JP2004132263A - Evaporated fuel processing device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の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、例えば特開平10−274106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、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を空気の流れによりパージさせる機構と、パージガス中から蒸発燃料を分離する分離膜とを備えている。更に、この装置は、分離膜により分離された蒸発燃料を液化するための凝縮ユニットと、凝縮された燃料を燃料タンクに還流させる還流経路とを備えている。このような蒸発燃料処理装置によれば、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、キャニスタを含む閉じた系の中で処理することができる。このため、上述した従来の装置によれば、燃料噴射量の補正のような複雑な制御を必要とすることなく、蒸発燃料の大気放出を有効に防止することができる。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−274106号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置は、既述した通り、蒸発燃料を凝縮ユニットで凝縮液化した後に燃料タンクに還流させることとしている。ところで、燃料タンクの内部には、通常、燃料をフィードするためのフィードポンプが配置されている。分離膜により分離された後の蒸発燃料は、加圧圧縮することにより液化させることができる。従って、分離後の蒸発燃料は、このフィードポンプに吸入させて、その内部で加圧圧縮させることによっても液化させることができる。そして、分離後の蒸発燃料を、このようにフィードポンプを利用して液化させることによれば、上記従来の装置が備える凝縮ユニットを省略することができる。
【0005】
しかしながら、分離後の蒸発燃料をフィードポンプで液化する場合は、フィードポンプの吸入口に、蒸発燃料と共に必然的に空気が導かれる。そして、その空気が多量である場合は、気泡の噛み込みによるフィードポンプの動作不良、つまり、フィードポンプのベーパーロックが生ずる。
【0006】
上述したフィードポンプのベーパーロックは、例えば、フィードポンプに気泡排出機構を設けて、その内部への気泡の進入を阻止することにより防ぐことができる。しかし、このような機構を設けてフィードポンプの内部への気泡の進入を防いだ場合、今度は、フィードポンプの近傍において排出された気泡が、液体燃料の蒸発を促進し、その結果、燃料タンクの内部に多量のベーパが発生するという不都合が生ずる。
【0007】
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、空気を含む蒸発燃料がフィードポンプに供給されることによる上記不都合を、有効に回避することのできる内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【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、内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記燃料タンク内の燃料を内燃機関にフィードするフィードポンプと、
前記キャニスタからパージされたパージガス中から、高濃度で蒸発燃料を含む処理ガスを分離する蒸発燃料分離ユニットと、
前記処理ガスを前記フィードポンプの吸入口に還流させる処理ガス通路と、
前記吸入口に導かれた気泡を、前記フィードポンプの外部に排出するための気泡排出通路と、
前記気泡排出通路の出口部分を、その入口部分に比して低温にするための低温化機構と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
また、第2の発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記燃料タンク内の燃料を内燃機関にフィードするフィードポンプと、
前記キャニスタからパージされるパージガス中から、高濃度で蒸発燃料を含む処理ガスを分離する蒸発燃料分離ユニットと、
前記処理ガスを前記フィードポンプの吸入口に還流させる処理ガス通路と、
前記吸入口に通じる管路の内圧を開放するための弁機構と、
前記フィードポンプの停止時に、前記管路の内圧が開放されるように前記弁機構を制御する圧力開放手段と、
を備えることを特徴とする。
【0010】
また、第3の発明は、第2の発明において、前記弁機構は、前記管路の内圧を開放する状態において、前記吸入口と、前記蒸発燃料分離ユニットとの連通を遮断することを特徴とする。
【0011】
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記燃料タンクの空間部分と前記フィードポンプの吸入口とを連通させるための空間連通機構と、
給油の実行を検知するための給油検知手段と、
給油の実行中に、前記空間部分と前記吸入口とを連通させて、前記フィードポンプを作動状態とする給油時液化手段と、
を備えることを特徴とする。
【0012】
また、第5の発明は、第4の発明において、
前記蒸発燃料分離ユニットは、前記パージガスから、前記処理ガスと共に、低濃度で蒸発燃料を含む低濃度ガスを分離抽出する機能を有し、かつ、前記低濃度ガスの圧力が前記処理ガスの圧力よりも所定圧力以上高い場合に前記処理ガスの蒸発燃料濃度が所定濃度以上となる特性を有し、
前記空間連通機構は、前記蒸発燃料ユニットと前記吸入口との連通および前記蒸発燃料ユニットと前記空間部分との連通を遮断するものであることを特徴とする。
【0013】
また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記蒸発燃料分離ユニットは、前記パージガスから、前記処理ガスと共に、中濃度で蒸発燃料を含む循環ガスを分離抽出する機能を有し、
前記キャニスタに連通する吸入口を有し、前記蒸発燃料分離ユニットに対して前記パージガスを供給するパージガス循環ポンプと、
前記パージガス循環ポンプの吸入口に前記循環ガスを還流させるための循環ガス通路と、
前記循環ガス通路の内圧が負圧化するのを防ぐための圧力調整機構と、
を備えることを特徴とする。
【0014】
また、第7の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記蒸発燃料分離ユニットは、前記パージガスから、前記処理ガスと共に、低濃度で蒸発燃料を含む低濃度ガスを分離抽出する機能を有し、
前記低濃度ガスを前記キャニスタに導くためのキャニスタ入ガス通路と、
前記キャニスタから大気へ向かう圧力の開放を許容するための大気ポートと、
前記キャニスタと前記大気ポートとの間に配置されるサブキャニスタと、
前記サブキャニスタに、前記低濃度ガスに比して更に燃料濃度の低い極低濃度ガスを導くためのサブキャニスタパージ機構と、
を備えることを特徴とする。
【0015】
また、第8の発明は、第7の発明において、
前記蒸発燃料分離ユニットは、前記パージガスから、段階的に燃料濃度の異なる少なくとも4種類のガスを分離抽出する機能を有し、
前記サブキャニスタパージ機構は、それら4種類のガスのうち、最も燃料濃度の低いガスを前記極低濃度ガスとして前記サブキャニスタに導く機構を備えていることを特徴とする。
【0016】
【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。
【0017】
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の内部には低圧フィードポンプ12(以下、単に「フィードポンプ12」と称す)が配置されている。フィードポンプ12の吸入口には、燃料タンク10内の燃料を吸引するための管路13が連通している。また、フィードポンプ12には、管路13から吸い込まれた気泡を、ポンプ本体に進入させることなく排出するための気泡排出通路14が連通している。
【0018】
燃料タンク10の内部には、フィードポンプ12の周辺のみを囲むサブタンク15が設けられている。上述した気泡排出通路14は、その一端(入口)がフィードポンプ12の内部に通じ、かつ、その他端(出口)が、サブタンク15の外に位置するように設けられている。
【0019】
燃料タンク10に貯留されている燃料は、フィードポンプ12が動作し、その動作に伴って熱を発することにより加熱される。そして、燃料は加熱されて高温になるに連れて蒸発し易い状態となる。サブタンク15は、フィードポンプ12の発する熱が、燃料タンク10内の全域に伝達されるのを抑制することができる。つまり、サブタンク15によれば、その外側に存在する燃料を、その内側に存在する燃料より低温に維持することができる。このため、本実施形態の構成によれば、燃料タンク10内部での蒸発燃料の発生を有効に抑制することができる。また、この構成によれば、気泡排出通路14を通ってフィードポンプ12から排出されてきた気泡を、サブタンク15の外側の、比較的低温の燃料中に排出させることができる。
【0020】
フィードポンプ12の吐出口には、図示しない内燃機関に燃料をフィードするための燃料管16が連通している。また、この燃料管16には、その内部の圧力を一定に保ち、かつ、余剰燃料を燃料タンク10内に戻すための燃料レギュレータ17が連通している。
【0021】
燃料タンク10には、ベーパ通路18を介してキャニスタ20が連通している。キャニスタ20は、その内部に活性炭を有している。燃料タンク10の内部で発生する蒸発燃料は、ベーパ通路18を通ってキャニスタ20に流入し、その活性炭に吸着される。
【0022】
