(57)【要約】【課題】本発明は内燃機関の蒸発燃料処理装置に係り、低濃度ガスによるキャニスタのパージを行いつつ、大気孔からの蒸発燃料の流出を十分に抑制することを目的とする。【解決手段】燃料タンク１０の内部で発生した蒸発燃料を主キャニスタ１８に導くためのベーパ通路１２を設ける。主キャニスタ１８からガスを流出させるためのパージポンプと、そのガスを高濃度ガスと低濃度ガスに分離する分離ユニット２２，３６とを設ける。高濃度ガスは高濃度ガス通路３０により燃料タンク１０に戻す。低濃度ガスは低濃度ガス通路４８により主キャニスタ１８に戻す。ベーパ通路１２を導通または遮断するタンク仕切弁１３を設ける。所定の条件下ではタンク仕切弁１３を閉じて燃料タンク１０からの蒸発燃料の流れを遮断する。【選択図】        図１
2004353600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料を吸着することのできるキャニスタと、
燃料タンクの内部で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導くためのベーパ通路と、
前記キャニスタのガス流出孔に連通する分離室を有し、当該分離室に導かれたガスを、高濃度で蒸発燃料を含む高濃度ガスと、低濃度で蒸発燃料を含む低濃度ガスとに分離する分離ユニットと、
前記キャニスタのガス流出孔から前記分離室に向かうガスの流れを発生させるパージポンプと、
前記高濃度ガスを燃料タンクに戻すための高濃度ガス通路と、
前記低濃度ガスを前記キャニスタのガス流入孔に導く低濃度ガス通路と、
前記ベーパ通路を導通または遮断するタンク仕切機構と、
所定の条件下で前記タンク仕切機構を遮断状態として前記燃料タンクからの蒸発燃料の流れを遮断する仕切機構制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
蒸発燃料を吸着することのできるキャニスタと、
燃料タンクの内部で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導くためのベーパ通路と、
前記キャニスタのガス流出孔に連通する分離室を有し、当該分離室に導かれたガスを、高濃度で蒸発燃料を含む高濃度ガスと、低濃度で蒸発燃料を含む低濃度ガスとに分離する分離ユニットと、
前記キャニスタのガス流出孔から前記分離室に向かうガスの流れを発生させるパージポンプと、
前記高濃度ガスを燃料タンクに戻すための高濃度ガス通路と、
前記低濃度ガスを前記キャニスタのガス流入孔に導く低濃度ガス通路とを備え、
前記ベーパ通路には、前記燃料タンクから流出するガス中から燃料成分を分離して、燃料濃度の下げられた蒸発燃料ガスを前記キャニスタ側に流出させるベーパ用分離ユニットが配置されていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記キャニスタのガス流出孔と前記分離ユニットとを導通または遮断するパージ通路封入機構と、
所定の条件下で前記パージ通路封入機構を遮断状態として前記分離ユニットから前記キャニスタへのガスの流通を遮断するパージ通路封入機構制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記キャニスタを大気に導通させる大気孔と、
前記大気孔から大気に向かう蒸発燃料を吸着することのできるサブキャニスタと、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記キャニスタのガス流出孔と前記分離ユニットとを導通または遮断するパージ通路封入機構と、
前記パージポンプの停止後所定の封入期間は前記パージ通路封入機構を遮断状態とし、前記封入期間が経過した時点で前記パージ通路封入機構を導通状態とするパージ通路封入機構制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記キャニスタの蒸発燃料吸着能力、および前記パージ通路封入機構の前記分離ユニット側に生じている圧力の少なくとも一方を検出または推定する状態取得手段と、
前記蒸発燃料吸着能力および前記圧力の少なくとも一方に基づいて、前記封入期間の経過を判定する封入期間経過判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記高濃度ガス通路を導通または遮断する高濃度通路封入機構と、
所定の条件下で前記高濃度通路封入機構を遮断状態として前記分離ユニットから前記燃料タンクへ向かうガスの流れを遮断する高濃度通路封入機構制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記燃料タンクと内燃機関の吸気通路とを繋ぐ圧抜き通路と、
前記圧抜き通路を導通または遮断する圧抜き機構と、
所定の条件下で前記圧抜き機構を導通状態としてタンク内圧を前記吸気通路に開放させる圧抜き機構制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
前記圧抜き通路には、前記燃料タンクから流出するガス中から燃料成分を分離して、燃料濃度の下げられた蒸発燃料ガスを前記吸気通路側に流出させる圧抜き用分離ユニットが配置されていることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記分離ユニットで生成された低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に導くためのパージ機構と、
所定の条件下で、前記燃料タンク内部のガスが前記ベーパ通路を通過して前記分離ユニットに流入し、かつ、前記分離ユニットで生成された前記低濃度ガスが前記吸気通路に吸入される圧抜き状態を形成する圧抜き状態形成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
前記ベーパ通路には、前記燃料タンクから流出するガス中から燃料成分を分離して、燃料濃度の下げられた蒸発燃料ガスを前記キャニスタ側に流出させるベーパ用分離ユニットが配置されていることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して大気に放出させることなく処理する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１０−２７４１０６号公報に開示されるように、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着するためのキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。この装置は、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を空気の流れによりパージさせる機構と、パージガス中の蒸発燃料を凝縮分離して、燃料濃度の高い高濃度ガスと、燃料濃度の低い低濃度ガスとに分離する分離ユニットとを備えている。
【０００３】
上記の如く生成された高濃度ガスは、凝縮ユニットにおいて凝縮・液化された後、液体燃料として燃料タンクに戻される。一方、分離ユニットにおいて生成された低濃度ガスは、キャニスタのガス流入孔に導かれ、そこからキャニスタの内部に供給される。このようにして供給される低濃度ガスは、キャニスタをパージさせるためのガスとして用いられる。以上説明した通り、上記従来の蒸発燃料処理装置によれば、低濃度ガスをキャニスタに循環させながら、分離ユニットでパージガスの凝縮分離を行うことにより、キャニスタに吸着された蒸発燃料を、大気に放出させることなく処理することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２７４１０６号公報
【特許文献２】
特開平６−１４７０３７号公報
【特許文献３】
特開昭６２−２７９８２５号公報
【特許文献４】
特開平６３−２７０５２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置において、低濃度ガスをキャニスタに導くための通路には、つまり、分離ユニットとキャニスタのガス流入孔とを連通させる通路には、大気孔が設けられている。この大気孔は、キャニスタや分離ユニットを含む系内に大気を導入するため、或いは、その系内から空気を流出させるために設けられたものである。例えば、燃料タンクの内部で蒸発燃料が多量に発生しているような場合は、その蒸発燃料を含むガスがキャニスタに流入し、キャニスタを通過する過程で燃料成分の除去されたガスが上記の大気孔から流出する。その結果、蒸発燃料の多量発生時にも上記系内の圧力は、大気圧の近傍値に維持されることとなる。
【０００６】
既述した通り、上記従来の装置は、キャニスタをパージするためのガスとして低濃度ガスを用いている。このため、キャニスタのガス流入孔の近傍には、少なくとも低濃度ガスの燃料濃度に対応する濃度で蒸発燃料が吸着されている。このような状況下では、キャニスタのガス流入孔を逆流するガスの流れによって、その近傍に残存していた蒸発燃料が持ち去られ易い。このため、上記従来の装置は、蒸発燃料の多量発生時等に、上記の大気孔から燃料を大気中に流出させ易いという特性を有していた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低濃度ガスによるキャニスタのパージを行いつつ、大気孔からの蒸発燃料の流出を十分に抑制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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
蒸発燃料を吸着することのできるキャニスタと、
燃料タンクの内部で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導くためのベーパ通路と、
前記キャニスタのガス流出孔に連通する分離室を有し、当該分離室に導かれたガスを、高濃度で蒸発燃料を含む高濃度ガスと、低濃度で蒸発燃料を含む低濃度ガスとに分離する分離ユニットと、
前記キャニスタのガス流出孔から前記分離室に向かうガスの流れを発生させるパージポンプと、
前記高濃度ガスを燃料タンクに戻すための高濃度ガス通路と、
前記低濃度ガスを前記キャニスタのガス流入孔に導く低濃度ガス通路と、
前記ベーパ通路を導通または遮断するタンク仕切機構と、
所定の条件下で前記タンク仕切機構を遮断状態として前記燃料タンクからの蒸発燃料の流れを遮断する仕切機構制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
蒸発燃料を吸着することのできるキャニスタと、
燃料タンクの内部で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導くためのベーパ通路と、
前記キャニスタのガス流出孔に連通する分離室を有し、当該分離室に導かれたガスを、高濃度で蒸発燃料を含む高濃度ガスと、低濃度で蒸発燃料を含む低濃度ガスとに分離する分離ユニットと、
