CN106232973A - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

Abstract

适用于混合动力车辆的蒸发燃料处理装置具有：蒸发燃料通路(16)，其将燃料箱(2)和吸附罐(3)连通；封闭阀(21)，其对蒸发燃料通路(16)进行开闭；净化通路(19)，其将吸附罐(3)和内燃机(1)的进气通路(17)连通；第1净化控制阀(23)，其对净化通路(19)进行开闭；箱开放通路(31)，其将净化通路(19)的比第1净化控制阀(23)靠上游侧的位置和燃料箱(2)连通；以及第2净化控制阀(32)，其对箱开放通路(31)进行开闭。在吸附罐(3)的净化时，打开第2净化控制阀(32)，由此燃料箱(2)内的蒸发燃料被内燃机(1)直接处理，不会发生吸附罐(3)的吸附量的增加。

Description

蒸发燃料处理装置

技术领域

本发明涉及一种在供油时使用吸附罐(canister)对在燃料箱内产生的蒸发燃料进行处理的蒸发燃料处理装置，特别涉及一种在燃料箱与吸附罐之间具有封闭阀的所谓的密闭型燃料箱的蒸发燃料处理装置。

背景技术

当前广泛地使用一种蒸发燃料处理装置，其中，为了使在车辆的燃料箱产生的蒸发燃料不向外部流出，而使该蒸发燃料暂时地吸附于使用活性炭等吸附材料的吸附罐，随后，在内燃机的运转过程中，通过新的气体的导入，从而从吸附罐净化出燃料成分而导入至内燃机的进气系统。并且，近年提出了下述形式的各种蒸发燃料处理装置，即，如专利文献1所公开的那样，在蒸发燃料通路具有将燃料箱和吸附罐连通的封闭阀，除了供油时以外基本上将该封闭阀关闭，从而将燃料箱保持为密闭状态。

在上述那样的具有封闭阀的密闭型燃料箱的蒸发燃料处理装置中，在封闭阀关闭期间燃料箱内的压力可能会成为高压，在专利文献1中提出，在箱内压为高压的情况下，通过在吸附罐的净化执行过程中打开封闭阀，从而降低燃料箱内压力。

然而，在专利文献1的技术中，在为了降低燃料箱内的压力而打开封闭阀时从燃料箱内流出的蒸发燃料经由吸附罐而流向内燃机的进气通路，因此吸附罐的吸附量可能会增加不少。这样，如果处于吸附罐的吸附量增加后的状态，则在停止车辆而进行供油时，无法将从燃料箱流向吸附罐的大量的蒸发燃料充分地完全吸收。

专利文献1：日本特开2004-156499号公报

发明内容

本发明涉及的蒸发燃料处理装置具有下述部件而构成，即：

蒸发燃料通路，其将燃料箱和吸附罐连通；

封闭阀，其安装于该蒸发燃料通路，对该蒸发燃料通路进行开闭；

净化通路，其将所述吸附罐和内燃机的进气通路连通；

第1净化控制阀，其安装于该净化通路，对该净化通路进行开闭；

箱开放通路，其将所述净化通路的比所述第1净化控制阀靠上游侧的位置和所述燃料箱连通；以及

第2净化控制阀，其安装于该箱开放通路，对该箱开放通路进行开闭。

在这样的结构中，在经由第1净化控制阀而从吸附罐进行净化时，打开第2净化控制阀，由此燃料箱内的空间与内燃机的进气通路直接连通。因此，燃料箱内的蒸发燃料导入至内燃机的进气通路而不经由吸附罐。因而，能够降低燃料箱内的压力而不增加吸附罐的吸附量。