キャニスタ20の内部には、活性炭と共にヒータ22が配置されている。ヒータ22によれば、活性炭を適当に加熱することができる。キャニスタ20は、大気ポート24を備えている。大気ポート24は、図示しないエアクリーナを介して大気に開放されている。大気ポート24には、過圧防止弁26が設けられている。過圧防止弁26は、キャニスタ20の内圧が過大となるのを防ぐため、その内圧が所定の開放圧を超えると開弁する一方向弁である。
【0023】
キャニスタ20には、パージ通路28が連通している。パージ通路28は、キャニスタ20の近傍にガス中の燃料濃度を測定するための濃度センサ(図示せず)を備えている。また、パージ通路28は、負圧調整弁30を備えており、その調整弁30の下流においてパージガス循環ポンプ32の吸入口に連通している。負圧調整弁30は、キャニスタ20からパージガス循環ポンプ32へ向かう流体の流れのみを許容する一方向弁であり、パージガス循環ポンプ32の作動時に、その吸入口付近に所定の負圧を発生させるために設けられている。
【0024】
パージガス循環ポンプ32の吐出口には、高濃度用分離ユニット34が連通している。高濃度用分離ユニット34は、第1分離膜36を備えていると共に、第1分離膜36により隔絶されている低濃度室38および高濃度室40を備えている。上述したパージガス循環ポンプ32の吐出口は、より具体的には、低濃度室38に連通している。一方、高濃度室40には、処理ガス通路42が連通している。処理ガス通路42は、燃料タンク10の内部において、管路13に、すなわち、フィードポンプ12の吸入口に連通している。
【0025】
高濃度用分離ユニット34の上方には、中濃度用分離ユニット44が配置されている。中濃度用分離ユニット44は、第2分離膜46を備えていると共に、第2分離膜46により隔絶されている低濃度室48および高濃度室50を備えている。中濃度用分離ユニット44の低濃度室48は、連通路52を介して、上述した高濃度用分離ユニット34の低濃度室38と連通している。
【0026】
中濃度用分離ユニット44の低濃度室48には、また、キャニスタ入ガス通路54が連通している。キャニスタ入ガス通路54は、上述したキャニスタ20に連通しており、中濃度用分離ユニット44から流出してくるガスをキャニスタ20に還流させることができる。また、キャニスタ入ガス通路54は、中濃度用分離ユニット44側の端部の近傍に調圧弁56を備えていると共に、キャニスタ20側の端部の近傍に負圧防止弁58を備えている。
【0027】
調圧弁56は、中濃度用分離ユニット44からキャニスタ20へ向かう流体の流れのみを許容する一方向弁であり、その上流側に、より具体的には、パージガス循環ポンプ32から調圧弁56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。一方、負圧防止弁58は、図示しないエアクリーナを介して大気に連通しており、キャニスタ入ガス通路54への大気の流入のみを許容する一方向弁である。負圧防止弁58は、キャニスタ入ガス通路54の内部、乃至はキャニスタ20の内部に不当に大きな負圧が生ずるのを防ぐために設けられている。
【0028】
中濃度用分離ユニット44の高濃度室50には、循環ガス通路60が連通している。循環ガス通路60は、負圧調整弁30の下流においてパージ通路28に連通している。従って、循環ガス通路60によれば、中濃度用分離ユニット44の高濃度室50と、パージガス循環ポンプ32の吸入口とを導通状態にすることができる。
【0029】
図1に示す通り、本実施形態の装置は、上述したヒータ22やパージガス循環ポンプ32を制御するためのエバポ処理制御コンピュータ62を備えている(以下、ECU:Electronic Control Unit)と称す)。ECU62は、所定のパージ条件が成立する場合に、より具体的には、キャニスタ出ガスの燃料濃度が所定値以上(例えば15%以上)であり、かつ、他の所定の条件(例えば、内燃機関が作動中であること)が成立する場合に、パージガス循環ポンプ32を作動させる。キャニスタ出ガスの燃料濃度は、上述した濃度センサにより測定することができる。
【0030】
[基本動作の説明]
本実施形態の装置において、パージガス循環ポンプ32が作動すると、そこで生成された負圧が負圧調整弁30およびパージ通路28を介してキャニスタ20に導かれる。その結果、キャニスタ20からパージ通路28へ、蒸発燃料を含むキャニスタ出ガスが吸い出される。パージガス循環ポンプ32が発生する負圧は、循環ガス通路60を介して、中濃度用分離ユニット44の高濃度室50にも導かれる。このため、パージガス循環ポンプ32には、定常状態では、パージ通路28から供給されるキャニスタ出ガスと、循環ガス通路60から供給される循環ガスとが吸引される。そして、この場合パージガス循環ポンプ32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34の低濃度室38に供給する。
【0031】
パージガス循環ポンプ32が上記の如く作動している場合、ポンプ32の吐出口から調圧弁56までの系(高濃度用分離ユニット34の低濃度室38、および中濃度用分離ユニット44の低濃度室48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34の高濃度室40には処理ガス通路42を介して燃料タンクの内圧が導かれている。更に、中濃度用分離ユニット44の高濃度室50には、既述した通りポンプ32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34の第1分離膜36の両側、および中濃度用分離ユニット44の第2分離膜46の両側には、何れも、低濃度室38,48側が高濃度室40,50側に比して高圧となるような差圧が発生する。
【0032】
第1分離膜36および第2分離膜46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36および第2分離膜46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。
【0033】
このため、ポンプ32の作動に伴って、高濃度用分離ユニット34の低濃度室38に混合ガスが流入し、かつ、第1分離膜36の両側に低濃度室38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40側に凝縮される。その結果、低濃度室38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40内には、高濃度の処理ガスが生成される。
【0034】
高濃度用分離ユニット34の低濃度室38から流出する中濃度ガスは、中濃度用分離ユニット44の低濃度室48に流入する。中濃度用分離ユニット44は、低濃度室48に中濃度ガスが流入すると、第2分離膜46により中濃度ガス中の蒸発燃料を凝縮して、中濃度ガスに比して濃度の高い循環ガスを高濃度室50において生成する。生成された循環ガスは、循環ガス通路60を通ってパージガス循環ポンプ32の吸入口に供給される。
【0035】
本実施形態の装置は、キャニスタ出ガスの濃度が15%である場合に、定常状態では、循環ガスの濃度が65%程度となるように設計されている。この場合、パージガス循環ポンプ32から吐出される混合ガス(パージガス)の濃度は60%程度となる。そして、高濃度用分離ユニット34は、60%程度のパージガスが供給された場合に、そのパージガスを、95%以上の処理ガスと、40%程度の中濃度用ガスとに分離できるように設計されている。更に、中濃度用分離ユニット44は、40%程度の中濃度ガスが供給された場合に、その中濃度ガスを、65%程度の循環ガスと、5%未満のキャニスタ入ガスとに分離できるように設計されている。このため、本実施形態の装置によれば、定常状態では、95%以上の処理ガスと、5%未満のキャニスタ入ガスとを生成することができる。
【0036】
上記の如く生成される処理ガスは、本実施形態の装置では、既述した通りフィードポンプ12に吸入される。フィードポンプ12は、燃料を300kPa程度に加圧する能力を有している。蒸発燃料は、この程度の圧力で加圧されると液体燃料に変化する。また、処理ガス中の空気濃度が5%程度であれば、その空気は、300kPa程度で加圧されることにより燃料中に溶け込んだ状態となる。このため、本実施形態の構成によれば、定常状態では、高濃度用分離ユニット34により生成された処理ガスを、フィードポンプ12により液化させて内燃機関に供給することができる。
【0037】
本実施形態の装置において、キャニスタ入ガスは、キャニスタ20に吸着されている蒸発燃料をパージさせるためのガスとして再利用される。キャニスタ20に吸着されている蒸発燃料は、キャニスタ20内部を、十分に濃度の低いガスが流通することによりパージされる。本実施形態の装置では、既述した通り、キャニスタ入ガスの燃料濃度が5%以下に抑えられている。更に、本実施形態の装置は、蒸発燃料のパージ中は、ヒータ22によりキャニスタ20を加熱することとしている。キャニスタ20に吸着されている蒸発燃料は、キャニスタ20の温度が上昇することで脱離し易い状態となる。このため、本実施形態の装置によれば、キャニスタ入ガスにより、効率的に蒸発燃料をパージさせることができる。
【0038】
以上説明した通り、本実施形態の装置によれば、キャニスタ出ガスの燃料濃度が15%を超えるような場合には、パージガス循環ポンプ32を作動させることにより、キャニスタ20内の蒸発燃料を効率的にパージさせ、かつ、パージされた蒸発燃料を液体燃料として回収することができる。このため、本実施形態の装置によれば、燃料タンク10内で発生する蒸発燃料を、大気に放出させることなく、かつ、煩雑な燃料噴射量制御を伴うことなく、適切に処理することができる。
【0039】
[本実施形態の特徴の説明]