前記キャニスタのガス流出孔から前記分離室に向かうガスの流れを発生させるパージポンプと、
前記高濃度ガスを燃料タンクに戻すための高濃度ガス通路と、
前記低濃度ガスを前記キャニスタのガス流入孔に導く低濃度ガス通路とを備え、
前記ベーパ通路には、前記燃料タンクから流出するガス中から燃料成分を分離して、燃料濃度の下げられた蒸発燃料ガスを前記キャニスタ側に流出させるベーパ用分離ユニットが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記キャニスタのガス流出孔と前記分離ユニットとを導通または遮断するパージ通路封入機構と、
所定の条件下で前記パージ通路封入機構を遮断状態として前記分離ユニットから前記キャニスタへのガスの流通を遮断するパージ通路封入機構制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１または第２の発明において、
前記キャニスタを大気に導通させる大気孔と、
前記大気孔から大気に向かう蒸発燃料を吸着することのできるサブキャニスタと、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記キャニスタのガス流出孔と前記分離ユニットとを導通または遮断するパージ通路封入機構と、
前記パージポンプの停止後所定の封入期間は前記パージ通路封入機構を遮断状態とし、前記封入期間が経過した時点で前記パージ通路封入機構を導通状態とするパージ通路封入機構制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記キャニスタの蒸発燃料吸着能力、および前記パージ通路封入機構の前記分離ユニット側に生じている圧力の少なくとも一方を検出または推定する状態取得手段と、
前記蒸発燃料吸着能力および前記圧力の少なくとも一方に基づいて、前記封入期間の経過を判定する封入期間経過判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第１乃至第６の何れかの発明において、
前記高濃度ガス通路を導通または遮断する高濃度通路封入機構と、
所定の条件下で前記高濃度通路封入機構を遮断状態として前記分離ユニットから前記燃料タンクへ向かうガスの流れを遮断する高濃度通路封入機構制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンクと内燃機関の吸気通路とを繋ぐ圧抜き通路と、
前記圧抜き通路を導通または遮断する圧抜き機構と、
所定の条件下で前記圧抜き機構を導通状態としてタンク内圧を前記吸気通路に開放させる圧抜き機構制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第９の発明は、第８の発明において、前記圧抜き通路には、前記燃料タンクから流出するガス中から燃料成分を分離して、燃料濃度の下げられた蒸発燃料ガスを前記吸気通路側に流出させる圧抜き用分離ユニットが配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記分離ユニットで生成された低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に導くためのパージ機構と、
所定の条件下で、前記燃料タンク内部のガスが前記ベーパ通路を通過して前記分離ユニットに流入し、かつ、前記分離ユニットで生成された前記低濃度ガスが前記吸気通路に吸入される圧抜き状態を形成する圧抜き状態形成手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、前記ベーパ通路には、前記燃料タンクから流出するガス中から燃料成分を分離して、燃料濃度の下げられた蒸発燃料ガスを前記キャニスタ側に流出させるベーパ用分離ユニットが配置されていることを特徴とする。
【００１９】
【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。
【００２０】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態の装置は燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、その内部で発生した蒸発燃料を外部に導出するためのベーパ通路１２が連通している。ベーパ通路１２は、パージ通路１４に接続されている。ベーパ通路１２の途中には、この通路１２を導通状態または遮断状態とするタンク仕切弁１３が配置されている。タンク仕切弁１３は、図示しないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から供給される制御信号に従って、上述した導通状態および遮断状態の何れかを選択的に実現する。
【００２１】
パージ通路１４は、その一端がパージポンプ１６に連通していると共に、その他端が主キャニスタ１８のガス流出孔１９に連通している。パージ通路１４の途中には、パージ通路１４とベーパ通路１２との接続点よりパージポンプ１６側の位置においてパージ通路封入弁２０が配置されている。パージ通路封入弁２０は、図示しないＥＣＵから供給される制御信号に従って、主キャニスタ１８とパージポンプ１６とが導通する状態と、両者が遮断された状態との何れかを選択的に実現する弁機構である。
【００２２】
主キャニスタ１８は、その内部に活性炭を有しており、ガス流入孔４９から蒸発燃料を含むガスが流入してきた場合には、そのガス中の蒸発燃料を吸着することができる。主キャニスタ１８の内部には、活性炭を加熱するためのヒータ２１が配置されている。活性炭は、ヒータ２１で加熱されることにより、その加熱が行われない場合に比して、吸着燃料を放出し易い状態となる。
【００２３】
パージポンプ１６は、パージ通路１４を介して導かれるガスを吸入し、吐出口から圧送することができる。パージポンプ１６の吐出口には、高濃度用分離ユニット２２が連通している。高濃度用分離ユニット２２は、第１分離膜２４を備えていると共に、第１分離膜２４により隔絶されている低濃度室２６および高濃度室２８を備えている。上述したパージポンプ１６の吐出口は、より具体的には、低濃度室２６に連通している。一方、高濃度室２８には、高濃度ガス通路３０が連通している。
【００２４】
高濃度ガス通路３０の途中には、この通路を導通状態または遮断状態とするための高濃度通路封入弁３１が配置されている。高濃度通路封入弁３１は、タンク仕切弁１３或いはパージ通路封入弁２０と同様に、図示しないＥＣＵから供給される制御信号に従って、上述した導通状態および遮断状態の何れかを選択的に実現する。
【００２５】
燃料タンク１０の内部には、燃料フィードポンプ３２と、ジェットポンプ３４とが配置されている。燃料フィードポンプ３２は、内燃機関（図示せず）に向けて燃料をフィードするためのポンプである。燃料フィードポンプ３２は、内燃機関において現実に消費される量に比して多量の燃料を吐出する。このようにして吐出された燃料のうち、過剰分は、ジェットポンプ３４を通過して燃料タンク１０の内部に還流される。
【００２６】
ジェットポンプ３４は、燃料フィードポンプ３２により吐出された燃料の過剰分が、その内部を流通する過程において、吸入口に負圧を生じさせ、その吸入口に供給されている流体を吸入して圧送するポンプである。図１に示すシステムにおいて、ジェットポンプ３４の吸入口には、上述した高濃度ガス通路３０が連通している。このため、ジェットポンプ３４は、高濃度通路封入弁３１が導通状態である場合には、高濃度用分離ユニット２２の高濃度室２８からガスを吸引し、そのガスを圧縮して燃料タンク１０内に吐出することができる。
【００２７】
高濃度用分離ユニット２２の上方には、中濃度用分離ユニット３６が配置されている。中濃度用分離ユニット３６は、第２分離膜３８を備えていると共に、第２分離膜３８により隔絶されている低濃度室４０および高濃度室４２を備えている。中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４０は、連通路４４を介して、上述した高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６と連通している。
【００２８】
中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４０には、調圧弁４６を介して低濃度ガス通路４８が連通している。調圧弁４６は、中濃度用分離ユニット３６から低濃度ガス通路４８に向けて流出する流体の流れのみを許容する一方向弁であり、その上流側の経路内に、つまり、パージポンプ１６から調圧弁４６に至る経路内に、所定の正圧を発生させるために設けられている。
【００２９】
低濃度ガス通路４８の他端は、主キャニスタ１８のガス流入孔４９に連通している。また、低濃度ガス通路４８の、主キャニスタ１８側の端部の近傍には、逆止弁対５０が設けられている。逆止弁対５０は、低濃度ガス通路４８側から大気へ向かうガスの流れを許容する逆止弁と、大気から低濃度ガス通路４８へ向かうガスの流れを許容する逆止弁とで構成されている。主キャニスタ１８は、逆止弁対５０を介して大気中にガスを放出することができ、また、逆止弁対５０を介して大気から空気を取り込むことができる。従って、逆止弁対５０は、主キャニスタ１８の大気孔としての機能を有している。
【００３０】
中濃度用分離ユニット３６の高濃度室４２には、循環ガス通路５２が連通している。循環ガス通路５２は、パージ通路封入弁２０よりパージポンプ１６側の位置においてパージ通路１４に連通している。このため、中濃度用分離ユニット３６の高濃度室４２とパージポンプ１６の吸入口とは、循環ガス通路５２を介して常に導通している。そして、パージ通路封入弁２０によれば、遮断状態を実現することにより、主キャニスタ１８のガス流出孔１９を、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６の双方から切り放すことができる。
【００３１】
［実施の形態１の装置の基本動作］
図２は、実施の形態１におけるＥＣＵの制御内容を整理して表した図表である。より具体的には、図２は、本実施形態において、パージ通路封入弁２０、高濃度通路封入弁３１、およびタンク仕切弁１３が、図１に示すシステムの運転中および停止中、並びに燃料タンク１０に対する給油中に、ＥＣＵによりそれぞれどのような状態に制御されるかを整理して表したものである。
【００３２】
図２において、「システム運転中」とは、パージポンプ１６および燃料フィードポンプ３２が共に運転中であることを意味し、「システム停止中」とは、パージポンプ１６が停止中であることを意味している。また、「給油中」とは、ＥＣＵが、公知の手法により給油作業の開始を判定した後、その作業の終了を判定するまでの期間を意味している。ＥＣＵは、システムの運転中に給油作業の開始が判定された場合は、その時点でシステム（パージポンプ１６および燃料フィードポンプ３２）を停止させる。このため、「給油中」は常に「システム停止中」となる。ここでは、給油中でないシステム停止の状態を特に「システム停止中」と称し、システムが停止しており、かつ、給油が実行されている状態を特に「給油中」と称している。尚、図２に示す「○」および「×」は、それぞれ、それらの記号に対応する弁機構が開弁（導通）状態であること、或いは閉弁（遮断）状態であることを示している。
