(57)【要約】【課題】本発明はキャニスタを備える蒸発燃料処理装置に関し、装置の内部に生じた故障を速やかに検出することを目的とする。【解決手段】蒸発燃料を吸着するための主キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１を設ける。主キャニスタを加熱するためのヒータ２０とサブキャニスタ５１を加熱するためのサブヒータ５２を設ける。パージポンプ１６や吸気負圧を用いて主キャニスタ１８を通過する気流、或いはサブキャニスタ５１を通過する気流を発生させる。ヒータ２０およびサブキャニスタ５１につき、発生する熱量と温度との関係を検知する。その関係が予定した関係でない場合に故障の発生を判定する。【選択図】        図１
2004353601.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、
前記キャニスタを加熱するためのヒータと、
前記キャニスタを通過する気流を発生させる気流発生機構と、
前記ヒータが発する熱量と、前記ヒータの温度との関係を検知する熱量温度関係検知手段と、
前記熱量と前記温度との関係が予定した関係でない場合に故障の発生を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記故障判定手段は、前記気流が発生すべき状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係を判定値と比較することにより、その関係が予定した関係であるか否かを判定する関係判定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記故障判定手段は、前記気流が発生すべきでない状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係を判定値と比較することにより、その関係が予定した関係であるか否かを判定する関係判定手段を備え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。
【請求項４】
前記故障判定手段は、
前記気流が発生すべき状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係と、前記気流が発生すべきでない状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係とを比較する関係比較手段と、
前者の関係と後者の関係との間に有意な差が認められるか否かに基づいて、前記熱量と前記温度との関係が予定した関係であるか否かを判定する関係判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
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、
前記高濃度ガスを燃料タンクに戻す燃料処理機構とを備え、
前記気流発生機構は、
前記キャニスタを通過して前記分離室に流入する気流を発生させるパージポンプと、
前記キャニスタを通過して内燃機関の吸気通路に流入する気流を発生させるべく、前記キャニスタに内燃機関の吸気負圧を導く負圧導入機構と、
前者の気流を前記パージポンプにより発生させるためのポンプパージのモードと、後者の気流を前記吸気負圧により発生させるための吸気負圧パージのモードとを切り替えるモード切り替え手段とを備え、
前記故障判定手段は、前記パージポンプの故障を判定するポンプ故障判定手段を備え、
前記モード切り替え手段は、前記パージポンプの故障が判定された場合には、前記キャニスタを通過する気流を発生させるためのモードを、前記吸気負圧パージのモードに固定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。
【請求項６】
前記負圧導入機構は、前記分離ユニットで生成された低濃度ガスを前記キャニスタに流入させるための第１状態と、前記低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に流入させるための第２状態と、前記キャニスタを前記吸気通路に導通させる第３状態とを選択的に実現することのできるパージ切り替え弁を含み、
前記モード切り替え手段は、前記パージ切り替え弁を前記第３の状態とすることで前記吸気負圧パージのモードを実現することを特徴とする請求項５記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記モード切り替え手段は、前記パージポンプを作動させながら、前記パージ切り替え弁を前記第１状態または前記第２状態とすることにより前記ポンプパージのモードを実現することを特徴とする請求項６記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記パージポンプの故障が判定された場合に、内燃機関の目標アイドル回転数を通常値に比して高い値とするアイドルアップ手段を備えることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
前記パージポンプの負荷を検出するポンプ負荷検出手段と、
前記パージポンプの負荷が正常値であるか否かを判断する負荷判断手段と、
前記パージポンプの負荷が正常値でない場合に、前記分離ユニットの故障を判定する分離ユニット故障判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項５乃至８の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記キャニスタを大気から遮断するための封鎖弁と、
前記パージポンプの逆転運転時に、当該パージポンプへの大気の流入を可能とする大気吸入孔と、
前記封鎖弁を閉じた状態で前記パージポンプを逆転運転させるポンプ逆転駆動手段と、
前記キャニスタを含む系内の圧力を検出する系内圧力検出手段と、
前記パージポンプの逆転運手開始後における前記系内の圧力に基づいて、当該系内における漏れの有無を判定する漏れ判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項５乃至９の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
前記モード切り替え手段は、前記分離ユニットの故障が判定された場合には、前記キャニスタを通過する気流を発生させるためのモードを、前記吸気負圧パージのモードに固定することを特徴とする請求項９または１０記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１２】
前記モード切り替え手段は、前記系内の漏れが判定された場合には、前記キャニスタを通過する気流を発生させるためのモードを、前記吸気負圧パージのモードに固定することを特徴とする請求項１０記載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、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うえで好適な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２００２−１８８５３０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、キャニスタの内部に気流を発生させるためのポンプを備えている。ポンプの吐出口は、制御弁を介して内燃機関の吸気通路に接続されている。このような構成によれば、ポンプを作動させることによりキャニスタ内部に空気を流通させてキャニスタをパージすることができる。そして、その結果生じたパージガスを内燃機関の吸気通路に吸入させることにより、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。
【０００３】
上記従来の装置は、また、キャニスタの内部にＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）ヒータを備えている。ＰＴＣヒータは、温度に応じて抵抗値を変化させるヒータであり、その特定のために温度を自己管理することができる。このため、上記従来の装置においては、複雑な制御を要することなく、キャニスタの内部を所望の温度に加熱しておくことが可能である。キャニスタは、ある程度の温度に加熱されることにより、吸着している燃料を離脱させ易い状態となる。このため、上記従来の装置によれば、キャニスタ内の吸着燃料が離脱し易い状況を作り出すことができ、キャニスタのパージを効率的に行うことが可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１８８５３０号公報
【特許文献２】
特開平１０−２７４１０６号公報
【特許文献３】
特開平６−１４７０３７号公報
【特許文献４】
特開昭６２−２７９８２５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、パージポンプなどの構成要素に故障が生じた場合、通常の蒸発燃料処理能力が維持できない事態が生ずる。また、この装置は、パージポンプ等の構成要素に故障が生じても、その故障を検出する機能、或いは、その故障を検知して適切な措置を講じるといった機能を有していない。このため、上記従来の装置においては、何らかの故障が生じた場合に、十分な蒸発燃料処理能力が得られない状態が長期にわたって継続され易い。
【０００６】
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、装置の内部に生じた故障を速やかに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。
【０００７】
【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、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、
前記キャニスタを加熱するためのヒータと、
前記キャニスタを通過する気流を発生させる気流発生機構と、
前記ヒータが発する熱量と、前記ヒータの温度との関係を検知する熱量温度関係検知手段と、
