(57)【要約】【課題】複数のパージ弁のいずれに異常が生じているかを特定することが可能な蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】複数の気筒群２Ｌ、２Ｒ間で共用されるキャニスタ１１から気筒群毎のパージ弁１４Ｌ、１４Ｒを介して各気筒群にパージガスが導入される内燃機関の蒸発燃料処理装置１０において、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの動作状態に相関して変化すべきキャニスタ１１内の圧力を検出する圧力センサ２３と、いずれか一つのパージ弁１４Ｌを判定対象として選択して該判定対象のパージ弁１４Ｌに所定の動作を指示する一方で、他のパージ弁１４Ｒは一定の状態に保持するパージ弁選択操作を実行し、該パージ弁選択操作の実行に対応して圧力センサ２３が検出する物理量に基づいて、判定対象のパージ弁１４Ｌの異常の有無を判定する異常判定手段としてのエンジンコンピュータユニット３Ｌ、３Ｒとを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群間で共用されるキャニスタから気筒群毎のパージ弁を介して各気筒群にパージガスが導入される内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記キャニスタ内に作用する圧力を検出する検出手段と、
いずれか一つのパージ弁を判定対象として選択して該判定対象のパージ弁に所定の動作を指示する一方で、他のパージ弁は一定の状態に保持するパージ弁選択操作を実行し、該パージ弁選択操作の実行に対応して前記検出手段が検出する圧力に基づいて、前記判定対象のパージ弁の異常の有無を判定する異常判定手段と、
を備えた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】
前記異常判定手段は、各パージ弁が閉位置に保持されかつ前記キャニスタの内部が大気圧環境に開放された状態から、前記判定対象のパージ弁に開動作を指示する一方で、他のパージ弁は閉位置に保持する操作を前記パージ弁選択操作として実行するとともに、前記判定対象のパージ弁への前記開動作の指示に応答して生じるべき前記圧力の変化が前記検出手段にて検出されたか否かに基づいて、前記判定対象のパージ弁が閉位置にて固着しているか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記キャニスタの内部が大気圧環境に開放された状態から、各パージ弁に対して閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、該パージ弁開放操作の開始後に前記検出手段が検出する圧力に基づいて、少なくともいずれか一つのパージ弁が開いた状態で固着しているか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記キャニスタの内部を大気圧環境に対して開閉する切替弁をさらに備え、
前記異常判定手段は、各パージ弁が閉位置に保持されかつ前記切替弁が開いている前提条件が成立するか否かを前記検出手段が検出する圧力に基づいて判定し、前記前提条件が成立する場合に、前記パージ弁選択操作を実行して前記判定対象のパージ弁の異常の有無を判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記判定対象のパージ弁に開動作を指示する一方で、他のパージ弁は閉位置に保持する操作を前記パージ弁選択操作として実行するとともに、前記判定対象のパージ弁への前記開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されたか否かに基づいて、前記判定対象のパージ弁が閉位置にて固着しているか否かを判定する、ことを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記異常判定手段は、前記前提条件が成立しない場合、各パージ弁に閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、前記パージ弁の開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されない場合に、少なくとも一つのパージ弁が開位置で固着していると判定する、ことを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記前提条件が成立しない場合、各パージ弁に閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、前記切替弁が閉位置にあるときに前記パージ弁の開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出される場合に前記切替弁が閉位置で固着していると判定する、ことを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記異常判定手段は、前記前提条件が成立しない場合、各パージ弁に閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、前記切替弁が閉位置にあるときに前記パージ弁の開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出される場合には前記切替弁が閉位置にて固着し、前記圧力の変化が検出されない場合には前記パージ弁が開位置で固着していると判定する、ことを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】