本実施形態の装置では、例えば非定常時などにおいて、空気濃度の高い処理ガスがフィードポンプ12に供給されることがある。この場合、フィードポンプ12の能力では、処理ガス中の空気の全てを液体燃料中に溶け込ませることができず、ポンプ内部に気泡が噛み込む事態が生じ得る。このような気泡の噛み込みは、フィードポンプ12のベーパーロックや異音の発生原因となる。そこで、本実施形態では、既述した通り、フィードポンプ12に気泡排出通路14を連通させて、ポンプ本体に過剰に気体が流入するのを避けることとしている。このため、本実施形態の装置によれば、上述したベーパーロックや異音の発生を有効に防ぐことができる。
【0040】
ところで、燃料タンク10内の燃料の温度は、フィードポンプ12の近傍において高温となりやすいことは既述した通りである。このため、フィードポンプ12の近傍において気泡が排出されるとすれば、その気泡は高温の燃料中に排出されることになる。高温の燃料中で気泡が排出されれば、その気泡中にベーパが混入し、燃料タンク10内で蒸発燃料の発生が促進されることになる。
【0041】
これに対して、本実施形態では、気泡排出通路14の出口がサブタンク15の外側に配置されていることから、フィードポンプ12から排出された気泡は、比較的低温の燃料中に放出される。このため、本実施形態の装置によれば、気泡の排出に伴って蒸発燃料の発生が促進されるのを有効に防ぐことができる。このように、本実施形態の装置によれば、燃料タンク10内部における蒸発燃料の発生を促進することなく、フィードポンプ12におけるベーパーロックや異音の発生を有効に防止し得るという効果を実現することができる。
【0042】
ところで、上述した実施の形態1においては、燃料タンク10内にサブタンク15を設け、かつ、気泡排出通路14の出口をサブタンク15の外側に配置することにより、気泡を低温の燃料中に排出させる機能を実現しているが、この機能を実現するための構成はこれに限定されるものではない。例えば、気泡排出通路14の出口を燃料タンク10の周縁部に設けるなど、その出口付近の温度を、フィードポンプ12付近の温度より低くすることができる限り、如何なる構成であってもよい。
【0043】
尚、上述した実施の形態1においては、高濃度用分離ユニット34および中濃度用分離ユニット44が前記第1の発明における「蒸発燃料分離ユニット」に相当していると共に、サブタンク15と、その外側にまで延在している気泡排出通路14の構成とが、前記第1の発明における「低温化機構」に相当している。
【0044】
実施の形態2.
[第1の構成例の説明]
次に、図2乃至図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図2は、実施の形態2の蒸発燃料処理装置の第1の構成例を説明するための図である。図2に示す構成は、気泡排出通路14およびサブタンク15が除去されている点、および処理ガス通路42の途中に圧抜き弁64が追加されている点を除き、図1に示す構成と同様である。
【0045】
圧抜き弁64は、無通電状態(OFF状態)で高濃度用分離ユニット34と管路13を導通状態とし、また、通電状態(ON状態)で、管路13を、高濃度用分離ユニット34から遮断し、かつ、燃料タンク10の内部空間に連通させる弁機構である。圧抜き弁64の状態は、ECU62によって制御される。
【0046】
本実施形態の装置において、フィードポンプ12は、内燃機関の運転中に限り作動するように制御される。また、パージガス循環ポンプ32も、内燃機関の運転中に限り、つまり、フィードポンプ12の作動中に限り作動するように制御される。パージガス循環ポンプ32の作動中は、既述した通り、高濃度用分離ユニット34の第1分離膜36の両側に差圧が生じ、その結果、高い濃度で燃料を含む処理ガスが処理ガス通路42を経てフィードポンプ12の吸入口付近に導かれる。
【0047】
フィードポンプ12が作動している間は、その吸入口付近に導かれた処理ガスは、フィードポンプ12の内部で加圧され、液体燃料として回収される。しかしながら、フィードポンプ12が停止した後は、その吸入口付近に導かれる処理ガスは、もはやフィードポンプ12の内部には吸入されない。そして、内燃機関が停止した後、第1分離膜36の両側における差圧が消滅するまでのしばらくの間は、処理ガスの生成が継続される。
【0048】
このため、内燃機関が停止した後、処理ガス通路42と管路13との導通状態が、その停止以前の状態(導通状態)のまま維持されるとすれば、停止したフィードポンプ12の吸入口付近に多量の処理ガスが滞留する状況が生ずる。そして、このような状況が生じたまま内燃機関が再始動されると、フィードポンプ12の内部に多量の処理ガスが吸入され、ベーパーロックが発生し、その結果内燃機関の始動が妨げられるという不都合が生じ得る。
【0049】
そこで、本実施形態の装置は、内燃機関が停止し、これに伴ってフィードポンプ12が停止した場合は、その後、処理ガス通路42を管路13から切り放すと共に、管路13の内部を、燃料タンク10の内部空間(液体燃料中)に開放することとした。
【0050】
図3は、上記の機能を実現するためにECU62が実行する制御ルーチンにフローチャートである。このルーチンでは、先ず、内燃機関が停止中であるか否かが判別される(ステップ200)。
【0051】
その結果、内燃機関が停止中でないと判別された場合は、フィードポンプ12が作動中であること、および、処理ガス通路42を管路13に連通させておくべきことが認識できる。図3に示すルーチンでは、この場合、その認識に従って、圧抜き弁64がOFF状態に維持される(ステップ202)。
【0052】
一方、上記ステップ200において、内燃機関が停止していると判別された場合は、以後、フィードポンプ12が停止状態とされ(ステップ204)、更に、圧抜き弁64がON状態とされる(ステップ206)。
【0053】
圧抜き弁64がON状態とされると、既述した通り、管路13は、処理ガス通路42から遮断され、かつ、燃料タンク10の内部空間に開放される。このため、上記の処理によれば、内燃機関が停止すると同時に、フィードポンプ12の吸入口を燃料タンク10の内部に開放し、その近傍に処理ガスが滞留するのを防ぐことができる。このため、本実施形態の装置によれば、作動開始時におけるフィードポンプ12のベーパーロックを確実に防止し、内燃機関に対して良好な始動性を付与することができる。
【0054】
尚、上述した実施の形態2の第1の構成例においては、高濃度用分離ユニット34および中濃度用分離ユニット44が前記第2の発明における「蒸発燃料分離ユニット」に、圧抜き弁64が前記第2の発明における「弁機構」に、それぞれ相当していると共に、ECU62が上記ステップ206の処理を実行することにより前記第2の発明における「圧力開放手段」が実現されている。
【0055】
[第2の構成例の説明]
図4は、実施の形態2の蒸発燃料処理装置の第2の構成例を説明するための図である。図4に示す構成は、圧抜き弁64が除去されている点、および切替弁66、処理ガス循環通路68、並びに濃度センサ70が追加されている点を除き、図2に示す第1の構成例と同様である。
【0056】
切替弁66は、無通電の状態(OFF状態)で、高濃度分離ユニット34を管路13に連通させ、かつ、通電状態(ON状態)で、高濃度分離ユニット34を、管路13から切り放して処理ガス循環通路68に連通させる弁機構である。処理ガス循環通路68は、切替弁66とパージガス循環ポンプ32の吸入口とを連通させる通路である。また、濃度センサ70は、高濃度分離ユニット34の高濃度室40において生成される処理ガス中の燃料濃度を検出するためのセンサである。
【0057】
図4に示す装置において、定常的な状態が形成される以前は、高濃度用分離ユニット34により生成される処理ガスが、所望濃度(95%)に満たない低濃度のガスとなることがある。このような低濃度のガスは、ベーパーロック等の不都合を回避するうえでフィードポンプ12に吸入させないことが望ましい。
【0058】
この装置において、ECU62は、濃度センサ70により検出される処理ガス濃度が所望濃度に満たない場合は、切替弁66をON状態として、高濃度分離ユニット34を、管路13ではなくパージガス循環ポンプ32の吸入口側に連通させる。この場合、濃度の低い処理ガスは、パージガス循環ポンプ32の吸入側に還流され、その後、再び高濃度用分離ユニット34により処理される。その結果、高濃度分離ユニット34により生成される処理ガスは、早期に所望濃度に到達する。
【0059】
処理ガスの濃度が所望濃度に達すると、ECU62は、切替弁66をOFF状態として、処理ガスが管路13に流入し得る状態を形成する。この状態が形成されると、以後、図4に示す装置は、実施の形態1の装置と同様に、処理ガス中の蒸発燃料を液体燃料として回収することができる。
【0060】
また、図4に示す装置において、ECU62は、圧抜き弁64を切替弁66に代えて上記図3に示すルーチンを実行する。つまり、この装置において、切替弁66は、内燃機関が停止し、その停止に伴ってフィードポンプ12が停止すると、その後ON状態とされる。切替弁66がON状態とされると、その後生成される処理ガスは、管路13に到達することなくパージガス還流ポンプ32の吸入側に戻される。このため、図4に示す装置においても、図2に示す装置の場合と同様に、内燃機関の停止中に、フィードポンプ12の吸入口付近に多量の処理ガスが滞留するのを防ぎ、内燃機関に対して良好な始動性を付与することができる。
【0061】
尚、上述した実施の形態2の第2の構成例においては、高濃度用分離ユニット34および中濃度用分離ユニット44が前記第2の発明における「蒸発燃料分離ユニット」に、切替弁66が前記第2の発明における「弁機構」に、それぞれ相当していると共に、ECU62が、圧抜き弁64を切替弁66に代えて上記ステップ206の処理を実行することにより前記第2の発明における「圧力開放手段」が実現される。
【0062】
ところで、上述した実施の形態2の説明では、装置(図2または図4に示す装置)の構成から、実施の形態1における特徴的な構成を省いているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態2の構成は、実施の形態1の構成と組み合わせて用いることとしてもよい。
【0063】
実施の形態3.