前記熱量と前記温度との関係が予定した関係でない場合に故障の発生を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記故障判定手段は、前記気流が発生すべき状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係を判定値と比較することにより、その関係が予定した関係であるか否かを判定する関係判定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記故障判定手段は、前記気流が発生すべきでない状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係を判定値と比較することにより、その関係が予定した関係であるか否かを判定する関係判定手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１の発明において、前記故障判定手段は、
前記気流が発生すべき状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係と、前記気流が発生すべきでない状況下で検知された前記熱量と前記温度との関係とを比較する関係比較手段と、
前者の関係と後者の関係との間に有意な差が認められるか否かに基づいて、前記熱量と前記温度との関係が予定した関係であるか否かを判定する関係判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
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、
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、
前記高濃度ガスを燃料タンクに戻す燃料処理機構とを備え、
前記気流発生機構は、
前記キャニスタを通過して前記分離室に流入する気流を発生させるパージポンプと、
前記キャニスタを通過して内燃機関の吸気通路に流入する気流を発生させるべく、前記キャニスタに内燃機関の吸気負圧を導く負圧導入機構と、
前者の気流を前記パージポンプにより発生させるためのポンプパージのモードと、後者の気流を前記吸気負圧により発生させるための吸気負圧パージのモードとを切り替えるモード切り替え手段とを備え、
前記故障判定手段は、前記パージポンプの故障を判定するポンプ故障判定手段を備え、
前記モード切り替え手段は、前記パージポンプの故障が判定された場合には、前記キャニスタを通過する気流を発生させるためのモードを、前記吸気負圧パージのモードに固定することを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記負圧導入機構は、前記分離ユニットで生成された低濃度ガスを前記キャニスタに流入させるための第１状態と、前記低濃度ガスを内燃機関の吸気通路に流入させるための第２状態と、前記キャニスタを前記吸気通路に導通させる第３状態とを選択的に実現することのできるパージ切り替え弁を含み、
前記モード切り替え手段は、前記パージ切り替え弁を前記第３の状態とすることで前記吸気負圧パージのモードを実現することを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第６の発明において、前記モード切り替え手段は、前記パージポンプを作動させながら、前記パージ切り替え弁を前記第１状態または前記第２状態とすることにより前記ポンプパージのモードを実現することを特徴とする。
【００１４】
また、第８の発明は、第５乃至第７の発明の何れかにおいて、前記パージポンプの故障が判定された場合に、内燃機関の目標アイドル回転数を通常値に比して高い値とするアイドルアップ手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第９の発明は、第５乃至第８の発明の何れかにおいて、
前記パージポンプの負荷を検出するポンプ負荷検出手段と、
前記パージポンプの負荷が正常値であるか否かを判断する負荷判断手段と、
前記パージポンプの負荷が正常値でない場合に、前記分離ユニットの故障を判定する分離ユニット故障判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第１０の発明は、第５乃至第９の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタを大気から遮断するための封鎖弁と、
前記パージポンプの逆転運転時に、当該パージポンプへの大気の流入を可能とする大気吸入孔と、
前記封鎖弁を閉じた状態で前記パージポンプを逆転運転させるポンプ逆転駆動手段と、
前記キャニスタを含む系内の圧力を検出する系内圧力検出手段と、
前記パージポンプの逆転運手開始後における前記系内の圧力に基づいて、当該系内における漏れの有無を判定する漏れ判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第１１の発明は、第９または第１０の発明において、前記モード切り替え手段は、前記分離ユニットの故障が判定された場合には、前記キャニスタを通過する気流を発生させるためのモードを、前記吸気負圧パージのモードに固定することを特徴とする。
【００１８】
また、第１２の発明は、第１０の発明において、前記モード切り替え手段は、前記系内の漏れが判定された場合には、前記キャニスタを通過する気流を発生させるためのモードを、前記吸気負圧パージのモードに固定す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。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。
【００２１】
主キャニスタ１８は、その内部に活性炭を有しており、ベーパ通路１２およびパージ通路１４を介して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２０が配置されている。活性炭は、ヒータ２０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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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によれば、高濃度ガス通路３０を介して、高濃度用分離ユニット２２の高濃度室２８内のガスを吸入し、吐出することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
中濃度用分離ユニット３６の低濃度室４０には、調圧弁４５を介してパージ切り替え弁４６が連通している。調圧弁４５は、中濃度用分離ユニット３６からパージ切り替え弁４６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４５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。
【００２７】
パージ切り替え弁４６には、低濃度ガス通路４７とパージ通路４８とが連通している。低濃度ガス通路４７は、主キャニスタ１８のガス流入孔４９に連通している。一方、パージ通路４８は、図示しない内燃機関の吸気通路と導通している。パージ切り替え弁４６は、図示しないＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に制御されることにより、調圧弁４５の出口を低濃度ガス通路４７に導通させる第１状態と、その出口をパージ通路４８に導通させる第２状態と、低濃度ガス通路４７をパージ通路４８に導通させる第３状態とを選択的に実現することのできる３方向の切り替え弁である。
【００２８】
低濃度ガス通路４７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、主キャニスタ１８を含む系内の圧力が不当に高圧或いは低圧となるのを防ぐための機構であり、上記の系内から流出する向きのガスの流れを許容する逆止弁と、その系内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。逆止弁対５０は、サブキャニスタ５１を介して大気に連通している。サブキャニスタ５１の内部には、そこに吸着されている蒸発燃料の脱離を容易にすべくサブキャニスタ５１を加熱するためのサブヒータ５２が配置されている。
【００２９】
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５４が連通している。循環ガス通路５４は、パージ通路１４に連通している。従って、循環ガス通路５４によれば、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の吸入口とを導通させることができる。
【００３０】
［図１に示す装置の基本動作］
図１に示す装置において、パージポンプ１６の停止中に燃料タンク１０の内部で蒸発燃料が多量に発生したり、或いは給油が行われたりすると、燃料タンク１０から流出した蒸発燃料を含むガスがガス流出孔１９から主キャニスタ１８内部に流入する。このガスは、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およびサブキャニスタ５１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の大部分は主キャニスタ１８に吸着され、主キャニスタ１８から吹き抜けた燃料はサブキャニスタ５１に吸着される。このため、図１に示す装置によれば、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。
【００３１】
パージポンプ１６が作動すると、そこで生成された負圧が主キャニスタ１８に導かれる。このような負圧が、燃料を吸着している主キャニスタ１８に導かれると、蒸発燃料を含むガスがパージ通路１４へ流出する。パージポンプ１６により生成される負圧は、循環ガス通路５４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５４から供給される循環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。
【００３２】
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４５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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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５４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、キャニスタ出ガスの燃料濃度が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。
【００３７】
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。
