(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置において、
前記吸気通路に蒸発燃料をパージするパージ通路とは別に前記吸気通路から遮断された状態で前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料が流れる計測通路を有し、前記計測通路において蒸発燃料状態に相関する物理量を検出することにより蒸発燃料状態を計測する蒸発燃料状態計測手段と、
前記蒸発燃料状態計測手段の構成部品の異常を診断する診断手段と、
を備え、
前記計測通路は通路中に絞りを設け、
前記蒸発燃料状態計測手段は、
前記絞りを挟んで前記計測通路の一方側に設置され、前記絞りと大気側との連通、または前記絞りと前記パージ通路側との連通を切り換える計測切換弁と、
前記計測通路に流体流れを発生する流体流れ発生手段と、
前記計測通路の圧力を検出する圧力検出手段と、
を有し、
さらに前記流体流れ発生手段が作動しており、前記計測切換弁が前記絞りと大気とを連通しているときに前記圧力検出手段が検出する空気圧と、前記パージ通路から前記吸気通路への蒸発燃料のパージ停止中に前記計測切換弁が前記絞りと前記パージ通路側とを連通しているときに前記圧力検出手段が検出する空気と蒸発燃料との混合気の混合気圧と、に基づきパージ量を調整する蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、吸着した蒸発燃料が前記パージ通路から前記吸気通路にパージされるキャニスタをさらに備え、
前記計測通路には前記キャニスタに吸着された蒸発燃料が流れる請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記蒸発燃料状態とは蒸発燃料の濃度である請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記蒸発燃料状態計測手段は、前記空気圧と前記混合気圧とに基づき、前記混合気中の蒸発燃料濃度を算出する濃度算出手段をさらに有する請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記計測切換弁は前記絞りと大気および前記パージ通路側との連通を遮断する切換状態をさらに有し、
前記蒸発燃料処理装置は、
前記流体流れ発生手段と前記パージ通路側との連通を断続するリークチェック切換弁と、
前記流体流れ発生手段が作動しており、前記計測切換弁が前記絞りと大気とを連通し、前記リークチェック切換弁が前記流体流れ発生手段と前記パージ通路側との連通を遮断しているときに前記圧力検出手段が検出する基準圧と、前記計測切換弁が前記絞りと大気側および前記パージ通路側との連通を遮断し、前記リークチェック切換弁が前記流体流れ発生手段と前記パージ通路側とを連通しているときに前記圧力検出手段が検出する圧力値と、に基づいて前記燃料タンクを含む前記蒸発燃料処理装置の漏れを検出するリークチェック手段と、
をさらに備え、
前記診断手段は前記リークチェック切換弁の異常をさらに診断する請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記診断手段は、前記圧力検出手段が正常である場合、蒸発燃料状態の計測中における前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記圧力検出手段以外の他の前記構成部品の異常を診断する請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記診断手段は、内燃機関の始動直後における前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記圧力検出手段の異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記計測切換弁が前記絞りと大気側および前記パージ通路側との連通を遮断したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記流体流れ発生手段または前記計測切換弁の異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記計測切換弁が前記絞りと大気側および前記パージ通路側との連通を遮断する状態に切り換わったときの前記圧力検出手段の検出信号の変化速度に基づき、前記流体流れ発生手段または前記計測切換弁の異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記計測切換弁が前記絞りと大気側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記流体流れ発生手段または前記計測切換弁または前記絞りの異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１１】