根据本发明，能够降低燃料箱内的压力而不增加吸附罐的吸附量，能够将针对在供油时从燃料箱流向吸附罐的蒸发燃料而设置的吸附罐的吸附量保持得较低。

附图说明

图1是表示本发明涉及的蒸发燃料处理装置的一个实施例的结构说明图。

图2是该蒸发燃料处理装置的动作说明图。

图3是表示第1净化控制阀与第2净化控制阀的开阀期间的关系的流程图。

图4是供油即将开始前的压力释放动作的控制流程图。

具体实施方式

图1是表示本发明涉及的蒸发燃料处理装置的一个实施例的结构说明图。在未图示的车辆搭载有内燃机1，并且设置有密闭型的燃料箱2，为了在供油时对在燃料箱2内产生的蒸发燃料进行处理，设置有使用吸附罐3的蒸发燃料处理装置。上述燃料箱2具有供油管部5，该供油管部5在前端的供油口5a可装卸地安装有加油口盖4，另外，向内燃机1的燃料喷射装置6供给燃料的燃料泵单元7收容于燃料箱2内部。为了对燃料箱2内的压力高的状态下的加油口盖4的开放进行限制，上述供油口5a由被电气性锁止的燃料盖8进行覆盖。该燃料盖8基于在驾驶席等设置的开盖开关(SW)9的信号，在燃料箱2内的压力降低后的状态下解除锁止。此外，也可以将加油口盖4自身锁止而取代燃料盖8的锁止。

上述吸附罐3通过合成树脂制的壳体而将流路形成为U字转弯(U turn)形状，在其内部填充有由活性炭等构成的吸附材料。在呈U字转弯形状的流路的流动方向的一端部设置有供应端口13和净化端口14，该供应端口13成为蒸发燃料的流入部，该净化端口14成为包含燃料成分的净化气体的流出部，在流动方向的另一端部设置有排放端口15，该排放端口15用于在进行净化时引入外部气体。

上述供应端口13经由蒸发燃料通路16而与燃料箱2的上部空间连接。此外，该蒸发燃料通路16的燃料箱2侧的前端部经由FLV阀20而与燃料箱2的上部空间连通，该FLV阀20防止在燃料液面处于高的位置时液体燃料溢出至蒸发燃料通路16内。并且，在上述蒸发燃料通路16的通路中途，设置有对该蒸发燃料通路16进行开闭的封闭阀21。该封闭阀21在原则上用于在供油时以外将吸附罐3与燃料箱2之间遮断而使燃料箱2成为密闭状态，由在非通电时关闭的常闭型电磁阀构成。

上述净化端口14经由净化通路19而与内燃机1的进气系统、例如进气通路17的节气阀18下游侧连接。在上述净化通路19设置有对该净化通路19进行开闭的第1净化控制阀23，以控制向内燃机1的净化气体的导入。除了内燃机1的停止时之外，在未预热时、燃料切断时等规定的条件时，第1净化控制阀23关闭，以禁止净化气体的导入。上述第1净化控制阀23仍然由常闭型电磁阀构成。

上述排放端口15经由过滤器24而与前端向大气开放的排放通路25连接，且在该排放通路25设置有对该排放通路25进行开闭的排放切断阀26。该排放切断阀26由在非通电时打开的常开型电磁阀构成。该排放切断阀26除了在泄漏诊断时关闭系统之外，例如，在通过某种手段而检测到吸附罐3的破漏的情况下等，也能够进行关闭，但基本上成为打开状态而使排放通路25开放。另外，在上述排放通路25，与上述排放切断阀26并列地设置有向吸附罐3压送空气的加压用泵27。该加压用泵27和上述排放切断阀26作为泄漏诊断模块28而一体地构成。

在上述蒸发燃料通路16与上述净化通路19之间，具体地说，在蒸发燃料通路16的比封闭阀21靠燃料箱2侧的位置与净化通路19的比第1净化控制阀23靠上游侧(即吸附罐3侧)的位置之间，设置有将两者连通的箱开放通路31。并且，在该箱开放通路31的通路中途，设置有对该箱开放通路31进行开闭的第2净化控制阀32。该第2净化控制阀32由在非通电时关闭的常闭型电磁阀构成。在这里，作为第2净化控制阀32，使用其通路面积比封闭阀21的通路面积小的电磁阀。具体地说，对于通过柱塞而进行开闭的端口的口径，与封闭阀21相比，第2净化控制阀32的口径更小。此外，封闭阀21为了无损顺滑的供油而具有充分大的通路面积。

