JP6376518B2 - 蒸発燃料処理装置の異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路へ放出（パージ）するための蒸発燃料処理装置の異常判定装置に関する。

従来から、燃料タンク内に発生した蒸発燃料をキャニスタに一旦吸着させ、パージ要求に応じて、キャニスタに吸着された蒸発燃料を含むパージガスをエンジンの吸気通路へとパージする蒸発燃料処理装置（所謂エバポパージシステム）が知られている。また、そのような蒸発燃料処理装置の異常を判定する技術も知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、パージガスを吸気通路へ供給しているとき（つまりパージ実行時）のキャニスタ内圧の変化が小さい場合に、パージバルブが異常であると判定する技術が開示されている。

特開２０００−０４５８８５号公報

ところで、パージ実行時のキャニスタ内圧は、蒸発燃料処理装置から吸気通路にパージしたパージガスの流量であるパージ流量によって変化する。基本的には、パージ流量が大きいほど、キャニスタ内圧が大きく変化する。換言すると、パージ流量が小さい場合には、キャニスタ内圧はあまり変化しない。上記した特許文献１に記載の技術では、キャニスタ内圧の変化に基づき異常判定を行っているが、パージ流量が小さいためにキャニスタ内圧があまり変化しなかった場合に、パージバルブが異常であると誤判定してしまうおそれがある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、パージ流量に応じたキャニスタ内圧に基づいて蒸発燃料処理装置の異常判定を精度良く行うことを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、蒸発燃料処理装置の異常判定装置であって、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、このキャニスタに蓄積された蒸発燃料を含むパージガスを吸気通路に供給するためのパージ通路と、このパージ通路上に設けられ、吸気通路へのパージガスの供給を制御するパージバルブとを備える蒸発燃料処理装置と、パージ通路の下流側における吸気通路上の圧力であるパージ下流圧力を取得するパージ下流圧力取得手段と、パージ下流圧力取得手段によって取得されたパージ下流圧力と、パージバルブの開度とに基づいて、蒸発燃料処理装置によって吸気通路にパージされた単位時間当たりのパージガスの流量である第１パージ流量を算出する第１パージ流量算出手段と、パージ流量算出手段によって算出された第１パージ流量から、蒸発燃料処理装置によって吸気通路に連続的にパージされたパージガスの流量である第２パージ流量を算出する第２パージ流量算出手段と、キャニスタの内部圧力であるキャニスタ内圧を取得するキャニスタ内圧取得手段と、第２パージ流量算出手段によって算出された第２パージ流量と、キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧とに基づいて、蒸発燃料処理装置の異常判定を行う異常判定手段と、を有し、第２パージ流量算出手段は、異常判定の開始後に蒸発燃料処理装置によって吸気通路に連続的にパージされたパージガスの流量を、第２パージ流量として算出し、異常判定手段は、第２パージ流量が所定流量以上になったときにキャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧に基づいて異常判定を行い、蒸発燃料処理装置の異常判定装置は、吸気通路上に設けられたコンプレッサ及び排気通路上に設けられたタービンを備えるターボ過給機付きのエンジンに適用され、蒸発燃料処理装置は、コンプレッサ下流側の吸気通路とコンプレッサ上流側の吸気通路とに接続され、コンプレッサ下流側の吸気通路からコンプレッサ上流側の吸気通路に還流される吸気の流れによって負圧を発生するエジェクタを備え、パージ通路は、下流端がエジェクタに接続され、当該エジェクタにより発生された負圧を利用してパージガスを吸気通路にパージする第１分岐通路と、エジェクタが接続されたコンプレッサ下流側の吸気通路上の位置よりも更に下流側に下流端が接続され、この接続部において発生した負圧を利用してパージガスを吸気通路にパージする第２分岐通路と、に分岐しており、異常判定手段は、第１分岐通路からエジェクタを介して吸気通路にパージガスをパージしているときに異常判定を行い、パージ下流圧力取得手段は、第１分岐通路の下流端の圧力である第１圧力と、第２分岐通路の下流端の圧力である第２圧力とを、パージ下流圧力として取得し、第１パージ流量算出手段は、第１圧力及び第２圧力に基づいて、パージ通路における第１分岐通路と第２分岐通路との分岐部の圧力である分岐部圧力を求め、この分岐部圧力とパージバルブの開度とキャニスタ内圧とに基づいて、第１パージ流量を算出する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明では、単位時間当たりのパージガスの流量である第１パージ流量から、異常判定の開始後に連続的にパージされたパージガスの流量（総量に相当する）を第２パージ流量として算出し、この第２パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧に基づいて異常判定を行う。これにより、パージ流量に応じたキャニスタ内圧を考慮に入れて異常判定を行うので、蒸発燃料処理装置の異常判定を精度良く行うことができる。例えば、パージ流量が小さい場合であっても、このパージ流量に応じたキャニスタ内圧に基づき判定を行うので、蒸発燃料処理装置の異常の誤判定を適切に抑制することができる。
また、本発明によれば、第１分岐通路からのエジェクタを介したパージ、及び第２分岐通路からのパージを行うことができるように構成された蒸発燃料処理装置に関して、第１分岐通路からのエジェクタを介してパージを行っているときに、つまりターボ過給機による過給時に、蒸発燃料処理装置の異常判定を適切に行うことができる。更に、本発明によれば、第１分岐通路及び第２分岐通路からパージするように構成されたシステムに関して、第１パージ流量を精度良く算出することができる。

本発明において、好ましくは、異常判定手段は、異常判定の開始時にキャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧と、第２パージ流量が所定流量以上になったときにキャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧との偏差の大きさが所定圧力未満である場合に、蒸発燃料処理装置が異常であると判定する。
このように構成された本発明によれば、パージ流量に応じたキャニスタ内圧の変化量を考慮に入れて異常判定を行うので、蒸発燃料処理装置の異常判定をより精度良く行うことができる。

本発明において、好ましくは、異常判定手段は、第２パージ流量が所定流量に達していなくても、異常判定の開始時にキャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧と、異常判定の開始後にキャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧との偏差の大きさが所定圧力以上になったときに、蒸発燃料処理装置が正常であると判定する。
このように構成された本発明によれば、第２パージ流量が所定流量に達するのを待たずに、蒸発燃料処理装置の異常判定を速やかに終了することができる。

本発明において、好ましくは、所定圧力は、燃料タンク内の燃料の残量がほぼ０である状態において正常である蒸発燃料処理装置によって所定流量のパージガスを吸気通路にパージしたときのキャニスタ内圧の変化量に基づき事前に設定される。
このように構成された本発明によれば、パージ流量に応じたより適切なキャニスタ内圧の判定値（所定圧力）を用いて判定を行うことで、蒸発燃料処理装置の異常の誤判定を確実に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、蒸発燃料処理装置は、キャニスタに連通され、当該キャニスタに空気を供給する大気開放通路と、この大気開放通路上に設けられ、キャニスタへの空気の供給を制御する大気開放弁とを更に備え、異常判定手段は、大気開放弁を閉弁してから異常判定を開始する。
このように構成された本発明によれば、異常判定時に大気開放通路からキャニスタへの空気の流入を遮断するので、蒸発燃料処理装置の異常判定の精度を効果的に向上させることができる。つまり、異常判定のロバスト性を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、第２パージ流量算出手段は、第１パージ流量算出手段によって算出された第１パージ流量を積算することで第２パージ流量を算出するのがよい。