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記計測切換弁が前記絞りと大気側とを連通する状態に切り換わったときの前記圧力検出手段の検出信号の変化速度に基づき、前記流体流れ発生手段または前記計測切換弁の異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１２】
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記計測切換弁が前記絞りと前記パージ通路側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記流体流れ発生手段または前記計測切換弁または前記絞りの異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１３】
前記パージ通路に設置され、前記吸気通路にパージされる蒸発燃料量を制御するパージ弁をさらに備え、
前記診断手段は、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に、前記計測切換弁が前記絞りと前記パージ通路側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記パージ弁または前記計測切換弁の異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１４】
前記診断手段は、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に、前記計測切換弁が前記絞りと前記パージ通路側との連通を遮断し、前記絞りと大気側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記計測切換弁の異常を診断する請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１５】
前記診断手段は、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に、前記計測切換弁が前記絞りと前記パージ通路側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記リークチェック切換弁の異常を診断する請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１６】
前記診断手段は、前記吸気通路に蒸発燃料をパージする際に、前記計測切換弁が前記絞りと前記パージ通路側との連通を遮断し、前記絞りと大気側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記リークチェック切換弁の異常を診断する請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１７】
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記リークチェック切換弁が前記流体流れ発生手段と前記パージ通路側とを連通したときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記流体流れ発生手段または前記計測切換弁または前記リークチェック切換弁の異常を診断する請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１８】
前記パージ通路に設置され、前記吸気通路にパージされる蒸発燃料量を制御するパージ弁をさらに備え、
前記診断手段は、前記流体流れ発生手段が作動し、前記リークチェック切換弁が前記流体流れ発生手段と前記パージ通路側とを連通し、前記パージ弁が開いたときの前記圧力検出手段の検出信号に基づき、前記パージ弁の異常を診断する請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を燃料タンクから直接内燃機関の吸気通路にパージするか、あるいは蒸発燃料をキャニスタに一時的に吸着させ、必要に応じてキャニスタから脱離させた蒸発燃料を吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置が知られている。このような蒸発燃料処理装置において、吸気通路にパージされる混合気中の蒸発燃料濃度を蒸発燃料状態としてパージに先立ち計測しておくものが特許文献１、２に開示されている。特許文献１、２に開示されている蒸発燃料処理装置では、混合気を吸気通路にパージするパージ通路において混合気の流量または密度を検出するとともに、大気開放された通路において空気の流量または密度を検出し、それら検出結果の比から蒸発燃料濃度を計測するようにしている。