前記異常判定手段は、前記切替弁に対して開位置への動作が指示され、かつ、少なくともいずれか一つのパージ弁が開いて所定流量以上のパージガスが前記キャニスタから流れている状態下で、前記切替弁に閉位置への動作を指示する切替弁閉操作を実行し、該切替弁閉操作の開始後に、前記切替弁の閉位置への動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されない場合に前記切替弁が開位置で固着していると判定する、ことを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】
前記内燃機関には気筒群毎にコンピュータユニットが設けられ、前記パージ弁は対応する気筒群のコンピュータユニットによって互いに独立して制御され、前記コンピュータユニット間で前記パージ弁の動作指示を通信させてそれぞれのパージ弁に異常判定のために必要な動作を指示しつつ、いずれかのコンピュータユニットに、前記検出手段の検出結果に基づいて前記異常の有無を判定させることにより、前記コンピュータユニットの群を前記異常判定手段として機能させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項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、内燃機関にて発生する蒸発燃料を処理する装置に係り、特には、異常判定機能を備えた蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料タンクにて発生した蒸発燃料をキャニスタに導いてその燃料成分をキャニスタ内の吸着剤に一時的に吸着させ、吸着された燃料成分をキャニスタ内への大気の導入によって吸着剤から放出させ、放出された燃料成分を含んだパージガスを吸気通路に導くようにした蒸発燃料処理装置が知られている。この種の蒸発燃料処理装置では、キャニスタから内燃機関の吸気通路へパージガスを導くための通路上に、パージガスの流量を調整するためのパージ弁が設けられる。さらに、パージ弁の開度制御に対する吸気管圧力（吸気通路の圧力）の変化を参照することにより、蒸発燃料処理装置の異常の有無を判定する機能を備えた蒸発燃料処理装置も提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３７２６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えばＶ型エンジンのように複数の気筒群を備えた内燃機関に適用される蒸発燃料処理装置として、パージガスの通路が気筒群毎に分岐され、分岐された通路のそれぞれにパージ弁が設けられた構成の装置が検討されている。この種の装置では、気筒群毎に運転状態が独立して制御されることがあり、それ故にパージ弁の異常に関しても気筒群毎に判別することが必要となることがある。しかしながら、従来の蒸発燃料処理装置は、単一のパージ通路に一つのパージ弁が設けられた構成を前提としている。パージ通路が分岐されてそれぞれの分岐通路にパージ弁が設けられた構成において、いずれのパージ弁に異常が生じているかを従来の装置では特定することができない。
【０００４】
そこで、本発明は、複数のパージ弁のいずれに異常が生じているかを特定することが可能な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】
【０００５】
本発明は、複数の気筒群間で共用されるキャニスタから気筒群毎のパージ弁を介して各気筒群にパージガスが導入される内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記キャニスタ内に作用する圧力を検出する検出手段と、いずれか一つのパージ弁を判定対象として選択して該判定対象のパージ弁に所定の動作を指示する一方で、他のパージ弁は一定の状態に保持するパージ弁選択操作を実行し、該パージ弁選択操作の実行に対応して前記検出手段が検出する圧力に基づいて、前記判定対象のパージ弁の異常の有無を判定する異常判定手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００６】
本発明の蒸発燃料処理装置においては、パージ弁選択操作を実行した場合、判定対象のパージ弁以外のパージ弁は一定の状態に保持されているので、判定対象のパージ弁が動作指示に従って正しく動作している限り、検出手段が検出する圧力にはその判定対象のパージ弁の動作状態に相関した変化が現れるはずである。従って、パージ弁選択操作の実行に対応して検出手段が検出する圧力を参照することにより、判定対象のパージ弁に異常、つまりは、指示に対して正しく動作しない状態が生じているか否かを判定することができる。そして、判定対象のパージ弁を適宜に入れ替えてパージ弁選択操作を実行することにより、気筒群毎のパージ弁のいずれに異常が生じているかを特定することができる。なお、検出手段は圧力を直接検出するものに限らず、圧力と相関する物理量を介して圧力を間接的に検出するものを含む。
【０００７】
本発明の蒸発燃料処理装置の一形態において、前記異常判定手段は、各パージ弁が閉位置に保持されかつ前記キャニスタの内部が大気圧環境に開放された状態から、前記判定対象のパージ弁に開動作を指示する一方で、他のパージ弁は閉位置に保持する操作を前記パージ弁選択操作として実行するとともに、前記判定対象のパージ弁への前記開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されたか否かに基づいて、前記判定対象のパージ弁が閉位置にて固着しているか否かを判定してもよい（請求項２）。
【０００８】
本形態によれば、判定対象のパージ弁以外を閉位置に保持しつつ、判定対象のパージ弁のみに開動作を指示することにより、そのパージ弁が指示通りに開動作している限り、キャニスタ内部への吸気負圧の導入が開始されて圧力が低下するはずである。検出手段にて検出される圧力にこのような変化が生じていると認められない場合には、判定対象のパージ弁が開動作の指示に対して動作せず、そのパージ弁が閉位置にて固着しているとみなすことができる。これにより、パージ弁の閉固着を気筒群毎に個別に判定することが可能となる。