【００３３】
（給油中の動作）
図２に示すように、実施の形態１では、給油中であることが判定されると、パージ通路封入弁２０と高濃度通路封入弁３１が遮断状態とされる一方、タンク仕切弁１３が導通状態とされる。燃料タンク１０の内部に円滑に燃料を流入させるためには、燃料タンク１０内のガスがその外部に流出するの許容する必要がある。上記の状態によれば、燃料タンク１０内のガスは、主キャニスタ１８に向かって流出することができる。このため、本実施形態の装置によれば、良好な給油特性を実現することができる。
【００３４】
給油の実行に伴って主キャニスタ１８に流入するガスは、主キャニスタ１８の内部を通過した後、ガス流入孔４９から流出し、更に、逆止弁対５０を通って大気に放出される。この際、ガス中に含まれる蒸発燃料は主キャニスタ１８に吸着される。このため、本実施形態の装置によれば、給油の実行に伴って蒸発燃料が大気に放出されるのを有効に阻止することができる。
【００３５】
（システム運転中の動作）
実施の形態１のシステムの運転中は、図２に示すように、パージ通路封入弁２０、高濃度通路封入弁３１、およびタンク仕切弁１３が何れも導通状態とされる。この状態でパージポンプ１６が起動されると、そこで生成された負圧が主キャニスタ１８およびベーパ通路１２に導かれる。主キャニスタ１８に燃料が吸着されていれば、上記の負圧が発生することにより、蒸発燃料を含むガスが主キャニスタ１８からパージ通路１４へ流出する。また、燃料タンク１０の内部で蒸発燃料が発生していれば、ベーパ通路１２からパージ通路１４へ蒸発燃料を含むガスが流出する。パージポンプ１６が発生する負圧は、循環ガス通路５２を介して、中濃度用分離ユニット３６の高濃度室４２にも導かれる。このため、パージポンプ１６には、定常状態では、主キャニスタ１８から流出したガスと、循環ガス通路５２から供給される循環ガスと、燃料タンク１０の内部で発生した蒸発燃料を含むガスとが吸引される。そして、この場合パージポンプ１６は、それらの混合ガスを、パージガスとして高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６に供給する。
【００３６】
パージポンプ１６が上記の如く作動している場合、ポンプ１６の吐出口から調圧弁４６までの系（高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６、および中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４０を含む）にはポンプの吐出圧が作用する。一方、高濃度用分離ユニット２２の高濃度室２８には、高濃度通路封入弁３１が導通状態であるため、ジェットポンプ３４の作動に伴う負圧が導かれている。更に、中濃度用分離ユニット３６の高濃度室４２には、パージポンプ１６の発する負圧が導かれる。従って、この場合、高濃度用分離ユニット２２の第１分離膜２４の両側、および中濃度用分離ユニット３６の第２分離膜３８の両側には、何れも、低濃度室２６，４０側が高濃度室２８，４２側に比して高圧となるような差圧が発生する。
【００３７】
第１分離膜２４および第２分離膜３８は、ポリイミドなどの高分子材料で構成された薄膜であり、空気と燃料を含むガスに晒された場合に、膜に対する空気の溶解度と燃料の溶解度との違いにより、両者を分離する特性を示す。より具体的には、第１分離膜２４および第２分離膜３８は、一方の面に蒸発燃料を含むガスが導かれ、かつ、その面の側が高圧となるように膜の両側に差圧が与えられた場合に、膜の低圧側に蒸発燃料濃度の高められた凝縮ガスを通過させる特性を有している。
【００３８】
このため、パージポンプ１６の作動に伴って、高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６に混合ガスが流入し、かつ、第１分離膜２４の両側に低濃度室２６が高圧となるような差圧が発生すると、混合ガス中の蒸発燃料が高濃度室２８側に凝縮される。その結果、低濃度室２６内の混合ガスは流入時に比して燃料濃度の低いガス（以下、「中濃度ガス」と称す）となり、また、高濃度室２８内には、燃料濃度の高い高濃度ガスが生成される。
【００３９】
高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６から流出する中濃度ガスは、中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４０に流入する。中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４０に中濃度ガスが流入すると、第２分離膜３８により中濃度ガス中の蒸発燃料が凝縮され。その結果、中濃度ガスに比して濃度の高い循環ガスが高濃度室４２において生成され、一方、中濃度ガスに比して濃度の低い低濃度ガスが低濃度室４０において生成される。
【００４０】
中濃度用分離ユニット３６により生成された中濃度の循環ガスは、循環ガス通路５２を通ってパージポンプ１６の吸入口に供給される。本実施形態の装置では、主キャニスタ１８から流出するガス中の燃料濃度が１５％である場合に、定常状態では、循環ガスの燃料濃度が６５％程度となり、その結果、パージポンプ１６から吐出される混合ガス（パージガス）の燃料濃度が６０％程度となる。高濃度用分離ユニット２２は、６０％程度のパージガスが供給されると、そのパージガスを、燃料濃度が９５％以上の高濃度ガスと、燃料濃度が４０％程度の中濃度用ガスとに分離する。中濃度用分離ユニット３６は、燃料濃度が４０％程度の中濃度ガスの供給を受けると、その中濃度ガスを、燃料濃度が６５％程度の循環ガスと、燃料濃度が５％未満の低濃度ガスとに分離する。つまり、本実施形態の装置は、キャニスタ出ガスの燃料濃度が１５％程度である場合には、定常状態で、燃料濃度が９５％以上の高濃度ガスと、燃料濃度が５％未満の低濃度ガスとを生成することができる。
【００４１】
高濃度用分離ユニット２２において生成された高濃度ガスは、ジェットポンプ３４に吸入される。ジェットポンプ３４は、空気濃度が５％程度であれば、その空気が燃料中に溶け込む程度に高濃度ガスを圧縮することができる。このため、本実施形態の構成によれば、高濃度用分離ユニット２２により生成された高濃度ガスを、液体燃料として燃料タンク１０の内部に戻すことができる。
【００４２】
中濃度用分離ユニット３６で生成された低濃度ガスは、低濃度ガス通路４８を通って主キャニスタ１８のガス流入孔４９に戻される。主キャニスタ１８のガス流入孔４９に戻された低濃度ガスは、主キャニスタ１８の内部を通った後パージポンプ１６に吸入される。この場合、主キャニスタ１８は、低濃度ガスによりパージされる。
【００４３】
パージポンプ１６が起動された後、調圧弁４６の上流側の圧力が調圧弁４６の開弁圧に至るまでは、低濃度ガス通路４８に低濃度ガスは流出しない。この間、パージポンプ１６の発する負圧は、逆止弁対５０を通り、主キャニスタ１８を経由してパージポンプ１６に至る空気の流れを発生させる。この場合、主キャニスタ１８は空気によりパージされる。
【００４４】
以上説明した通り、本実施形態の装置は、システムの運転が開始された直後に主として空気により主キャニスタ１８をパージすることができ、その後システムの運転が継続される限り、主キャニスタ１８を主として低濃度ガスによりパージすることができる。このため、この装置によれば、システムの運転中に主キャニスタ１８を清浄化することができる。
【００４５】
（システム停止中の動作）
既述した通り、本実施形態のシステムにおいてパージポンプ１６が作動している期間中は、パージポンプ１６の吐出口から調圧弁４６に至る系内が正圧となる。システムが停止してパージポンプ１６の吐出圧が消滅した時点では、高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６、および中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４２にその正圧が残存する。パージポンプ１６が、停止状態において吐出口側から吸入孔側へ向かうガスの逆流を許すタイプのものである場合は、残存中の正圧がパージポンプ１６を通ってパージ通路封入弁２０に導かれる。この際、パージ通路封入弁２０が導通状態であれば、蒸発燃料を高い濃度で含むガスが主キャニスタ１８に向けて逆流する。
【００４６】
パージポンプ１６が停止時にガスを逆流させないタイプのものである場合は、上記の正圧が、第１分離膜２４および第２分離膜３８の双方に作用し続ける。第１分離膜２４および第２分離膜３８は、それぞれ、上記の正圧が消滅するまでは燃料の分離処理を継続する。その結果、低濃度室２６，４２中の圧力は徐々に低下して、やがて大気圧に収束する。この間、高濃度通路封入弁３１が導通状態であれば、高濃度室２８において生成された高濃度ガスが燃料タンク１０に流入し、その際にタンク仕切弁１３が導通状態であれば、燃料濃度の高いガスがベーパ通路１２を通って主キャニスタ１８に流入することとなる。また、パージ通路封入弁２０が導通状態であれば、第２分離膜３８を通過した燃料を含むガスが、パージ通路１４を通って主キャニスタ１８に流入することとなる。
【００４７】
以上説明した通り、本実施形態のシステムでは、システムの運転が停止されると、パージポンプ１６が逆流を許すタイプか否かに関わらず、タンク仕切弁１３、パージ通路封入弁、および高濃度通路封入弁３１が導通状態である限り、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６に残存している正圧が開放されるのに伴い、燃料濃度の高いガスが、ガス流出孔１９側から主キャニスタ１８に流入する事態が生ずる。
【００４８】
燃料タンク１０の内部では、システムの停止後に、燃料フィードポンプ３２の余熱等に起因して蒸発燃料が多量に発生することがある。このように発生する蒸発燃料を含むガスは、タンク仕切弁１３が導通状態であると、ベーパ通路１２を通過してガス流出孔１９側から主キャニスタ１８に流入する。このため、システムの停止時にタンク仕切弁１３、パージ通路封入弁、および高濃度通路封入弁３１が導通状態であると、残圧の開放に起因する高濃度ガスと、蒸発燃料の多量発生に起因する高濃度ガスとが共に主キャニスタ１８に流入する事態が生ずる。
【００４９】
システムの運転中において、主キャニスタ１８は、既述した通り、定常状態では主として低濃度ガスによりパージされる。このため、システムの停止時に、主キャニスタ１８のガス流入孔４９付近には、通常は低濃度ガスの濃度に相当する濃度で燃料が吸着されている。このような状況下で主キャニスタ１８のガス流出孔１９に燃料濃度の高いガスが多量に流入すると、蒸発燃料を含むガスがガス流入孔４９から流出し、更には、そのガスが逆止弁対５０を通って大気に放出される事態が生じ得る。