【０００３】
ところで、特許文献１、２においては、吸気通路の負圧を各通路に作用させることで混合気または空気をそれら各通路に流しつつ流量または密度の検出を行っている。この構成では、吸気通路の負圧に脈動が生じると流量または密度に変動が生じるので、流量または密度の検出結果に基づく蒸発燃料濃度の計測精度が悪化する。また、吸気通路の負圧が小さい場合には、各通路における混合気または空気の流量が減少するため、流量または密度の検出自体が困難になる。
【０００４】
そこで本発明者らは、パージ通路とは別に吸気通路から遮断された状態で燃料タンク内で発生した蒸発燃料を計測通路に流し、計測通路において蒸発燃料状態として蒸発燃料濃度に相関する圧力または流量等の物理量を検出することにより蒸発燃料濃度を計測する蒸発燃料処理装置について鋭意研究を行ってきた。かかる蒸発燃料処理装置では、吸気通路の負圧の変動に関わりなく計測通路に蒸発燃料または空気が流れるので、吸気通路の負圧の変動に関係なく蒸発燃料濃度を高精度に計測できる。
【０００５】
しかしながら、蒸発燃料状態を計測する構成部品に異常が生じて蒸発燃料状態が正確に計測できないと、計測した蒸発燃料状態に基づいて吸気通路にパージされる蒸発燃料量が実際にパージされる蒸発燃料量と異なる。また、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量はパージされる蒸発燃料量に応じて設定されるので、蒸発燃料状態が正確に計測できないと、燃料噴射弁の燃料噴射量を適切に設定できない。その結果、実際の空燃比（実空燃比という）が目標空燃比からずれてしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８３２６号公報
【特許文献２】特開平６−１０１５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、蒸発燃料状態を計測する構成部品の異常を診断する蒸発燃料処理装置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】
【０００８】
請求項１から１８に記載の発明によると、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸気通路にパージするパージ通路とは別に吸気通路から遮断された状態で燃料タンク内で発生した蒸発燃料が流れる計測通路を有し、計測通路において蒸発燃料状態に相関する物理量を検出することにより蒸発燃料状態を計測するので、吸気通路の負圧の変動に関係なく蒸発燃料状態を高精度に計測できる。さらに、蒸発燃料状態を計測するための蒸発燃料状態計測手段の構成部品の異常を診断するので、構成部品に異常があれば、異常警告、異常記録、パージ中止等の適切な処理を行うことができる。
また、計測通路は通路中に絞りを設ける。蒸発燃料状態計測手段は、絞りを挟んで計測通路の一方側に設置され、絞りと大気側との連通、または絞りとパージ通路側との連通を切り換える計測切換弁と、計測通路に流体流れを発生する流体流れ発生手段と、計測通路の圧力を検出する圧力検出手段と、を有し、さらに流体流れ発生手段が作動しており、計測切換弁が絞りと大気とを連通しているときに圧力検出手段が検出する空気圧と、パージ通路から吸気通路への蒸発燃料のパージ停止中に計測切換弁が絞りとパージ通路側とを連通しているときに圧力検出手段が検出する空気と蒸発燃料との混合気の混合気圧と、に基づきパージ量を調整する。
【０００９】
請求項５に記載の発明によると、蒸発燃料状態を計測するための構成部品がパージ系のリークチェックを検出する構成部品を兼ねているので、リークチェック用に追加する部品点数を低減できる。また、診断手段によりリークチェック切換弁の異常を診断することができる。
請求項６に記載の発明によると、圧力検出手段が正常であれば、蒸発燃料状態の計測中における圧力検出手段の検出信号に基づいて他の構成部品の異常を診断するので、異常診断用の部品またはモジュールを追加することなく、蒸発燃料状態を計測する構成部品の異常を診断できる。
請求項７に記載の発明によると、診断手段は内燃機関の始動直後に圧力検出手段の異常を診断するので、蒸発燃料状態を計測するための圧力検出手段の異常を早期に発見し、適切な処理を行うことができる。
【００１０】
尚、本発明に備わる手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置３０を車両の内燃機関１０に適用した例を示している。
（内燃機関１０）