【０００９】
本発明の蒸発燃料処理装置の一形態において、前記異常判定手段は、前記キャニスタの内部が大気圧環境に開放された状態から、各パージ弁に対して閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、該パージ弁開放操作の開始後に前記検出手段が検出する圧力に基づいて、少なくともいずれか一つのパージ弁が開位置で固着しているか否かを判定してもよい（請求項３）。
【００１０】
本形態によれば、各パージ弁が指示した通りに閉位置から開動作すれば、その指示に応答してキャニスタへの吸気負圧の導入が開始され、その影響が検出手段の検出する圧力に現れるはずである。これに対して、少なくとも一つのパージ弁が開位置で固着しているときには、パージ弁開放操作を実行する前の段階で既にキャニスタの内部には吸気負圧が作用する。そのため、パージ弁開放操作を実行しても、検出手段が検出する圧力にはパージ弁開放操作の影響が現れないか、現れたとしてもその程度は各パージ弁が正しく閉位置から開動作した場合のそれよりも小さくなる。従って、パージ弁開放操作の開始後に検出手段が検出する圧力を参照することにより、パージ弁が開位置で固着しているか否かを判定することができる。
【００１１】
本発明の一形態において、蒸発燃料処理装置は、前記キャニスタの内部を大気圧環境に対して開閉する切替弁をさらに備えてもよい。この場合において、前記異常判定手段は、各パージ弁が閉位置に保持されかつ前記切替弁が開いている前提条件が成立するか否かを前記検出手段が検出する圧力に基づいて判定し、前記前提条件が成立する場合に、前記パージ弁選択操作を実行して前記判定対象のパージ弁の異常の有無を判定してもよい（請求項４）。
【００１２】
本形態によれば、各パージ弁が閉位置に保持されかつ切替弁が開いていれば、キャニスタ内部には吸気負圧が作用せず、その内部は大気圧近傍に保たれる。従って、前提条件が成立するか否かは検出手段の検出する圧力によって判別するすることができる。そして、前提条件が成立する場合にパージ弁選択操作を実行することにより、切替弁に生じている異常、あるいは、いずれかのパージ弁が開位置で固着しているといった異常の影響を排除して、判定対象のパージ弁が閉固着しているか否かを正しく判定することができる。
【００１３】
切替弁を備えた上記の形態において、前記異常判定手段は、前記判定対象のパージ弁に開動作を指示する一方で、他のパージ弁は閉位置に保持する操作を前記パージ弁選択操作として実行するとともに、前記判定対象のパージ弁への前記開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されたか否かに基づいて、前記判定対象のパージ弁が閉位置にて固着しているか否かを判定してもよい（請求項５）。
【００１４】
本形態によれば、既に説明したように、判定対象のパージ弁が指示通りに開動作している限り、キャニスタ内部への吸気負圧の導入が開始される。従って、パージ弁選択操作を実行する毎に、検出手段にて検出される圧力に上記のような変化が生じているか否かを弁別することにより、パージ弁の閉固着を気筒群毎に個別に判定することが可能となる。
【００１５】
切替弁を備えた上記の形態において、前記異常判定手段は、前記前提条件が成立しない場合、各パージ弁に閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、前記パージ弁の開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されない場合に、少なくとも一つのパージ弁が開位置で固着していると判定してもよい（請求項６）。
【００１６】
前提条件が成立しない場合には、切替弁が閉じてキャニスタの内部が大気圧環境に開放されていないか、あるいはパージ弁が開いてキャニスタの内部に吸気負圧が作用している可能性がある。この場合、各パージ弁に対して閉位置から開動作するように指示を与え、その指示通りに各パージ弁が動作したならば、パージ弁開放操作に応答して吸気負圧の導入が開始され、それに対応した変化が検出手段にて検出されるはずである。一方、パージ弁が開位置で固着しているならば、パージ弁開放操作を実行する前の段階からキャニスタ内部に吸気負圧が作用しているから、検出手段が検出する圧力にはパージ弁開放操作の影響が現れないか、現れたとしてもその程度は各パージ弁が正しく閉位置から開動作した場合のそれよりも小さくなる。従って、パージ弁開放操作の開始後に検出手段が検出する圧力を参照することにより、パージ弁が開位置で固着しているか否かを特定することができる。
【００１７】
切替弁を備えた上記の形態において、前記異常判定手段は、前記前提条件が成立しない場合、各パージ弁に閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、前記切替弁が閉位置にあるときに前記パージ弁の開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出される場合に前記切替弁が閉位置で固着していると判定してもよい（請求項７）。
【００１８】
上記のように、前提条件が成立しない場合には、切替弁が閉じてキャニスタの内部が大気圧環境に開放されていないか、あるいはパージ弁が開いてキャニスタの内部に吸気負圧が作用している可能性がある。この場合、切替弁が閉位置で固着していれば、各パージ弁を閉位置から開動作させて吸気負圧の導入を開始したときにキャニスタ内部に生じる圧力の変化は、切替弁が開いてキャニスタ内部が大気圧環境に開放されている場合のそれと比して大きくなり、その影響が検出手段にて検出される。そして、切替弁が閉じているときの圧力低下が検出手段にて検出されたならば、切替弁が閉位置にて固着していると判定することができる。
【００１９】