【００３８】
中濃度用分離ユニット３６で生成された低濃度ガスは、パージ切り替え弁４６が第１状態を実現している場合は、低濃度ガス通路４７を通って主キャニスタ１８に戻される。この場合、低濃度ガスによる主キャニスタ１８のパージ（低濃度ガスパージ）が行われる。
【００３９】
一方、上記の低濃度ガスは、パージ切り替え弁４６が第２状態を実現している場合は、内燃機関の吸気通路に吸入される。低濃度ガスが吸気通路に吸入されると、主キャニスタ１８を含む系内のガスが不足する状態となり、その不足分を補うように、サブキャニスタ５１に大気が流入する。サブキャニスタ５１から流入した大気は、サブキャニスタ５１をパージし、その後主キャニスタ１８をパージした後、パージポンプ１６によって高濃度用分離ユニット２２に圧送される。その結果、サブキャニスタ５１の大気によるパージ（大気パージ）が実行される。そして、この場合は、大気パージに伴うパージガス中から蒸発燃料成分を分離除去した後の低濃度ガスが内燃機関の吸気通路に供給される。
【００４０】
本実施形態の装置において、内燃機関が吸気負圧を十分に発生している状況下でパージ切り替え弁４６を第３状態とすると、パージ通路４８および低濃度ガス通路４７を介して、その吸気負圧をサブキャニスタ５１および主キャニスタ１８の双方に導くことができる。この際、主キャニスタ１８が外部からガスを吸入し得る状態にないことから、主キャニスタ１８の内部には実質的な気流は生じない。一方、サブキャニスタ５１の内部には、その内部を流通して低濃度ガス通路４７へ流入する大気の流れが生ずる。その結果、吸気負圧によるサブキャニスタ５１の大気パージ（Ｅ／Ｇ負圧大気パージ）が実現される。
【００４１】
以上説明した通り、本実施形態の装置によれば、パージポンプ１６を作動させた状態でパージ切り替え弁４６を第１または第２状態とすることにより、パージポンプ１６を利用した低濃度ガスパージ、或いは大気パージを実現することができる（以下、これらのパージは、必要に応じて「ポンプパージ」と総称することとする）。また、本実施形態の装置によれば、パージポンプ１６が停止している状況下でも、十分な吸気負圧が生じてさえいれば、パージ切り替え弁４６を第３状態とすることにより、吸気負圧を利用したＥ／Ｇ負圧大気パージを実現することができる。
【００４２】
上述した低濃度ガスパージ、大気パージ、およびＥ／Ｇ負圧大気パージは、内燃機関の空燃比への影響や、主キャニスタ１８やサブキャニスタ５１のパージ効率などの点でそれぞれ一長一短を有している。本実施形態において、ＥＣＵは、内燃機関の運転状態、主キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１における燃料吸着状態、並びに燃料タンク１０の内部における蒸発燃料の発生状況等に基づいて、個々の状況に応じて最適な結果が得られるように、パージのモード（システムの停止を含む）を選択する。
【００４３】
［実施の形態１における故障検出の原理］
既述した通り、本実施形態の装置は、主キャニスタ１８の内部にヒータ２０を備えており、また、サブキャニスタ５１の内部にサブヒータ５２を備えている。ヒータ２０の発生する熱量は、主キャニスタ１８の内部に気流が生じている場合は、主キャニスタ１８の筐体からの放熱量と、主キャニスタ１８の内部で吸着燃料が気化する際に消費される熱量と、主キャニスタ１８から流出するガスにより持ち去られる熱量とで消費される。一方、主キャニスタ１８の内部に気流が生じていない場合は、ヒータ２０の発する熱量を定常的に消費する物理現象が、主キャニスタ１８の筐体からの放熱のみとなる。このため、主キャニスタ１８の内部における熱量の消費量は、その内部に気流が生じているか否かに応じて大きく異なったものとなる。その結果、例えば、ヒータ２０が常に一定の熱量を発するとすれば、主キャニスタ１８の内部温度は、気流の発生時に比して気流の非発生時に十分に高いものとなる。また、主キャニスタ１８の内部温度が一定となるようにヒータ２０への供給電力が制御されるとすれば、ヒータ２０による消費電力は、気流の発生時において、気流の非発生時に比して十分に多量なものとなる。
【００４４】
同様の現象は、サブキャニスタ５１の内部においても発生する。つまり、サブヒータ５２の発する熱量とその温度との間にも、ヒータ２０の発する熱量とその温度との間に成立する関係と同様の関係が成立する。このため、本実施形態の装置においては、ヒータ２０の発する熱量とその温度との関係を見ることで、主キャニスタ１８の内部に気流が生じているか否かを判断することができ、また、サブヒータ５２の発する熱量とその温度との関係を見ることにより、サブキャニスタ５１の内部に気流が生じているか否かを判断することができる。
【００４５】
本実施形態において、ヒータ２０およびサブヒータ１８は、何れも、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）ヒータのように温度を自己管理することのできるもの、或いは、インピーダンス制御などにより温度管理をすることのできるもので構成されている。そして、ＥＣＵは、ヒータ２０の温度が常に一定となるようにヒータ２０に対して電力を供給し、また、サブヒータ５２の温度が常に一定となるようにサブヒータ５２に対して電力を供給する。この場合、ヒータ２０への供給電力は主キャニスタ１８において消費される熱量となり、また、サブヒータ５２への供給電力はサブキャニスタ５１において消費される熱量となる。従って、ＥＣＵは、ヒータ２０への供給電力、およびサブヒータ５１への供給電力に基づいて、ヒータ２０内部に気流が生じているか否か、およびサブキャニスタ５１の内部に気流が生じているか否かを、それぞれ精度良く判断することができる。
【００４６】
本実施形態の装置は、既述した通り、低濃度ガスパージ、大気パージ、およびＥ／Ｇ負圧大気パージの何れかを選択的に実現することができる。これら３つのモードのうち、低濃度ガスパージは、主キャニスタ１８の内部にのみ気流が発生するべきモードである。従って、低濃度ガスパージの実行中であるにも関わらず、主キャニスタ１８の内部に気流が認められない場合、或いはサブキャニスタ５１の内部に気流が認められる場合などは、装置の内部に何らかの故障が生じていると判断することができる。
【００４７】
また、大気パージは、主キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１の双方に気流が発生すべきモードである。更に、Ｅ／Ｇ負圧大気パージは、サブキャニスタ５１にのみ気流が発生すべきモードである。従って、それらのモードにおいても、発生すべき気流が発生していなかったり、或いは、発生すべきでない気流が発生していたりした場合は、装置の内部に何らかの故障が生じて言えると判断することができる。
【００４８】
図２は、本実施形態において判定可能な故障の内容を、主キャニスタ１８内部における気流の有無と、サブキャニスタ５１内部における気流の有無と、実現中の運転モードとの関係で整理した図である。この図において、「ポンプ」および「切替弁」は、それぞれパージポンプ１６およびパージ切り替え弁４６を意味している。また、図中「ＯＫ」の表示は対応する構成要素が正常であることを、「ＮＧ」の表示は対応する構成要素に故障が生じていることを、更に、「−」の表示は故障の有無が判定できないことを表している。
【００４９】
本実施形態において、ＥＣＵは、個々の運転モードにおいて、主キャニスタ１８に気流が生じているか、およびサブキャニスタ５１に気流が生じているかを判定する。そして、それらの判定の結果に基づいて、図２に示すようにパージポンプ１６の状態、およびパージ切り替え弁４６の状態を判断する。
【００５０】
図３は、本実施形態において、ＥＣＵが蒸発燃料処理装置の状態を制御すべく実行するルーチンのフローチャートを示す。
図３に示すルーチンでは、先ず、現在の状況下で実行すべきモードが決定される（ステップ１００）。既述した通り、このモードは、内燃機関の状態、主キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１の燃料吸着状態、および燃料タンク１０の内部における蒸発燃料の発生状況などに基づいて決定される。
【００５１】
次に、実行すべきモードが、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて変化したか否かが判別される（ステップ１０２）。その結果、実行すべきモードに変化が無いと判断された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。この場合、前回の処理サイクル時に実行されていたモードでの運転が継続される。
【００５２】
一方、上記ステップ１０２において、実行すべきモードが変化していると判別された場合は、今回の処理サイクルにおいて決定されたモードでの運転が実現されるように、パージポンプ１６やパージ切り替え弁４６の状態を変更する処理が実行される。また、ここでは、ヒータ２０およびサブヒータ５２への通電が開始される（ステップ１０４）。その結果、ヒータ２０およびサブヒータ５２がそれぞれ既定の目標温度に制御されつつ、新たに決定されたモードでの運転が開始される。
【００５３】
運転モードの切り替えが上記の如く行われた場合は、次に、主キャニスタ１８の内部における気流を検出するための処理が実行される（ステップ１０６）。本ステップ１０６では、具体的には、先ず、ヒータ２０に対する供給電力、すなわち、ヒータ２０を目標温度に制御するのに必要とされている供給電力が検出される。次いで、検出された供給電力が所定の判定値と比較される。この判定値は、気流発生時に生ずる供給電力と、気流非発生時に生ずる供給電力とを区別するための判定値であり、適合等により予め設定されたものである。上記の比較の結果、ヒータ２０への供給電力が上記の判定値より多いと判別された場合は、主キャニスタ１８の内部に気流が生じていると判断される。一方、ヒータ２０への供給電力が上記の判定値以下であると判別された場合は、主キャニスタ１８内部に気流が生じていないと判断される。
【００５４】
図３に示すルーチンでは、次に、サブキャニスタ５１の内部における気流を検出するための処理が実行される（ステップ１０８）。本ステップ１０８では、サブヒータ５２に対する供給電力に基づいて、上記ステップ１０６の場合と同様の手法で、サブキャニスタ５１内部における気流の有無が判断される。
【００５５】