[第1の構成例の説明]
次に、図5乃至図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
図5は、実施の形態3の蒸発燃料処理装置の第1の構成例を説明するための図である。図5に示す構成は、処理ガス通路42に配置される弁機構が、圧抜き弁64から空間連通弁72に代えられている点を除き、図2に示す構成と同様である。
【0064】
空間連通弁72は、無通電状態(OFF状態)で高濃度用分離ユニット34と管路13を導通状態とし、また、通電状態(ON状態)で、管路13を、高濃度用分離ユニット34から遮断し、かつ、燃料タンク10の液面上方の空間に連通させる弁機構である。空間連通弁72の状態は、ECU62によって制御される。
【0065】
本実施形態の装置において、給油が行われる際には、燃料の液面上昇に伴い、燃料タンク10内部の空間容積が急激に減少する。この空間容積の減少に合わせて、給油の際には、燃料タンク10からキャニスタ20に向けて多量の蒸発燃料が流出する。そして、このようにして流出した蒸発燃料は、キャニスタ20により吸着される。
【0066】
キャニスタ20には、給油の際に燃料タンク10から流出してくる全ての蒸発燃料を吸着するに足る容積が求められる。従って、キャニスタ20の容積を小さくして、その小型化を図るためには、給油の際に燃料タンク10から流出してくる蒸発燃料の量を少量とすることが有効である。
【0067】
給油の際に燃料タンク10から流出してくる蒸発燃料の量は、例えば、給油の実行に合わせて燃料タンク10内の蒸発燃料をフィードポンプ12に吸入させ、蒸発燃料の液化を図ることにより少量とすることができる。また、本実施形態の装置においては、空間連通弁72をON状態とし、かつ、フィードポンプ12を作動させることにより、燃料タンク10内の蒸発燃料をフィードポンプ12に吸い込ませることができる。そこで、本実施形態の装置は、給油の実行が検知された場合は、燃料タンク10内の蒸発燃料の液化を図ることとした。
【0068】
図6は、上記の機能を実現するためにECU62が実行する制御ルーチンにフローチャートである。このルーチンでは、先ず、図示しない液面センサにより、燃料タンク10内部における燃料の液面が検出される(ステップ210)。
【0069】
次に、検出された液面の時間的変化に基づき、現在給油が行われているか否かが判別される(ステップ212)。
本ステップ212では、具体的には、単位時間当たりの液面上昇量が所定の判定値を超える場合に給油の実行が判定される。
【0070】
上記ステップ212において、給油の実行が判定されなかった場合は、そのまま今回の処理サイクルが終了される。一方、給油の実行が判定された場合は、次に、燃料タンク10内のベーパ濃度が、判定値αより高いか否かが判別される(ステップ214)。
燃料タンク10内のベーパ濃度は、例えば、燃料タンク10の内部に濃度センサを配置してベーパ濃度を実測することができる。また、そのベーパ濃度は、燃料タンク10の内部に温度センサを配置してタンク内雰囲気温度を実測し、その温度から推測することによっても検知することができる。
【0071】
燃料タンク10内のベーパ濃度が低い場合は、蒸発燃料の液化を図るまでもなく、全てのタンク内ガスをキャニスタ20に向けて流出させても、流出する蒸発燃料の総量はさほど多量にならない。このため、ベーパ濃度がαより高くないと判別された場合は、以後、蒸発燃料の液化処理を行うことなく、速やかに今回の処理サイクルが終了される。
【0072】
一方、燃料タンク10内のベーパ濃度が判定値αより高いと判別された場合は、給油に伴って燃料タンク10から流出する蒸発燃料の総量を削減すべく、空間連通弁72がON状態とされ(ステップ216)、かつ、フィードポンプ12の作動が開始される(ステップ218)。
【0073】
上述した処理によれば、給油の実行に伴って燃料タンク10から流出してくる蒸発燃料量を、少量に抑制することができる。このため、本実施形態の構成によれば、燃料タンク10の容積に対して、キャニスタ20の小型化を図ることができる。
【0074】
また、本実施形態の装置においては、空間連通弁72がON状態とされると、高濃度用分離ユニット34と中濃度用分離ユニット44が閉鎖空間とされたうえで、管路13が燃料タンク10の内部空間に連通される。このため、給油の実行に伴って燃料タンク10内の蒸発燃料の液化処理が行われている間、高濃度用分離ユニット34と中濃度用分離ユニット44の圧力状態は、給油が開始される以前の圧力状態に維持される。
【0075】
高濃度用分離ユニット34の第1分離膜34および中濃度用分離ユニット44の第2分離膜46は、既述した通り、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。このため、蒸発燃料の液化実行中に、給油開始以前の圧力状態が維持できると、第1分離膜36および第2分離膜46の両側に差圧が与えられた状態が維持できるため、給油終了後から蒸発燃料分離能力を発揮することができる。
【0076】
[第2の構成例の説明]
図7は、実施の形態3の蒸発燃料処理装置の第2の構成例を説明するための図である。図7に示す構成は、燃料レギュレータ17の下流にジェットポンプ74が配置されている点、および、処理ガス通路42が、空間連通弁72の下流においてジェットポンプ74に接続されている点を除き、図5に示す第1の構成例と同様である。
【0077】
この構成において、ECU62は、第1の構成の場合と同様に上記図6に示すルーチンを実行する。従って、燃料タンク10内にαを超えるベーパ濃度が生じており、かつ、給油が実行されている間は、フィードポンプ12が作動状態とされると共に、空間連通弁72がON状態とされる。この場合、燃料タンク10の空間容積中に存在するガスは、ジェットポンプ74により吸引される。
【0078】
ジェットポンプ74によれば、フィードポンプ12に比して多量の吸引能力を確保することができる。このため、図7に示す第2の構成例によれば、図5に示す第1の構成例に比して、給油の実行中に、更に多量のタンク内ガスを処理することができ、キャニスタ20に向かって流出する蒸発燃料量をより効果的に削減することができる。
【0079】
尚、上述した実施の形態3の装置(図5または図7に示す装置)においては、空間連通弁72が前記第4の発明における「空間連通機構」に相当していると共に、ECU62が、上記ステップ210および212の処理を実行することにより、前記第4の発明における「給油検知手段」が、上記ステップ216および218の処理を実行することにより前記第4の発明における「給油時液化手段」が、それぞれ実現されている。
【0080】
ところで、上述した実施の形態3の説明では、装置(図5または図7に示す装置)の構成から、実施の形態1または2における特徴的な構成を省いているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態3の構成は、実施の形態1または2の構成と組み合わせて用いることとしてもよい。
【0081】
実施の形態4.