上述的封闭阀21、第1净化控制阀23、第2净化控制阀32、排放切断阀26、以及加压用泵27由进行内燃机1的各种控制(例如，燃料喷射量控制、喷射定时控制、点火定时控制、节气阀18的开度控制等)的发动机控制单元35适当地进行控制，如后述所示，执行在供油时的加油口盖4开放前的箱内压力的降低、供油时的吸附处理、内燃机运转过程中的净化处理、系统的各部的泄漏诊断等。另外，作为对系统内的压力进行检测的压力传感器，在燃料箱2安装有箱压传感器36，并且在吸附罐3的净化端口14附近安装有蒸发管线压力(下面，简写为蒸发管线压)传感器37。前者的箱压传感器36对由封闭阀21及第2净化控制阀32划分出的系统内的燃料箱2侧的区域的压力(具体地说是燃料箱2的上部空间的压力)进行检测，后者的蒸发管线压传感器33对由封闭阀21、第2净化控制阀32、排放切断阀26、以及第1净化控制阀23包围的系统内的包含吸附罐3在内的区域的压力进行检测。

此外，能够根据需要而设置当燃料箱2内的压力异常地成为高压时机械地打开的正压侧安全阀以及当燃料箱2内的压力异常地成为低压时机械地打开的负压侧安全阀，但在图1中未图示这些安全阀。

如上述方式构成的蒸发燃料处理装置基本上仅将在供油时产生的蒸发燃料吸附于吸附罐3，除了供油时以外，不进行利用吸附罐3的蒸发燃料的吸附。即，本实施例的蒸发燃料处理装置适合于能够进行在使内燃机1停止的状态下的所谓的EV行驶的混合动力车辆，在这种车辆中，由于吸附罐3的净化的机会变少，因此将利用吸附罐3的蒸发燃料的吸附限定于供油时。

供油过程中，在排放切断阀26打开的状态下，第1净化控制阀23及第2净化控制阀32关闭，封闭阀21打开，燃料箱2内与吸附罐3的供应端口13成为连通状态。从而，伴随供油而在燃料箱2内产生的蒸发燃料被导入至吸附罐3，吸附于内部的吸附材料。

并且，如果供油结束，则封闭阀21关闭。从而，燃料箱2内保持为与吸附罐3分离的密闭状态，内燃机1的停止过程中，吸附罐3的吸附量基本上不增减。

随后，如果开始车辆的运转而内燃机1成为规定的运转状态，则维持将封闭阀21设为关闭的状态，适当地打开第1净化控制阀23，对来自吸附罐3的燃料成分进行净化。即，利用与内燃机1的进气系统的压力差而从排放端口15导入空气，利用该空气，由吸附材料12净化后的燃料成分通过第1净化控制阀23而向内燃机1的进气通路17进行导入。因而，在内燃机1的运转过程中，吸附罐3的吸附量逐渐地减少。在这里，上述实施例中，在吸附罐3的经由第1净化控制阀23的净化过程中，第2净化控制阀32打开，与吸附罐3的净化并行地，进行燃料箱2内的压力的释放以及燃料箱2内的蒸发燃料的处理(未使用吸附罐3的直接处理)。

这样，在上述的蒸发燃料处理装置中，由于在内燃机1的运转过程中，通过内燃机1而主动地处理燃料箱2内的蒸发燃料，因此在供油时残存于燃料箱2内的蒸发燃料变得比较少。并且，在该利用内燃机1进行的燃料箱2内的蒸发燃料的直接处理时，蒸发燃料不经由吸附罐3，因此不会发生吸附罐3的吸附量的增加。另外，在内燃机1的运转过程中，燃料箱2内的压力频繁地进行释放，抑制其的高压化。

并且，上述第2净化控制阀32还利用于供油开始时的燃料箱2内的压力的释放。即，供油过程中如上所述，封闭阀21打开，但如果在燃料箱2内的压力为高压的状态下打开通路面积大的封闭阀21，则蒸发燃料可能会通过吸附罐3而从排放端口15向外部吹出。因此，在上述实施例中，在检测出开盖开关9的操作时，在排放切断阀26打开的状态下，首先第2净化控制阀32进行开阀。由此燃料箱2内的压力通过吸附罐3而进行释放。并且，在燃料箱2内的压力接近于大气压的状态下，封闭阀21打开，燃料箱2内在大气压下释放。由于第2净化控制阀32的通路面积连同口径均比封闭阀21小，因此通过吸附罐3的初期的压力的释放在一定程度上缓慢地进行，抑制蒸发燃料的吹出。即，利用第2净化控制阀32和封闭阀21而2阶段地进行压力的释放，能够一边抑制蒸发燃料的吹出，一边实现快速的压力释放。此外，与通过单一的封闭阀而进行2阶段的开度控制的情况相比，在上述实施例中，每个封闭阀21及第2净化控制阀32的结构以及控制变得简单。而且，在燃料箱2内的压力为高压的状态下进行开阀的第2净化控制阀32与封闭阀21相比口径较小，因此具有在高压下的开阀所需的电磁体的推力较小即可的优点。