本実施形態の装置において、主キャニスタ１８内部の気流を検出するためには、ヒータ２０に電力を供給しておくことが必要である。同様に、サブキャニスタ５１内部の気流を検出するためには、サブヒータ５２に電力を供給しておくことが必要である。これに対して、それらの検出処理の終了後は、ヒータ２０への電力供給は、主キャニスタ１８に気流が生ずる場合にのみ行われることが望ましく、また、サブヒータ５２への電力は、サブキャニスタ５１に気流が生ずる場合にのみ実行されることが望ましい。本実施形態の装置では、既述した通り、低濃度ガスパージの実行中はサブキャニスタ５１内部に気流は発生せず、また、Ｅ／Ｇ負圧大気パージの実行中はキャニスタ１８内部に気流が発生しない。このため、上記ステップ１０６および１０８の処理が終了した後、低濃度ガスパージが選択されている場合にはサブヒータ５２への通電を停止することが望ましく、また、Ｅ／Ｇ負圧大気パージが選択されている場合にはヒータ２０への通電を停止することが望ましい。図３に示すルーチンでは、それらの要求を満たすべく、上記ステップ１０８の処理に次いで、通電の不要なヒータへの電力供給を停止する処理が実行される（ステップ１１０）。
【００５６】
ＥＣＵは、次に、現在の運転モードと、主キャニスタ１８における気流検出の結果と、サブキャニスタ５１における気流検出の結果とに基づいて、装置の故障状態、すなわち、パージポンプ１６の状態とパージ切り替え弁４６の状態とを判断する（ステップ１１２）。ＥＣＵは、図２に示す関係、すなわち、装置の故障状態と、上述した３つの考慮要素との関係を記憶している。本ステップ１１２では、その記憶の内容に照らして装置の故障状態が判断される。
【００５７】
図３に示すルーチンでは、次に、上記ステップ１１２の処理により装置の故障が認められたか否かが判断される（ステップ１１４）。その結果、故障が認められていないと判断された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、故障が認められたと判断された場合は、車両使用者への警報や故障内容の記録など、故障に対応する制御が行われる（ステップ１１６）。
【００５８】
以上説明した通り、図３に示すルーチンによれば、蒸発燃料処理装置の運転モードが切り替えられる毎に、主キャニスタ１８の内部、およびサブキャニスタ５１の内部における気流の発生状況に基づいて故障の有無を判断することができる。また、このルーチンによれば、故障の発生時には、速やかに故障の発生に対応した制御を行うことができる。このため、本実施形態の装置によれば、故障の発生を速やかに検出し、故障が発生したままの状態で装置が放置されるのを有効に防ぐことができる。
【００５９】
ところで、上述した実施の形態１においては、主キャニスタ１８とサブキャニスタ５１とが別部品とされているが、これらは一体化することも可能である。
図４は、主キャニスタ１８と、逆止弁対５０と、サブキャニスタ５１とを一体化した場合の構成例を説明するための図である。すなわち、図４に示す構成は、主キャニスタ１８、逆止弁対５０、およびサブキャニスタ５１に代えて、キャニスタ６０を備えている。キャニスタ６０は、パージ通路１４に連通するガス流出孔６２、低濃度ガス通路４７に連通するガス流入孔６４、および大気を導入するための大気孔６６を備えている。キャニスタ６０の内部には、その内部の領域を主領域６８とバッファ領域７０とに区分する仕切板７２が配置されている。また、主領域６８の内部には、そこに充填されている活性炭を加熱するためのヒータ７４が設けられ、一方、バッファ領域７０の内部には、そこに充填されている活性炭を加熱するためのサブヒータ７６が設けられている。
【００６０】
主領域６８は、燃料タンク１０から流入してくる蒸発燃料を吸着するための主たる領域であり、ガス流出孔６２の近傍領域およびガス流入孔６４の近傍領域を含むように形成されている。一方、バッファ領域７０は、蒸発燃料の大気への吹き抜けを防ぐための領域であり、大気孔６６の近傍領域を含むように形成されている。キャニスタ６０の主領域６８およびヒータ７４は、図１における主キャニスタ１８およびヒータ２０と全く同様に機能する。また、キャニスタ６０のバッファ領域７０およびサブヒータ７６は、図１におけるサブキャニスタ５１およびサブヒータ５２と全く同様に機能する。このため、図４に示す構成によっても、実施の形態１の場合と同様の効果をそのまま達成することができる。
【００６１】
また、上述した実施の形態１においては、ヒータ２０およびサブヒータ５２の温度を一定に管理したうえで、それらに対する供給電力に基づいて主キャニスタ１８の内部、およびサブキャニスタ５１の内部における気流の有無を判断することとしているが、その判断の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、主キャニスタ１８の内部、およびサブキャニスタ５１の内部に気流が生じているか否かは、ヒータ２０またはサブヒータ５２の発する熱量とそれらの温度との関係が如何なるものであるかに基づいて判断すれば足り、例えば、ヒータ２０およびサブヒータ５２に対する供給電力を一定として、それらの温度に基づいて気流の有無を判断することとしてもよい。
【００６２】
尚、上述した実施の形態１においては、パージポンプ１６、並びにパージ切り替え弁４６と内燃機関の組み合わせが前記第１の発明における「気流発生機構」に相当していると共に、ＥＣＵが、上記ステップ１０６および１０８においてヒータ２０またはサブヒータ５２に対する供給電力を検知することにより前記第１の発明における「熱量温度関係検知手段」が、上記ステップ１０６および１０８において主キャニスタ１８内部およびサブキャニスタ５１内部における気流の有無を判断し、その判断の結果に基づいて上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「故障判定手段」が、それぞれ実現されている。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵが、キャニスタ１８またはサブキャニスタ５１の内部に気流が発生すべきモード下で上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第２の発明における「関係判定手段」が、キャニスタ１８またはサブキャニスタ５１の内部に気流が発生すべきでないモード下で上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「関係判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６３】
実施の形態２．
次に、図５および図６を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
図５は、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５に示す構成は、燃料タンク１０に通じるベーパ通路１２が、低濃度ガス通路４７を介して、ガス流入孔４９側において主キャニスタ１８と連通している点、並びに、逆止弁対５０およびサブキャニスタ５１がパージ通路１４を介してガス流出孔１９側において主キャニスタ１８に連通している点を除き、図１に示す構成と同様である。尚、図５において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６４】
本実施形態の装置において、パージポンプ１６の停止中に、燃料タンク１０の内部で蒸発燃料が多量に発生した場合、或いは給油が行われた場合は、蒸発燃料を含むガスが、ガス流入孔４９側から主キャニスタ１８に流入する。この際、主キャニスタ１８の内部には、ガス流入孔４９からガス流出孔１９へ向かうガスの流れが発生し、ガス流出孔１９から流出したガスは、逆止弁対５０およびサブキャニスタ５１を通って大気に放出される。燃料タンク１０から流出したガスが上記の経路を辿って流れる過程では、そのガスが大気に放出される以前に、ガス中に含まれる蒸発燃料は、主キャニスタ１８或いはサブキャニスタ５１により捕獲される。このため、本実施形態の装置によっても、実施の形態１の装置と同様に、蒸発燃料の多量発生時や給油時に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。
【００６５】
本実施形態の装置において、パージポンプ１６が作動すると、そこで生成された負圧が主キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１に導かれる。パージ切り替え弁４６が第１状態とされており、低濃度ガスが主キャニスタ１８に還流される場合は、上記の負圧が生ずることにより、主キャニスタ１８の内部に低濃度ガスの気流が生じ、その結果、低濃度ガスによる主キャニスタ１８のパージ、つまり、主キャニスタ１８の低濃度ガスパージが実現される。この際、主キャニスタ１８から流出するパージガスは、２つの分離ユニット２２，３６により高濃度ガスと低濃度ガスに分離され、高濃度ガスが燃料タンク１０に戻されることにより処理される。
【００６６】
本実施形態の装置において、パージ切り替え弁４６が第２状態とされている場合は、主キャニスタ１８への低濃度ガスの還流が阻止される。この場合、パージポンプ１６が負圧を発生しても主キャニスタ１８の内部には実質的な気流が発生し得ないことから、パージポンプ１６の作動中は、サブキャニスタ５１から大気が取り込まれ、サブキャニスタ５１の大気パージが実現される。この際、サブキャニスタ５１から流出するパージガスは、２つの分離ユニット２２，３６により高濃度ガスと低濃度ガスに分離され、高濃度ガスが燃料タンク１０に戻され、かつ、低濃度ガスが吸気通路に吸入されることにより処理される。
【００６７】
本実施形態の装置において、内燃機関が吸気負圧を十分に発生している状況下でパージ切り替え弁４６が第３状態とされると、パージ通路４８および低濃度ガス通路４７を介して、吸気負圧が主キャニスタ１８に導かれる。主キャニスタ１８に導かれた負圧は、ガス流出孔１９およびパージ通路１４を介して更にサブキャニスタ５１に到達する。その結果、サブキャニスタ５１から大気が吸入され、装置の内部には、サブキャニスタ５１および主キャニスタ１８を流通する大気のガスの流れが生ずる。この際、サブキャニスタ５１および主キャニスタ１８は、共に大気によりパージされ、その結果、吸気負圧によるキャニスタの大気パージ、つまり、Ｅ／Ｇ負圧大気パージが実現される。Ｅ／Ｇ負圧大気パージの結果発生するパージガスは、低濃度ガス通路４７およびパージ通路４８を通って吸気通路に吸入されることにより処理される。
【００６８】
本実施形態において、低濃度ガスパージは、主キャニスタ１８の内部にのみ気流が発生するべきモードである。また、大気パージは、サブキャニスタ５１にのみ気流が発生すべきモードである。そして、Ｅ／Ｇ負圧大気パージは、主キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１の双方に気流が発生すべきモードである。従って、これらの各モードにおいて、発生すべき気流が発生していなかったり、或いは、発生すべきでない気流が発生していたりした場合は、装置の内部に何らかの故障が生じて言えると判断することができる。
