具合が生じていなければ、燃料タンクを含むキャニスタ内の圧力が温度変化に伴って変化する。しかしながら、キャニスタに不具合が生じていると、キャニスタ内の圧力が温度変化に伴って変化しない。このように、キャニスタを密閉した状態（開閉弁を閉じた状態）でキャニスタ内の圧力変化を検出することにより、キャニスタの故障検出を行うことができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６１】
２：タンクポート
８：第２吸着剤
１０：空間部
１８：第１吸着剤
２０：ケーシング
２４：第２通路
２６：切換弁
３２：大気ポート
３４：パージポート
１００：キャニスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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