本発明の蒸発燃料処理装置の異常判定装置によれば、パージ流量に応じたキャニスタ内圧に基づいて蒸発燃料処理装置の異常判定を精度良く行うことができる。

本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定処理を示すフローチャートである。 燃料タンク内における燃料の種々の残留度合いについて、積算パージ流量に対するキャニスタ内圧の変化を示している。 本発明の実施形態によるパージ流量の算出方法を示すブロック図である。 本実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定処理を実行した場合のタイムチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置について説明する。

＜システム構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図１は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、エンジンシステム１００は、主に、外部から導入された吸気（空気）が通過する吸気通路１と、この吸気通路１から供給された吸気と、後述する燃料噴射弁１３から供給された燃料との混合気を気筒内で燃焼させて車両の動力を発生するエンジン１０（具体的にはガソリンエンジン）と、このエンジン１０内の燃焼により発生した排気ガスを排出する排気通路２５と、エンジンシステム１００に関する各種の状態を検出するセンサ４０〜５３と、エンジンシステム１００全体を制御するＰＣＭ７０と、を有する。なお、図１では、１つの気筒のみを示しているが、実際にはエンジン１０は複数の気筒（２以上の気筒）を有する。

吸気通路１には、上流側から順に、外部から導入された吸気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気を昇圧させる、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａと、外気や冷却水により吸気を冷却するインタークーラ５と、通過する吸気の量（吸入空気量）を調整するスロットルバルブ６と、エンジン１０に供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク７と、が設けられている。

また、吸気通路１には、コンプレッサ４ａによって過給された吸気の一部を、コンプレッサ４ａの上流側に還流するためのエアバイパス通路８が設けられている。具体的には、エアバイパス通路８の一端は、コンプレッサ４ａの下流側で且つスロットルバルブ６の上流側の吸気通路１に接続され、エアバイパス通路８の他端は、エアクリーナ３の下流側で且つコンプレッサ４ａの上流側の吸気通路１に接続されている。

このエアバイパス通路８には、エアバイパス通路８を流れる吸気の流量を開閉動作により調節するエアバイパスバルブ９が設けられている。エアバイパスバルブ９は、エアバイパス通路８を完全に閉じる閉状態と完全に開く開状態とに切り換え可能な、いわゆるオンオフバルブである。

エンジン１０は、主に、吸気通路１から供給された吸気を燃焼室１１内に導入する吸気バルブ１２と、燃焼室１１に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１３と、燃焼室１１内に供給された吸気と燃料との混合気に点火する点火プラグ１４と、燃焼室１１内での混合気の燃焼により往復運動するピストン１５と、ピストン１５の往復運動により回転されるクランクシャフト１６と、燃焼室１１内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路２５へ排出する排気バルブ１７と、を有する。

また、エンジン１０は、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７のそれぞれの動作タイミング（つまり開閉時期）を、可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing Mechanism）としての可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９によって可変に構成されている。可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９としては、公知の種々の形式を適用可能であるが、例えば電磁式又は油圧式に構成された機構を用いて、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の動作タイミングを変化させることができる。

排気通路２５には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によってコンプレッサ４ａを駆動するターボ過給機４のタービン４ｂと、例えばＮＯｘ触媒や三元触媒や酸化触媒などの、排気ガスの浄化機能を有する触媒装置３５ａ、３５ｂが設けられている。以下では、これらの触媒装置３５ａ、３５ｂを区別しないで用いる場合には単に「触媒装置３５」と表記する。

また、排気通路２５上には、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路１に還流させるＥＧＲ装置２６が設けられている。ＥＧＲ装置２６は、一端がタービン４ｂの上流側の排気通路２５に接続され、他端がコンプレッサ４ａの下流側で且つスロットルバルブ１１の下流側の吸気通路１に接続されたＥＧＲ通路２７と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２８と、ＥＧＲ通路２７を流れるＥＧＲガス量（流量）を制御するＥＧＲバルブ２９と、を有する。このＥＧＲ装置２６は、いわゆる高圧ＥＧＲ装置（ＨＰＬ（High Pressure Loop）ＥＧＲ装置）に相当する。

また、排気通路２５には、排気ガスをターボ過給機４のタービン４ｂに通過させずに迂回させるタービンバイパス通路３０が設けられている。このタービンバイパス通路３０には、タービンバイパス通路３０を流れる排気ガスの流量を制御するウェイストゲートバルブ（以下「ＷＧバルブ」と称する）３１が設けられている。

また、排気通路２５においては、ＥＧＲ通路２７の上流側の接続部分とタービンバイパス通路３０の上流側の接続部分との間の通路が、第１通路２５ａと第２通路２５ｂとに分岐されている。第１通路２５ａは第２通路２５ｂよりも径が大きく、換言すると第２通路２５ｂは第１通路２５ａよりも径が小さく、第１通路２５ａには開閉バルブ２５ｃが設けられている。開閉バルブ２５ｃが開いている場合には、排気ガスは基本的には第１通路２５ａに流れ、開閉バルブ２５ｃが閉じている場合には、排気ガスは第２通路２５ｂにのみ流れる。そのため、開閉バルブ２５ｃが閉じている場合には、開閉バルブ２５ｃが開いている場合よりも、排気ガスの流速が大きくなる。開閉バルブ２５ｃは低回転域において閉じられ、流速が上昇された排気ガスをターボ過給機４のタービン４ｂに供給して、低回転域でもターボ過給機４による過給が行えるようになっている。

更に、エンジンシステム１００は、蒸発燃料処理装置６０（エバポパージシステム）を有する。この蒸発燃料処理装置６０は、燃料タンク５９内で発生した蒸発燃料を吸着して貯蔵するキャニスタ６１、キャニスタ６１と吸気通路と１とを接続し、キャニスタ６１から蒸発燃料を含むパージガスを吸気通路１に導くパージ通路６２と、パージ通路６２に設けられたパージバルブ６６とを有している。

キャニスタ６１には、燃料蒸気を脱離可能に吸着する活性炭が収容されている。キャニスタ６１には、燃料タンク５９内の燃料蒸気を導入する燃料蒸気導入通路６１ａ、キャニスタ６１を大気に開放する大気開放通路６１ｂ、及びパージ通路６２が接続されている。大気開放管６１ｂ上には、大気開放通路６１ｂを開閉する大気開放弁６１ｃ、及びキャニスタ６１に流入する空気を濾過するエアフィルタ（図示せず）が設けられている。基本的には、大気開放弁６１ｃは、蒸発燃料がパージされるときに開弁される。

パージ通路６２の上流側の部分は、１本の通路（共通通路６３）で形成され、キャニスタ６１に接続されている。一方、パージ通路６２の下流側の部分は、２本の通路（第１分岐通路６４及び第２分岐通路６５）に分岐し、吸気通路１の２箇所に接続されている。