【００５０】
図２に示すように、本実施形態の装置では、システムの停止中は、パージ通路封入弁２０、高濃度通路封入弁３１、およびタンク仕切弁１３の全てが遮断状態とされる。これらの弁機構が遮断状態とされると、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６に残存する正圧が主キャニスタ１８或いは燃料ポンプ１０に開放されるのを防ぐことができ、更に、燃料タンク１０の内部で発生する蒸発燃料が主キャニスタ１８に向けて流出するのを避けることができる。このため、本実施形態の装置によれば、システムの運転中に主として低濃度ガスにより主キャニスタ１８をパージする構成を採用しつつ、システムの停止後に蒸発燃料を含むガスが大気に放出されるのを有効に防止することができる。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態１では、システムの運転中は、常にタンク仕切弁１３を導通状態とすることとしているが、タンク仕切弁１３の制御手法はこれに限定されるものではない。例えば、タンク仕切弁１３は、システムの運転中において、タンク内圧Ｐｔｎｋに連動させて開閉させることとしてもよい。より具体的には、タンク仕切弁１３は、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値を超えるまでは遮断状態に維持し、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値を超えた時点で導通状態とすることとしてもよい。このような制御手法によれば、システムの運転中に燃料タンク１０から流出する蒸発燃料の量を減らすことができ、蒸発燃料の処理負荷を下げることができる。
【００５２】
尚、上述した実施の形態１においては、主キャニスタ１８が前記第１の発明における「キャニスタ」に、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６が前記第１の発明における「分離ユニット」に、タンク仕切弁１３が前記第１の発明における「タンク仕切機構」に、システム停止中であることが前記第１の発明における「所定の条件」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵが、システム停止中にタンク仕切弁を遮断状態とすることにより前記第１の発明における「仕切機構制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、パージ通路封入弁２０が前記第３の発明における「パージ通路封入機構」に、システム停止中であること、或いは給油中であることが前記第３の発明における「所定の条件」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵが、システム停止中および給油中にパージ通路封入弁２０を遮断状態とすることにより前記第３の発明における「パージ通路封入機構制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、高濃度通路封入弁３１が前記第７の発明における「高濃度通路封入機構」に、システム停止中であること、或いは給油中であることが前記第７の発明における「所定の条件」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵが、システム停止中および給油中に高濃度通路封入弁３１を遮断状態とすることにより前記第７の発明における「高濃度通路封入機構制御手段」が実現されている。
【００５３】
実施の形態２．
次に、図３乃至図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図３は、本発明の実施の形態２のシステムの構成を説明するための図を示す。図３に示す構成は、燃料タンク１０を図示しない内燃機関の吸気通路に導通させるための圧抜き通路５４と、その圧抜き通路５４の途中に配置された圧抜き弁５６とを備える点、およびタンク内圧Ｐｔｎｋを検出するための圧力センサ５８を備える点を除き、図１に示す構成と同様である。本実施形態において、ＥＣＵ（図示せず）は、圧力センサ５８の出力に基づいてタンク内圧Ｐｔｎｋを検知することができると共に、圧抜き弁５６を選択的に導通状態または遮断状態に制御することができる。
【００５４】
上述した実施の形態１では、システムの運転中はタンク仕切弁１３が常に導通状態とされる。そして、その変形例では、システムの運転中にタンク内圧Ｐｔｎｋが判定値を超えると、タンク仕切弁１３が導通状態とされる。つまり、既述した実施の形態１およびその変形例では、システムの運転中に、燃料タンク１０内のガスをパージ通路１４側に開放することでタンク内圧Ｐｔｎｋが過剰な値となるのを防ぐこととしている。
【００５５】
しかしながら、このような手法によると、燃料タンク１０から一時期に多量の蒸発燃料が流出した場合に、その蒸発燃料を含むガスが主キャニスタ１８を逆流し、その結果、逆止弁対５０から大気へ蒸発燃料を含むガスが流出する事態が生じ得る。このようなシステム運転中における燃料の大気流出は、例えば、システムの運転中にタンク仕切弁１３を常時遮断しておくことで防ぐことができる。ところが、タンク仕切弁１３が常時遮断状態に維持されるとすれば、システムの運転中にタンク内圧Ｐｔｎｋが不当に高圧となる事態が生ずる。そこで、本実施形態の装置は、システムの運転中は原則としてタンク仕切弁１３を遮断状態に維持することとし、必要に応じて圧抜き弁５６を開くことにより、つまり、燃料タンク１０内のガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることにより、タンク内圧Ｐｔｎｋが不当に高い値となるのを防ぐこととした。
【００５６】
［実施の形態２の装置の動作］
図４は、実施の形態２において、ＥＣＵが実行する制御の内容をシステムの状態毎に整理して表した図である。図４に示す内容は、システム運転中におけるタンク仕切弁１３の状態が「圧抜き制御（図５）」により決せられるとされている点、および圧抜き弁５６の状態に関する欄が設けられている点を除き、既述した図２に示す内容と同様である。
【００５７】
図４に示す通り、圧抜き弁５６は、システムの停止中および給油中は、常に遮断（閉弁）状態とされる。本実施形態の構成は、圧抜き弁５６が遮断されると、実質的に実施の形態１の構成と同一となる。従って、実施の形態２の装置は、システムの停止中、および給油中は、実施の形態１の場合と同様の動作を示す。
【００５８】
また、図４に示す通り、本実施形態のシステムの運転中は、パージ通路封入弁２０および高濃度通路封入弁３１が実施の形態１の場合と同様に常に導通状態とされる。そして、この場合、ＥＣＵは、タンク仕切弁１３の状態および圧抜き弁５６の状態を以下に説明する圧抜き制御により決定する。
【００５９】
図５は、本実施形態においてＥＣＵが実行する圧抜き制御の内容を説明するためのフローチャートを示す。図５に示すルーチンでは、先ず、システムが運転中であるか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、システムが運転中でないと判別された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、システムが運転中であると判別された場合は、次に、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値α以下であるかが判別される（ステップ１０２）。判定値αは、燃料タンク１０の耐圧性能との関係で定められた値である。タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値α以下である場合は、燃料タンク１０がタンク内圧Ｐｔｎｋに十分に耐え得ると判断できる。一方、タンク内圧Ｐｔｎｋがαを超えている場合は、燃料タンク１０の保護のため、タンク内圧Ｐｔｎｋを開放すべきと判断することができる。
【００６０】
図５に示すルーチンでは、上記ステップ１０２においてＰｔｎｋ≦αの成立が判定されると、その後、タンク仕切弁１３が遮断（閉弁）状態とされ（ステップ１０４）、さらに、圧抜き弁３１が遮断（閉弁）状態とされた後、今回の処理サイクルが終了される。この場合、燃料タンク１０が密閉状態となり、その結果、蒸発燃料の流出が阻止され、更に、蒸発燃料の新たな発生が抑制される。
【００６１】
上記ステップ１０２において、Ｐｔｎｋ≦αの不成立が判定された場合は、タンク内圧Ｐｔｎｋの開放を図るべく、以下の処理が実行される。すなわち、この場合は、先ず、Ｅ／Ｇ開放条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０８）。Ｅ／Ｇ開放条件は、燃料タンク１０内のガスを内燃機関の吸気通路に直接吸入させることができるか否かを判断するための条件である。つまり、圧抜き弁５６を開いて蒸発燃料を含むガスを吸気通路に吸入させても、不当な空燃比荒れやドラビリの悪化が生じないか否かを判断するための条件である。本ステップ１０８では、具体的には、機関回転数や吸入空気量がそれぞれ判定値を超えているか、或いは、空燃比フィードバック制御が既に実行されているか、などがＥ／Ｇ開放条件として判定される。
【００６２】
上記ステップ１０８において、Ｅ／Ｇ開放条件が成立すると判別された場合は、タンク仕切弁５６が遮断（閉弁）状態とされ（ステップ１１０）、次いで、圧抜き弁５６が導通（開弁）状態とされた後（ステップ１１２）、今回の処理サイクルが終了される。この場合、ベーパ通路１２が遮断されたまま圧抜き通路５４が導通状態となり、燃料タンク１０内のガスは、圧抜き通路５４を通って内燃機関に吸入される。その結果、空燃比荒れやドラビリの悪化を伴うことなく、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値α以下に減圧される。
【００６３】
上記ステップ１０８においてＥ／Ｇ開放条件が成立しないと判別された場合は、燃料タンク１０内のガスを直接吸気通路に流入させるべきでないと判断できる。この場合、ＥＣＵは、タンク仕切弁１３を導通（開弁）状態とし（ステップ１１４）、圧抜き弁５６を遮断（閉弁）状態として（ステップ１１６）、今回の処理サイクルを終了させる。上記の処理によれば、燃料タンク１０内のガスは、実施の形態１の場合と同様に、ベーパ通路１２を通ってパージ通路１４に開放される。この場合、空燃比荒れやドラビリの悪化を伴わずにタンク内圧Ｐｔｎｋを判定値α以下に下げることができる。
【００６４】