另外，在上述实施例中，为第2净化控制阀32和第1净化控制阀23串联地配置于燃料箱2与进气通路17之间的结构，因此作为实际的车辆内的布局，内燃机1(进气通路17)与吸附罐3之间的配管为1根即可，特别利于将吸附罐3配置于燃料箱2的附近的情况。另外，在上述的供油开始时的燃料箱2内的压力的释放时，在第2净化控制阀32的下游存在第1净化控制阀23，因此蒸发燃料不会流入至进气通路17侧。

下面，图2是表示各种模式下的各阀的开闭状态、气体的流动的动作说明图，下面，基于此图而对上述的蒸发燃料处理装置的动作进一步具体地进行说明。

图2的(a)示出了供油过程中的控制模式，如上所述，成为排放切断阀26打开，第1净化控制阀23及第2净化控制阀32关闭，封闭阀21打开。包含伴随供油而从燃料箱2压出的蒸发燃料在内的气体经过吸附罐3而向外部流动。蒸发燃料吸附于吸附罐3。此外，通过使用具有充分的口径的封闭阀21，从而无损顺滑的供油。

图2的(b)示出了在内燃机1的运转过程中进行燃料箱2内的压力的释放以及燃料箱2内的蒸发燃料的直接处理的状态的控制模式。如上所述，该燃料箱2内的蒸发燃料的处理与吸附罐3的净化并行地进行，成为排放切断阀26打开，第1净化控制阀23及第2净化控制阀32打开，封闭阀21关闭。因而，空气经由排放切断阀26而通过吸附罐3，成为净化气体而向内燃机的进气通路17进行导入。同时，燃料箱2内的蒸发燃料通过第2净化控制阀32及第1净化控制阀23而向进气通路17进行导入。由于封闭阀21关闭，因此蒸发燃料不会向吸附罐3绕回。

在这里，第2净化控制阀32被控制为，针对第1净化控制阀23的开阀期间而在如图3所示的期间进行开阀。即，在内燃机1的运转过程中，在规定的净化条件成立而第1净化控制阀23开阀之后，在适当的延迟期间Δt1之后，第2净化控制阀32进行开阀。这是为了在打开第1净化控制阀23之后第2净化控制阀32附近的压力确实成为负压的状态下，打开第2净化控制阀32，由此可靠地防止蒸发燃料的逆流，延迟期间Δt1是根据从第1净化控制阀23起经由吸附罐3直至大气开口部为止的通路面积及通路长度而决定的，例如利用软件上的计时器而进行控制。

另外，在由于吸附罐3的净化完成或者从净化条件的脱离而结束净化时，相反地，第2净化控制阀32先行关闭，在适当的延迟期间Δt2之后，第1净化控制阀23进行闭阀。这同样是为了确保来自燃料箱2的蒸发燃料不流向吸附罐3侧，延迟期间Δt2是根据从第2净化控制阀32起直至第1净化控制阀23为止的通路面积及通路长度而决定的，例如利用软件上的计时器而进行控制。此外，由于通路长度的差异，关闭侧的延迟期间Δt2通常比打开侧的延迟期间Δt1短。

图2的(c)示出了在供油即将开始前执行的用于燃料箱2内的压力释放的动作，成为排放切断阀26打开，第1净化控制阀23关闭，第2净化控制阀32打开，封闭阀21关闭。燃料箱2内的高的压力经由通路面积小的第2净化控制阀32而从吸附罐3向外部释放。如上所述，在燃料箱2内的压力接近于大气压的阶段，第2净化控制阀32关闭，并且封闭阀21(c)打开，转换至图2(a)所示的状态。