切替弁を備えた上記の形態において、前記異常判定手段は、前記前提条件が成立しない場合、各パージ弁に閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行し、前記切替弁が閉じているときに前記パージ弁の開動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出される場合には前記切替弁が閉位置にて固着し、前記圧力の変化が検出されない場合には前記パージ弁が開位置で固着していると判定してもよい（請求項８）。
【００２０】
前提条件が成立しない状態でパージ弁開放操作を実行した場合において、前記検出手段が検出する圧力には、上述したように切替弁が閉位置で固着しているときと、いずれかのパージ弁が開位置で固着しているときとで異なる変化が生じる。この変化の相違を利用することにより、前提条件が成立しない理由が、切替弁の閉位置における固着にあるか、あるいはパージ弁の開位置における固着にあるか、を弁別することができる。
【００２１】
切替弁を備えた上記の形態において、前記異常判定手段は、前記切替弁に対して開位置への動作が指示され、かつ、少なくともいずれか一つのパージ弁が開いて所定流量以上のパージガスが前記キャニスタから流れている状態下で、前記切替弁に閉位置への動作を指示する切替弁閉操作を実行し、前記切替弁の閉位置への動作の指示に応答して生じるべき圧力の変化が前記検出手段にて検出されない場合に前記切替弁が開位置で固着していると判定してもよい（請求項９）。本形態によれば、切替弁及びパージ弁がいずれも開いて所定流量以上のパージガスが流れている状態から切替弁閉操作を実行した場合、その操作に対して切替弁が正しく閉じたならば、キャニスタ内部が大気圧環境に対して遮断され、キャニスタの内部の圧力が吸気負圧の影響で低下するはずである。従って、その影響が検出手段にて検出されない場合には、切替弁が開位置で固着しているものと判定することができる。
【００２２】
本発明の蒸発燃料処理装置の一形態において、前記内燃機関には気筒群毎にコンピュータユニットが設けられ、前記パージ弁は対応する気筒群のコンピュータユニットによって互いに独立して制御され、前記コンピュータユニット間で前記パージ弁の動作指示を通信させてそれぞれのパージ弁に異常判定のために必要な動作を指示しつつ、いずれかのコンピュータユニットに、前記検出手段の検出結果に基づいて前記異常の有無を判定させることにより、前記コンピュータユニットの群を前記異常判定手段として機能させてもよい（請求項１１）。本形態によれば、気筒群毎に設けられたコンピュータユニットにてパージ弁を互いに独立して制御する場合であっても、それらのコンピュータユニットの群を異常判定手段として機能させて、いずれのパージ弁に異常が生じているかを特定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上に説明したように、本発明によれば、判定対象のパージ弁以外のパージ弁を一定の状態に保持しつつ、判定対象のパージ弁に所定の動作を指示するパージ弁選択操作を実行し、そのパージ弁選択操作の実行に対応して検出手段が検出するキャニスタ内部の圧力に基づいて判定対象のパージ弁の異常の有無を判定するようにしたので、気筒群毎にパージ弁が設けられている場合でも、いずれのパージ弁に異常が生じているかを特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の一形態に係る内燃機関の蒸発燃料処理装置を示している。内燃機関（以下、エンジンと称する。）１は、一対のバンク２Ｌ、２Ｒをクランク軸の回りに適宜のバンク角だけ互いに傾けて配置したいわゆるＶ型エンジンとして構成されている。バンク２Ｌ、２Ｒにはそれぞれ複数のシリンダ（不図示）が設けられている。一方のバンク２Ｌのシリンダが一つの気筒群を、他方のバンク２Ｒのシリンダが他の一つの気筒群をそれぞれ構成する。バンク２Ｌ、２Ｒのそれぞれには不図示の吸気通路及び排気通路が接続される。吸気通路はバンク２Ｌ、２Ｒ毎に独立して設けられ、排気通路の少なくとも上流側もバンク２Ｌ、２Ｒ毎に独立して設けられている。
【００２５】
バンク２Ｌ、２Ｒの運転状態は、コンピュータユニットとしてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３Ｌ、３Ｒにより、バンク２Ｌ、２Ｒ毎に個別に制御される。つまり、エンジン１の運転状態は、バンク毎、言い換えれば気筒群毎にＥＣＵ３Ｌ、３Ｒによって個別に制御される。但し、ＥＣＵ３Ｌ、３Ｒは通信回線４を介して双方向に通信可能である。通信回線４を介して情報を交換することにより、ＥＣＵ３Ｌ、３Ｒは、自己が担当するバンク（以下、自バンクと称することがある。）の運転制御のために、他のバンクの運転状態に関する情報を参照可能である。
【００２６】
エンジン１には蒸発燃料処理装置１０が設けられている。蒸発燃料処理装置１０は、燃料成分を吸着するための吸着剤が充填されるキャニスタ１１と、燃料タンク５にて発生した燃料蒸気をキャニスタ１１に導くためのベーパ通路１２と、キャニスタ１１からバンク２Ｌ、２Ｒの吸気通路のそれぞれにパージガスを導くためのパージ通路１３と、パージ通路１３を介して吸気通路に導かれるパージガスの流量を調整するためのパージ弁１４Ｌ、１４Ｒと、キャニスタ１１に大気を取り込むための大気通路１５と、大気通路１５を介した空気の流れを制御するためのポンプモジュール１６と、大気通路１５に取り込まれる空気を浄化するためのフィルタ１７とを備えている。なお、パージガスは、大気通路１５からキャニスタ１１に取り込まれた空気とキャニスタ１１から放出された燃料成分との混合物を意味する。
【００２７】