詳しくは、パージ通路６２は、上流側の共通通路６３と、下流側の第１分岐通路６４及び第２分岐通路６５とを有する。共通通路６３の上流端は、キャニスタ６１に接続されている。共通通路６３の下流端に、第１分岐通路６４の上流端と第２分岐通路６５の上流端が接続されている。第１分岐通路６４の下流端は、後述するエジェクタ６７を介して、吸気通路１のうちコンプレッサ４ａの上流側の部分に接続されている。第２分岐通路６５の下流端は、吸気通路１のサージタンク７に接続されている。

共通通路６３には、パージバルブ６６が設けられている。このパージバルブ６６は、ＰＣＭ７０からの制御信号により開閉される電子制御式のバルブである。第１分岐通路６４には、吸気通路１からの吸気の逆流を防止する逆止弁６４ａが設けられている。第２分岐通路６５には、吸気通路１からの吸気の逆流を防止する逆止弁６５ａが設けられている。

エジェクタ６７は、本体６７ａと、吸気通路１のうちコンプレッサ４ａの下流側の部分と本体６７ａとを接続する導入ノズル６７ｂと、吸気通路１のうちコンプレッサ４ａの上流側の部分と本体６７ａとを接続する排出路６７ｃとを有している。第１分岐通路６４は、エジェクタ６７の本体６７ａに接続されている。導入ノズル６７ｂの先端は、先細状となっており、導入ノズル６７ｂを介して還流される吸気は、その先端部で減圧され、導入ノズル６７ｂの先端周辺に負圧が発生する。この負圧により、第１分岐通路６４からパージガスが本体６７ａ内に吸引される。吸引されたパージガスは、導入ノズル６７ｂから還流される吸気と共に、排出路６７ｃを介して吸気通路１のうちコンプレッサ４ａの上流側に導入される。

ターボ過給機４が吸気を過給していないとき（非過給時）には、パージガスは、第２分岐通路６５を介して吸気通路１へ導入される。詳しくは、非過給時は、吸気通路１のコンプレッサ４ａの上流側の圧力の方がコンプレッサ４ａの下流側の圧力よりも高いので、エジェクタ６７を介した吸気の還流は生じない。そのため、第１分岐通路６４の下流端の圧力は、吸気通路１のうちエジェクタ６７が接続された部分の圧力となり、その圧力は、大気圧と略等しい。キャニスタ６１は、大気圧に開放されているので、第１分岐通路６４の上流端と下流端との差圧は、略零であり、パージガスは第１分岐通路６４を流通しない。

一方、第２分岐通路６５の下流端が接続されたサージタンク７は、負圧となっている。そのため、パージ通路６２を流通するパージガスは、第２分岐通路６５を介して、サージタンク７に導入される。

ターボ過給機４が吸気を過給しているとき（過給時）には、パージガスは、第１分岐通路６４を介して吸気通路１へ導入される。詳しくは、過給時は、サージタンク７は、過給により正圧となっている。上述したように、キャニスタ６１は、大気圧に開放されているので、第２分岐通路６５の下流端の圧力は、第２分岐通路６５の上流端の圧力よりも高くなっている。そのため、パージガスは、第２分岐通路６５を流通しない。なお、第２分岐通路６５には、逆止弁６５ａが設けられているので、吸気通路１の吸気が第２分岐通路６５を逆入することもない。

一方、コンプレッサ４ａによる過給により、吸気通路１のコンプレッサ４ａの下流側の圧力の方がコンプレッサ４ａの上流側の圧力よりも高いので、エジェクタ６７を介した吸気の還流が生じる。これにより、第１分岐通路６４からパージガスが吸引され、吸引されたパージガスが吸気通路１のコンプレッサ４ａの上流側に導入される。こうして、パージ通路６２を流通するパージガスは、第１分岐通路６４を介して、吸気通路１に導入される。

また、過給開始直後又は過給停止直後等の過渡時には、エジェクタ６７による第１分岐通路６４からのパージガスの吸引が行われると共に、サージタンク７の負圧により第２分岐通路６５からサージタンク７にパージガスが導入され得る。つまり、第１分岐通路６４及び第２分岐通路６５の両方を介して、パージガスが吸気通路１に供給され得る。

過給時、非過給時及び過渡時のいずれの場合であっても、パージ通路６２を流通するパージガスの流量であるパージ流量は、パージバルブ６６によって調整される。

なお、以下では、第１分岐通路６４からエジェクタ６７を介して吸気通路１にパージガスをパージすることを適宜「エジェクタパージ」と呼び、第２分岐通路６５からインマニ付近の吸気通路１にパージガスをパージすることを適宜「インマニパージ」と呼ぶ。

図１及び図２に示すように、エンジンシステム１００には、当該エンジンシステム１００に関する各種の状態を検出するセンサ４０〜５３が設けられている。これらセンサ４０〜５３は、具体的には以下の通りである。大気圧センサ４０は、大気圧を検出する。エアフローセンサ４１は、エアクリーナ３とコンプレッサ４ａとの間の吸気通路１を通過する吸気の流量に相当する吸入空気量を検出する。温度センサ４２は、エアクリーナ３とコンプレッサ４ａとの間の吸気通路１を通過する吸気の温度を検出する。第１圧力センサ４３は、過給圧を検出する。スロットル開度センサ４４は、スロットルバルブ６の開度であるスロットル開度を検出する。第２圧力センサ４５は、エンジン１０に供給される吸気の圧力に相当するインマニ圧（サージタンク７内の圧力）を検出する。クランク角センサ４６は、クランクシャフト１６におけるクランク角を検出する。吸気側カム角センサ４７は、吸気カムシャフトのカム角を検出する。排気側カム角センサ４８は、排気カムシャフトのカム角を検出する。温度センサ４９は、エンジン１０の冷却水の温度（水温）を検出する。ＷＧ開度センサ５０は、ＷＧバルブ３１の開度を検出する。Ｏ₂センサ５１は、触媒装置３５ａの上流側の排気ガス中の酸素濃度を検出し、Ｏ₂センサ５２は、触媒装置３５ａと触媒装置３５ｂとの間の排気ガス中の酸素濃度を検出する。第３圧力センサ５３は、燃料蒸気導入通路６１ａ上に設けられ、キャニスタ６１の内部圧力（キャニスタ内圧）を検出する。この第３圧力センサ５３によって検出されるキャニスタ内圧は、基本的には燃料タンク５９の内圧に相当する。これら各種センサ４０〜５３は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１４０〜Ｓ１５３をＰＣＭ７０に出力する。

ＰＣＭ７０は、上述した各種センサ４０〜５３から入力された検出信号Ｓ１４０〜Ｓ１５３に基づいて、エンジンシステム１００内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、図２に示すように、ＰＣＭ７０は、スロットルバルブ６に制御信号Ｓ１０６を供給して、スロットルバルブ６の開閉時期やスロットル開度を制御し、エアバイパスバルブ９に制御信号Ｓ１０９を供給して、エアバイパスバルブ９の開閉を制御し、ＷＧバルブ３１に制御信号Ｓ１３１を供給して、ＷＧバルブ３１の開度を制御し、燃料噴射弁１３に制御信号Ｓ１１３を供給して、燃料噴射量や燃料噴射タイミングを制御し、点火プラグ１４に制御信号Ｓ１１４を供給して、点火時期を制御し、可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９のそれぞれに制御信号Ｓ１１８、Ｓ１１９を供給して、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の動作タイミングを制御し、ＥＧＲバルブ２９に制御信号Ｓ１２９を供給して、ＥＧＲバルブ２９の開度を制御し、大気開放弁６１ｃに制御信号Ｓ１６１を供給して、大気開放弁６１ｃの開閉を制御し、パージバルブ６６に制御信号Ｓ１６６を供給して、パージバルブ６６の開度を制御する。