以上説明した通り、図５に示すルーチンによれば、システムの運転中にＥ／Ｇ開放条件が成立している場合には、燃料タンク１０内のガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることにより、タンク内圧Ｐｔｎｋの減圧を図ることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態１の場合と同様にタンク内圧Ｐｔｎｋが不当に高圧となるのを避けることができ、かつ、システム運転中に蒸発燃料が主キャニスタ１８を逆流する頻度を実施の形態１の場合に比して十分に少なくすることができ、実施の形態１の場合に比して更に優れたエミッション特性を実現することができる。
【００６５】
ところで、上述した実施の形態２においては、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えていると判定された際に、Ｅ／Ｇ開放条件が成立している場合に限り圧抜き弁５６を開弁させることとしているが、圧抜き弁５６の制御手法はこれに限定されるものではない。すなわち、圧抜き弁５６は、システムの運転中（従って、内燃機関の運転中）にタンク内圧Ｐｔｎｋがαを超えた場合に常に開弁させることとしてもよい。
【００６６】
尚、上述した実施の形態２においては、圧抜き弁５６が前記第８の発明における「圧抜き機構」に、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えており、かつ、Ｅ／Ｇ開放条件が成立していることが前記第８の発明における「所定の条件」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵが、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第８の発明における「圧抜き機構制御手段」が実現されている。
【００６７】
実施の形態３．
次に、図６乃至図８を参照して本発明の実施の形態３について説明する。
図６は、本発明の実施の形態３のシステムの構成を説明するための図を示す。図６に示す構成は、調圧弁４６の下流にパージ切り替え弁６０とパージ通路６２を備えている点、およびタンク内圧Ｐｔｎｋを検出するための圧力センサ５８を備える点を除き、図１に示す構成と同様である。パージ通路６２は、パージ切り替え弁６０を内燃機関の吸気通路に導通させる通路である。パージ切り替え弁６０は、調圧弁４６を低濃度ガス通路４８に導通させる第１状態と、調圧弁４６を吸気通路に導通させる第２状態とを選択的に実現することのできる２方向の切り替え弁である。本実施形態におけるＥＣＵは、パージ切り替え弁６０を選択的に第１状態または第２状態とすることができると共に、実施の形態２の場合と同様に、圧力センサ５８の出力に基づいてタンク内圧Ｐｔｎｋを検知することができる。
【００６８】
上述した実施の形態２では、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超える場合に、燃料タンク１０内のガスを直接的に内燃機関の吸気通路に吸入させることとしている。このため、実施の形態２の装置では、タンク内圧Ｐｔｎｋの開放に伴って、燃料濃度の濃いガスが吸気通路に供給され易い。内燃機関における空燃比制御は、吸気通路に供給されるガス中の燃料濃度が薄いほど容易である。従って、空燃比荒れを防ぎ、また、内燃機関の運転状態を安定に維持するうえでは、タンク内圧Ｐｔｎｋの開放時に吸気通路に供給されるガス中の燃料濃度は薄いことが望ましい。
【００６９】
本実施形態の構成によれば、タンク仕切弁１３を導通状態とし、かつ、パージ切り替え弁６０を第２状態とすれば、タンク内圧Ｐｔｎｋをパージ通路１４側に開放しつつ、中濃度用分離ユニット３６により生成された低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることができる。低濃度ガスが吸気通路に吸入される状況下では、吸入により失われる分だけ還流経路内のガスが減少する。このため、このような状況下では、燃料タンク１０からパージ通路１４に流出してくるガスの全てがパージポンプ１６により高濃度用分離ユニット２２側に圧送され、そのガスが主キャニスタ１８を逆流して逆止弁対５０から大気に放出されるような事態は生じない。
【００７０】
更に、上記の状況下では、内燃機関の吸気通路に対して、中濃度用分離ユニット３６で生成された低濃度ガス、つまり、燃料濃度の低いガスを吸入させることができる。そして、吸気通路に吸入されるガスの燃料濃度が低ければ、そのガスの流入に伴う空燃比荒れを十分に抑制し、また、そのガスの流入に関わらず内燃機関の状態を安定に維持することが可能である。そこで、本実施形態の装置は、システムの運転中にタンク内圧Ｐｔｎｋが不当に高い値となった場合には、タンク仕切弁１３を導通状態とし、かつ、パージ切り替え弁６０を第２状態とすることでタンク内圧Ｐｔｎｋの開放を図ることとした。
【００７１】
［実施の形態３の装置の動作］
図７は、実施の形態３において、ＥＣＵが実行する制御の内容をシステムの状態毎に整理して表した図である。図７に示す内容は、システム運転中におけるタンク仕切弁１３の状態が「圧抜き制御（図８）」により決せられるとされている点、およびパージ切り替え弁６０の状態に関する欄が設けられている点を除き、既述した図２に示す内容と同様である。
【００７２】
本実施形態において、システムの停止中および給油中は、実施の形態１および２の場合と同様に、分離ユニット２２，３６による蒸発燃料の処理が停止されるのが原則である。分離ユニット２２，３６による処理が停止されている間は、調圧弁４６から低濃度ガスが流出することはない。従って、この場合は、パージ切り替え弁６０が第１の状態とされていても第２の状態とされていても、システムの動作には何ら影響は生じない。このため、図７に示す通り、本実施形態では、システムの停止中および給油中はパージ切り替え弁６０の状態を問わないこととしている。そして、パージ切り替え弁６０の追加に関わらず、実施の形態３の装置は、システムの停止中および給油中は、実施の形態１の場合と同様の動作を示す。
【００７３】
図７に示す通り、本実施形態のシステムの運転中は、パージ通路封入弁２０および高濃度通路封入弁３１が実施の形態１の場合と同様に常に導通状態とされる。そして、この場合、ＥＣＵは、タンク仕切弁１３の状態およびパージ切り替え弁６０の状態を以下に説明する圧抜き制御により決定する。
【００７４】
図８は、本実施形態においてＥＣＵが実行する圧抜き制御の内容を説明するためのフローチャートを示す。図８に示すルーチンでは、先ず、システムが運転中であるか否かが判別される（ステップ１２０）。その結果、システムが運転中でないと判別された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、システムが運転中であると判別された場合は、次に、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値α以下であるかが判別される（ステップ１２２）。ステップ１２２の処理は、既述したステップ１０２の処理と同一であり、ここでＰｔｎｋ≦αの成立が認められる場合は燃料タンク１０がタンク内圧Ｐｔｎｋに十分に耐え得ると判断することができ、一方、Ｐｔｎｋ≦αの成立が認められない場合は燃料タンク１０の保護のため、タンク内圧Ｐｔｎｋを開放すべきことが判断できる。
【００７５】
図８に示すルーチン中、上記ステップ１２２においてＰｔｎｋ≦αの成立が判定された場合は、その後、タンク仕切弁１３が遮断（閉弁）状態とされる（ステップ１２４）。この場合、燃料タンク１０が密閉状態とされることにより、燃料タンク１０からの蒸発燃料の流出が阻止され、更に、燃料タンク１０の内部での更なる蒸発燃料の発生が抑制される。一方、上記ステップ１２２においてＰｔｎｋ≦αの不成立が判定された場合は、タンク仕切弁１３が導通（開弁）状態とされる（ステップ１２６）。この場合、燃料タンク１０がパージ通路１４と導通し、蒸発燃料の流出を伴いつつタンク内圧Ｐｔｎｋがパージ通路１４に開放される。
【００７６】
図８に示すルーチンでは、次に、大気パージ条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１２８）。大気パージ条件は、低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることができるか否かを判断するための条件である。つまり、パージ切り替え弁６０を第２状態として低濃度ガスを吸気通路に吸入させても、不当な空燃比荒れやドラビリの悪化が生じないか否かを判断するための条件である。尚、パージ切り替え弁６０が第２状態とされ、低濃度ガスが吸気通路に吸入され始めると、還流経路内のガスの不足分を補うべく逆止弁対５０から大気が吸入され始め、その大気による主キャニスタ１８のパージが実行される。ここでは、そのパージを「大気パージ」と称することと対応して、本ステップ１２８で判断する条件を「大気パージ条件」と称している。
【００７７】
上記ステップ１２８では、具体的には、機関回転数や吸入空気量がそれぞれ判定値を超えているか、或いは、空燃比フィードバック制御が既に実行されているか、などが大気パージ条件として判定される。大気パージに伴って吸気通路に吸入される低濃度ガスは、燃料タンク１０内のガスに比して燃料濃度が十分に低いガスである。このため、大気パージ条件は、実施の形態２におけるＥ／Ｇ開放条件（上記ステップ１０８参照）に比して、より広い状況下で（より低い機関回転数やより少量の吸入空気量で）その成立を認め得るように設定されている。
【００７８】
上記ステップ１２８において、大気パージ条件が成立すると判別された場合は、低濃度ガスを吸気通路に供給するために、パージ切り替え弁６０が第２状態とされる（ステップ１３０）。この場合、タンク仕切弁１３が開いていれば、タンク内圧Ｐｔｎｋの減圧を図りつつ、大気による主キャニスタ１８のパージを実現することができる。また、タンク仕切弁１３が閉じている場合は、燃料タンク１０を密閉状態としたまま、大気による主キャニスタ１８のパージを実現することができる。そして、何れの場合においても、吸入通路に流入するガス中の燃料濃度を十分に低くすることができ、空燃比の制御精度を維持し、かつ、内燃機関の状態を安定に維持することができる。
【００７９】
上記ステップ１２８において、大気パージ条件が成立しないと判別された場合は、低濃度ガスを低濃度ガス通路４８に還流させるべく、パージ切り替え弁６０が第１状態とされる（ステップ１３２）。この場合、タンク仕切弁１３が開いていれば、タンク内圧Ｐｔｎｋの減圧を図りつつ、低濃度ガスによる主キャニスタ１８のパージを実現することができる。また、タンク仕切弁１３が閉じている場合は、燃料タンク１０を密閉状態としたまま、低濃度ガスによる主キャニスタ１８のパージを実現することができる。
【００８０】