内燃機関１０は、燃料タンク３２内に収容されたガソリンを燃焼して動力を発生させるガソリンエンジンである。内燃機関１０の吸気管１２の吸気通路１４側には、燃料噴射量を制御する燃料噴射弁１６、吸気流量を制御するスロットル弁１８等が設置されている。また、吸気管１２の排気通路２０側には、空燃比を検出する空燃比センサ２２等が設置されている。
【００１２】
（蒸発燃料処理装置３０）
蒸発燃料処理装置３０は、燃料タンク３２内で発生した蒸発燃料を第１キャニスタ３４に吸着し、第１キャニスタ３４に吸着した蒸発燃料を吸気通路１４にパージして処理するものである。燃料タンク３２と第１キャニスタ３４とは通路１００により接続されており、燃料タンク３２内で発生する蒸発燃料は、通路１００を通り第１キャニスタ３４内の活性炭等の吸着材に吸着される。第１キャニスタ３４に吸着された蒸発燃料は、パージ弁３６を開弁することにより、吸気通路１４の負圧により第１キャニスタ３４からパージ通路１０２を通りスロットル弁１８の下流側の吸気通路１４にパージされる。図１に示す状態において、第１キャニスタ３４は、電磁弁４６およびフィルタ３８を介して通路１０４により大気開放されている。また、第１キャニスタ３４は、パージ通路１０２と連通している通路１１０により電磁弁４４と接続している。
【００１３】
蒸発燃料処理装置３０は、吸気通路１４にパージする空気と蒸発燃料との混合気における蒸発燃料濃度を蒸発燃料状態として計測し、計測された蒸発燃料濃度に応じて、パージ弁３６の開度、すなわち吸気通路１４にパージされる蒸発燃料量、ならびに燃料噴射弁１６からの燃料噴射量を制御している。第１キャニスタ３４からパージ弁３６を介して吸気通路１４にパージされる蒸発燃料濃度は、ポンプ４２、電磁弁４４、圧力センサ５０、制御装置（ＥＣＵ）６０、および計測通路１１２を有する蒸発燃料状態計測手段により計測される。濃度算出手段、診断手段およびリークチェック手段としてのＥＣＵ６０は、燃料噴射弁１６、スロットル弁１８、パージ弁３６、ポンプ４２、および電磁弁４４、４６の作動を制御する。
【００１４】
絞り４０は計測通路１１２に設置されており、絞り４０の一方側の計測通路１１２には計測切換弁としての電磁弁４４が設置されている。絞り４０の電磁弁４４と反対側の計測通路１１２には、第２キャニスタ４８、ポンプ４２、フィルタ３９がこの順に絞り４０から設置されている。通路１１４は、ポンプ４２の吐出側であるポンプ４２とフィルタ３９との間の計測通路１１２と、絞り４０と反対側の電磁弁４４とを接続している。つまり、通路１１４の一端はフィルタ３９を介して大気開放されている。
【００１５】
電磁弁４４は、絞り４０と大気側である通路１１４との連通、または絞り４０と通路１１０との連通、または絞り４０と両通路１１０、１１４との連通の遮断を切り換える。電磁弁４４は、通電をオフした状態で絞り４０と通路１１４とを連通し、絞り４０のポンプ４２と反対側を大気開放する切換状態にある。
リークチェック切換弁としての電磁弁４６は、図１に示す通電オフの状態において、第１キャニスタ３４に接続している通路１０４をフィルタ３８を介して大気側に開放する。この状態でパージ弁３６が開弁すると、第１キャニスタ３４に吸着されている蒸発燃料は、吸気通路１４の負圧によりパージ通路１０２を通ってスロットル弁１８の下流側にパージされる。蒸発燃料処理装置３０のリークチェック時には、電磁弁４４は通電をオンされ、ポンプ４２と第２キャニスタ４８との間の計測通路１１２に連通している通路１０６と通路１０４とを連通することにより、ポンプ４２とパージ系である第１キャニスタ３４とを連通する。通路１０６と通路１０４とが連通した状態で、流体流れ発生手段であり加減圧装置としてのポンプ４２が作動することにより、蒸発燃料処理装置３０の第１キャニスタ３４および各通路のリーク系を減圧し、リークチェックを行う。
【００１６】
第２キャニスタ４８は、絞り４０とポンプ４２との間の計測通路１１２に設置されている。第２キャニスタ４８は、第１キャニスタ３４と同様に活性炭等の吸着材を収容している。したがって、電磁弁４４が計測通路１１２と通路１１０とを連通している状態でポンプ４２が作動して計測通路１１２を減圧することにより、第１キャニスタ３４に吸着されている蒸発燃料が計測通路１１２に吸引される。そして、絞り４０を通過した空気と蒸発燃料との混合気が第２キャニスタ４８を通過するときに、第２キャニスタ４８は蒸発燃料を吸着し、混合気から蒸発燃料を除去する。したがって、空気と蒸発燃料との混合気が絞り４０を通過しても、圧力検出手段としての圧力センサ５０が検出するのは、絞り４０を通過した空気の圧力である。このように、ポンプ４２と絞り４０との間に第２キャニスタ４８を設置し、絞り４０を通過した混合気から蒸発燃料を除去すると、第２キャニスタ４８を設置しない場合に比べ、圧力センサ５０が検出する圧力は大きくなる。その結果、空気だけが絞り４０を通過するときに圧力センサ５０が検出する空気圧ＰAIRと、空気と蒸発燃料との混合気とが絞り４０を通過するときに圧力センサ５０が検出する混合気圧ＰGASとの差分値が大きくなる。これにより、圧力センサ５０の圧力分解能に対して十分に大きな検出ゲインＧを確保できるので、空気圧ＰAIRに対する混合気圧ＰGASの相対検出精度、ひいては蒸発燃料濃度の計測精度が向上する。