パージ通路１３は、バンク間で共用される単一の共用部１３Ａと、その共用部１３Ａの終端からバンク毎に分岐された分岐部１３Ｌ、１３Ｒとを備えている。分岐部１３Ｌ、１３Ｒはバンク毎の吸気通路内における吸気負圧の発生領域に接続されている。例えば、各吸気通路にスロットル弁が設けられている場合、分岐部１３Ｌ、１３Ｒはそのスロットル弁よりも下流側の領域にて吸気通路に接続される。パージ弁１４Ｌ、１４Ｒは分岐部１３Ｌ、１３Ｒにそれぞれ設けられている。パージ弁１４Ｌ、１４Ｒは、一例として、不図示のソレノイド部への通電状態のオン（通電）及びオフ（通電停止）を切り換えて吸気負圧の導入及び導入停止を制御することにより開位置と閉位置との間で駆動されるバキュームスイッチングバルブとして構成されている。パージ弁１４Ｌ、１４Ｒのそれぞれのソレノイド部に与える励磁電流のデューティ比を制御することにより、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒを通過するパージガスの流量がそれぞれ調整される。言い換えれば、デューティ比の制御によりパージ弁１４Ｌ、１４Ｒのそれぞれの開度を実質的に変化させることができる。デューティ比が０のときパージ弁１４Ｌ、１４Ｒは閉位置に保持され、その閉位置においてパージガスの流量は０となる。
【００２８】
ポンプモジュール１６は、大気通路１５を開閉する切替弁２０と、切替弁２０を迂回するようにして大気通路１５を連絡させるバイパス路２１と、バイパス路２１の端部に設けられた電動式のポンプ２２とを備えている。切替弁２０はソレノイド部２０ｓの励磁を制御することにより、内部通路２０ａを介して大気通路１５の上流部１５ａと下流部１５ｂとを連通する開位置と、大気通路１５の上流部１５ａと下流部１５ｂとの間を閉じる閉位置との間で切り替え可能な二位置型の電磁制御弁である。図１では切替弁２０が閉位置に切り替えられた状態が示されている。切替弁２０が閉位置にあるとき、大気通路１５の下流部１５ｂは切替弁２０の内部通路２０ｂを介してバイパス路２１に接続され、それにより、下流部１５ｂはバイパス路２１とともにループ状の流路を形成する。この場合、大気通路１５を介したキャニスタ１１と大気圧環境との連通が遮断され、キャニスタ１１への大気の導入が不可能となる。切替弁２０が開位置にあるときはキャニスタ１１の内部が大気通路１５を介して大気圧環境に開放され、キャニスタ１１の内部への大気の導入が可能となる。ポンプ２２は、バイパス路２１から大気通路１５の上流部１５ａへ向かって空気を送り出すように設けられている。バイパス路２１には、ポンプ２２の吸込み側の圧力Ｐを検出する圧力センサ２３と、ポンプ２２の吸込み側からキャニスタ１１に向かう方向の流れを許容し、その反対方向への流れを阻止する逆止弁２４とが設けられている。
【００２９】
圧力センサ２３が検出する圧力Ｐはキャニスタ１１の内部に作用する圧力とみなすことができる。その圧力Ｐと切替弁２０の動作状態との間には図２に示す関係が存在する。すなわち、切替弁２０が開位置に切り替えられ、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが閉じている場合、圧力Ｐはほぼ大気圧に保持される（図中の点Ｘ１）。この状態で、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの少なくともいずれか一方が開かれると、吸気通路に発生する負圧（吸気負圧）がキャニスタ１１に導入され、その影響で圧力Ｐが負圧域（図において大気圧よりも下側の領域）に降下する（図の領域Ｘ２）。しかし、切替弁２０が開いている場合には、大気通路１５を介してキャニスタ１１の内部が大気圧環境に開放されているため、圧力Ｐの降下量には限界がある。このときの下限値付近の圧力が図２の圧力Ｅである。これに対して、切替弁２０が閉位置に切り替えられた場合には、吸気通路の負圧の影響でキャニスタ１１の内圧が上記の下限値Ｅを超えてさらに低下する（図の領域Ｘ３）。
【００３０】
本形態の蒸発燃料処理装置１０において、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒに与えるべき励磁電流のデューティ比は、ＥＣＵ３Ｌ、３Ｒによってバンク毎にそれぞれ独立して制御される。つまり、ＥＣＵ３Ｌは自バンク２Ｌに対応するパージ弁１４Ｌを通過させるべきパージガスの目標流量（又は目標パージ率）を自バンク２Ｌの運転状態に基づいて演算し、その目標流量に応じてパージ弁１４Ｌのデューティ比を制御する。他方、ＥＣＵ３Ｒは自バンク２Ｒに対応するパージ弁１４Ｒを通過させるべきパージガスの目標流量（又は目標パージ率）を自バンク２Ｒの運転状態に基づいて演算し、その目標流量に応じてパージ弁１４Ｒのデューティ比を制御する。
【００３１】
切替弁２０の開閉動作、及びポンプ２２の動作は、少なくともいずれか一方のＥＣＵ、例えばＥＣＵ３Ｒによって制御される。キャニスタ１１からエンジン１の吸気系に燃料成分を放出させるパージ処理を実行する場合、ＥＣＵ３Ｒは切替弁２０を開位置に切り替える。パージ処理の制御は、通常の蒸発燃料処理装置における制御と同様でよい。給油時のように一時的に多量の蒸発燃料が発生する場合、ＥＣＵ３Ｒは切替弁２０を閉位置に切り替えてポンプ２２を作動させる。これにより、キャニスタ１１の内部の空気が大気通路１５の下流部１５ｂ及び切替弁２０の内部通路２０ｂを介してポンプ２２に吸引され、それによりキャニスタ１１に負圧が発生する。その負圧を利用することにより、蒸発燃料を効率よくキャニスタ１１に導入することができる。なお、ＥＣＵ３Ｌ、３Ｒのそれぞれが切替弁２０及びポンプ２２を制御可能であってもよい。
【００３２】
ＥＣＵ３Ｒには、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒ及び切替弁２０の異常を検出するためのプログラムが実装されている。ここでいう異常には、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒのそれぞれの弁体の開位置又は閉位置における固着、切替弁２０の開位置又は閉位置における固着が含まれる。以下、ＥＣＵ３Ｒが異常検出のために実行する処理を説明する。なお、以下において、バンク２Ｌを左バンク２Ｌと、バンク２Ｒを右バンク２Ｒと呼び、左バンク２Ｌに対応するパージ弁１４Ｌを左パージ弁１４Ｌと、右バンク２Ｒに対応するパージ弁１４Ｒを右パージ弁１４Ｒと呼ぶことがある。また、各弁における閉固着とは弁体が閉位置に固着している状態を意味し、各弁における開固着とは弁体が開位置に固着している状態を意味する。各弁の閉正常とは、弁体が開位置で固着することなく閉じていることを意味するが、弁体が閉位置で固着していないことを保証するものではない。さらに、各弁の開正常とは、弁体が閉位置で固着することなく開いていることを意味するが、弁体が開位置で固着していないことを保証するものではない。