以上説明した通り、図８に示すルーチンによれば、システムの運転中にタンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えた場合には、タンク仕切弁１３を開いてタンク内圧Ｐｔｎｋの減圧を図ることができる。そして、その場合に、大気パージ条件が成立していれば、中濃度用分離ユニット３６において生成される低濃度ガスを内燃機関に吸入させることにより、蒸発燃料の大気への流出を有効に阻止することができる。大気パージ条件は、既述した通り、実施の形態２で用いられたＥ／Ｇ開放条件より広い状況下で成立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、実施の形態１または２の場合と同様にタンク内圧Ｐｔｎｋが不当に高圧となるのを避けることができ、かつ、タンク内圧Ｐｔｎｋの開放に伴う蒸発燃料の大気への流出を実施の形態２の場合に比して更に有効に防ぐことができる。
【００８１】
ところで、上述した実施の形態３では、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えていると判定された際に、大気パージ条件が成立している場合に限りパージ切り替え弁６０を第２状態とされているが、パージ切り替え弁６０の制御手法はこれに限定されるものではない。すなわち、パージ切り替え弁６０は、システムの運転中（従って、内燃機関の運転中）にタンク内圧Ｐｔｎｋがαを超えた場合に常に第２状態とすることとしてもよい。
また、上述した実施の形態３では、タンク内圧Ｐｔｎｋが常に分離ユニット２２，３６を経由する形で減圧されているが、その減圧の手法は分離ユニット２２，３６を経由する手法に限られるものではない。例えば、実施の形態２の場合と同様の圧抜き通路５４および圧抜き弁５６を設けて（図３参照）、Ｅ／Ｇ開放条件が成立する場合には圧抜き通路５４を介してタンク内圧Ｐｔｎｋを減圧し、Ｅ／Ｇ開放条件が成立しない場合にのみ分離ユニット２２，３６を介してタンク内圧Ｐｔｎｋを開放することとしてもよい。
【００８２】
尚、上述した実施の形態３においては、パージ切り替え弁６０およびパージ通路６２が前記第１０の発明における「パージ機構」に、タンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えており、かつ、大気パージ条件が成立していることが前記第１０の発明における「所定の条件」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵが、上記ステップ１２６および１３０の処理を実行することにより前記第１０の発明における「圧抜き状態形成手段」が実現されている。
【００８３】
実施の形態４．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図９は、本発明の実施の形態４のシステムの構成を説明するための図を示す。図９に示す構成は、パージ通路１４からパージ通路封入弁２０が除去されている点、および逆止弁対５０の大気側にサブキャニスタ６４が配置されている点を除き、実施の形態３の構成（図６に示す構成）と同様である。サブキャニスタ６４は、主キャニスタ１８と同様に、その内部を流通するガス中に含まれる蒸発燃料を吸着することができ、また、その内部を空気が流通する際に吸着燃料を放出することができる。
【００８４】
［実施の形態４の装置の動作］
図１０は、実施の形態４において、ＥＣＵが実行する制御の内容をシステムの状態毎に整理して表した図である。図１０に示す内容は、パージ通路封入弁２０の状態に関する欄が削除されている点を除き、実施の形態３において説明した図７に示す内容と同様である。既述した実施の形態３では、パージ通路封入弁２０がシステムの運転中に限り導通（開弁）状態とされる。つまり、実施の形態３では、パージ通路１４が、システムの運転中に限り導通状態とされる。これに対して、本実施形態では、パージ通路封入弁２０が除去されているため、パージ通路１４が常に導通状態とされる。このため、本実施形態の装置は、システムの運転中および給油中において、パージ通路１４の内部をガスが流通し得る点において実施の形態３の装置と相違している。
【００８５】
本実施形態において、システムの運転中は、実施の形態１乃至３の場合と同様に、パージポンプ１６の吐出口から調圧弁４６に至る経路が正圧とされる。既述した実施の形態１乃至３の装置では、システムの停止と共にパージ通路１４が遮断されることにより、システムの停止中も上記の正圧が高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６に蓄えられたままの状態となる。これに対して、本実施形態では、パージ通路１４が常に導通状態とされているため、システムの停止後に、上記の正圧がパージ通路１４を介して主キャニスタ１８側に開放される。このため、本実施形態の構成によれば、実施の形態１乃至３の場合に比して、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニットに加わる圧力負荷を下げることができ、それらの分離ユニット２２，３６の耐圧構造を、より簡略化することが可能である。
【００８６】
本実施形態の装置において、分離ユニット２２，３６に蓄えられていた正圧がシステムの停止と共に開放される際には、高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６に残存するガス、或いは中濃度用分離ユニット３６の高濃度室４２に残存するガスなどが、パージ通路１４を通って主キャニスタ１８のガス流出孔１９に流入する。既述した通り、高濃度用分離ユニット２２の低濃度室２６には、定常時において燃料濃度が６０％程度のガスが供給されている。また、中濃度用分離ユニット３６の高濃度室４２では、定常時において、燃料濃度が６５％程度の循環ガスが生成されている。燃料濃度の高いこれらのガスがガス流出孔１９に流入すると、主キャニスタ１９のガス流入孔４９からは蒸発燃料を含むガスが吹き抜け易い。
【００８７】
ところが、本実施形態の構成では、主キャニスタ１８のガス流入孔４９から流出したガスは、逆止弁対５０を通過した後、サブキャニスタ６４を通って大気に放出される。この際、そのガス中に含まれている蒸発燃料はサブキャニスタ６４に捕獲され、大気には吹き抜けない。このため、本実施形態の装置によれば、システムの停止中に高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６を大気圧に開放させる構成を採りつつ、蒸発燃料が大気に放出されるのを有効に防ぐことができる。
【００８８】
本実施形態の構成によれば、パージポンプ１６が起動された後、調圧弁４６の上流側の圧力が調圧弁４６の開弁圧に到達するまでの間は、サブキャニスタ６４からの空気の取り込みが行われる。また、本実施形態の構成によれば、パージ切り替え弁６０が第２状態とされ、大気パージが実行されている間もサブキャニスタ６４からの空気の取り込みが行われる。サブキャニスタ６４は、これらの状況下で空気によりパージされる。このように、本実施形態の構成によれば、システムの運転中にサブキャニスタ６４を清浄な状態に復帰させておくことができる。このため、本実施形態の装置によれば、システムの停止時に、サブキャニスタ６４を通過して蒸発燃料が大気中に吹き抜けるのを有効に阻止することができる。
【００８９】
ところで、上述した実施の形態４では、実施の形態３の構成（図６参照）を基礎とする構成を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、システム停止時における蒸発燃料の吹き抜けをサブキャニスタ６４を用いて阻止する発明は、必ずしもパージ切り替え弁６０を用いてタンク内圧Ｐｔｎｋを開放する発明と組み合わる必要はない。例えば、実施の形態１の構成（図１参照）からパージ通路封入弁２０を除去し、かつ、その構成にサブキャニスタ６４を追加することにより本発明を具現化することしてもよい。或いは、実施の形態２の構成（図３参照）からパージ通路封入弁２０を除去し、かつ、その構成にサブキャニスタ６４を追加することにより本発明を具現化することしてもよい。
【００９０】
尚、上述した実施の形態４においては、主キャニスタ１８のガス流入孔４９、或いは逆止弁対５０が、上記第４の発明における「大気孔」に相当している。
【００９１】
実施の形態５．
次に、図１１乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図１１は、本発明の実施の形態５のシステムの構成を説明するための図を示す。本実施形態の装置は、図１１に示すように、調圧弁４６の上流側における圧力を検出するための圧力センサ６６を備えている。本実施形態において、ＥＣＵは、この圧力センサ６６の出力に基づいて、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６の内部に生じている圧力を検知することができる。
【００９２】
本実施形態の装置の構成（図１１に示す構成）は、圧力センサ６６を備えている点の他は、サブキャニスタ６４を備えている点を除き、既述した実施の形態３の構成（図６参照）と同様である。換言すると、図１１に示す構成は、圧力センサ６６を備えている点の他は、パージ通路封入弁２０を備えている点を除き、既述した実施の形態４の構成（図９に示す構成）と同様である。
【００９３】
既述した実施の形態３の装置は、システムの停止中および給油中において、パージ通路１４を遮断状態とすることで蒸発燃料の大気への吹き抜けを防ぐこととしている。しかし、このような構成によれば、高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６にシステムの停止中にも高い圧力がかかることとなり、それらに対して十分な耐圧特性を与えることが必要となる。
【００９４】
これに対して、既述した実施の形態４の装置は、パージ通路１４を常時導通状態とすることで高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニット３６に加わる圧力負荷を下げる一方、サブキャニスタ６４を用いて蒸発燃料の大気放出を阻止することとしている。しかしながら、このような構成により蒸発燃料の大気放出を阻止するためには、システムの運転中に高濃度用分離ユニット２２および中濃度用分離ユニットに蓄えられた圧力がそのまま開放されても蒸発燃料の大気流出が防げる程度に大きな容量をサブキャニスタ６４に与えておくことが必要である。
【００９５】
ところで、高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニットに蓄えられる圧力は、システムが停止した後、時間の経過に伴ってパージポンプ１６周辺の温度が下がるに連れて低下する。また、主キャニスタ１８の燃料吸着能力は、システムの停止に伴ってヒータ２１への通電が停止された後、その内部の温度が下がるに連れて向上する。分離ユニット２２，３６内に残存する圧力が主キャニスタ１８に開放されるのに伴って主キャニスタ１８のガス流入孔４９から吹き抜ける蒸発燃料量は、開放される圧力が低いほど、また、主キャニスタ１８の燃料吸着能力が高いほど少量となる。
【００９６】