【００１７】
圧力センサ５０は、ポンプ４２と第２キャニスタ４８との間の計測通路１１２に接続しており、ポンプ４２と第２キャニスタ４８、つまりポンプ４２と絞り４０との間の計測通路１１２と大気圧との差圧を検出する差圧センサである。したがって、ポンプ４２の作動時に圧力センサ５０が検出する検出圧は、電磁弁４４が絞り４０を大気側に連通している状態において、絞り４０の両端間の差圧に実質的に等しくなる。また、電磁弁４４が絞り４０と両通路１１０、１１４との連通を遮断している状態では、ポンプ４２の吸入側において計測通路１１２が閉塞されるため、ポンプ４２の作動時における圧力センサ５０の検出圧は、ポンプ４２の締切圧に実質的に等しくなる。
【００１８】
（蒸発燃料処理装置３０の作動）
図１０に示すタイムチャートは、イグニションキーをオンしてから、スタンバイ（Ａ）、蒸発燃料濃度の計測（Ｂ〜Ｅ）、蒸発燃料のパージ（Ｆ、Ｇ）、リークチェック（Ｊ〜Ｌ）の各段階を順次示している。以下に説明する蒸発燃料濃度計測、パージ、リークチェック、および異常診断は、ＥＣＵ６０がＥＣＵ６０内のＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ等に記憶している制御プログラムを実行することにより処理する。蒸発燃料濃度を計測する構成部品のいずれかが異常であるとＥＣＵ６０が診断すると、蒸発燃料濃度の計測および診断処理を中止し、パージ弁３６を閉弁し、吸気通路１４への蒸発燃料のパージを停止することことが望ましい。蒸発燃料のパージを停止した場合、空燃比センサ２２で検出した実空燃比に基づき、目標空燃比に近づくように燃料噴射弁１６の噴射量を調整することができる。また、以下の診断処理で述べる異常原因は一例であって、異常原因はこれらに限るものではない。
【００１９】
（１）スタンバイ
イグニションキーをオンしてから内燃機関の始動直後である図１０、１１のＡ段階では、ポンプ４２は作動しておらず、電磁弁４４、４６は図１に示す状態にあるので、計測通路１１２は大気開放されている。この状態で圧力センサ５０の出力信号を診断する。圧力センサ５０の出力信号である電圧値が正常動作時の範囲外であれば、圧力センサ５０が断線または短絡していると診断し、警告灯の点灯、または警告音の発生等により蒸発燃料処理装置の異常を運転者に知らせる。さらに、異常箇所を知らせるために、ＥＣＵ６０内のＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに異常フラグを設定し、設定された圧力センサ５０の異常フラグをオンにしてもよい。
【００２０】
圧力センサ５０の電圧値が正常範囲であり、圧力センサ５０の電圧値が示す圧力値Ｐが大気圧Ｐ0を中心として、Ｐ0−Ｋ0≦Ｐ≦Ｐ0＋Ｋ0であれば、圧力センサ５０は正常であると診断する。Ｐ0−Ｋ0≦Ｐ≦Ｐ0＋Ｋ0でなければ、圧力センサ５０の異常であると診断する。Ａ段階において圧力センサ５０が正常であると診断されると、以下の診断では、圧力センサ５０は正常であるとして説明する。
また、圧力センサ５０の示す圧力値Ｐが低くＰ＜ＰAＬであれば、ポンプ４２への通電をオフしているにも関わらずポンプ４２が作動して圧力値Ｐが低下していると判断し、ポンプ４２が常にオン状態にある異常であると診断する。
【００２１】
（２）蒸発燃料濃度計測
（２−１）締切圧検出
スタンバイ状態であるＡ段階において、例えば、エンジン回転数が数百回転以上になるか、水温が所定温度以上になると、蒸発燃料濃度の検出条件が成立したと判断する。燃料タンク３２の周囲温度が低温であると燃料タンク３２内で蒸発燃料が殆ど発生しない。したがって、蒸発燃料濃度の検出条件とは、始動直後以外では、燃料タンク３２の周囲温度が上昇し、蒸発燃料が燃料タンク内に発生する条件と言い換えてもよい。蒸発燃料濃度の検出条件が成立すると、Ａ段階からＢ段階に移行し、蒸発燃料濃度を計測する。
【００２２】
図１０、１１のＢ段階では、電磁弁４４を図２に示す切換状態にして絞り４０と両通路１１０、１１４との連通を遮断し、ポンプ４２を作動させる。この状態では、絞り４０のポンプ４２と反対側、つまりポンプ４２の吸入側が閉塞されるので、圧力センサ５０が検出する圧力は締切圧ＰCである。圧力センサ５０の示す圧力値Ｐが所定の締切圧ＰCを中心として、ＰCＨ≦Ｐ≦ＰCＬであれば、圧力センサ５０は正常である。Ｐ≦ＰCＬであれば、圧力センサ５０を正常と判断してもよい。ＰCＨはＰCＬよりも負圧の程度が大きいことを示している。