【００６９】
図６は、本実施形態において判定可能な故障の内容を、主キャニスタ１８内部における気流の有無と、サブキャニスタ５１内部における気流の有無と、実現中の運転モードとの関係で整理した図である。尚、図中に示す「ポンプ」、「切替弁」、「ＯＫ」、「ＮＧ」、「−」等の表示は、図２に示す場合と同様に、それぞれ、パージポンプ１６、パージ切り替え弁４６、正常、故障、判定不可を意味している。
【００７０】
本実施形態において、ＥＣＵは、実施の形態１の場合と同様に、図３に示すルーチンに従って蒸発燃料処理装置を制御するための一連の処理を実行する。つまり、ＥＣＵは、実行される運転モードが変更される毎に（ステップ１００〜１０４）、主キャニスタ１８に気流が生じているか（ステップ１０６）、およびサブキャニスタ５１に気流が生じているか（ステップ１０８）を順次判定する。そして、それらの判定の結果に基づいて、装置の故障状態を判定する（ステップ１１２）。但し、本実施形態において、ＥＣＵは、装置の故障状態につき、図６に示す関係を記憶しており、上記ステップ１１２では、その関係に従ってパージポンプ１６の状態とパージ切り替え弁４６の状態を判断する。
【００７１】
以上説明した通り、本実施形態においても、ＥＣＵは、実施の形態１の場合と同様に、パージポンプ１６の故障、およびパージ切り替え弁４６の故障を、それぞれ速やかに検出することができる。また、ＥＣＵは、図３に示す手順で一連の処理を進めることにより、実施の形態１の場合と同様に、装置に故障が生じた後、その故障に対応した適正な制御を迅速に行うことができる。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１の装置と同様に、故障が発生したままの状態で装置が放置されるのを有効に防ぐことができる。
【００７２】
ところで、上述した実施の形態２においては、主キャニスタ１８とサブキャニスタ５１とが別部品とされているが、これらは一体化することも可能である。
図７は、主キャニスタ１８と、逆止弁対５０と、サブキャニスタ５１とを一体化した場合の構成例を説明するための図である。すなわち、図７に示す構成は、主キャニスタ１８、逆止弁対５０、およびサブキャニスタ５１に代えて、キャニスタ８０を備えている。キャニスタ８０は、パージ通路１４に連通するガス流出孔８２、低濃度ガス通路４７に（従って、ベーパ通路１２に）連通するガス流入孔８４、および大気を導入するための大気孔８６を備えている。キャニスタ８０の内部には、その内部の領域を主領域８８とバッファ領域９０とに区分する仕切板９２が配置されている。また、主領域８８の内部には、そこに充填されている活性炭を加熱するためのヒータ９４が設けられ、一方、バッファ領域９０の内部には、そこに充填されている活性炭を加熱するためのサブヒータ９６が設けられている。
【００７３】
主領域８８は、燃料タンク１０から流入してくる蒸発燃料を吸着するための主たる領域であり、ガス流出孔８２の近傍領域およびガス流入孔８４の近傍領域を含むように形成されている。一方、バッファ領域９０は、蒸発燃料の大気への吹き抜けを防ぐための領域であり、大気孔８６の近傍領域を含むように形成されている。キャニスタ８０の主領域８８およびヒータ９４は、図５における主キャニスタ１８およびヒータ２０と全く同様に機能する。また、キャニスタ８０のバッファ領域９０およびサブヒータ９６は、図５におけるサブキャニスタ５１およびサブヒータ５２と全く同様に機能する。このため、図７に示す構成によっても、実施の形態２の場合と同様の効果をそのまま達成することができる。
【００７４】
実施の形態３．
次に、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。
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１または２の装置において、ＥＣＵに、上述した図３に示すルーチンに代えて、または上記図３に示すルーチンと共に、後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。上述した実施の形態１および２では、ヒータ２０の発する熱量とその温度との関係を、既定の関係と比較することにより主キャニスタ１８内部に気流が生じているか否かを判断することとしている。より具体的には、ヒータ２０に対する供給電力を既定の判定値と比較することにより上記の判定を行うこととしている。同様に、上述した実施の形態１および２では、サブヒータ５２に対する供給電力を既定の判定値と比較することにより、サブキャニスタ５１の内部に気流が生じているか否かを判断することとしている。
【００７５】
これに対して、本実施形態の装置は、ヒータ２０の発する熱量とその温度との関係が、主キャニスタ１８内部に気流が発生すべき状況下と、その気流が発生すべきでない状況下とで十分に異なっているかに基づいて主キャニスタ１８の内部に予定した通りに気流が発生しているかを判断することとしている。より具体的には、主キャニスタ１８内に気流が発生すべき状況下でヒータ２０に供給される１電力が、その気流が発生すべきでない状況下で供給される電力に比して十分に多量であるか否かに基づいて主キャニスタ１８の内部に適正に気流が流通しているか否かを判断することとしている。同様に、本実施形態の装置は、ヒータ２０に対する供給電力が、サブキャニスタ５１内部に気流が発生すべき状況下とその気流が発生すべきでない状況下とで大きく異なっているかに基づいて、サブキャニスタ５１内に予定した通りに気流が流通しているかを判断することとしている。
【００７６】
図８は、本実施形態におけるＥＣＵが、上記の原理に従って主キャニスタ１８内部における気流の発生状況を検出し、更に、その検出結果に基づいて故障の有無を判定すべく実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。ＥＣＵは、サブキャニスタ５１を対象としても、図８に示すルーチンと同様のルーチンを実行する。そのルーチンは、実質的に図８に示すルーチンと同様であるため、ここでは、図８に示すルーチン、つまり、主キャニスタ１８を対象とするルーチンを両者の代表例として説明することとする。
【００７７】
図８に示すルーチンでは、先ず、現在の運転モードが、主キャニスタ１８の内部に気流が発生すべきモード（以下、「気流有りモード」と称す）であるかが判別される（ステップ１２０）。具体的には、蒸発燃料処理装置の構成が実施の形態１の構成（図１の構成）である場合は、現在の運転モードが、低濃度ガスパージまたは大気パージであるかが判別される。また、蒸発燃料処理装置の構成が実施の形態２の構成（図２の構成）である場合は、現在の運転モードが、低濃度ガスパージまたはＥ／Ｇ負圧大気パージであるかが判別される。
【００７８】
その結果、現在の運転モードが気流有りモードであると判別された場合は、次に、「有りデータフラグ」がＯＮとされているか否かが判別される（ステップ１２２）。有りデータフラグは、主キャニスタ１８の内部に気流が存在しているべき状況下での供給電力データ（以下、「有りデータ」と称す）が、既に取得されているか否かを表すためのフラグである。本ステップ１２２において、有りデータフラグがＯＮであると判別された場合は、既に有りデータが取得されていると判断することができる。この場合、以後、ステップ１２４〜１２８の処理がジャンプされる。
【００７９】
一方、上記ステップ１２２において、有りデータフラグがＯＮでないと判別された場合は、有りデータが未だ取得されていないと判断することができる。この場合、有りデータを取得すべく、先ず、主キャニスタ１８の内部における気流を検出するための処理、具体的には、ヒータ２０を目標温度に制御するのに必要とされている供給電力が検出される（ステップ１２４）。次に、上記ステップ１２４において検出されたヒータ２０への供給電力が有りデータとして記録される（ステップ１２６）。その後、有りデータが取得済みであることを表すべく、有りデータフラグがＯＮとされる（ステップ１２８）。
【００８０】
上記ステップ１２２において有りデータフラグがＯＮであると判別された場合、或いは、上記ステップ１２８において有りデータフラグがＯＮとされた場合は、「無しデータフラグ」がＯＮであるか否かが判別される（ステップ１３０）。無しデータフラグは、主キャニスタ１８の内部に気流が存在すべきでない状況下での供給電力データ（以下、「無しデータ」と称す）が、既に取得されているか否かを表すためのフラグである。本ステップ１３０において、無しデータフラグがＯＮでないと判別された場合は、無しデータが未だ取得されていないと判断することができる。この場合、装置の故障判断が実行できないと判断され、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。
【００８１】
一方、上記ステップ１３０において、無しデータフラグがＯＮであると判別された場合は、無しデータが既に取得されていると判断することができる。この場合、次に、有りデータと無しデータとが比較され、前者が後者に比して十分に大きいかが判別される（ステップ１３２）。ヒータ２０に対する供給電力は、主キャニスタ１８内部に気流が生じている場合に、その気流が生じていない場合に比して十分に大きなものとなる。従って、気流有りの状況下で適正に気流が発生しており、かつ、気流無しの状況下で適正に気流が発生していなかったとすれば、本ステップ１３２の条件は成立するはずである。換言すると、本ステップ１３２の条件が成立する場合は、気流有りの状況下では予定した通りに気流が発生しており、また、気流無しの状況下では予定した通りに気流が発生していなかったと判断することができる。そして、その条件が成立しない場合は、何れかの状況下で予定に反して気流が発生せず、或いは発生していたと判断できる。
【００８２】
図８に示すルーチンでは、上記ステップ１３２において、有りデータが無しデータに比して十分に大きいと判別された場合は、装置が正常に機能していると判断される。この場合、ステップ１３４の処理がジャンプされ、以後速やかにステップ１３６の処理が実行される。一方、上記ステップ１３２において、有りデータ＞無しデータの関係が成立しないと判別された場合は、装置に何らかの故障が生じたと判断され、故障判定の処理が行われる（ステップ１３４）。
【００８３】
以上の処理が終了すると、無しデータフラグがＯＦＦとされた後（ステップ１３６）、今回の処理サイクルが終了される。無しデータフラグがこのようにＯＦＦとされるため、以後、気流有りモードが継続している間は、図８に示すルーチンが起動される毎に、上記ステップ１３０において無しデータフラグがＯＮではないと判断され、故障判定が行われることなく各回の処理サイクルが終了される。