次に、図8および図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
図8は、本実施形態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8に示す構成は、気泡排出通路14およびサブタンク15が除去されている点、および循環ガス通路60の途中に圧力調整弁76が追加されている点を除き、図1に示す構成と同様である。
【0082】
図9は、圧力調整弁76の構成を説明するための概念図である。図9に示すように、圧力調整弁76は、ダイアフラム78を備えている。ダイアフラム78の一方の側には、大気に開放された大気室80が形成されている。また、ダイアフラム78の他方の側には、調圧室82が形成されている。調圧室82には、中濃度用分離ユニット44から循環ガスが供給されている。また、調圧室82の内部には、パージガス循環ポンプ32の吸入口に連通する管路84が配置されている。管路84は、ダイアフラム78の状態に応じて、調圧室82の内部に連通し、または、閉塞するように形成されている。
【0083】
ダイアフラム78の大気室80側の面には大気圧が作用する。一方、ダイアフラム78の調圧室82側の面には、循環ガスの圧力と、管路84に導かれる圧力とが作用する。そして、ダイアフラム78は、調圧室82側から受ける力が、大気室80側から受ける圧力より大きくなると、大気室80側に変形して管路84を開放状態とする。ここで、管路84の面積とダイアフラム78の面積は、循環ガスの圧力が、大気圧より僅かに高い圧力になると、ダイアフラム78に上記の変形が生ずるように定められている。従って、圧力調圧弁76によれば、循環ガスの圧力を、大気圧より僅かに高い圧力の調整しつつ、循環ガスをパージガス循環ポンプ32の吸入口へ供給することができる。
【0084】
以上説明した通り、本実施形態の装置によれば、循環ガスの圧力、つまり、循環ガス通路60から中濃度用分離ユニット44の高濃度室50に至る経路の圧力が、パージガス循環ポンプ32の作動に伴って負圧化するのを避けることができる。中濃度用分離ユニット44により生成される循環ガスの流量は、高濃度室50の圧力が高いほど少量となる。このため、本実施形態の装置によれば、高濃度室50が負圧化する装置に比して、循環ガス量を少量とすることができる。
【0085】
本実施形態の装置において、パージガス循環ポンプ32の作動中に、キャニスタ20から吸い出されるキャニスタ出ガスの量は、循環ガスが少量であるほど多量となる。また、キャニスタ20に吸着されている燃料は、キャニスタ出ガスが多量であるほど効率的にパージされる。このため、本実施形態の装置によれば、パージガス循環ポンプ32の作動に伴って高濃度室50が負圧化する装置に比して、キャニスタ20内の吸着燃料を、高い効率で脱離させることができる。
【0086】
尚、上述した実施の形態4においては、圧力調整弁76が前記第6の発明における「圧力調整機構」に相当している。
【0087】
ところで、上述した実施の形態4の説明では、装置の構成から、実施の形態1、2または3における特徴的な構成を省いているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態4の構成は、実施の形態1、2または3の構成と組み合わせて用いることとしてもよい。
【0088】
実施の形態5.
[第1の構成例の説明]
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。
図10は、実施の形態5の蒸発燃料処理装置の第1の構成例を説明するための図である。尚、図10において、上記図1に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0089】
図10に示す装置は、中濃度用分離ユニット44の下流に、低濃度用分離ユニット80を備えている。低濃度用分離ユニット80は、第3分離膜82を備えていると共に、第3分離膜82により隔絶されている低濃度室84および高濃度室86を備えている。低濃度用分離ユニット80の低濃度室84は、連通路88を介して、上述した中濃度用分離ユニット44の低濃度室48と連通している。
【0090】
低濃度用分離ユニット80によれば、中濃度用分離ユニット44の低濃度室48から流出してくるガスを、更に燃料濃度の異なる2種類のガスに分離することができる。具体的には、燃料濃度の低い低濃度ガスを高濃度室86において生成し、また、燃料濃度の極めて低い(0.5%程度)極低濃度ガスを低濃度室84において生成することができる。
【0091】
低濃度用分離ユニット80の低濃度室84には、調圧弁90を介してサブキャニスタ入ガス通路92が連通している。調圧弁90は、低濃度用分離ユニット80から流出する方向の流れのみを許容する一方向弁であり、その上流側に、より具体的には、パージガス循環ポンプ32から調圧弁90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。
【0092】
サブキャニスタ入ガス通路92は、サブキャニスタ94に連通しており、低濃度用分離ユニット80の低濃度室84において生成される極低濃度ガスをサブキャニスタ94に還流させることができる。サブキャニスタ94は、その内部に加熱ヒータ96を備えている。この加熱ヒータ96は、キャニスタ20に内蔵される加熱ヒータ22と同様に、吸着燃料の脱離効率を高める必要がある場合に通電される。また、サブキャニスタ94は、2方向弁98を介してキャニスタ20に連通している。2方向弁98によれば、サブキャニスタ94の内圧、およびキャニスタ20の内圧を極端に正圧化または負圧化させることなく、両者間でのガスの授受を許容することができる。
【0093】
サブキャニスタ入ガス通路92の途中には、2方向弁100を有する大気ポート101が形成されている。本実施形態のシステムでは、キャニスタ20やサブキャニスタ96、更には低濃度用分離ユニット80などを含む系内に過剰な正圧または負圧が生じた場合、この大気ポート100が開くことにより、その系内の圧力調整が行われる。
【0094】
低濃度用分離ユニット80の高濃度室86には、メインキャニスタ入ガス通路102の一端が連通している。メインキャニスタ入ガス通路102の他端は、キャニスタ20に連通している。この通路102によれば、低濃度用分離ユニット80の高濃度室86で生成された低濃度ガスをキャニスタ20に還流させることができる。
【0095】
上述した実施の形態1乃至4の装置は、2段階の分離ユニットにより、キャニスタ20のパージに利用するための低濃度ガス(キャニスタ入ガス)を生成することとしている。この場合、2段目の中濃度用分離ユニット44に流入してくるガスの濃度と、このユニット44の高濃度室50で生成される循環ガスの濃度との差が小さくなるため、循環ガスをパージガス循環ポンプ32の前段に還流させることによるパージガスの高濃度化効果が低減されていた。
【0096】
本実施形態の装置では、分離ユニットが3段構成とされており、3段目の低濃度用分離ユニット80の高濃度室86で生成された低濃度ガスを、メインのキャニスタ20の入ガスとして使用することとしている。このため、本実施形態の装置によれば、2段目の中濃度用分離ユニット44に流入するガスの濃度を高めて、そこで生成される循環ガスに高い燃料濃度を与えることができ、その結果、パージガスの高濃度化効果を十分に確保することが可能である。また、本実施形態の装置が用いる3段構成によれば、上記の如く循環ガスの濃度を高く維持しつつ、3段目の低濃度用分離ユニットにおいて極めて濃度の低い極低濃度のサブキャニスタ入ガスを生成することができる。
【0097】
低濃度用分離ユニット80において生成された低濃度ガスをメインのキャニスタ20の入ガスとし、かつ、そこで生成された極低濃度ガスをサブキャニスタ94の入ガスとすることによれば、キャニスタ20の内部に、燃料の吸着濃度の勾配を形成することができる。より具体的には、キャニスタ20の内部に、サブキャニスタ94との連通部分に近づくほど燃料濃度が薄くなる濃度勾配を形成することができる。
【0098】
本実施形態の装置では、給油の実行中や、タンク内温度上昇時には、燃料タンク10からキャニスタ20に向けて多量の蒸発燃料を含むガスが流入することがある。この際、キャニスタ20の内部には、大気ポートへ向かうガスの流れ、つまり、サブキャニスタ94に向かうガスの流れが生ずる。そして、キャニスタ20によってもサブキャニスタ94によっても吸着することのできない燃料が発生すると、大気ポートからの燃料の吹き抜けが生ずる。
【0099】
既述した通り、本実施形態においては、キャニスタ20の内部に燃料の濃度勾配が形成されており、サブキャニスタ94に連通する部分の付近では、通常、燃料濃度が十分に低く抑えられている。更に、サブキャニスタ94の内部も、十分に燃料濃度が低く抑えられている。このため、給油の実行、或いはタンク内温度の上昇により多量の蒸発燃料がキャニスタ20に流入してきたとしても、その燃料が、キャニスタ20およびサブキャニスタ94の双方を吹き抜けて大気ポートに到達する可能性は極めて低い。従って、本実施形態の装置によれば、蒸発燃料の大気への吹き抜けを有効に防止することができる。
【0100】
尚、上述した実施の形態5の第1の構成例においては、3つの分離ユニット34,44および80が前記第7または第8の発明における「蒸発燃料分離ユニット」に、メインキャニスタ入ガス通路102が前記第7の発明における「キャニスタ入ガス通路」に、低濃度用分離ユニット80およびサブキャニスタ入ガス通路92が前記第7の発明における「サブキャニスタパージ機構」に、それぞれ相当している。
【0101】
[第2の構成例の説明]
図11は、実施の形態5の蒸発燃料処理装置の第2の構成例を説明するための図である。尚、図11において、上記図1に示す構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【0102】
図11に示す装置は、キャニスタ20の大気ポートに2方向弁104を備えている。2方向弁104は、サブキャニスタ106に連通している。サブキャニスタ106は、その内部に加熱ヒータ108を備えていると共に、大気に開放される大気ポート110を備えている。サブキャニスタ106は、VSV(Vacuum Switching Valve)112を介して内燃機関の吸気通路114に連通されている。
【0103】
本実施形態の装置は、燃料タンク10の内部で発生した蒸発燃料をキャニスタ20、高濃度用分離ユニット34、および低濃度用分離ユニット44などを用いて液体燃料として回収する。この回収に関する限り、本実施形態の装置は、実施の形態1の装置と同様である。
【0104】
本実施形態の装置において、給油が実行された場合、或いは、タンク内温度が上昇した場合には、燃料タンク10からキャニスタ20に向けて多量の蒸発燃料を含むガスが流入することがある。この際、キャニスタ20の内部には、大気ポートへ向かうガスの流れが生じ、VSV112が閉じられていれば、そのガスの流れは、サブキャニスタ106を通過して大気ポート110に到達する。そして、キャニスタ20によってもサブキャニスタ106によっても吸着することのできない燃料が発生すると、大気ポート110からの燃料の吹き抜けが生ずる。
【0105】
本実施形態において、ECU62には、内燃機関の運転中に、所定の条件下でVSV112を適当に開弁させる。VSV112が開弁されると、吸気通路114の内部に生じている吸気負圧がサブキャニスタ106に導かれる。その結果、大気孔110から空気が導入され、その空気の流れと共に、サブキャニスタ106に吸着されている燃料は吸気通路114にパージされる。ここでは、燃料を含まない純粋な空気により燃料のパージが行われる。このため、サブキャニスタ106内の燃料は、その内部濃度が極めて低くなるまでパージさせることができる。