【００２３】
Ｐ0−Ｋ0≦Ｐ≦Ｐ0＋Ｋ0であればＡ段階から圧力が変化していないと判断し、ポンプ４２への通電をオンしたのにも関わらずポンプ４２が作動しない異常だと診断する。また、圧力値ＰがＰCＨ≦Ｐ≦ＰCＬでなければ、ポンプ４２の異常であると診断する。ただし、圧力値ＰがＰCＨ≦Ｐ≦ＰCＬではなく所定の空気圧ＰAIRに相当する場合は、図１に示すＡ段階から電磁弁４４を切換制御したにも関わらず、絞り４０の電磁弁４４側が通路１１４と連通し大気開放されているからだと判断し、電磁弁４４の異常と診断してもよい。
【００２４】
また、Ａ段階からＢ段階に移行するときの圧力低下率ΔＰ／Δｔの絶対値が小さいか、締切圧ＰCに達する迄の時間Ｔ１が所定時間よりも長い場合は、ポンプ４２の減圧能力の低下か、あるいは通路１０６を電磁弁４６が完全に遮断しておらず部分的に大気と連通していることが原因だと判断し、ポンプ４２または電磁弁４６の異常であると診断する。
【００２５】
（２−２）空気圧検出
締切圧ＰCを検出するＢ段階で異常がなければ、次のＣ段階で空気圧を検出する。Ｃ段階では、ポンプ４２は作動し、電磁弁４４、４６は図３に示す切換状態にあるので、絞り４０を空気だけが流れる。したがって、圧力センサ５０が検出する圧力は空気圧ＰAIRである。圧力センサ５０の示す圧力値Ｐが所定の空気圧ＰAIRを中心としてＰAＨ≦Ｐ≦ＰAＬであれば正常である。
【００２６】
Ｐ＞ＰAＬであれば圧力値Ｐが高すぎるので、絞り４０の絞り径が何らかの理由で大きくなったか、ポンプ４２の減圧能力の低下か、通路１０６を電磁弁４６が完全に遮断していないことが原因だと判断し、絞り４０、ポンプ４２および電磁弁４６の少なくともいずれかが異常であると診断する。
また、Ｐ＜ＰAＨであれば圧力値Ｐが低すぎるので、絞り４０の絞り径が何らかの理由で小さくなったか、切換制御したにも関わらず電磁弁４４が計測通路１１２と通路１１４とを連通していないことが原因だと判断し、絞り４０および電磁弁４４の少なくともいずれか一方の異常であると診断する。
【００２７】
また、Ｂ段階からＣ段階に移行するときの差圧｜ＰC−ＰAIR｜が小さ過ぎる場合は、電磁弁４４が図２から図３に示す切換状態に正常に変わっていない異常であると診断する。
また、図１１に示すＢ段階からＣ段階に移行するときの圧力上昇率ΔＰ／Δｔの絶対値が小さいか、空気圧ＰAIRに達する迄の時間が所定時間よりも長い場合は、ポンプ４２の減圧能力の低下か、あるいは絞り４０の電磁弁４４側が完全に通路１１４と連通していないことが原因だと判断し、ポンプ４２および電磁弁４４の少なくともいずれか一方の異常であると診断する。
【００２８】
（２−３）混合気圧検出
空気圧ＰAIRを検出するＣ段階で異常がなければ、次のＤ段階で混合気圧を検出する。Ｄ段階では、ポンプ４２は作動し、電磁弁４４、４６は図４に示す切換状態にあるので、空気および蒸発燃料の混合気が絞り４０を流れる。したがって、圧力センサ５０が検出する圧力は混合気圧ＰGASである。圧力センサ５０の示す圧力値ＰがＰC−α≦Ｐ≦ＰAIR＋αであれば正常である。
【００２９】
Ｐ＞ＰAIR＋α、またはＰC−α＞Ｐであれば、図４に示す太い実線の通路中の電磁弁４４、４６、絞り４０、およびポンプ４２の少なくともいずれかの構成部品に異常があると診断する。
以上のＡ〜Ｄの段階で異常が検出されなければ、ＥＣＵ６０は、特許請求の範囲に記載した物理量である締切圧ＰC、空気圧ＰAIR、および混合気圧ＰGASから蒸発燃料濃度を算出し、パージ弁３６の開度、ならびに燃料噴射弁１６から噴射する燃料噴射量を目標空燃比になるように設定する。
【００３０】
（３）パージ
蒸発燃料濃度が正常に計測され、パージ条件が成立すると、図１０、１２に示すパージ待ちのＥ段階からパージ実行のＦ、Ｇ段階に移行し、第１キャニスタ３４に吸着されている蒸発燃料を吸気通路１４にパージする。
Ｆ段階では、ポンプ４２は作動しておらず、パージ弁３６は開弁し、電磁弁４４、４６は図５に示す切換状態にある。図５では第１キャニスタ３４、第２キャニスタ４８の両方から蒸発燃料をパージする。Ｆ段階において、吸気通路１４の負圧により圧力センサ５０の圧力値Ｐが低下し、ＰPＨ≦Ｐ≦ＰPＬであれば正常である。
【００３１】
ＰPＬ＜Ｐであれば、計測通路１１２の圧力が低下していない異常であると診断する。原因としては、パージ弁３６への通電をオンしたにも関わらずパージ弁３６が開弁しない、または電磁弁４４が絞り４０と通路１１０とを連通していない等が考えられる。
また、ＰPＨ＞Ｐであれば、電磁弁４６がキャニスタ３４とポンプ４２との連通を遮断していないために圧力センサ５０の圧力値Ｐが低下する異常だと判断する。