【００８４】
上述した一連の処理によれば、有りデータが新たに取得された時点で、既に無しデータが取得されている場合には、一度だけ故障判定の処理が実行される。そして、故障判定の処理が終了すると、今回の処理サイクルで得られた有りデータのみが有効なデータとして保存され、前回以前に取得されていた無しデータは実質的に無効なデータとされる。このため、本実施形態の装置によれば、以後、気流有りモードが継続される間において、同一の有りデータと無しデータの組み合わせに対して、故障判定の処理が無駄に繰り返されるのを避けることができる。
【００８５】
図８に示すルーチンにおいて、上記ステップ１２０の条件が成立しないと判別された場合は、現在の運転モードが、主キャニスタ１８内部に気流が発生すべきでないモード（以下、「気流無しモード」と称す）であると判断できる。この場合は、次に、「無しデータフラグ」がＯＮであるか否かが判別される（ステップ１３８）。その結果、無しデータフラグがＯＮであると判別された場合は、有効な無しデータが既に取得されていると判断することができる。この場合、以後、ステップ１４０〜１４４の処理がジャンプされる。
【００８６】
一方、上記ステップ１３８において、無しデータフラグがＯＮでないと判別された場合は、有効な無しデータが未だ取得されていないと判断することができる。この場合、そのデータを取得すべく、先ず、ヒータ２０を目標温度に制御するのに必要とされている供給電力が検出される（ステップ１４０）。次に、上記ステップ１４０において検出されたヒータ２０への供給電力が、無しデータとして記録される（ステップ１４２）。その後、無しデータが取得済みであることを表すべく、無しデータフラグがＯＮとされる（ステップ１４４）。
【００８７】
上記ステップ１３８において無しデータフラグがＯＮであると判別された場合、或いは、上記ステップ１４４において無しデータフラグがＯＮとされた場合は、次に、「有りデータフラグ」がＯＮであるか否かが判別される（ステップ１４６）。その結果、有りデータフラグがＯＮでないと判別された場合は、有効な有りデータが存在していないと判断することができる。この場合、装置の故障判断が実行できないと判断され、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。
【００８８】
一方、上記ステップ１４６において、有りデータフラグがＯＮであると判別された場合は、有効な有りデータが存在していると判断することができる。この場合、次に、有りデータと無しデータとが比較され、前者が後者に比して十分に大きいか否かが判別される（ステップ１４８）。そして、その条件が成立すると判別された場合は、主キャニスタ１８の内部に予定通りに気流が発生しており、装置は正常に機能していると判断される。この場合、ステップ１５０の処理がジャンプされ、以後速やかにステップ１５２の処理が実行される。一方、上記ステップ１４８において、有りデータ＞無しデータの関係が成立しないと判別された場合は、装置に何らかの故障が生じたと判断され、故障判定の処理が行われる（ステップ１５０）。
【００８９】
以上の処理が終了すると、有りデータフラグがＯＦＦとされた後（ステップ１５２）、今回の処理サイクルが終了される。有りデータフラグがこのようにＯＦＦとされるため、以後、気流無しモードが継続している間は、図８に示すルーチンが起動される毎に、上記ステップ１４６において有りデータフラグがＯＮではないと判断され、故障判定が行われることなく各回の処理サイクルが終了される。
【００９０】
上述した一連の処理によれば、無しデータが新たに取得された時点で、既に有りデータが取得されている場合には、一度だけ故障判定の処理が実行される。そして、故障判定の処理が終了すると、今回の処理サイクルで得られた無しデータのみが有効なデータとして保存され、前回以前に取得されていた有りデータは実質的に無効なデータとされる。このため、本実施形態の装置によれば、以後、気流無しモードが継続される間において、同一の有りデータと無しデータの組み合わせに対して、故障判定の処理が無駄に繰り返されるのを避けることができる。
【００９１】
以上説明した通り、図８に示すルーチンによれば、主キャニスタ１８に気流が生ずるべき状況下で得られた供給電力のデータと、主キャニスタ１８に気流が生ずるべきでない状況下で得られた供給電力のデータとを比較することで、それぞれの状況下で予定した通りに気流が発生し、または消滅しているかを判断することができる。また、ＥＣＵは、サブキャニスタ５１についても図８に示すルーチンと同様のルーチンを行うことで、その内部に予定した通りに気流が発生し、また消滅しているかを判断することができる。このため、本実施形態の装置によれば、それらの判断の結果に基づいて、装置の内部における故障の発生を速やかに検知することができる。
【００９２】
ところで、上述した実施の形態３においては、ヒータ２０およびサブヒータ５２の温度を一定に管理したうえで、それらに対する供給電力を有りデータまたは無しデータとして検出して両者を比較することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明において比較されるべきは、ヒータ２０またはサブヒータ５２の発する熱量とそれらの温度との関係であり、例えば、ヒータ２０およびサブヒータ５２に対する供給電力を一定として、それらの温度を有りデータまたは無しデータとして検出して両者を比較することとしてもよい。
【００９３】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵが、上記ステップ１３２または１４８の処理を実行することにより前記第４の発明における「関係比較手段」および「関係判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００９４】
実施の形態４．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施形態の装置は、上述した実施の形態１乃至３の装置において、ＥＣＵに、上記図３または図８に示すルーチンに加えて、後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００９５】
図９は、パージポンプ１６の故障時にも蒸発燃料のパージを可能な限り継続するためにＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。図９に示すルーチンでは、先ず、パージポンプ１６の故障が認められているか否かが判別される（ステップ１６０）。既述した通り、実施の形態１乃至３の装置では、図３に示すルーチンを実行することにより、図２または図６に示すように、パージポンプ１６の故障を検知することができる。本実施形態の装置は、その手法によって、或いは他の公知の手法（電気回路の断線検知など）によって、パージポンプ１６の故障を検出している。本ステップ１６０では、その故障検出の結果を読み出すことでパージポンプ１６の故障の有無が判断される。
【００９６】
上記ステップ１６０において、パージポンプ１６の故障が認められなかった場合は、以後、何ら処理が実行されることなく今回の処理サイクルが終了される。一方、パージポンプ１６の故障が認められた場合は、ポンプパージ（すなわち、大気パージおよび低濃度ガスパージ）をＥ／Ｇ負圧大気パージに切り替えて実行するための切り替え処理が行われる（ステップ１６２）。
【００９７】
本実施形態の装置は、実施の形態１乃至３の装置と同様に、正常時には、内燃機関の運転状態、キャニスタ１８およびサブキャニスタ５１の燃料吸着状態、および燃料タンク１０の内部での蒸発燃料の発生状況などに基づいて、低濃度ガスパージ、大気パージ、およびＥ／Ｇ負圧大気パージの何れかを適宜選択して実行する。ところが、パージポンプ１６の故障時には、低濃度ガスパージや大気パージ（つまりポンプパージ）によっては、適正なパージ能力を得ることができない。そこで、本実施形態では、パージポンプ１６の故障時には、上記ステップ１６２の処理を実行することにより、パージのモードをＥ／Ｇ負圧大気パージに固定することとした。
【００９８】
上記ステップ１６２において上記の切り替え処理が実行されると、以後、正常時には低濃度ガスパージ、或いは大気パージが要求される状況下でも、それらのパージに代えてＥ／Ｇ負圧大気パージが実行されることとなる。Ｅ／Ｇ負圧大気パージによれば、パージポンプ１６の故障に影響されることなく、常に有用なパージ能力を確保することができる。より詳細には、Ｅ／Ｇ負圧大気パージによれば、蒸発燃料処理装置が図１または図４に示す構成を有する場合には、パージポンプ１６の状態に関わらずサブキャニスタ５１またはバッファ領域７０を十分にパージすることができ、また、その装置が図５または図７に示す構成を有する場合は、パージポンプ１６の状態に影響されることなく、サブキャニスタ５１および主キャニスタ１８の双方、或いはバッファ領域９０および主領域８８の双方を十分にパージすることができる。このため、本実施形態の装置によれば、パージポンプ１６の故障時にも、蒸発燃料の大気放出を防ぐうえで必要な最低限のパージ能力を十分に確保することができる。
【００９９】
図９に示すルーチンでは、次に、内燃機関の目標アイドル回転数を上昇させる処理が行われる（ステップ１６４）。上記ステップ１６２の処理が実行されることにより、パージのモードがＥ／Ｇ負圧大気パージに固定されると、内燃機関のアイドル運転中にＥ／Ｇ負圧大気パージが実行される事態も発生する。Ｅ／Ｇ負圧大気パージの実行中は、キャニスタ（図１におけるサブキャニスタ５１、図４におけるキャニスタ６０、図５における主キャニスタ１８、または図７におけるキャニスタ８０）から流出した燃料濃度の高いガスが、希釈されることなくそのまま吸気通路に吸入される。このため、アイドリング時などの低負荷運転時にＥ／Ｇ負圧大気パージが実行されると、内燃機関の運転状態は不安定になり易い。本実施形態の装置おいて、上記ステップ１６４の処理により、目標アイドル回転数が高められると、アイドリング時における内燃機関の安定性が増し、パージガスの流入に対する内燃機関の耐性が向上する。このため、本実施形態の装置によれば、パージポンプ１６の故障に伴ってパージのモードがＥ／Ｇ負圧大気パージに固定された後も、内燃機関を常に安定した状態に維持しておくことができる。
【０１００】
以上説明した通り、図９に示すルーチンによれば、パージポンプ１６の故障時に、内燃機関の運転状態を悪化させるなどの不都合を伴わずに、ポンプパージをＥ／Ｇ負圧大気パージに置き換えることができる。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１乃至３の装置に比して更に有効に、蒸発燃料の大気への流出を防止することができる。