このため、システムが停止された後、ある程度の時間が経過するまで分離ユニット２２，３６内に圧力を封じ込めておき、その残圧が適当に低下し、かつ、主キャニスタ１８の燃料吸着能力が適当に向上した時点でその残圧を開放することとすれば、主キャニスタ１８を吹き抜ける蒸発燃料の量を少量とすることができ、サブキャニスタ６４の担うべき負荷を下げることができる。そこで、本実施形態では、逆止弁対５０の大気側にサブキャニスタ６４を配置しつつ、パージ通路１４にパージ通路封入弁２０を配置し、システムの停止後所定の封入期間はパージ通路１４を遮断状態に維持し、その封入期間が経過した時点でパージ通路封入弁２０を導通させることとした。
【００９７】
［実施の形態５の装置の動作］
図１２は、実施の形態５において、ＥＣＵが実行する制御の内容をシステムの状態毎に整理して表した図である。図１２において、システム運転中の欄に記された内容は、実施の形態３において説明した内容（図７参照）と同様であり、また、実施の形態４において説明した内容（図１０参照）とも実質的に同様である。このため、本実施形態の装置は、システムの運転中は実施の形態３および４の装置と同様に機能する。
【００９８】
また、図１２において、システム停止中の欄、および給油中の欄に記された内容は、パージ通路封入弁２０の状態が「圧力開放制御（図１３）」により決せられるとされている点を除き、実施の形態３において説明した内容（図７参照）と同様であり、また、実施の形態４において説明した内容（図１０参照）とも実質的に同様である。以下、ＥＣＵが、システム停止中および給油中において、パージ通路封入弁２０の状態を決めるべく実行する圧力開放制御の内容を説明する。
【００９９】
図１３は、本実施形態においてＥＣＵが実行する圧力開放制御の内容を説明するためのフローチャートを示す。図１３に示すルーチンでは、先ず、システム停止中、或いは給油中であるかが判別される（ステップ１４０）。その結果、システム停止中でも給油中でもないと判別された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、システム停止中、或いは給油中であると判別された場合は、所定の圧力開放条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１４２）。
【０１００】
既述した通り、本実施形態のシステムでは、パージポンプ１６の作動が停止された後、所定の封入期間はパージ通路封入弁２０を遮断状態とし、高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６に蓄えられている残圧が適当に低下し、また、主キャニスタ１８の燃料吸着能力が適当に向上した時点でパージ通路封入弁２０を導通状態とすることとしている。上記ステップ１４２において判定される「圧力開放条件」とは、パージ通路封入弁２０を導通状態とすべきタイミングが到来したか否かを判断するための条件である。
【０１０１】
本実施形態では、パージポンプ１６が停止した後、圧力センサ６６により検出されるシステム内の残圧が所定の判定値を下回ったか否かが圧力開放条件として判定される。但し、圧力開放条件は、この条件に限定されるものではない。例えば、主キャニスタ１８内部の温度を検出する温度センサを設けたうえで、パージポンプ１６の停止後、主キャニスタ１８の内部温度が所定の判定値を下回ったか否かを圧力開放条件として判定してもよい。或いは、パージポンプ１６の停止後の経過時間が所定の判定値を超えたか否かを圧力開放条件として判定してもよい。また、パージポンプ１６の停止後の経過時間で圧力開放条件の成否を判断する場合は、主キャニスタ１８の温度低下の傾向や、システム内の残圧低下の傾向に外気温が与える影響を考慮して、上記の判定値を外気温（内燃機関の吸気温）に応じて設定することとしてもよい。
【０１０２】
上記ステップ１４２において、圧力開放条件が成立しないと判別された場合は、システムが停止した後、未だパージ通路封入弁２０を開弁させるべきタイミングが到来していないと判断することができる。この場合は、以後、パージ通路封入弁２０が遮断（閉弁）状態とされた後（ステップ１４４）、今回の処理サイクルが終了される。一方、圧力開放条件が成立していると判別された場合は、パージ通路封入弁２０を開いてシステム内の残圧を開放させるべきタイミングが到来したと判断することができる。この場合は、以後、パージ通路封入弁２０を導通（開弁）状態とされた後、今回の処理サイクルが終了される。
【０１０３】
以上説明した通り、図１３に示すルーチンによれば、システムが停止した後、或いは給油が開始された後、圧力開放条件が成立するまではパージ通路封入弁２０を遮断状態とすることができる。そして、圧力開放条件が成立した時点で、つまり、システム内の残圧が適当に低下し、かつ、主キャニスタ１８の燃料吸着能力が適当に向上した時点でパージ通路封入弁２０を開弁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、システム停止中に長期に渡って高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６の内部に圧力負荷がかかるのを回避しつつ、その残圧の開放に伴って蒸発燃料が大気に放出されるのを有効に阻止することができる。つまり、本実施形態の装置によれば、実施の形態３の装置（図６参照）との比較では、システムの耐圧構造を簡略化し得るという効果を達成することができ、また、実施の形態４の装置（図９参照）との対比では、蒸発燃料の大気流出をより確実に阻止し得るという効果を達成することができる。
【０１０４】
ところで、上述した実施の形態５では、実施の形態３または４の構成（図６、図９参照）を基礎とする構成を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、システムの停止後に所定の封入期間の経過を待ってシステム内の残圧を開放しようとする発明は、必ずしもパージ切り替え弁６０を用いてタンク内圧Ｐｔｎｋを開放する発明と組み合わる必要はない。例えば、実施の形態１の構成（図１参照）にサブキャニスタ６４を追加することにより本発明を具現化することしてもよい。或いは、実施の形態２の構成（図３参照）にサブキャニスタ６４を追加することにより本発明を具現化することしてもよい。
【０１０５】
尚、上述した実施の形態５においては、パージ通路封入弁２０が前記第５の発明における「パージ通路封入機構」に相当していると共に、ＥＣＵが、上記ステップ１４０〜１４６の処理を実行することにより前記第５の発明における「パージ通路封入機構制御手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵに、既述した圧力開放条件の判定の基礎となる事項（主キャニスタ１８の温度、システム停止後の経過時間、或いはシステム内の残圧）を取得させることにより前記第６の発明における「状態検出手段」を実現することができ、また、ＥＣＵが、上記ステップ１４２の処理を実行することにより前記第６の発明における「封入期間経過判定手段」が実現されている。
【０１０６】
実施の形態６．
次に、図１４を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。図１４に示す構成は、圧抜き通路５４の途中に圧抜き用分離ユニット６８を備えている点を除き、実施の形態２の装置の構成（図３参照）と同様である。圧抜き用分離ユニット６８は、高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６と同様に、分離膜７０と、その分離膜７０により隔絶された低濃度室７２および高濃度室７４を備えている。圧抜き用分離ユニット６８の低濃度室７２は、圧抜き通路５４を介して燃料タンク１０の内部空間と導通している。また、圧抜き用分離ユニット６８の高濃度室７４は、処理ガス通路７６を介してジェットポンプ３４と導通している。
【０１０７】
システムの運転中、すなわち、燃料フィードポンプ３２の運転中は、ジェットポンプ３４の発生する負圧が高濃度室７４に導かれることにより分離膜７０の両側に差圧が発生する。その結果、圧抜き用分離ユニット６８は、低濃度室７２に導かれたガス中の燃料を抽出分離し、低濃度室７２では燃料濃度の薄いガスを生成し、かつ、高濃度室７４には燃料濃度の高いガスを生成する。そして、高濃度室７４において生成された燃料濃度の高いガスは、ジェットポンプ３４により燃料タンク１０の内部に戻される。
【０１０８】
本実施形態において、ＥＣＵは、タンク仕切弁１３、高濃度通路封入弁３１、および圧抜き弁５６を実施の形態２の場合と同様に制御する（図４参照）。つまり、本実施形態においても、ＥＣＵは、システムの運転中にタンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えた場合に圧抜き弁５６を開弁させる（図５、ステップ１１２参照）。図１４に示す構成によれば、圧抜き弁５６の開弁時には圧抜き用分離ユニット６８により生成された燃料濃度の薄いガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることができる。
【０１０９】
吸気通路に吸入されるガス中の燃料濃度が低い場合には、内燃機関における空燃比荒れを容易に抑制することができ、良好なエミッション特性を維持し、かつ、内燃機関の運転状態を安定に維持することができる。また、吸気通路に吸入されるガスが燃料濃度の低いガスであれば、その吸入を許容する条件（図５における「Ｅ／Ｇ開放条件」）の成立を広い範囲で認めることができる。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態２の装置に比して、より広い運転状況下で、蒸発燃料の大気流出を防ぎつつ、かつ、エミッション特性や内燃機関の運転状態の悪化を防ぎつつ、タンク内圧Ｐｔｎｋの不当な高圧化を回避することができる。
【０１１０】
ところで、上述した実施の形態６においては、実施の形態２の構成（図３参照）を基礎とする構成を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、圧抜き通路５４に圧抜き用分離ユニット６８を設ける発明は、必ずしも、パージ通路封入弁２０を遮断してシステム停止時の蒸発燃料の吹き抜けを防ぐ発明と組み合わる必要はない。例えば、実施の形態４（図９参照）或いは実施の形態５（図１１参照）の場合と同様に、システム停止時における蒸発燃料の大気流出は、サブキャニスタ６４を設けることにより阻止してもよい。
【０１１１】
実施の形態７．
次に、図１５を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。図１５に示す構成は、ベーパ通路１２の途中にベーパ用分離ユニット７８を備えている点を除き、実施の形態３の装置の構成（図６参照）と同様である。ベーパ用分離ユニット７８は、高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６と同様に、分離膜８０と、その分離膜８０により隔絶された低濃度室８２および高濃度室８４を備えている。ベーパ用分離ユニット７８の低濃度室８２は、ベーパ通路１２を介して燃料タンク１０の内部空間と導通している。また、ベーパ用分離ユニット７８の高濃度室８４は、処理ガス通路８６を介してジェットポンプ３４と導通している。