特に、本実施形態では、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０の異常（例えば蒸発燃料処理装置６０内でのパージガス等の漏れや各種バルブ（弁）の故障など）を判定するための処理を行う。本実施形態では、ＰＣＭ７０は、基本的には過給中にパージを実行しているときに、つまり第１分岐通路６４からエジェクタ６７を介して吸気通路１にパージガスを供給しているときに（即ちエジェクタパージ中に）、蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行う。この場合、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０によるパージ流量を算出し、このパージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧が、所定流量のパージガスをパージした場合に想定されるキャニスタ内圧になっているか否かに基づき異常判定を行う。詳細は後述するが、ＰＣＭ７０は、本発明における「パージ下流圧力取得手段」、「第１パージ流量算出手段」、「第２パージ流量算出手段」、「キャニスタ内圧取得手段」及び「異常判定手段」として機能する。

なお、ＰＣＭ７０の各構成要素は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

＜蒸発燃料処理装置の異常判定処理＞
次に、図３を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定処理について説明する。図３は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＰＣＭ７０によって所定の周期で繰り返し実行される。

最初に、本実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定処理の概要について述べる。この異常判定処理においては、ＰＣＭ７０は、少なくともエジェクタパージ中に蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行うこととし、当該異常判定の開始時に第３圧力センサ５３によって検出されたキャニスタ内圧を取得して、このキャニスタ内圧を初期値として保持する。そして、ＰＣＭ７０は、異常判定中に、第１圧力センサ４３や第２圧力センサ４５によって検出された圧力及びパージバルブ６６の開度などに基づき単位時間当たりのパージ流量を繰り返し算出し、こうして算出された単位時間当たりのパージ流量を積算して積算パージ流量を算出する。そして、ＰＣＭ７０は、積算パージ流量が所定流量以上となったときに、このときに第３圧力センサ５３によって検出されたキャニスタ内圧と、上記のキャニスタ内圧の初期値との圧力差（偏差）を求め、この圧力差の大きさ（絶対値）が所定圧力未満である場合に、蒸発燃料処理装置６０が異常であると判定する。

具体的に図３の異常判定処理のフローについて説明する。まず、ステップＳ１０１では、ＰＣＭ７０は、車両における各種情報を取得する。特に、ＰＣＭ７０は、第１圧力センサ４３によって検出された圧力（過給圧）や、第２圧力センサ４５によって検出された圧力（インマニ圧）や、第３圧力センサ５３によって検出されたキャニスタ内圧や、大気圧センサ４０によって検出された大気圧などを取得する。

次いで、ステップＳ１０２では、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０の異常判定実行条件が成立したか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ７０は、現在の状態がターボ過給機４による過給が行われている過給状態であり、且つ、異常判定を適切に実行するのに十分な流量のパージガスがパージされている場合に、異常判定実行条件が成立したと判定する。この場合、ＰＣＭ７０は、例えば第１圧力センサ４３によって取得された圧力の大きさに基づき、過給状態であるか否かを判定する。また、ＰＣＭ７０は、第１圧力センサ４３や第２圧力センサ４５によって検出された圧力及びパージバルブ６６の開度などに基づき現在のパージ流量を求め、このパージ流量が異常判定を実行するのに必要な流量（予め設定しておく）以上であるか否かを判定する。
なお、ステップＳ１０２の異常判定実行条件に過給状態という条件が含まれている通り、本実施形態による蒸発燃料処理装置６０の異常判定処理は基本的には過給時に実行されるものである、つまりエジェクタパージ中に実行されるものである。但し、エジェクタパージのみが行われているときに異常判定処理を実行することに限定はされず、エジェクタパージに加えてインマニパージが行われているときに異常判定処理を実行してもよい。上述したように過給開始直後や過給停止直後等のような過渡時にはエジェクタパージ及びインマニパージの両方が行われ、このような過給の過渡時に異常判定処理を実行してもよい。

上記した異常判定実行条件が成立したと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＰＣＭ７０は、ステップＳ１０３に進み、異常判定実行条件が成立したと判定されなかった場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＰＣＭ７０は、異常判定処理を終了する。

ステップＳ１０３では、ＰＣＭ７０は、大気開放弁６１ｃを閉弁して、大気開放通路６１ｂからキャニスタ６１への空気の流入を遮断する。次いで、ステップＳ１０４では、ＰＣＭ７０は、第３圧力センサ５３によって検出されたキャニスタ内圧を取得し、このキャニスタ内圧を初期値として設定する。

この後、ステップＳ１０５以降では、蒸発燃料処理装置６０を異常判定するための具体的な処理が行われる。まず、ステップＳ１０５では、ＰＣＭ７０は、第３圧力センサ５３によって検出されたキャニスタ内圧を取得し、このキャニスタ内圧と、ステップＳ１０４で設定したキャニスタ内圧の初期値とのの圧力差（絶対値）を算出する。次いで、ステップＳ１０６では、ＰＣＭ７０は、ステップＳ１０５で算出したキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力未満であるか否かを判定する。

ステップＳ１０６の判定の結果、キャニスタ内圧の圧力差が所定圧力未満であると判定された場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７に進む。これに対して、キャニスタ内圧の圧力差が所定圧力未満であると判定されなかった場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、つまりキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力以上である場合には、ステップＳ１１２に進む。この場合には、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０によるパージによってキャニスタ内圧が適切に変化していると言えるので、後述する積算パージ流量の大きさに関わらずに（特に積算パージ流量が所定流量に達していなくても）、蒸発燃料処理装置６０が正常であると判定する（ステップＳ１１２）。例えば、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０内でのパージガス等の漏れや各種バルブの故障などが発生していないと判定する。

ここで、図４を参照して、上記したステップＳ１０６（後縦するステップＳ１１０も含む）においてキャニスタ内圧の圧力差を判定するために用いる所定圧力について説明する。図４は、燃料タンク５９内における燃料の種々の残留度合いについて、パージガスをパージした流量に対するキャニスタ内圧の変化を示している。具体的には、図４では、横軸に積算パージ流量を示し、縦軸にキャニスタ内圧（負圧）を示している。また、符号Ｇ１１は、燃料タンク５９の残留度合いが０％である場合（つまり燃料タンク５９が空の状態に相当する）のグラフを示し、符号Ｇ１２は、燃料タンク５９の残留度合いが２０％である場合のグラフを示し、符号Ｇ１３は、燃料タンク５９の残留度合いが４０％である場合のグラフを示し、符号Ｇ１４は、燃料タンク５９の残留度合いが６０％である場合のグラフを示し、符号Ｇ１５は、燃料タンク５９の残留度合いが８０％である場合のグラフを示し、符号Ｇ１６は、燃料タンク５９の残留度合いが１００％である場合（つまり燃料タンク５９が満タンの状態に相当する）のグラフを示している。