また、パージ中に空燃比センサ２２の出力値が目標空燃比の所定範囲よりもリッチ側の値を示すときは、空燃比センサ２２および燃料噴射弁１６を含む構成部品の少なくともいずれかに異常があると診断する。
【００３２】
第１キャニスタ３４だけから蒸発燃料をパージする場合は、ポンプ４２は作動しておらず、パージ弁３６は開弁し、電磁弁４４、４６は図６に示す切換状態にある。このパージ処理は、第２キャニスタ４８を使用しない蒸発燃料処理装置の処理と同じである。図６に示す状態のＧ段階において、計測通路１１２は大気開放されているので、Ｐ0−Ｋ0≦Ｐ≦Ｐ0＋Ｋ0であれば正常である。Ｐ0−Ｋ0＞Ｐであれば、電磁弁４４により絞り４０とパージ通路１０２とが連通しているか、電磁弁４６により通路１０４と通路１０６とが連通している異常であると診断する。
【００３３】
（４）リークチェック
（４−１）基準圧検出
リークチェック条件が成立している場合、ＥＣＵ６０は、イグニションキーがオフされてからリークチェックを実行する。まず、図１０、１３に示すＪ段階において、基準圧ＰRefを検出する。Ｊ段階においては、ポンプ４２は作動し、電磁弁４４、４６は図７に示す切換状態にあるので、絞り４０を空気だけが流れる。つまり、Ｊ段階は、蒸発燃料濃度計測において空気圧ＰAIRを検出するＢ段階（図３参照）と同じ通路状態である。したがって、Ｂ段階と同じ診断を行う。
【００３４】
（４−２）内圧チェック
Ｊ段階で異常がなければ、次のＫ段階で燃料タンクを含む蒸発燃料処理装置３０の内圧チェックを行う。図１０、１３に示すＫ段階では、パージ弁３６は閉弁し、ポンプ４２は作動し、電磁弁４４、４６は図８に示す切換状態にある。
圧力センサ５０の示す圧力値Ｐがポンプ４２への通電がオンされているにも関わらず変化しない場合は、ポンプ４２の異常であると診断する。
【００３５】
また、圧力値Ｐは変化するが基準圧ＰRefよりも高く大気圧に近い場合は、燃料タンクを含む蒸発燃料処理装置３０に絞り４０よりも大径の穴が開いているか、リークチェックを行う蒸発燃料処理装置３０の構成部品の異常であると考えられる。この場合のリークチェックを行う蒸発燃料処理装置３０の構成部品の異常としては、ポンプ４２の減圧能力が低下しているか、電磁弁４６が中間開度でスティックして通路１０６が絞り３８を介して大気側に連通しているか、電磁弁４６に漏れがある等が考えられる。
また、圧力値ＰがＪ段階と同様に短時間で基準圧ＰRefまで低下すると、電磁弁４６への通電をオンしたにもかかわらず電磁弁４６の切換状態が図７のままだと判断し、電磁弁４６の異常であると診断する。
【００３６】
（４−３）パージ弁チェック
Ｋ段階で異常がなければ、図１０、１３に示す次のＬ段階でパージ弁３６の異常を診断する。図８に示すＫ段階の通路状態から、図９に示すようにパージ弁３６への通電をオンしパージ弁３６を開弁する。パージ弁３６が正常に開弁すれば、パージ通路１０２は吸気通路１４と連通するので、圧力センサ５０の圧力値Ｐは大気圧Ｐ0付近まで上昇する。圧力センサ５０の圧力値ＰがＫ段階のまま変化しなければ、パージ弁３６への通電をオンしたにも関わらずパージ弁３６が開弁していないと判断し、パージ弁３６の異常であると診断する。
【００３７】
以上説明したように、蒸発燃料濃度を計測する構成部品のいずれかに異常が発生した場合、前述したように、警告灯点灯、警告音発生等で車両の運転者に異常を知らせることが望ましい。また、構成部品毎にＥＣＵ６０のＥＥＰＲＯＭ等に設定した異常フラグをオンにし、異常箇所を特定してもよい。
【００３８】
上記第１実施形態では、蒸発燃料濃度を計測する構成部品がリークチェックを検出する構成部品を兼ねているので、リークチェック用に追加する部品を低減できる。
また、圧力センサ５０を診断した後に、圧力センサ５０が正常であれば圧力センサ５０の検出信号に基づいて蒸発燃料濃度を計測する他の構成部品を診断するので、異常診断用の部品またはモジュールを追加する必要がない。
【００３９】
（変形形態）
第１実施形態の電磁弁４４は、通電をオフした状態で絞り４０のポンプ４２と反対側を大気開放する切換状態に設定されているが、通電をオフした状態で絞り４０のポンプ４２と反対側を閉塞する電磁弁４４を採用してもよい。その場合、蒸発燃料濃度、パージおよびリークチェックは図１４に示すタイムチャートで処理される。
【００４０】
（第２、第３実施形態）
本発明の第２実施形態を図１５に示し、第３実施形態を図１６に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図１５に示す第２実施形態では、第１実施形態の電磁弁４４に代えて電磁弁６２、６４を使用する。第１実施形態において診断した電磁弁４４の異常は、電磁弁６２、６４の異常であると診断すればよい。