【0106】
サブキャニスタ106内の燃料濃度がこのように極めて低濃度であれば、給油の実行、或いはタンク内温度の上昇により多量の蒸発燃料がキャニスタ20に流入してきたとしても、その燃料が、キャニスタ20およびサブキャニスタ106の双方を吹き抜けて大気ポート110に到達する可能性は極めて低い。従って、本実施形態の装置によれば、蒸発燃料の大気への吹き抜けを有効に防止することができる。
【0107】
尚、上述した実施の形態5の第2の構成例においては、高濃度用分離ユニット34および低濃度用分離ユニット44が前記第7の発明における「蒸発燃料分離ユニット」に、サブキャニスタ106の大気ポート110が前記第7の発明における「大気ポート」に、VSV112および吸気通路114が前記第7の発明における「サブキャニスタパージ機構」に、それぞれ相当している。
【0108】
ところで、上述した実施の形態5の説明では、装置(図10または図11に示す装置)の構成から、実施の形態1、2、3または4における特徴的な構成を省いているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、実施の形態5の構成は、実施の形態1、2、3または4の構成と組み合わせて用いることとしてもよい。
【0109】
【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、フィードポンプの吸入口に導かれた気泡は、気泡排出通路を通ってフィードポンプの外部に排出される。この際、気泡排出通路の出口部分が低温に維持されているため、気泡の排出時に、ベーパの発生は促進されない。このため、本発明によれば、ベーパーロックを生じさせることも、また、ベーパを多量に発生させることもなく、蒸発燃料の処理機能を実現することができる。
【0110】
第2の発明によれば、フィードポンプの停止時には、その吸入口に通じる管路の内圧を開放して、その内部にベーパが滞留するのを防ぐことができる。このため、本発明によれば、フィードポンプの運転再開時に、多量の気泡がフィードポンプに吸入されるのを避けることができ、始動再開時のベーパーロックを有効に防止することができる。
【0111】
第3の発明によれば、フィードポンプの吸入口に通じる管路の内圧を開放する際には、その吸入口を蒸発燃料分離ユニットから切り放すことができる。このため、本発明によれば、吸入口付近での蒸発燃料の滞留を確実に防ぐことができる。
【0112】
第4の発明によれば、給油時には、燃料タンクの空間部分に存在する蒸発燃料がフィードポンプに吸い込まれて加圧圧縮される。この場合、給油の実行に伴って燃料タンクからキャニスタに流出する蒸発燃料量が減少するため、キャニスタにおける燃料吸着量を削減することができる。
【0113】
第5の発明によれば、給油の実行中に、蒸発燃料分離ユニットとフィードポンプとを切り放した状態で、燃料タンク内の蒸発燃料をフィードポンプに吸入させることができる。つまり、本発明によれば、蒸発燃料分離ユニットの内部において、処理ガスの圧力状態を変化させることなく、燃料タンク内の蒸発燃料をフィードポンプに吸入させることができる。蒸発燃料分離ユニットは、低濃度ガスの圧力が処理ガスの圧力よりも所定圧力以上高い場合に処理ガスの蒸発燃料濃度を所定濃度以上とする。従って、本発明によれば、給油後の再始動直後から、蒸発燃料分離能力を発揮することができる。
【0114】
第6の発明によれば、パージガス循環ポンプにより、キャニスタから流出したキャニスタ出ガスと、循環ガス通路を流れる循環ガスとの混合ガスを、パージガスとして蒸発燃料分離ユニットに供給することができる。この際、圧力調整機構の作用により、循環ガス通路の内圧は、負圧化することなく大気圧以上に維持される。蒸発燃料分離ユニットにより生成される循環ガスは、循環ガスの圧力が高いほど少量となる。そして、循環ガスが少量であるほどキャニスタ出ガスが多量となりキャニスタに吸着されている燃料の脱離効率は向上する。このため、本発明によれば、循環ガス通路が負圧化する装置に比して、優れた脱離効率を得ることができる。
【0115】
第7の発明によれば、キャニスタに低濃度ガスを導くと共に、サブキャニスタには、より濃度の低い極低濃度ガスを導くことができる。このため、給油の際に、多量のタンク内ガスがキャニスタに流入し、これに伴ってキャニスタ内の圧力が大気ポートから開放される際には、キャニスタから流出してくるガス中に含まれる燃料をサブキャニスタで捕獲し、その燃料が大気に放出されるのを有効に防ぐことができる。
【0116】
第8の発明によれば、蒸発燃料分離ユニットは、少なくとも4段階に濃度の異なるガスを分離抽出することができる。そして、それらのガスのうち、最も燃料濃度の低いガスを極低濃度ガスとしてサブキャニスタに導くことができる。このため、本発明によれば、蒸発燃料を効率的に処理するうえで必要な分離性能を低下させることなく、サブキャニスタ内の燃料濃度をキャニスタ内の燃料濃度より低く保つことができる。
【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2の蒸発燃料処理装置の第1構成例を説明するための図である。
【図3】図2に示す装置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2の蒸発燃料処理装置の第2構成例を説明するための図である。
【図5】本発明の実施の形態3の蒸発燃料処理装置の第1構成例を説明するための図である。
【図6】図5に示す装置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7】本発明の実施の形態3の蒸発燃料処理装置の第2構成例を説明するための図である。
【図8】本発明の実施の形態4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9】図8に示す装置が備える圧力調整弁の構成を説明するための概念図である。
【図10】本発明の実施の形態5の蒸発燃料処理装置の第1構成例を説明するための図である。
【図11】本発明の実施の形態5の蒸発燃料処理装置の第2構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
10 燃料タンク
12 低圧フィードポンプ
13 管路
14 気泡排出通路
15 サブタンク
20 キャニスタ
32 パージガス循環ポンプ
34 高濃度用分離ユニット
38,48;86 高濃度室
40,50;84 低濃度室
42 処理ガス通路
44 中濃度用分離ユニット
54 キャニスタ入ガス通路
60 循環ガス通路
62 ECU(Electronic Control Unit)
64 圧抜き弁
66 切替弁
72 空間連通弁
74 ジェットポンプ
76 圧力調整弁
80 低濃度用分離ユニット
92 サブキャニスタ入ガス通路
94、106 サブキャニスタ
102 メインキャニスタ入ガス通路
101,110 大気ポート
112 VSV(Vacuum Switching Valve)
114 吸気通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an evaporative fuel processing apparatus that processes evaporative fuel generated in a fuel tank without being adsorbed by a canister and released to the atmosphere.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-274106, an evaporative fuel processing apparatus including a canister for adsorbing evaporative fuel generated in a fuel tank is known. This device includes a mechanism for purging the fuel vapor adsorbed in the canister by the flow of air, and a separation membrane for separating the fuel vapor from the purge gas. Further, the apparatus includes a condensing unit for liquefying the evaporated fuel separated by the separation membrane, and a recirculation path for recirculating the condensed fuel to the fuel tank. According to such an evaporated fuel processing apparatus, the evaporated fuel generated in the fuel tank can be processed in a closed system including the canister. For this reason, according to the above-described conventional apparatus, it is possible to effectively prevent the evaporative fuel from being released into the atmosphere without requiring complicated control such as correction of the fuel injection amount.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-274106
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the above-described conventional apparatus, the evaporated fuel is condensed and liquefied by the condensing unit and then returned to the fuel tank. By the way, a feed pump for feeding fuel is usually arranged inside the fuel tank. The fuel vapor separated by the separation membrane can be liquefied by compression under pressure. Therefore, the vaporized fuel after separation can be liquefied also by sucking into the feed pump and pressurizing and compressing it inside. By liquefying the separated fuel vapor using the feed pump as described above, the condensing unit included in the above-described conventional apparatus can be omitted.