図４に示すように、積算パージ流量が大きくなるほど、キャニスタ内圧の変化量が大きくなることがわかる。また、燃料タンク５９の残留度合いが大きくなるほど、積算パージ流量の変化に対するキャニスタ内圧の変化率（傾き）が大きくなることがわかる。本実施形態では、燃料タンク５９の残留度合いが０％である場合の積算パージ流量とキャニスタ内圧との関係（グラフＧ１１参照）、つまり積算パージ流量の変化に対するキャニスタ内圧の変化率が最も小さくなるような燃料タンク５９の残留度合いにおけるこれらの関係を用いて、上記したキャニスタ内圧の圧力差を判定するための所定圧力を規定する。具体的には、燃料タンク５９の残留度合いが０％である場合の積算パージ流量とキャニスタ内圧との関係に対してある程度のマージンを適用した、符号Ｇ１７で示すような関係を用いて所定圧力を規定する。例えば、符号Ｇ１７で示すグラフにおいて、積算パージ流量Ｑ１を所定流量として設定し、この積算パージ流量Ｑ１に対応するキャニスタ内圧Ｐ１を所定圧力として設定する。この場合、積算パージ流量の所定流量Ｑ１には、例えば、異常判定を精度良く行うことができ且つ異常判定を比較的短い時間で終了できるような適度な流量を適用するのがよい。
なお、キャニスタ内圧の所定圧力を規定する積算パージ流量の所定流量を固定することに限定はされない。例えば、異常判定処理を所定時間実行することとし、異常判定処理を開始してから当該所定時間経過したときの積算パージ流量を所定流量と扱い、符号Ｇ１７で示すグラフから、この所定流量に対応するキャニスタ内圧を求めて、このキャニスタ内圧を所定圧力として設定してもよい。

図３に戻って、ステップＳ１０７以降の処理について説明する。ステップＳ１０７では、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０による単位時間当たりのパージ流量（第１パージ流量に相当する）を算出する。この単位時間当たりのパージ流量の算出方法については、後のセクションで詳述する。基本的には、ＰＣＭ７０は、エジェクタパージのみを行っている場合には、第１分岐通路６４の流路抵抗などの物性値と、第１分岐通路６４の上流側の圧力及び下流側の圧力と、パージバルブ６６の開度とに基づき、一般的なベルヌーイの定理に従って、第１分岐通路６４を介した単位時間当たりのパージ流量を算出する。この場合、ＰＣＭ７０は、キャニスタ内圧を第１分岐通路６４の上流側の圧力として用い、コンプレッサ４ａの上流側の圧力（大気圧センサ４０により検出される大気圧）とコンプレッサ４ａの下流側の圧力（第１圧力センサ４３により検出される過給圧）との圧力差に基づき、第１分岐通路６４の下流側の圧力を推定する。

次いで、ステップＳ１０８では、ＰＣＭ７０は、ステップＳ１０７で算出した単位時間当たりのパージ流量から積算パージ流量（第２パージ流量に相当する）を算出する。具体的には、ＰＣＭ７０は、前回のステップＳ１０８で算出した積算パージ流量に対して、今回のステップＳ１０７で算出した単位時間当たりのパージ流量を加算することで、今回の積算パージ流量を算出する。

次いで、ステップＳ１０９では、ＰＣＭ７０は、ステップＳ１０８で算出した積算パージ流量が所定流量以上であるか否かを判定する。例えば、この所定流量には、図４に示した流量Ｑ１が適用される。ステップＳ１０９の判定の結果、積算パージ流量が所定流量以上であると判定された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に進む。これに対して、積算パージ流量が所定流量以上であると判定されなかった場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、つまり積算パージ流量が所定流量未満である場合、ステップＳ１０５に戻り、ＰＣＭ７０は、上記したステップＳ１０５以降の処理を再度行う。つまり、ＰＣＭ７０は、積算パージ流量が所定流量以上になるまで、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理を繰り返し行う。但し、このループ中にキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力以上になった場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）ＰＣＭ７０は、当該ループを抜けて、ステップＳ１１２に進み、蒸発燃料処理装置６０が正常であると判定する。

次いで、ステップＳ１１０では、ＰＣＭ７０は、今回取得したキャニスタ内圧と、ステップＳ１０３で設定したキャニスタ内圧の初期値との圧力差（絶対値）を求め、この圧力差が所定圧力未満であるか否かを判定する。例えば、この所定圧力には、図４に示したキャニスタ内圧Ｐ１に応じた圧力が適用される。ステップＳ１１０の判定の結果、キャニスタ内圧の圧力差が所定圧力未満であると判定された場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１に進む。この場合には、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０によるパージによってキャニスタ内圧が適切に変化していないので、蒸発燃料処理装置６０が異常であると判定する（ステップＳ１１１）。例えば、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０内でのパージガス等の漏れや各種バルブの故障などが発生していると判定する。これに対して、キャニスタ内圧の圧力差が所定圧力未満であると判定されなかった場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、つまりキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力以上である場合には、ステップＳ１１２に進み、ＰＣＭ７０は、蒸発燃料処理装置６０が正常であると判定する。

上記したステップＳ１１１又はＳ１１２の後、ステップＳ１１３に進み、ＰＣＭ７０は、大気開放弁６１ｃを開弁して、キャニスタ６１を大気に開放する。

＜パージ流量算出方法＞
次に、本発明の実施形態によるパージ流量の算出方法について具体的に説明する。この方法は、上記した図３のステップＳ１０７において適用される。

本実施形態では、ＰＣＭ７０は、パージ通路６２における第１分岐通路６４と第２分岐通路６５との分岐部の圧力である分岐部圧力を求め、当該分岐部圧力に基づいて単位時間当たりのパージ流量を算出する。この分岐部圧力は、以下のようにして算出される。なお、以下の説明では、パージ通路６２を流通する全パージ流量を「Ｑｐｇ」とし、分岐部圧力を「Ｐｐｇ」とし、第１分岐通路６４のパージ流量であるエジェクタパージ流量を「Ｑｅｊ」とし、第１分岐通路６４の下流端の圧力である第１圧力を「Ｐｅｊ」とし、第２分岐通路６５のパージ流量であるインマニパージ流量を「Ｑｉｍ」とし、第２分岐通路６５の下流端の圧力である第２圧力を「Ｐｉｍ」とする。

まず、エジェクタパージ流量Ｑｅｊは、第１分岐通路６４の上流端と下流端との圧力差に依存しており、以下の式（１）で表される。ここで、Ｋ１は、第１分岐通路６４の流路抵抗等の物性値をまとめた定数である。
Ｑｅｊ＝Ｋ１×√（Ｐｐｇ−Ｐｅｊ） 式（１）