また、図１６に示す第３実施形態では、第１実施形態の電磁弁４６に代えて電磁弁６６、６８を使用する。第１実施形態において診断した電磁弁４６の異常は、電磁弁６６、６８の異常であると診断すればよい。
【００４１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１７に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図１７に示す第４実施形態の蒸発燃料処理装置７０の電磁弁７２は、第１キャニスタ３４と大気側との連通を断続するために使用される。したがって、第４実施形態では、蒸発燃料濃度を計測する構成部品をパージ系のリークチェックに使用しない。図１８に示す第４実施形態のタイムチャートは、蒸発燃料濃度計測とパージだけを示している。
【００４２】
（他の実施形態）
以上説明した上記複数の実施形態では、燃料タンク３２内で発生した蒸発燃料を第１キャニスタ３４に吸着し、第１キャニスタ３４に吸着した燃料をパージ通路１０２から吸気通路１４にパージした。これ以外に、燃料タンク３２内で発生した蒸発燃料を第１キャニスタ３４に吸着するものの、燃料タンク３２と吸気通路１４とをパージ弁３６を介して接続し、燃料タンク３２内の蒸発燃料を第１キャニスタ３４を介さず直接パージ通路１０２から吸気通路１４にパージしてもよい。この場合にも、燃料タンク３２内の蒸発燃料濃度を上記複数の実施形態に示した蒸発燃料状態計測手段を使用して計測し、パージ弁３６の開度、ならびに燃料噴射弁１６から噴射する噴射量を制御する。
【００４３】
また、計測通路１１２を減圧する減圧装置としてポンプ４２を使用したが、蒸発燃料濃度を計測する蒸発燃料状態計測手段の構成によっては、計測通路を加圧する加圧装置としてポンプ４２を使用してもよい。
また上記複数の実施形態では、圧力検出手段として差圧センサである圧力センサ５０を使用したが、圧力検出手段として絶対圧センサを使用してもよい。
【００４４】
また、締切圧、空気圧および混合気圧から蒸発燃料濃度を測定したが、空気圧および混合気圧から蒸発燃料濃度を測定してもよい。この場合、ポンプ４２の回転数を一定回転に制御することが望ましい。また、蒸発燃料濃度を計測する物理量として、計測通路の圧力ではなく流量を採用してもよい。また、計測通路の圧力または流量を計測して蒸発燃料濃度以外の蒸発燃料状態を計測してもよい。
また、上記複数の実施形態では、ポンプ４２と絞り４０との間の計測通路１１２に第２キャニスタ４８を設置し、空気圧ＰAIRと混合気圧ＰGASとの差分値の検出ゲインＧを大きくしたが、第２キャニスタ４８を設置しない構成でもよい。
【００４５】
また、蒸発燃料濃度の計測だけでなく、蒸発燃料処理装置のリークチェックにもポンプ４２を使用しているが、他のポンプを用いて蒸発燃料装置のリークチェックを行ってもよい。
このように、本発明は、上記複数の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図。
【図２】締切圧検出時の通路状態を示す構成図。
【図３】空気圧検出時の通路状態を示す構成図。
【図４】混合気圧検出時の通路状態を示す構成図。
【図５】パージ中の通路状態を示す構成図。
【図６】パージ中の通路状態を示す構成図。
【図７】基準圧検出時の通路状態を示す構成図。
【図８】リークチェック時の通路状態を示す構成図。
【図９】リークチェック時の通路状態を示す構成図。
【図１０】第１実施形態のタイムチャート。
【図１１】蒸発燃料濃度の計測を示すタイムチャート。
【図１２】パージ時のタイムチャート。
【図１３】リークチェックのタイムチャート。
【図１４】第１実施形態の変形形態のタイムチャート。
【図１５】第２実施形態の電磁弁の構成図。
【図１６】第３実施形態の電磁弁の構成図。
【図１７】第４実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図。
【図１８】第４実施形態のタイムチャート。
【符号の説明】
【００４７】
１０：内燃機関、１４：吸気通路、３０：蒸発燃料処理装置、３２：燃料タンク、３４：第１キャニスタ（蒸発燃料状態計測手段）、４０：絞り（蒸発燃料状態計測手段）、４２：ポンプ（流体流れ発生手段、蒸発燃料状態計測手段）、４４：電磁弁（計測切換弁、蒸発燃料状態計測手段）、４６：電磁弁（リークチェック切換弁）、５０：圧力センサ（圧力検出手段、蒸発燃料状態計測手段）、６０：ＥＣＵ（蒸発燃料状態計測手段、濃度算出手段、診断手段、リークチェック手段）、１０２：パージ通路、１１２：計測通路（蒸発燃料状態計測手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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