【００３３】
図３〜図５はＥＣＵ３Ｒがパージ弁１４Ｌ、１４Ｒ及び切替弁２０の異常を判定するために実行する異常判定ルーチンを示している。図示の異常判定ルーチンは、エンジン１の運転中において、所定の異常判定時期が到来したときにＥＣＵ３Ｒが所定の周期で繰り返し実行する処理である。図２の異常判定ルーチンにおいて、ＥＣＵ３Ｒは、まずステップＳ１で、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの閉固着異常を個別に判定するための前提条件が成立するか否か判定する。より具体的には、両パージ弁１４Ｌ、１４Ｒを閉位置に、切替弁２０を開位置にそれぞれ制御した上で、圧力センサ２３にて検出される圧力Ｐが大気圧近傍の所定範囲（図２の圧力Ｃ〜Ｄ）に保持されているか否かを判定する。図２から明らかなように、この場合の圧力範囲Ｃ〜Ｄは切替弁２０が開位置に制御されているときの圧力Ｐの下限値Ｅよりも大きく設定される。つまり、ステップＳ１では、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒに対して閉位置を指示し、切替弁２０に対して開位置を指示することにより、キャニスタ１１の圧力Ｐが大気圧近傍に制御されるか否かを判定する。なお、ステップＳ１の判断において、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが現実に閉位置に切り替えられているか否かに関わらず、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒに対する開度指示、つまりデューティ比を閉位置に相当する値に設定すれば足りる。切替弁２０に関しても、同様に切替弁２０が現実に開位置に切り替えられているか否かに関わらず、切替弁２０に対する開度指示を開位置に設定すれば足りる。以下においても、弁の開度制御は、現実にその弁が指示された位置に操作されたか否かではなく、弁に対して開度指示を与えることを意味する。パージ弁１４Ｌの制御は、ＥＣＵ３Ｒから通信回線４を介してＥＣＵ３Ｌに動作を要求し、その要求に従ってＥＣＵ３Ｌがパージ弁１４Ｌに動作を指示することによって行われる。
【００３４】
ステップＳ１の前提条件が成立しない場合、つまり、圧力Ｐが大気圧近傍にない場合には、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが正しく閉じていないか、又は切替弁２０が閉じている可能性がある。この場合、ＥＣＵ３Ｒは図４のステップＳ２１へ進み、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒに閉位置からの開動作を指示するパージ弁開放操作を実行してキャニスタ１１に対する吸気負圧の導入を開始させる。左パージ弁１４Ｌの開動作については、ＥＣＵ３Ｌに対して開動作を要求し、ＥＣＵ３Ｌが左パージ弁１４Ｌに開動作を指示する。
【００３５】
続くステップＳ２２において、ＥＣＵ３Ｒは、ステップＳ２１における負圧導入の開始から所定時間経過後の負圧変化量（圧力Ｐの減少方向への変化量）が所定値よりも大きいか否か判定する。図２に示したように、切替弁２０が現実に開位置に切り替えられかつパージ弁１４Ｌ、１４Ｒの少なくともいずれか一方が現実に開いている場合、圧力Ｐは大気圧近傍（圧力Ｃ〜Ｄ）よりも低下するが、その値は最低でも下限値Ｅ付近に止まり、下限値Ｅを超えて大きく低下することはない。従って、ステップＳ２２において負圧変化量が大気圧と圧力Ｅとの差分を超えて増加した場合には、切替弁２０が閉位置で固着しているとみなすことができる。一方、ステップＳ２２において負圧変化量が切替弁２０の閉固着時のそれよりも小さい場合には、切替弁２０が正常に開いていても、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの少なくともいずれか一方が開位置で固着しているとみなすことができる。つまり、ステップＳ２１で負圧導入を開始するよりも前の段階で、既にパージ弁１４Ｌ、１４Ｒの少なくともいずれか一方が開いてキャニスタ１１に負圧が導入されていたことになる。このように、切替弁２０が閉固着している場合と、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの少なくともいずれか一つが開固着している場合とでは、パージ弁開放操作の実行後に検出される負圧変化量に明瞭な差が生じる。ステップＳ２２で負圧変化量と比較されるべき所定値（閾値）は、これらの負圧変化量を区別できる値に設定される。
【００３６】
ＥＣＵ３Ｒは、ステップＳ２２にて負圧変化量が大きいと判断した場合にはステップＳ２３に進んで切替弁２０が閉固着していると認定し、他方、ステップＳ２２にて負圧変化量が小さいと判断した場合にはステップＳ２４に進んでパージ弁１４Ｌ、１４Ｒが開固着し、かつ切替弁２０が開正常の状態にあると認定する。これらの認定結果はＥＣＵ３Ｒの記憶装置（例えばＳＲＯＭ）に異常判別フラグ等の形式で記憶される。以下においても、異常判定の認定結果が同様に記憶される。ステップＳ２３又はＳ２４の処理後は今回のルーチンを終える。なお、ステップＳ２４ではいずれか一方のパージ弁のみが開固着している可能性があるが、ここではパージ弁１４Ｌ、１４Ｒを区別することなく、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒに開固着が生じていると認定する。