同様に、インマニパージ流量Ｑｉｍは、第２分岐通路６５の上流端と下流端との圧力差に依存しており、以下の式（２）で表される。ここで、Ｋ２は、第２分岐通路６５の流路抵抗等の物性値をまとめた定数である。
Ｑｉｍ＝Ｋ２×√（Ｐｐｇ−Ｐｉｍ） 式（２）

また、全パージ流量をＱｐｇは、エジェクタパージ流量Ｑｅｊとインマニパージ流量Ｑｉｍとの合計であり、以下の式（３）で表される。
Ｑｐｇ＝Ｑｅｊ＋Ｑｉｍ 式（３）

式（１）、（２）は、変形すると、それぞれ、以下の式（４）、（５）のようになる。
Ｐｐｇ＝（Ｑｅｊ／Ｋ１）²＋Ｐｅｊ 式（４）
Ｐｐｇ＝（Ｑｉｍ／Ｋ２）²＋Ｐｉｍ 式（５）

さらに、式（４）、（５）をまとめると、以下の式（６）が導かれる。
（Ｑｅｊ／Ｋ１）²＋Ｐｅｊ＝（Ｑｉｍ／Ｋ２）²＋Ｐｉｍ 式（６）

ここで、式（３）における全パージ流量Ｑｐｇを目標パージ流量であるｑｐｒｇとし、エジェクタパージ流量Ｑｅｊについて解くと、以下の式（７）となる。
Ｑｅｊ＝ｑｐｒｇ−Ｑｉｍ 式（７）

この式（７）を式（６）に代入すると、式（６）はインマニパージ流量Ｑｉｍについての２次方程式となり、その２次方程式を解くと、インマニパージ流量Ｑｉｍは、以下の式（８）となる。式（８）において、「Ａ＝１−Ｋ１²／Ｋ２²」であり、「Ｂ＝−２×ｑｐｒｇ」であり、「Ｃ＝ｑｐｒｇ²＋Ｋ１²×Ｐｅｊ−Ｋ１²×Ｐｉｍ」である。
Ｑｉｍ＝｛−Ｂ±√（Ｂ²−４ＡＣ）｝／２Ａ 式（８）

この式（８）により、インマニパージ流量Ｑｉｍが求められる。なお、式（８）において、分子の平方根の前の符号が負の場合を、インマニパージ流量Ｑｉｍの解とする。そして、求められたインマニパージ流量Ｑｉｍを式（４）に代入することによって、エジェクタパージ流量Ｑｅｊが求められる。

図５は、本発明の実施形態によるパージ流量の算出方法を具体的に示すブロック図である。ＰＣＭ７０は、図５に示す演算回路を有している。

ＰＣＭ７０は、Ｑｉｍ演算部９１において、インマニパージ流量Ｑｉｍを演算する。Ｑｉｍ演算部９１は、上記の式（８）に基づいて、インマニパージ流量Ｑｉｍを演算する。ここで、定数Ｋ１及び定数Ｋ２は、予め設定されて記憶されている。また、第１圧力Ｐｅｊは、コンプレッサ４ａの上流側の圧力とコンプレッサ４ａの下流側の圧力との圧力差に基づいて推定される。この圧力差には、第１圧力センサ４３により検出される過給圧と、大気圧センサ４０により検出される大気圧との差が適用される。また、第２圧力Ｐｉｍには、第２圧力センサ４５により検出されるインマニ圧が適用される。

ＰＣＭ７０は、Ｑｉｍ演算部９１により求められた値と「０」とを最大値取得部９２で比較し、大きい方をインマニパージ流量Ｑｉｍとする。つまり、式（８）に基づいて算出されるインマニパージ流量Ｑｉｍは負の値となる場合があり得る。負のインマニパージ流量Ｑｉｍは、第２分岐通路６５の下流端の圧力の方が、第２分岐通路６５の上流端の圧力よりも高く、吸気が第２分岐通路６５を逆流することを意味する。しかし、実際の第２分岐通路６５には逆止弁６５ａが設けられており、吸気が第２分岐通路６５を逆流することはなく、インマニパージ流量Ｑｉｍは０となる。そのため、Ｑｉｍ演算部９１により求められたインマニパージ流量Ｑｉｍが負の値の場合には、最大値取得部９２において負の値が０に置き換えられる。

最大値取得部９２から出力されるインマニパージ流量Ｑｉｍは、乗・除算部９３に入力される。乗・除算部９３には、定数Ｋ２も入力される。乗・除算部９３は、インマニパージ流量Ｑｉｍを定数Ｋ２で除算する。乗・除算部９３から出力された値（Ｑｉｍ／Ｋ２）は、乗算部９４において２乗される。乗算部９４から出力された値（Ｑｉｍ／Ｋ２）²は、加算部９５に入力され、加算部９５において第２圧力Ｐｉｍが加算される。そして、加算部９５から分岐部圧力Ｐｐｇが算出される。こうして算出される分岐部圧力Ｐｐｇは、式（５）に基づく分岐部圧力Ｐｐｇである。

一方、最大値取得部９２から出力されるインマニパージ流量Ｑｉｍは、加・減算部９６にも入力される。加・減算部９６には、目標パージ流量ｑｐｒｇも入力される。加・減算部９６は、目標パージ流量ｑｐｒｇからインマニパージ流量Ｑｉｍを減算して、エジェクタパージ流量Ｑｅｊを算出する。つまり、加・減算部９６は、式（３）に基づいて、インマニパージ流量Ｑｉｍ及び目標パージ流量ｑｐｒｇ（＝全パージ流量Ｑｐｇ）からエジェクタパージ流量Ｑｅｊを求める。

加・減算部９６から出力されたエジェクタパージ流量Ｑｅｊは、最大値取得部９７に入力され、「０」と比較され、大きい方がエジェクタパージ流量Ｑｅｊとされる。つまり、式（８）に基づいて算出されるインマニパージ流量Ｑｉｍからエジェクタパージ流量Ｑｅｊを算出した結果、エジェクタパージ流量Ｑｅｊが負の値となり得る。負のエジェクタパージ流量Ｑｅｊは、第１分岐通路６４の下流端の圧力の方が、第１分岐通路６４の上流端の圧力よりも高く、吸気が第１分岐通路６４を逆流することを意味する。しかし、実際の第１分岐通路６４には逆止弁６４ａが設けられており、吸気が第１分岐通路６４を逆流することはなく、エジェクタパージ流量Ｑｅｊは０となる。そのため、加・減算部９６から出力されたエジェクタパージ流量Ｑｅｊが負の値の場合には、最大値取得部９７において負の値が０に置き換えられる。

最大値取得部９７から出力されるエジェクタパージ流量Ｑｅｊは、乗・除算部９８に入力される。乗・除算部９８には、定数Ｋ１も入力される。乗・除算部９８は、エジェクタパージ流量Ｑｅｊを定数Ｋ１で除算する。乗・除算部９８から出力された値（Ｑｅｊ／Ｋ１）は、乗算部９９において２乗される。乗算部９９から出力された値（Ｑｅｊ／Ｋ１）²は、加算部９１０に入力され、加算部９１０において第１圧力Ｐｅｊが加算される。そして、加算部９１０から分岐部圧力Ｐｐｇが算出される。こうして算出される分岐部圧力Ｐｐｇは、式（４）に基づく分岐部圧力Ｐｐｇである。