图4是示出了该供油即将开始前的压力释放动作的控制的流程的流程图。在步骤1中，反复判定是否对开盖开关9进行了ON操作。如果开盖开关9成为ON，则向步骤2前进，打开第2净化控制阀32。此外，在第1净化控制阀23及封闭阀21处于打开状态的情况下，在步骤2同时将它们设为关闭。在步骤3中，对从开盖开关9的ON操作起是否经过了规定时间T1进行判定。该规定时间T1相当于，在燃料箱2内的压力处于预想的高压状态时，为了接近于大气压直至封闭阀21开阀时不发生吹出的程度所需的时间。在经过了该规定时间T1时，向步骤4前进，将封闭阀21设为打开，并且将第2净化控制阀32设为关闭。由于该封闭阀21的开阀，燃料箱2内的压力快速地降低。然后，在步骤5中，解除燃料盖8的锁止，允许加油口盖4的卸除。此外，在步骤4中也可以不将第2净化控制阀32闭阀，而是与封闭阀21一起保持为开阀状态直至供油结束。

下面，图2的(d)、(e)是用于说明蒸发燃料处理装置的泄漏诊断的动作说明图，例如，在车辆的停车后，使用加压用泵27对系统内进行加压，根据随后的压力降低的有无而判定泄漏的有无。在这里，为了避免与封闭阀21的开放相伴的蒸发燃料的流出，首先，如图2(d)所示，在将封闭阀21及第2净化控制阀32与第1净化控制阀23及排放切断阀26一起闭阀的状态下，使加压用泵27进行动作，进行吸附罐3侧的加压。然后，在由蒸发管线压传感器33检测出的吸附罐3侧的压力变得大于或等于由箱压传感器36检测出的燃料箱2侧的压力的阶段，如图2(e)所示使封闭阀21开放，利用加压用泵27而将系统内整体设为加压状态。如果系统内成为了规定的加压状态，则停止加压用泵27，利用蒸发管线压传感器33及箱压传感器36对随后的压力变化进行监视。如果在规定时间内未检测出规定等级的压力降低，则诊断为无泄漏。

此外，也能够将系统分为吸附罐3侧和燃料箱2侧这2个区域，依次进行各自的泄漏诊断。在该情况下，在关闭封闭阀21的状态下进行了吸附罐3侧的加压之后，通过使用蒸发管线压传感器33的压力变化的监视而进行吸附罐3侧的区域的泄漏诊断。然后，在暂时打开封闭阀21而将系统内整体设为了加压状态之后，再次关闭封闭阀21，通过使用箱压传感器36的压力变化的监视而进行燃料箱2侧的泄漏诊断。

以上，详细地说明了本发明的一个实施例，但本发明不限定于上述实施例，能够进行各种变更。另外，本发明不限于混合动力车辆，能够广泛地应用于具有内燃机和燃料箱的车辆。

Claims (6)

1.一种蒸发燃料处理装置，其具有：

蒸发燃料通路，其将燃料箱和吸附罐连通；

封闭阀，其安装于该蒸发燃料通路，对该蒸发燃料通路进行开闭；

净化通路，其将所述吸附罐和内燃机的进气通路连通；

第1净化控制阀，其安装于该净化通路，对该净化通路进行开闭；

箱开放通路，其将所述净化通路的比所述第1净化控制阀靠上游侧的位置和所述燃料箱连通；以及

第2净化控制阀，其安装于该箱开放通路，对该箱开放通路进行开闭。

2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其中，

所述第2净化控制阀的通路面积设定为比所述封闭阀的通路面积小。

3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其中，

具有净化控制单元，在内燃机的运转过程中，控制所述第1净化控制阀而进行所述吸附罐的净化，该净化控制单元在所述第1净化控制阀的开阀之后，延迟而使所述第2净化控制阀进行开阀。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其中，

具有箱压控制单元，该箱压控制单元用于在所述燃料箱的供油口打开之前，使所述燃料箱内的压力接近于大气压，该箱压控制单元在将所述第2净化控制阀开阀之后使所述封闭阀开放。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其中，

具有下述控制模式，在该控制模式下成为所述封闭阀关闭，所述第1净化控制阀及所述第2净化控制阀打开。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其中，

还具有排放切断阀，该排放切断阀对所述吸附罐的排放通路进行开闭。