【０１０１】
尚、上述した実施の形態４においては、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５の発明における「分離ユニット」に、ジェットポンプ３４が前記第５の発明における「燃料処理機構」に、パージ切り替え弁４６および内燃機関が前記第５の発明における「負圧導入機構」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵが、パージ切り替え弁４６の状態を切り替えると共に、上記ステップ１６２の処理を事項することにより前記第５の発明における「モード切り替え手段」が、上記ステップ１６０の処理を実行することにより前記第５の発明における「ポンプ故障判定手段」が、それぞれ実現されている。また、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵが、上記ステップ１６４の処理を実行することにより、前記第８の発明における「アイドルアップ手段」が実現されている。
【０１０２】
実施の形態５．
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。本実施形態の装置は、上述した実施の形態１乃至４の装置において、ＥＣＵに、後述する図１０に示すルーチン、および図１１に示すルーチンを更にを実行させることにより実現することができる。
【０１０３】
図１０は、本実施形態において、ＥＣＵ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の故障を判定するための実行するルーチンのフローチャートである。図１０に示すルーチンでは、先ず、現在の運転モードが、パージポンプ１６の作動を伴うモードであるか否かが判別される（ステップ１７０）。その結果、パージポンプ１６の作動を伴うモードでは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、パージポンプ１６の作動を伴うモードであると判別された場合は、次に、パージポンプ１６において消費されている電力が検出される（ステップ１７２）。
【０１０４】
本実施形態において、ＥＣＵは、パージポンプ１６の消費電力、つまり、パージポンプに対する供給電力を検出する機能を有している。また、ＥＣＵは、ポンプの吐出量が一定となるようにパージポンプ１６を駆動している。パージポンプ１６の作動中において、その吐出側に生ずる圧力は、２つの分離ユニット２２，３６に漏れ等が生じていない限り、調圧弁４５の機能によりほぼ一定値に維持される。パージポンプ１６の消費電力は、ポンプの吐出量が一定であり、かつ、その吐出側の圧力が一定であれば、ほぼ一定の値となる。これに対して、分離膜２４，３８の破れなどにより高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６に漏れが生じていると、パージポンプ１６の吐出側圧力が通常値より低下し、その結果、パージポンプ１６の消費電力も通常値より小さな値となる。このため、本実施形態の装置においては、パージポンプ１６の消費電力が如何なる値であるかを見ることにより、高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６に漏れが生じているか否かを判断することができる。
【０１０５】
図１０に示すルーチンでは、上記ステップ１７２においてパージポンプ１６の消費電力が検出された後、その消費電力が正常値と見なせるか否かが判別される（ステップ１７４）。その結果、消費電力が正常値と見なせる場合は、何れの分離ユニット２２，３６にも故障は生じていないと判断され、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、上記の消費電力が正常値でないと判別された場合は、以後、分離ユニットの故障が判定された後（ステップ１７６）、今回の処理サイクルが終了される。
【０１０６】
図１１は、本実施形態において、ＥＣＵが、高濃度用分離ユニット２２、或いは中濃度用分離ユニット３６に故障が生じた場合に、蒸発燃料のパージを可能な限り継続するために実行する制御ルーチンのフローチャートである。図１１に示すルーチンでは、先ず、上記図１０に示すルーチンにより、分離ユニットの故障が判定されているか否かが判別される（ステップ１８０）。
【０１０７】
分離ユニットの故障が判定されていない場合は、特別な措置を講ずる必要がないと判断できる。このため、その場合には、以後、何ら処理が行われることなく今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１８０において、分離ユニットの故障が判定されていると判別された場合は、ポンプパージ（すなわち、大気パージおよび低濃度ガスパージ）をＥ／Ｇ負圧大気パージに切り替えて実行するための切り替え処理が行われる（ステップ１８２）。
【０１０８】
本実施形態の装置（図１、図４、図５または図７に示す構成を有する装置）において、ポンプパージの実行中は、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に正圧が加えられる。漏れの生じている高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６にそのような正圧が加えられると、漏れの生じている箇所から、蒸発燃料を含むガスが大気に流出する事態が生じ得る。これに対して、そのような状況下で、ポンプパージに代えてＥ／Ｇ負圧大気パージを行うこととすれば、高濃度用分離ユニット２２や中濃度用分離ユニット３６を含む系内に、正圧に代えて吸気負圧を導くことができ、蒸発燃料を含むガスの大気への流出を有効に防ぐことが可能となる。このため、上記ステップ１８２において上記の切り替え処理が実行されると、以後、分離ユニットの故障に関わらず、蒸発燃料の大気への流出を有効に防ぎつつ、キャニスタを清浄化しておくための最低限のパージ能力を、Ｅ／Ｇ負圧大気パージにより確保しておくことができる。
【０１０９】
図１０に示すルーチンでは、次に、内燃機関の目標アイドル回転数を上昇させる処理が行われる（ステップ１７４）。本ステップ１７４の処理は、図９中に示すステップ１６４の処理と同様の趣旨により実行される。本ステップ１７４の処理が実行されると、以後、Ｅ／Ｇ負圧大気パージの実行に関わらず、アイドル運転時においても、内燃機関の運転状態を安定に維持することができる。
【０１１０】
以上説明した通り、図１０に示すルーチンによれば、高濃度用分離ユニット２２および低濃度用分離ユニット３６の故障を、簡単な処理により精度良く検出することができる。そして、図１１に示すルーチンによれば、それらの分離ユニット２２，３６の故障時に、内燃機関の運転状態を悪化させるなどの不都合を伴わずに、ポンプパージをＥ／Ｇ負圧大気パージに置き換えることができる。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１乃至４の装置に比して更に有効に、蒸発燃料の大気への流出を防止することができる。
【０１１１】
尚、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵが、上記ステップ１７２の処理を実行することにより前記第９の発明における「ポンプ負荷検出手段」が、上記ステップ１７４の処理を実行することにより前記第９の発明における「負荷判断手段」が、上記ステップ１７６の処理を実行することにより前記第９の発明における「分離ユニット故障判定手段」が、それぞれ実現されている。また、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵが、上記ステップ１８２の処理を実行することにより、前記第１１の発明における「モード切り替え手段」が実現されている。
【０１１２】
実施の形態６．
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。本実施形態の装置は、実施の形態１乃至５の何れかの装置に対して、大気孔を封鎖するための封鎖弁と、パージポンプ１６が逆転運転時に空気を取り込むための吸入孔と、タンク内圧Ｐｔｎｋを検出するための圧力センサとを加えたうえで、ＥＣＵに、後述する図１３に示すルーチンと上記図１１に示すルーチンと同様のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１１３】
図１２は、図４に示す装置（実施の形態１の変形例）を基礎として構成された本実施形態の装置の構成を説明するための図である。本実施形態の装置は、図４に示す装置を基礎とする他、図１、図５または図７に示す装置を基礎としても実現することができる。以下、それらの代表例として、図１２に示す構成を説明する。
【０１１４】
図１２に示す装置は、キャニスタ６０の大気孔を封鎖するための封鎖弁９７を備えている。また、この装置は、パージポンプ１６の内部へ向かう空気の流れのみを許容する大気吸入孔９８を備えている。本実施形態において、パージポンプ１６は、逆転運転が可能であるものとし、また、逆転運転時にのみ、大気吸入孔９８から空気を吸入するものとする。更に、この装置は、燃料タンク１０の内圧、すなわち、タンク内圧Ｐｔｎｋを検出するための圧力センサ９９を備えている。本実施形態において、ＥＣＵは、圧力センサ９９の出力に基づいてタンク内圧Ｐｔｎｋを検出することができる。
【０１１５】
図１３は、本実施形態においてＥＣＵが、キャニスタ６０を含む系内の漏れを検出するための実行する制御ルーチンのフローチャートを示す。図１３に示すルーチンでは、先ず、漏れ検出の実行条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１９０）。その結果、上記の実行条件が成立していないと判別された場合は、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、漏れ検出の実行条件が成立していると判別された場合は、次に、封鎖弁９７が閉弁状態とされると共に、パージ切り替え弁４６が第１または第２状態とされる（ステップ１９２）。
【０１１６】
本実施形態の装置において、上記ステップ１９２の処理が実行されると、キャニスタ６０、燃料タンク１０、高濃度用分離ユニットおよび中濃度用分離ユニット３６等を含む系が、大気からも吸気通路からも切り放された状態となる。つまり、この場合、上記の系は、漏れが生じていない限り密閉された空間となる。図１３に示すルーチンでは、このような状況が形成された後、パージポンプ１６の逆転運転が開始され（ステップ１９４）、その後更にタンク内圧Ｐｔｎｋの監視処理が実行される（ステップ１９６）。
【０１１７】