最終的に、最小値取得部９１１において、加算部９５から出力される分岐部圧力Ｐｐｇと、加算部９１０から出力される分岐部圧力Ｐｐｇと、キャニスタ内圧（典型的には大気圧）とが比較され、最も小さい値が分岐部圧力Ｐｐｇとされる。つまり、加算部９５又は加算部９１０から出力される分岐部圧力Ｐｐｇの算出の途中で、エジェクタパージ流量Ｑｅｊ又はインマニパージ流量Ｑｉｍが負となる場合があり、その場合には、流量が０に置き換えられている。つまり、エジェクタパージ流量Ｑｅｊ又はインマニパージ流量Ｑｉｍが増量されている。エジェクタパージ流量Ｑｅｊ又はインマニパージ流量Ｑｉｍが増量されると、結果として、算出される分岐部圧力Ｐｐｇも大きくなる側にずれる。そのため、加算部９５から出力される分岐部圧力Ｐｐｇ、及び、加算部９１０から出力される分岐部圧力Ｐｐｇのうち小さい方がより正確な分岐部圧力とみなすことができる。また、分岐部圧力Ｐｐｇは、キャニスタ内圧（典型的には大気圧）以上とはならない。そのため、加算部９５から出力される分岐部圧力Ｐｐｇ、及び、加算部９１０から出力される分岐部圧力Ｐｐｇがキャニスタ内圧よりも大きい場合には、キャニスタ内圧を分岐部圧力Ｐｐｇとする。

そして、ＰＣＭ７０は、このようにして求められた分岐部圧力Ｐｐｇとキャニスタ内圧とパージバルブ６６の開度とに基づいてパージ流量Ｑｐｇを推定する。

＜タイムチャート＞
次に、図６を参照して、本実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定処理を実行した場合のタイムチャートの一例について説明する。図６は、上から順に、大気開放弁６１ｃの開閉、キャニスタ内圧（負圧）、キャニスタ内圧の圧力差、単位時間当たりのパージ流量、積算パージ流量、正常判定フラグのオン／オフ、異常判定フラグのオン／オフを示している。また、図６では、実線は蒸発燃料処理装置６０が正常である場合のグラフを示し、破線は蒸発燃料処理装置６０が異常である場合のグラフを示している。

まず、時刻ｔ１１において、蒸発燃料処理装置６０の異常判定実行条件が成立し、この直後の時刻ｔ１２において、大気開放弁６１ｃが閉弁される。また、このときに検出されたキャニスタ内圧が初期値に設定されて、この初期値を用いてキャニスタ内圧の圧力差の算出が開始されると共に、単位時間当たりのパージ流量から積算パージ流量の算出が開始される。この後、蒸発燃料処理装置６０が正常である場合には、時刻ｔ１３においてキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力Ｐ１以上になるため、積算パージ流量が所定流量Ｑ１に達していなくても、蒸発燃料処理装置６０が正常であることを示す正常判定フラグがオンに設定される。そして、大気開放弁６１ｃが開弁される。他方で、蒸発燃料処理装置６０が異常である場合には、時刻ｔ１４において積算パージ流量が所定流量Ｑ１以上になり、このときのキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力Ｐ１未満であるため、蒸発燃料処理装置６０が異常であることを示す異常判定フラグがオンに設定される。そして、大気開放弁６１ｃが開弁される。

＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の異常判定装置の作用効果について説明する。

本実施形態では、異常判定開始時のキャニスタ内圧（初期値）と積算パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧との圧力差（偏差）に基づき蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行う、具体的にはこのキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力未満である場合に蒸発燃料処理装置６０が異常であると判定する。このような本実施形態によれば、パージ流量に応じたキャニスタ内圧の変化量を考慮に入れて異常判定を行うので、つまりパージ流量に応じた適切なキャニスタ内圧の判定値（所定圧力）を用いて異常判定を行うので、蒸発燃料処理装置６０の異常判定を精度良く行うことができる。例えば、パージ流量が小さい場合であっても、このパージ流量に応じた、キャニスタ内圧を判定するための所定圧力を用いることで、蒸発燃料処理装置６０の異常の誤判定を適切に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、積算パージ流量が所定流量に達していなくてもキャニスタ内圧の圧力差が所定圧力以上になったときに蒸発燃料処理装置６０が正常であると判定するので、積算パージ流量が所定流量に達するのを待たずに、蒸発燃料処理装置６０の異常判定を速やかに終了することができる。

また、本実施形態によれば、キャニスタ内圧の圧力差を判定するための所定圧力を、燃料タンク５９内の燃料の残量度合いが０％である状態において所定流量のパージガスをパージしたときのキャニスタ内圧の変化量に基づき事前に設定するので、パージ流量に応じたより適切なキャニスタ内圧の判定値（所定圧力）を用いて判定を行うことができ、蒸発燃料処理装置６０の異常の誤判定を確実に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、蒸発燃料処理装置６０の異常判定時に大気開放弁６１ｃを閉弁して大気開放通路６１ｂからキャニスタ６１への空気の流入を遮断するので、蒸発燃料処理装置６０の異常判定の精度を効果的に向上させることができる。つまり、異常判定のロバスト性を向上させることができる。

また、本実施形態では、ターボ過給機４による過給時に行われるエジェクタパージについての異常判定を実行する、つまりエジェクタパージ中に異常判定を実行する。原則、エジェクタパージは過給時に行われるので、エジェクタパージの異常判定は過給時に実行されることとなる。通常、ターボ過給機４による一連の過給期間が短いため（つまりターボ過給機４による過給／非過給が比較的頻繁に切り替わる傾向にある）、エジェクタパージについての異常判定を行おうとした場合、短時間で異常判定を完了する必要がある。ここで、一般的な自然吸気型のシステムではインマニパージを行うが、このインマニパージについての異常判定は、例えば、インマニパージを行ったときにキャニスタ内圧が所定圧力に達するか否かを判定することでなされる。しかしながら、このような方法をエジェクタパージに適用すると、キャニスタ内圧が所定圧力に達するまで時間がかかり、短い過給期間において異常判定を適切に完了させることができない傾向にある。これに対して、本実施形態によれば、上記したように、積算パージ流量を順次算出すると共に、適当な所定流量を規定して、積算パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧に基づき異常判定を行うので、比較的短い過給期間において異常判定を適切に完了させることができる。よって、本実施形態によれば、エジェクタパージについての異常判定を適切に行うことができる。

また、本実施形態では、第１分岐通路６４の下流端の圧力である第１圧力及び第２分岐通路６５の下流端の圧力である第２圧力などに基づき、パージ通路６２における第１分岐通路６４と第２分岐通路６５との分岐部の圧力である分岐部圧力を求め、この分岐部圧力とパージバルブ６６の開度とキャニスタ内圧とに基づき単位時間当たりのパージ流量を算出するので、パージ流量を精度良く算出することができる。