【００３７】
図３に戻って説明を続ける。ステップＳ１の前提条件が成立する場合、ＥＣＵ３ＲはステップＳ２へ進み、両パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが閉正常な状態にあると認定する。圧力Ｐが大気圧近傍に制御されるためには、両パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが閉位置に保持されてキャニスタ１１に吸気負圧が作用しないことが前提となる。従って、ステップＳ１の前提条件が成立する場合は両パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが閉位置に保持されていると判断してよい。ステップＳ２の処理はこのような理由に基づくものである。
【００３８】
続くステップＳ３において、ＥＣＵ３Ｒは左バンク２Ｌに関する異常判定が未完了で、かつ、左バンク２Ｌに対するパージ処理の実行中であるか否か判定する。左バンク２Ｌの異常判定が完了しているか否かは、今回の異常判定時期において既にステップＳ３が一度でも肯定判断された場合に異常判定完了と判断すればよい。また、パージ処理中か否かは左バンク２Ｌに対応するＥＣＵ３Ｌに対して左バンク２Ｌの運転状態に応じたパージガスの目標流量を問い合わせ、その目標流量が０よりも大きいときにパージ処理中と判断すればよい。続くステップＳ４では、左バンク２Ｌにおけるパージガスの目標流量、あるいはパージ弁１４Ｌに対する目標デューティ比が所定値以上か否か判定する。つまり、この判定も、現実のパージガスの流量に関わりなく、左バンク２Ｌにおけるパージガスの目標流量が所定値を超えていれば、パージ量が所定値以上とみなす。
【００３９】
ステップＳ４の条件が成立する場合、ＥＣＵ３ＲはステップＳ５に進み、左パージ弁１４Ｌを目標流量に応じた開度に動作させるようにＥＣＵ３Ｌに要求し、かつ右パージ弁１４Ｒを閉位置に制御する。つまり、左バンク２Ｌのみに目標流量のパージガスが導かれるようにパージ弁１４Ｌ、１４Ｒの動作を指示する。ＥＣＵ３ＬはＥＣＵ３Ｒからの要求を受けてパージ弁１４Ｌに目標開度への動作を指示する。このステップＳ５の操作がパージ弁選択操作に相当し、この場合の判定対象は左パージ弁１４Ｌである。
【００４０】
続いて、ＥＣＵ３ＲはステップＳ６に進み、ステップＳ５の処理後に圧力センサ２３が検出する圧力Ｐの変化量△Ｐが所定値よりも小さいか、又はその圧力Ｐが図２に示す圧力（大気圧範囲の下限値）Ｃよりも小さいか否か判定する。このとき、左パージ弁１４Ｌが現実に開いていれば、右パージ弁１４Ｒを閉じた場合でも、キャニスタ１１には左バンク２Ｌの吸気負圧が作用する。このため、圧力センサ２３が検出する圧力Ｐは図２の圧力Ｃよりも低くなる。また、左パージ弁１４Ｌが現実に開いていれば、右パージ弁１４Ｒを閉じても圧力Ｐの変化量△Ｐは小さい。一方、左パージ弁１４Ｌが閉位置で固着していれば、右パージ弁１４Ｒを閉じることによりキャニスタ１１への負圧の導入が絶たれるため、圧力Ｐが大気圧付近まで上昇しかつ圧力変化量△Ｐも大きくなる。そこで、ステップＳ６では、左パージ弁１４Ｌが開いているときの圧力変化量と左パージ弁１４Ｌが閉固着しているときの圧力変化量とを弁別できる所定値と、圧力センサ２３が現実に検出した圧力Ｐの変化量△Ｐとを大小比較するとともに、現実の圧力Ｐを、図２の圧力Ｃ、つまり大気圧範囲の下限値と比較することにより、左パージ弁１４Ｌが現実に開いたか否かを判別する。
【００４１】
ステップＳ６の条件が成立する場合、ＥＣＵ３ＲはステップＳ７に進んで圧力Ｐが図２の圧力Ｅよりも低いか否か判定する。このとき、圧力Ｐが図２の圧力Ｅよりも低下していれば、切替弁２０が閉じ、かつ左パージ弁１４Ｌが開正常、すなわち閉固着していないとみなしてよい。他方、圧力Ｐが圧力Ｅに等しいか、又はそれよりも大きいときは切替弁２０が開正常、すなわち閉固着していないとみなしてよい。そこで、ＥＣＵ３ＲはステップＳ７の条件が成立する場合にステップＳ８へ進んで左パージ弁１４Ｌが開正常であると認定し、他方、ステップＳ７の条件が成立しない場合にはステップＳ９へ進んで切替弁２０が開正常と認定する。さらに、ステップＳ６の条件が成立しない場合、ＥＣＵ３ＲはステップＳ１０へ進み、左パージ弁１４Ｌが閉固着していると認定する。そして、ステップＳ８〜Ｓ１０のいずれかを実行した後、ＥＣＵ３Ｒは今回のルーチンを終了する。
【００４２】
図３のステップＳ３の条件が成立しない場合、又はステップＳ４の条件が成立しない場合、ＥＣＵ３Ｒは図５のステップＳ１１に進む。つまり、左バンク２Ｌに関する異常判定が完了している場合、左バンク２Ｌがパージ中ではない場合、あるいは左バンク２Ｌのパージ量が所定値未満の場合にはステップＳ５以下の判定をスキップする。その理由は次の通りである。まず、左バンク２Ｌに関する判定が完了していれば、重ねてこれを実行する必要がない。また、左バンク２Ｌがパージ中ではない場合には左パージ弁１４Ｌを開動作させることが適当ではない。左バンク２Ｌがパージ中であっても、そのパージ量が小さい場合には、左バンク２Ｌから導入される負圧そのものが小さくて圧力が安定しないため、ステップＳ６及びＳ７にて正しい判定を行うことができない。これらの理由により、ステップＳ３又はＳ４の条件が成立しない場合はステップＳ５〜Ｓ１０をスキップしている。
【００４３】
図５のステップＳ１１〜Ｓ１８において、ＥＣＵ３Ｒは右バンク２Ｌのパージ弁１４Ｒに対する異常検出を実施する。ステップＳ１１〜Ｓ１８の処理は、図３のステップＳ３〜Ｓ１０の処理に対して左右のバンク２Ｌ、２Ｒを互いに置き換え、かつ判定対象のパージ弁を左パージ弁１４Ｌから右パージ弁１４Ｒへと置き換えた処理に相当する。従って、各ステップの詳細な説明は省略する。そして、ＥＣＵ３Ｒは図５のステップＳ１６にて右パージ弁１４Ｒを開正常と認定し、ステップＳ１７で切替弁２０を開正常と認定し、ステップＳ１８で右パージ弁１４Ｒを閉固着と認定する。これらの処理を終えた後、ＥＣＵ３Ｒは今回のルーチンを終了する。