[0005]
However, when the evaporated fuel after separation is liquefied by a feed pump, air is inevitably led to the inlet of the feed pump together with the evaporated fuel. If the amount of air is large, malfunction of the feed pump due to air bubbles, that is, vapor lock of the feed pump occurs.
[0006]
The above-described vapor lock of the feed pump can be prevented by, for example, providing a bubble discharge mechanism in the feed pump to prevent air bubbles from entering the inside thereof. However, if such a mechanism is provided to prevent air bubbles from entering the inside of the feed pump, the air bubbles discharged in the vicinity of the feed pump will promote the evaporation of the liquid fuel, and as a result, the fuel tank However, there is a problem that a large amount of vapor is generated in the inside of the device.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has been made in order to effectively avoid the above-described disadvantages caused by the supply of evaporative fuel containing air to a feed pump. It is intended to provide a device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine,
A canister that adsorbs evaporated fuel generated in the fuel tank;
A feed pump that feeds the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine,
From a purge gas purged from the canister, an evaporative fuel separation unit that separates a processing gas containing an evaporative fuel at a high concentration,
A processing gas passage for refluxing the processing gas to an inlet of the feed pump,
A bubble discharge passage for discharging bubbles guided to the suction port to the outside of the feed pump,
An outlet portion of the bubble discharge passage, a low-temperature mechanism for lowering the temperature compared to the inlet portion,
It is characterized by having.
[0009]
A second invention is a fuel vapor treatment device for an internal combustion engine,
A canister that adsorbs evaporated fuel generated in the fuel tank;
A feed pump that feeds the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine,
From a purge gas purged from the canister, an evaporative fuel separation unit for separating a process gas containing a high concentration of evaporative fuel,
A processing gas passage for refluxing the processing gas to an inlet of the feed pump,
A valve mechanism for releasing the internal pressure of the conduit leading to the suction port,
When the feed pump is stopped, a pressure release unit that controls the valve mechanism so that the internal pressure of the pipeline is released,
It is characterized by having.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the valve mechanism shuts off communication between the suction port and the evaporative fuel separation unit when the internal pressure of the pipeline is released. I do.
[0011]
Further, a fourth invention is the invention according to any one of the first to third inventions,
A space communication mechanism for communicating a space portion of the fuel tank with a suction port of the feed pump,
Refueling detection means for detecting execution of refueling,
During the refueling, the space portion and the suction port communicate with each other, and the refueling-time liquefaction unit that activates the feed pump;
It is characterized by having.
[0012]
In a fifth aspect, in the fourth aspect,
The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting a low-concentration gas containing a low-concentration evaporative fuel together with the processing gas from the purge gas, and the pressure of the low-concentration gas is higher than the pressure of the processing gas. Also has a characteristic that when the pressure is higher than a predetermined pressure, the vaporized fuel concentration of the processing gas is higher than a predetermined concentration
The space communication mechanism is configured to cut off communication between the evaporative fuel unit and the suction port and communication between the evaporative fuel unit and the space.
[0013]
In a sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects,
The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting a circulating gas containing evaporative fuel at a medium concentration, together with the processing gas, from the purge gas,
A purge gas circulation pump having an intake port communicating with the canister and supplying the purge gas to the evaporative fuel separation unit;
A circulating gas passage for recirculating the circulating gas to an inlet of the purge gas circulating pump;
A pressure adjusting mechanism for preventing the internal pressure of the circulating gas passage from becoming negative pressure,
It is characterized by having.
[0014]
Further, a seventh invention is the liquid crystal display device according to any one of the first to sixth inventions,
The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting a low-concentration gas containing a low-concentration evaporative fuel together with the processing gas from the purge gas,
A canister inlet gas passage for guiding the low concentration gas to the canister,
An atmospheric port for allowing release of pressure from the canister to the atmosphere,
A sub-canister disposed between the canister and the atmospheric port;
A sub-canister purge mechanism for guiding the sub-canister to an extremely low concentration gas having a lower fuel concentration than the low concentration gas,
It is characterized by having.
[0015]
In an eighth aspect based on the seventh aspect,
The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting at least four types of gases having different fuel concentrations stepwise from the purge gas,
The sub-canister purge mechanism includes a mechanism for guiding a gas having the lowest fuel concentration among the four types of gases to the sub-canister as the extremely low-concentration gas.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements common to the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0017]
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the evaporated fuel processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the device of the present embodiment includes a
[0018]
Inside the
[0019]
The fuel stored in the
[0020]
A
[0021]
A
[0022]
Inside the
[0023]
A
[0024]
A high
[0025]
Above the high
[0026]
A low-
[0027]
The
[0028]
A circulating
[0029]
As shown in FIG. 1, the apparatus of the present embodiment includes an evaporation
[0030]
[Explanation of basic operation]
In the apparatus of the present embodiment, when the purge
[0031]
When the purge
[0032]
The
[0033]
Therefore, the difference that the mixed gas flows into the
[0034]
The medium concentration gas flowing out of the
[0035]
The device of the present embodiment is designed so that the concentration of the circulating gas is about 65% in a steady state when the concentration of the gas discharged from the canister is 15%. In this case, the concentration of the mixed gas (purge gas) discharged from the purge
[0036]
In the apparatus of the present embodiment, the processing gas generated as described above is sucked into the
[0037]
In the apparatus of the present embodiment, the gas entering the canister is reused as a gas for purging the evaporated fuel adsorbed on the
[0038]
As described above, according to the apparatus of the present embodiment, when the fuel concentration of the canister outgas exceeds 15%, the fuel vapor in the
[0039]
[Description of Features of the Present Embodiment]
In the apparatus according to the present embodiment, for example, a processing gas having a high air concentration may be supplied to the
[0040]
As described above, the temperature of the fuel in the
[0041]
On the other hand, in the present embodiment, since the outlet of the
[0042]
In the first embodiment, the sub-tank 15 is provided in the
[0043]
In the first embodiment, the high-
[0044]
Embodiment 2 FIG.