＜変形例＞
上記した実施形態では、異常判定開始時のキャニスタ内圧を初期値とし、この初期値と、積算パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧との圧力差（偏差）の大きさに基づき、蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行っていたが、他の例では、このようなキャニスタ内圧の圧力差を用いる代わりに、積算パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧の大きさのみに基づいて、蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行ってもよい。その場合、積算パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧（負圧、つまり負値）が所定値以上である場合に、蒸発燃料処理装置６０が異常であると判定すればよい。これによっても、パージ流量に応じたキャニスタ内圧の変化量を適切に考慮に入れるので、蒸発燃料処理装置６０の異常判定を精度良く行うことができる。

上記した実施形態では、本発明をエジェクタパージに適用していた、つまりエジェクタパージ中（特に過給時）に蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行っていた。他の例では、本発明をインマニパージに適用してもよい、つまりインマニパージ中（特に非過給時）に蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行ってもよい。その場合には、インマニパージによる単位時間当たりのパージ流量から積算パージ流量を求めて、この積算パージ流量が所定流量以上になったときのキャニスタ内圧に基づき蒸発燃料処理装置６０の異常判定を行えばよい。

上記した実施形態では、パージ通路６２の下流側における吸気通路１上の圧力であるパージ下流圧力（過給圧やインマニ圧など）やキャニスタ内圧などをセンサによって検出していたが、これらをセンサで検出することに限定はされず、所定のモデルなどを用いて推定してもよい。

上記した実施形態では、エジェクタパージ及びインマニパージの両方を行えるように構成された蒸発燃料処理装置６０に本発明を適用する例を示したが、本発明は、エジェクタパージのみを行うように構成された蒸発燃料処理装置（つまりパージ通路として第２分岐通路６５を具備せずに第１分岐通路６４のみを具備する蒸発燃料処理装置）に適用してもよい。

上記した実施形態では、本発明をガソリンエンジンに適用した例を示したが、本発明はディーゼルエンジンに適用してもよい。

１ 吸気通路
４ ターボ過給機
７ サージタンク
１０ エンジン
２５ 排気通路
４０ 大気圧センサ
４３ 第１圧力センサ
４５ 第２圧力センサ
５３ 第３圧力センサ
５９ 燃料タンク
６０ 蒸発燃料処理装置
６１ キャニスタ
６１ｂ 大気開放通路
６１ｃ 大気開放弁
６２ パージ通路
６４ 第１分岐通路
６５ 第２分岐通路
６６ パージバルブ
６７ エジェクタ
７０ ＰＣＭ
１００ エンジンシステム

Claims (6)

1. 蒸発燃料処理装置の異常判定装置であって、
   燃料タンク内の蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、このキャニスタに蓄積された蒸発燃料を含むパージガスを吸気通路に供給するためのパージ通路と、このパージ通路上に設けられ、吸気通路へのパージガスの供給を制御するパージバルブとを備える蒸発燃料処理装置と、
   上記パージ通路の下流側における吸気通路上の圧力であるパージ下流圧力を取得するパージ下流圧力取得手段と、
   上記パージ下流圧力取得手段によって取得されたパージ下流圧力と、上記パージバルブの開度とに基づいて、上記蒸発燃料処理装置によって吸気通路にパージされた単位時間当たりのパージガスの流量である第１パージ流量を算出する第１パージ流量算出手段と、
   上記パージ流量算出手段によって算出された第１パージ流量から、上記蒸発燃料処理装置によって吸気通路に連続的にパージされたパージガスの流量である第２パージ流量を算出する第２パージ流量算出手段と、
   上記キャニスタの内部圧力であるキャニスタ内圧を取得するキャニスタ内圧取得手段と、
   上記第２パージ流量算出手段によって算出された第２パージ流量と、上記キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧とに基づいて、上記蒸発燃料処理装置の異常判定を行う異常判定手段と、
   を有し、
   上記第２パージ流量算出手段は、上記異常判定の開始後に上記蒸発燃料処理装置によって吸気通路に連続的にパージされたパージガスの流量を、上記第２パージ流量として算出し、
   上記異常判定手段は、上記第２パージ流量が所定流量以上になったときに上記キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧に基づいて上記異常判定を行い、
   上記蒸発燃料処理装置の異常判定装置は、吸気通路上に設けられたコンプレッサ及び排気通路上に設けられたタービンを備えるターボ過給機付きのエンジンに適用され、
   上記蒸発燃料処理装置は、コンプレッサ下流側の吸気通路とコンプレッサ上流側の吸気通路とに接続され、コンプレッサ下流側の吸気通路からコンプレッサ上流側の吸気通路に還流される吸気の流れによって負圧を発生するエジェクタを備え、上記パージ通路は、下流端が上記エジェクタに接続され、当該エジェクタにより発生された負圧を利用してパージガスを吸気通路にパージする第１分岐通路と、上記エジェクタが接続されたコンプレッサ下流側の吸気通路上の位置よりも更に下流側に下流端が接続され、この接続部において発生した負圧を利用してパージガスを吸気通路にパージする第２分岐通路と、に分岐しており、
   上記異常判定手段は、上記第１分岐通路から上記エジェクタを介して吸気通路にパージガスをパージしているときに上記異常判定を行い、
   上記パージ下流圧力取得手段は、上記第１分岐通路の下流端の圧力である第１圧力と、上記第２分岐通路の下流端の圧力である第２圧力とを、上記パージ下流圧力として取得し、上記第１パージ流量算出手段は、上記第１圧力及び上記第２圧力に基づいて、上記パージ通路における上記第１分岐通路と上記第２分岐通路との分岐部の圧力である分岐部圧力を求め、この分岐部圧力と上記パージバルブの開度と上記キャニスタ内圧とに基づいて、上記第１パージ流量を算出する、
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置の異常判定装置。
2. 上記異常判定手段は、上記異常判定の開始時に上記キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧と、上記第２パージ流量が上記所定流量以上になったときに上記キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧との偏差の大きさが所定圧力未満である場合に、上記蒸発燃料処理装置が異常であると判定する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の異常判定装置。
3. 上記異常判定手段は、上記第２パージ流量が上記所定流量に達していなくても、上記異常判定の開始時に上記キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧と、上記異常判定の開始後に上記キャニスタ内圧取得手段によって取得されたキャニスタ内圧との偏差の大きさが上記所定圧力以上になったときに、上記蒸発燃料処理装置が正常であると判定する、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置の異常判定装置。
4. 上記所定圧力は、上記燃料タンク内の燃料の残量がほぼ０である状態において正常である上記蒸発燃料処理装置によって上記所定流量のパージガスを吸気通路にパージしたときのキャニスタ内圧の変化量に基づき事前に設定される、請求項２又は３に記載の蒸発燃料処理装置の異常判定装置。
5. 上記蒸発燃料処理装置は、上記キャニスタに連通され、当該キャニスタに空気を供給する大気開放通路と、この大気開放通路上に設けられ、上記キャニスタへの空気の供給を制御する大気開放弁とを更に備え、
   上記異常判定手段は、上記大気開放弁を閉弁してから上記異常判定を開始する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置の異常判定装置。
6. 上記第２パージ流量算出手段は、上記第１パージ流量算出手段によって算出された第１パージ流量を積算することで上記第２パージ流量を算出する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置の異常判定装置。

Images