【０１１２】
システムの運転中、すなわち、燃料フィードポンプ３２の運転中は、ジェットポンプ３４の発生する負圧が高濃度室８４に導かれることにより分離膜８０の両側に差圧が発生する。その結果、ベーパ用分離ユニット７８は、低濃度室８２に導かれたガス中の燃料を抽出分離し、低濃度室８２では燃料濃度の薄いガスを生成し、かつ、高濃度室８４には燃料濃度の高いガスを生成する。そして、高濃度室８４において生成された燃料濃度の高いガスは、ジェットポンプ３４により燃料タンク１０の内部に戻される。
【０１１３】
本実施形態において、ＥＣＵは、タンク仕切弁１３、パージ通路封入弁２０、高濃度通路封入弁３１、およびパージ切り替え弁６０を実施の形態３の場合と同様に制御する（図７参照）。つまり、本実施形態においても、ＥＣＵは、システムの運転中にタンク内圧Ｐｔｎｋが判定値αを超えた場合にタンク仕切弁１３を開いて（図８、ステップ１２６参照）タンク内圧Ｐｔｎｋの減圧を図る。図１５に示す構成によれば、タンク仕切弁１３の開弁時にはベーパ用分離ユニット７８により生成された燃料濃度の薄いガスをパージ通路１４側に流通させることができる。
【０１１４】
タンク内圧Ｐｔｎｋの開放に伴ってパージ通路１４に流入してくるガス中の燃料濃度が低い場合は、そのガスの流入に伴う燃料処理に関するシステム負荷の上昇を小さく抑えることができる。このため、本実施形態の装置によれば、システムの燃料処理に関する負荷をさほど大きく変化させることなく、タンク内圧Ｐｔｎｋの適切な減圧処理を行うことが可能である。
【０１１５】
ところで、上述した実施の形態７においては、実施の形態３の構成（図６参照）を基礎とする構成を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ベーパ通路１２にベーパ用分離ユニット７８を設ける発明は、必ずしも、パージ通路封入弁２０を遮断してシステム停止時の蒸発燃料の吹き抜けを防ぐ発明と組み合わる必要はない。例えば、実施の形態４（図９参照）或いは実施の形態５（図１１参照）の場合と同様に、システム停止時における蒸発燃料の大気流出は、サブキャニスタ６４を設けることにより阻止してもよい。
【０１１６】
また、上述した実施の形態７においては、実施の形態１乃至６の場合と同様に、ベーパ通路１２にタンク仕切弁１３を設けることとしているが、ベーパ通路１２にベーパ用分離ユニット７８を設ける場合には、タンク仕切弁１３を省略することとしてもよい。すなわち、ベーパ通路１２にベーパ用分離ユニット７８が配置される場合には、システムの運転中に燃料タンク１０側からパージ通路１２に流入するガス中の燃料濃度をベーパ用分離ユニット７８により十分に低くすることができる。このため、この構成によれば、システムの運転中に主キャニスタ１８を十分に清浄な状態に維持することが可能であり、タンク仕切弁１３を省略しても、蒸発燃料の大気流出を有効に阻止することが可能である。
【０１１７】
更に、ベーパ通路１２にベーパ用分離ユニット７８を配置する場合には、給油の際に燃料フィードポンプ３２を作動させ、ジェットポンプ３４に負圧を発生させることとしてもよい。この場合、給油の実行に伴って燃料タンク１０から流出する燃料濃度の高いガスをベーパ用分離ユニット７８で処理することが可能となり、給油の実行に伴って主キャニスタ１８に吸着される燃料量を十分に少量とすることができ、蒸発燃料の大気流出をより一層有効に阻止することが可能となる。
【０１１８】
【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、タンク仕切機構を遮断状態とすることで、燃料タンクから流出する蒸発燃料の流れを遮断することができる。このため、本発明によれば、燃料タンク内で蒸発燃料が発生した場合に、その蒸発燃料がキャニスタに流入するのを防ぎ、キャニスタ内の蒸発燃料が大気に押し出されるのを防ぐことができる。
【０１１９】
第２の発明によれば、ベーパ通路に配置されたベーパ用分離ユニットの機能により、ベーパ通路からキャニスタ側へ流出してくるガス中の燃料濃度を十分に低くすることができる。キャニスタから大気へは、キャニスタに流入してくるガス中の燃料濃度が高いほど燃料成分が流出し易い。本発明によれば、その流入ガスの燃料濃度を十分に低くすることができるため、燃料タンク内で蒸発燃料が発生した場合に、キャニスタから大気に燃料成分が吹き抜けるのを有効に抑制することができる。
【０１２０】
第３の発明によれば、パージ通路封入機構を遮断状態とすることで、分離ユニットからキャニスタへ向かうガスの流れを遮断することができる。このため、本発明によれば、パージポンプの作動中に分離ユニット内に蓄えられた圧力がキャニスタに向けて開放されるのを防ぐことができ、その圧力の開放に伴ってキャニスタから燃料成分が吹き抜けるのを防ぐことができる。
【０１２１】
第４の発明によれば、キャニスタの大気孔から大気へ向かって流れる蒸発燃料をサブキャニスタにより捕獲することができる。このため、本発明によれば、分離ユニット内に蓄えられた圧力がキャニスタに向けて開放される際に、その圧力の開放に伴って大気孔から蒸発燃料が流出しても、その燃料が大気に放出されるのを防ぐことができる。
【０１２２】
第５の発明によれば、パージポンプが停止した後、封入期間が経過するまではパージ通路封入機構を遮断状態として、分離ユニット内の残圧がキャニスタに開放されるのを防ぐことができる。封入期間が経過する過程では、分離ユニットやキャニスタの温度低下に伴い、上記の残圧が低下し、また、キャニスタの燃料吸着能力が向上する。本発明では、上記の残圧が適当に低下し、また、キャニスタの燃料吸着能力が適当に向上した時点でパージ通路封入機構が導通状態とされ、上記の残圧の開放が図られる。このため、本発明によれば、残圧解放時に燃料がキャニスタを吹き抜けて大気に放出されるのを有効に防ぎつつ、分離ユニットからキャニスタに至る経路に高い圧力負荷がかかるのを避けることができる。
【０１２３】
第６の発明によれば、パージ通路封入機構が遮断状態とされる封入期間が、キャニスタの蒸発燃料吸着能力および分離ユニット内の残圧の少なくとも一方に基づいて決定される。このため、本発明によれば、上記の封入期間を、燃料の吹き抜けを防ぎ、かつ、上記残圧に起因する圧力負荷を最少とするうえで最適な期間に決定することができる。
【０１２４】
第７の発明によれば、高濃度通路封入機構を遮断状態とすることで、分離ユニットと燃料タンクとを遮断することができる。このため、本発明によれば、分離ユニット内の圧力が燃料タンクに開放されるのを防ぐことができる。
【０１２５】
第８の発明によれば、圧抜き機構を導通状態とすることにより、タンク内圧を内燃機関の吸気通路に開放することができる。このため、本発明によれば、燃料タンクの内部で発生した蒸発燃料を内燃機関に吸引させることによりタンク内圧の上昇を防ぐことができる。
【０１２６】
第９の発明によれば、圧抜き通路を通って吸気通路に流入するガスの燃料濃度を、圧抜き用分離ユニットにより低下させることができる。このため、本発明によれば、内燃機関における空燃比に対する影響を十分に抑制しつつ、タンク内圧の上昇を防ぐことができる。
【０１２７】
第１０の発明によれば、所定の条件下では、燃料タンク内部のガスをベーパ通路から分離ユニットに流入させ、その結果分離ユニットで生成された低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることができる。本発明によれば、この状態を形成することにより、内燃機関における空燃比に対する影響を十分に抑制しつつ、タンク内圧の上昇を有効に防ぐことができる。
【０１２８】
第１１の発明によれば、ベーパ通路を通って流通するガスの燃料濃度を、ベーパ用分離ユニットにより低下させることができる。このため、本発明によれば、燃料タンクから流出する蒸発燃料の処理に伴う分離ユニットの負荷を十分に小さく抑制しつつ、第１０の発明が奏する効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行される制御の内容を整理して表した図である。
【図３】本発明の実施の形態２の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２において実行される制御の内容を整理して表した図である。
【図５】本発明の実施の形態２において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態３において実行される制御の内容を整理して表した図である。
【図８】本発明の実施の形態３において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態４の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態４において実行される制御の内容を整理して表した図である。
【図１１】本発明の実施の形態５の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態５において実行される制御の内容を整理して表した図である。
【図１３】本発明の実施の形態５において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態６の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施の形態７の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  燃料タンク
１２  ベーパ通路
１３  タンク仕切弁
１４  パージ通路
１６  パージポンプ
１８  主キャニスタ
２０  パージ通路封入弁
２２  高濃度用分離ユニット
３１  高濃度通路封入弁
３６  中濃度用分離ユニット
６０  パージ切り替え弁
６４  サブキャニスタ
６８  圧抜き用分離ユニット
７８  ベーパ用分離ユニット
【図１】
2004353600.tif 000003
【図２】
2004353600.tif 000004
【図３】
2004353600.tif 000005
【図４】
2004353600.tif 000006
【図５】
2004353600.tif 000007
【図６】
2004353600.tif 000008
【図７】
2004353600.tif 000009
【図８】
2004353600.tif 000010
【図９】
2004353600.tif 000011
【図１０】
2004353600.tif 000012
【図１１】
2004353600.tif 000013
【図１２】
2004353600.tif 000014
【図１３】
2004353600.tif 000015
【図１４】
2004353600.tif 000016
【図１５】
2004353600.tif 000017