キャニスタ６０等を含む上記の系が正常に密閉されていれば、パージポンプ１６が逆転運転することにより、その系の内圧、つまり、タンク内圧Ｐｔｎｋは、パージポンプ１６の能力に応じた上昇傾向を示す。一方、キャニスタ６０等を含む上記の系に漏れが生じている場合は、パージポンプ１６の逆転運転が開始した後、タンク内圧Ｐｔｎｋは正規の上昇傾向を示さない。このように、パージポンプ１６が逆転運転を開始した後のタンク内圧Ｐｔｎｋは、上記の系が適正に密閉されているか、或いはその系に漏れが生じているかに応じて異なった傾向を示す。そして、タンク内圧Ｐｔｎｋの傾向の相違は、パージポンプ１６の逆転運転が停止した後にも表れる。
【０１１８】
図１３に示すルーチンにおいて、上記ステップ１９６では、パージポンプ１６の逆転運転が開始された後に、また、必要であればその後更にパージポンプ１６の逆転運転が停止された後に、タンク内圧Ｐｔｎｋがどのような変化を示すかが監視される。そして、その監視処理が終了すると、タンク内圧Ｐｔｎｋの変化が正常な変化であったか、つまり、上記の系が密閉されている場合に生ずる変化と見なせるものであったかが判定される（ステップ１９８）。
【０１１９】
その結果、タンク内圧Ｐｔｎｋの変化が正常なものであると判断できた場合には、装置に漏れ故障は生じていないと判断され、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、タンク内圧Ｐｔｎｋの変化が正常と判断できなかった場合は、上記の系内の何れかの箇所に漏れ故障が生じていると判断され、その故障の発生が判定された後（ステップ２００）、今回の処理サイクルが終了される。
【０１２０】
本実施形態において、ＥＣＵは、上記ステップ１８０の処理を、漏れ故障の発生を判定するための処理に代えて、上記図１１に示すルーチンを実行する。このルーチンによれば、漏れ故障の発生時には、ポンプパージをＥ／Ｇ負圧大気パージに切り替えるための処理（上記ステップ１８２参照）、および目標アイドル回転数を高める処理（上記ステップ１８４参照）が実行される。
【０１２１】
ポンプパージがＥ／Ｇ負圧大気パージに切り替えられて実行されれば、キャニスタ６０等を含む系内を正圧とすることなく、反対に、その系内を負圧に維持しつつ、最低限のパージ能力を確保しておくことができる。また、目標アイドル回転数が高められると、パージガスの流入に対する内燃機関の耐性を高めることができる。このため、本実施形態の装置によれば、キャニスタ６０等を含む系内に漏れが生じた場合においても、内燃機関の運転状態を悪化させることなく、また漏れ箇所からの蒸発燃料の漏出を生じさせることなく、可能な限りキャニスタ６０を清浄な状態に維持しておくことができる。
【０１２２】
尚、上述した実施の形態６においては、圧力センサ９９が前記第１０の発明における「系内圧力検出手段」に相当していると共に、ＥＣＵが、上記ステップ１９４の処理を実行することにより前記第１０の発明における「ポンプ逆転駆動手段」が、上記ステップ１９６および１９８の処理を実行することにより前記第１０の発明における「漏れ判定手段」が、それぞれ実現されている。また、実施の形態６においては、ＥＣＵが、漏れ故障の発生時に上記ステップ１８２の処理を実行することにより前記第１２の発明における「モード切り替え手段」が実現されている。
【０１２３】
【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、キャニスタを加熱するためのヒータが発する熱量と、そのヒータの温度との関係を検知することができる。この関係は、キャニスタの内部に気流が生じているか否かに応じて大きく変化する。本発明によれば、その関係が予定した関係でない場合には、キャニスタ内部に適正に気流が生じていないと判断し、装置の故障を判定することができる。
【０１２４】
第２の発明によれば、キャニスタの内部に気流が発生すべき状況下でのヒータの熱量と温度との関係が、気流の発生時に成立すべき予定の関係となっているか否かに基づいて故障の有無を精度良く判断することができる。
【０１２５】
第３の発明によれば、キャニスタの内部に気流が発生すべきでない状況下でのヒータの熱量と温度との関係が、気流の非発生時に成立すべき予定の関係となっているか否かに基づいて故障の有無を精度良く判断することができる。
【０１２６】
第４の発明によれば、キャニスタの内部に気流が発生すべき状況下でのヒータの熱量と温度との関係が、キャニスタの内部に気流が発生すべきでない状況下での関係と異なっているか否かに基づいて、故障の有無を精度良く判断することができる。
【０１２７】
第５の発明によれば、キャニスタには、パージポンプを作動させることにより、或いは、吸気負圧を導くことにより気流を発生させることができる。そして、この発明によれば、パージポンプの故障時には、気流を発生させるためのモードを、吸気負圧により気流を発生させるモードに固定することができる。このため、本発明によれば、パージポンプの故障時においても、キャニスタの内部に適当に気流を発生させることができ、キャニスタをパージする能力を適当に確保することができる。
【０１２８】
第６の発明によれば、パージ切り替え弁を第３の状態としてキャニスタと吸気通路とを導通させることにより、キャニスタが吸気負圧によりパージされるモードを実現することができる。
【０１２９】
第７の発明によれば、パージポンプを作動させながら、パージ切り替え弁を第１状態として低濃度ガスがキャニスタに流入する状態を形成するか、或いは、パージ切り替え弁を第２状態として低濃度ガスが吸気通路に吸入される状態を形成することにより、キャニスタがパージポンプによりパージされるモードを作り出すことができる。
【０１３０】
第８の発明によれば、パージポンプの故障時には、パージのモードが吸気負圧パージのモードに固定されることに対応させて、内燃機関の目標アイドル回転数を高めることができる。目標アイドル回転数が高められると、アイドル時における内燃機関の安定性が増し、低濃度ガスが吸気通路に流入することによる運転状態の不安定化を防ぐことができる。
【０１３１】
第９の発明によれば、パージポンプが正常な負荷を伴って作動しているかを見ることで、パージポンプの吐出圧が正常に分離ユニットに蓄えられているか否かを見ることができる。そして、その負荷が異常である場合は、分離ユニットの故障を判定することができる。
【０１３２】
第１０の発明によれば、キャニスタを封鎖した状態でパージポンプを逆転運転させることにより、キャニスタを含む系内を正圧化することができる。そして、この際に系内圧力が適正に正圧化されるか否かに基づいて、その系内に漏れが生じているか否かを精度良く判断することができる。
【０１３３】
第１１の発明によれば、分離ユニットの故障が判定された場合に、気流を発生させるためのモードを、吸気負圧により気流を発生させるモードに固定することができる。このモードによれば、分離ユニットに正圧を加えることなく、キャニスタに負圧を導いてその内部をパージすることができる。このため、本発明によれば、分離ユニットの故障時においても、蒸発燃料の大気放出を防ぎつつ、キャニスタを適切にパージすることができる。
【０１３４】
第１２の発明によれば、キャニスタを含む系内の漏れが判定された場合に、気流を発生させるためのモードを、吸気負圧により気流を発生させるモードに固定することができる。このモードによれば、パージポンプの発する吐出圧により系内を正圧化させることなく、キャニスタに負圧を導いてその内部をパージすることができる。このため、本発明によれば、キャニスタを含む系内に漏れが生じている状況下でも、蒸発燃料の大気放出を防ぎつつ、キャニスタを適切にパージすることができる。
【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において判定可能な故障の内容を、主キャニスタ内部における気流の有無と、サブキャニスタ内部における気流の有無と、実現中の運転モードとの関係で整理した図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の変形例を説明するための図である。
【図５】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６】本発明の実施の形態２において判定可能な故障の内容を、主キャニスタ内部における気流の有無と、サブキャニスタ内部における気流の有無と、実現中の運転モードとの関係で整理した図である。
【図７】本発明の実施の形態２の蒸発燃料処理装置の変形例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態３において、主キャニスタの内部に予定した通りに気流が生じているか否かを判断するために実行される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において、パージポンプの故障に対処するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態５において、分離ユニットの故障を検出するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態５において、分離ユニットの故障に対処するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１２】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１３】本発明の実施の形態６において、キャニスタ等を含む系内の漏れ故障を検出するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  燃料タンク
１２  ベーパ通路
１４  パージ通路
１６  パージポンプ
１８；６０；８０  キャニスタ
２２  高濃度用分離ユニット
３６  中濃度用分離ユニット
４６  パージ切り替え弁
５１  サブキャニスタ
６８；８８  主領域
７０；９０  バッファ領域
９７  封鎖弁
９８  大気吸入孔
【図１】
2004353601.tif 000003
【図２】
2004353601.tif 000004
【図３】
2004353601.tif 000005
【図４】
2004353601.tif 000006
【図５】
2004353601.tif 000007
【図６】
2004353601.tif 000008
【図７】
2004353601.tif 000009
【図８】
2004353601.tif 000010
【図９】
2004353601.tif 000011
【図１０】
2004353601.tif 000012
【図１１】
2004353601.tif 000013
【図１２】
2004353601.tif 000014
【図１３】
2004353601.tif 000015