【００４４】
図６は、ＥＣＵ３Ｒが切替弁２０の異常を特定するために実行する切替弁異常検出ルーチンを示している。この切替弁異常検出ルーチンは、両パージ弁１４Ｌ、１４Ｒが図３〜図５の異常判定ルーチンのステップＳ８及びＳ１６により開正常と認定されていることを前提として、ＥＣＵ３Ｒが適宜の時期に実行するサブルーチン処理である。
【００４５】
図６のルーチンにおいて、ＥＣＵ３ＲはまずステップＳ３１にて両パージ弁１４Ｌ、１４Ｒに開位置への動作が、切替弁２０に開位置への動作がそれぞれ指示されることによってパージ処理が実行されている途中であり、かつパージ量が所定値よりも大きいか否か判定する。ここでいうパージ量は、両バンク２Ｌ、２Ｒにおけるパージガスの目標流量の合計値、すなわち、キャニスタ１１から流出するパージガスの流量である。パージガスの流量が所定値よりも大きいことを条件とする理由は、ある程度のパージガスが流れていないとキャニスタ１１に作用する吸気負圧が安定せず、判定を正しく行うことができないおそれがあるためである。ステップＳ３１の条件が成立しない場合、ＥＣＵ３Ｒは今回のルーチンを終える。一方、ステップＳ３１の条件が成立する場合、ＥＣＵ３ＲはステップＳ３２へ進み、切替弁２０に対して閉位置への動作を指示してキャニスタ１１を大気圧環境に対して閉じる。
【００４６】
続くステップＳ３３において、ＥＣＵ３Ｒは、切替弁２０に対する閉位置への動作指示に応答して、圧力センサ２３が検出する圧力Ｐが負圧方向に増大しているか否か（つまり負圧が増大しているか否か）を判定する。あるいは、圧力Ｐが図２の圧力Ａよりも小さいか否か判定してもよい。図２の圧力Ａは、切替弁２０を閉じて吸気通路の負圧をキャニスタ１１に導入したときの圧力Ｐの下限値よりも幾らか大きい値に設定された閾値である。切替弁２０が閉位置へと正常に動作した場合には、キャニスタ１１が大気通路１５の上流部１５ａに対して閉じられるため、圧力センサ２３が検出する圧力Ｐは負圧方向に増大し、圧力Ｐも図２の圧力Ａより低下する。一方、切替弁２０が開固着している場合には、切替弁２０に開位置への動作を指示してもキャニスタ１１に作用する負圧は増大せず、圧力Ｐは圧力Ａよりも大きい。従って、ＥＣＵ３Ｒは、ステップＳ３３の条件が成立する場合、ステップＳ３４へ進んで切替弁２０が閉正常であると認定し、他方、ステップＳ３３の条件が成立しない場合にはステップＳ３５へ進んで切替弁２０が開固着していると認定する。そして、ステップＳ３４又はＳ３５の処理を終えた後、ＥＣＵ３Ｒは今回のルーチンを終了する。
【００４７】
以上の処理によれば、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの閉固着異常がステップＳ１０、Ｓ１８にて互いに区別して検出される。また、パージ弁１４Ｌ、１４Ｒの開固着異常がステップＳ２４で検出される。さらに、切替弁２０の閉固着異常がステップＳ２３で、開固着異常がステップＳ３５でそれぞれ検出される。
【００４８】
本形態においては、ＥＣＵ３Ｒが右パージ弁１４Ｒに動作を指示する一方で、ＥＣＵ３ＲからＥＣＵ３Ｌに左パージ弁１４Ｌの動作指示を通信で送ってＥＣＵ３Ｌが左パージ弁１４Ｌの動作を指示することにより、これらのＥＣＵ３Ｒ、３Ｌの群が異常判定手段として機能する。但し、ＥＣＵ３Ｌが異常判定ルーチン及び切替弁異常検出ルーチンを実行してもよい。本発明は気筒群毎にコンピュータユニットが設けられた内燃機関に限らず、各気筒群に対して共通のコンピュータユニットが設けられた内燃機関に対しても適用できる。また、本発明は２つの気筒群を有する内燃機関に限らず、３以上の気筒群が設けられた内燃機関に対しても適用することができる。
【００４９】
本発明は大気通路１５に切替弁２０を設けた構成に限らず、切替弁２０が省略されてキャニスタ１１の内部が常時大気圧環境に開放されている蒸発燃料処理装置にも適用できる。この場合でも、パージ弁選択操作を実行して、そのときのキャニスタ内の圧力が吸気負圧の作用に対応する変化を示すか否かにより判定対象のパージ弁が閉固着しているか否かを判定することができる。また、パージ弁開放操作を実行して、その前後のキャニスタ内の圧力の変化量からパージ弁が開固着しているか否かを判定することができる。上記の形態では、パージ弁選択操作において判定対象のパージ弁以外のパージ弁を閉じているが、判定対象外のパージ弁が閉位置にない場合でも、その判定対象外のパージ弁が一定の状態に保持されている限り、判定対象のパージ弁の動作とキャニスタ内の圧力の変化との関係に基づいて判定対象のパージ弁の異常の有無を判定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一形態に係る内燃機関の蒸発燃料処理装置の概略構成を示す図。
【図２】キャニスタ内の圧力と切替弁の動作状態との間の関係を示す図。
【図３】ＥＣＵが実行する異常判定ルーチンを示すフローチャート。
【図４】図３に続くフローチャート。
【図５】図３に続くフローチャート。
【図６】ＥＣＵが実行する切替弁異常検出ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１  内燃機関
２Ｌ、２Ｒ  バンク
３Ｌ、３Ｒ  エンジンコンピュータユニット（異常判定手段）
４  通信回線
１０  蒸発燃料処理装置
１１  キャニスタ
１２  ベーパ通路
１３  パージ通路
１４Ｌ、１４Ｒ  パージ弁
１５  大気通路
１６  ポンプモジュール
２０  切替弁
２３  圧力センサ（検出手段）
【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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