[Description of First Configuration Example]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a diagram for describing a first configuration example of the evaporated fuel processing device according to the second embodiment. The configuration shown in FIG. 2 is the same as the configuration shown in FIG. 1 except that the
[0045]
The
[0046]
In the device of the present embodiment, the
[0047]
While the
[0048]
For this reason, if the conduction state between the processing
[0049]
Therefore, when the internal combustion engine is stopped and the
[0050]
FIG. 3 is a flowchart showing a control routine executed by the
[0051]
As a result, when it is determined that the internal combustion engine is not stopped, it can be recognized that the
[0052]
On the other hand, if it is determined in
[0053]
When the
[0054]
In the first configuration example of the second embodiment described above, the high-
[0055]
[Description of Second Configuration Example]
FIG. 4 is a diagram for explaining a second configuration example of the evaporated fuel processing device according to the second embodiment. The configuration shown in FIG. 4 is the same as the first configuration shown in FIG. 2 except that the
[0056]
The switching
[0057]
In the apparatus shown in FIG. 4, before a steady state is formed, the processing gas generated by the high-
[0058]
In this device, when the concentration of the processing gas detected by the
[0059]
When the concentration of the processing gas reaches the desired concentration, the
[0060]
In the device shown in FIG. 4, the
[0061]
In the second configuration example of the second embodiment, the high-
[0062]
By the way, in the above description of the second embodiment, the characteristic configuration in the first embodiment is omitted from the configuration of the device (the device shown in FIG. 2 or FIG. 4), but the present invention is not limited to this. Not something. That is, the configuration of the second embodiment may be used in combination with the configuration of the first embodiment.
[0063]
Embodiment 3 FIG.
[Description of First Configuration Example]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a diagram for describing a first configuration example of the evaporated fuel processing device according to the third embodiment. The configuration shown in FIG. 5 is the same as the configuration shown in FIG. 2 except that the valve mechanism disposed in the
[0064]
The
[0065]
In the device of the present embodiment, when refueling is performed, the volume of the space inside the
[0066]
The
[0067]
The amount of evaporative fuel flowing out of the
[0068]
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine executed by the
[0069]
Next, it is determined whether or not refueling is currently being performed based on the detected temporal change in the liquid level (step 212).
Specifically, in
[0070]
If the execution of refueling is not determined in
The vapor concentration in the
[0071]
When the vapor concentration in the
[0072]
On the other hand, when it is determined that the vapor concentration in the
[0073]
According to the above-described processing, the amount of evaporative fuel flowing out of the
[0074]
In the apparatus of the present embodiment, when the
[0075]
As described above, the
[0076]
[Description of Second Configuration Example]
FIG. 7 is a diagram for explaining a second configuration example of the evaporated fuel processing device according to the third embodiment. The configuration shown in FIG. 7 is the same as the configuration shown in FIG. 7 except that a jet pump 74 is disposed downstream of the
[0077]
In this configuration, the
[0078]
According to the jet pump 74, it is possible to secure a larger suction capacity than the
[0079]
In the device of the third embodiment (the device shown in FIG. 5 or FIG. 7), the
[0080]
In the above description of the third embodiment, the characteristic configuration of the first or second embodiment is omitted from the configuration of the device (the device shown in FIG. 5 or FIG. 7), but the present invention is not limited to this. It is not done. That is, the configuration of the third embodiment may be used in combination with the configuration of the first or second embodiment.
[0081]
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of the evaporated fuel processing device of the present embodiment. The configuration shown in FIG. 8 is the same as the configuration shown in FIG. 1 except that the
[0082]
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the configuration of the
[0083]
Atmospheric pressure acts on the surface of the
[0084]
As described above, according to the apparatus of the present embodiment, the pressure of the circulating gas, that is, the pressure of the path from the circulating
[0085]
In the apparatus of the present embodiment, the amount of the canister outgas drawn from the
[0086]
In the fourth embodiment, the
[0087]
By the way, in the above description of the fourth embodiment, the characteristic configuration of the first, second, or third embodiment is omitted from the configuration of the apparatus, but the present invention is not limited to this. That is, the configuration of the fourth embodiment may be used in combination with the configuration of the first, second, or third embodiment.
[0088]
Embodiment 5 FIG.
[Description of First Configuration Example]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a diagram for describing a first configuration example of the evaporated fuel processing device according to the fifth embodiment. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
[0089]
The apparatus shown in FIG. 10 includes a low
[0090]
According to the low-
[0091]
The low-
[0092]
The sub-canister inlet gas passage 92 communicates with the sub-canister 94, and can recirculate the extremely low-concentration gas generated in the low-
[0093]
An air port 101 having a two-
[0094]
One end of the main canister
[0095]
In the above-described apparatuses of the first to fourth embodiments, a low-concentration gas (gas entering the canister) to be used for purging the
[0096]
In the apparatus of this embodiment, the separation unit has a three-stage configuration, and the low-concentration gas generated in the high-
[0097]
According to the low-concentration gas generated in the low-
[0098]
In the apparatus according to the present embodiment, a gas containing a large amount of evaporated fuel may flow from the
[0099]
As described above, in the present embodiment, the fuel concentration gradient is formed inside the
[0100]
In the first configuration example of the fifth embodiment described above, the three
[0101]
[Description of Second Configuration Example]
FIG. 11 is a diagram for explaining a second configuration example of the fuel vapor processing apparatus according to the fifth embodiment. 11, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
[0102]
The apparatus shown in FIG. 11 includes a two-way valve 104 at the atmospheric port of the
[0103]
The device of the present embodiment recovers the evaporated fuel generated inside the
[0104]
In the apparatus of the present embodiment, when refueling is performed or when the temperature in the tank increases, a gas containing a large amount of evaporated fuel may flow from the
[0105]
In the present embodiment, the
[0106]
If the fuel concentration in the sub-canister 106 is such a very low concentration, even if a large amount of evaporated fuel flows into the
[0107]
In the second configuration example of the fifth embodiment described above, the high-
[0108]
By the way, in the above description of the fifth embodiment, the characteristic configuration in the first, second, third or fourth embodiment is omitted from the configuration of the device (the device shown in FIG. 10 or FIG. 11). Is not limited to this. That is, the configuration of the fifth embodiment may be used in combination with the configuration of the first, second, third, or fourth embodiment.
[0109]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
According to the first aspect, the bubbles guided to the suction port of the feed pump are discharged to the outside of the feed pump through the bubble discharge passage. At this time, since the outlet portion of the bubble discharge passage is maintained at a low temperature, generation of vapor is not promoted at the time of discharging bubbles. Therefore, according to the present invention, the function of treating the evaporated fuel can be realized without generating the vapor lock or generating a large amount of the vapor.
[0110]
According to the second aspect, when the feed pump is stopped, the internal pressure of the pipeline communicating with the suction port can be released to prevent vapor from staying inside the pipe. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a large amount of air bubbles from being sucked into the feed pump when the operation of the feed pump is restarted, and it is possible to effectively prevent the vapor lock when restarting the start.
[0111]
According to the third invention, when releasing the internal pressure of the conduit leading to the suction port of the feed pump, the suction port can be cut off from the fuel vapor separation unit. For this reason, according to the present invention, it is possible to reliably prevent the fuel vapor from staying near the intake port.
[0112]
According to the fourth aspect, at the time of refueling, the evaporated fuel present in the space of the fuel tank is sucked into the feed pump and compressed under pressure. In this case, the amount of evaporated fuel flowing from the fuel tank to the canister decreases with the refueling, so that the amount of fuel adsorbed in the canister can be reduced.
[0113]
According to the fifth aspect, during the refueling, the evaporated fuel in the fuel tank can be sucked into the feed pump in a state where the evaporated fuel separating unit and the feed pump are cut off. That is, according to the present invention, the fuel vapor in the fuel tank can be sucked into the feed pump without changing the pressure state of the processing gas inside the fuel vapor separation unit. When the pressure of the low-concentration gas is higher than the pressure of the processing gas by a predetermined pressure or more, the fuel vapor separation unit sets the vaporized fuel concentration of the processing gas to the predetermined concentration or more. Therefore, according to the present invention, the fuel vapor separation capability can be exhibited immediately after restarting after refueling.
[0114]
According to the sixth aspect, the purge gas circulation pump can supply a mixed gas of the canister outflow gas flowing out of the canister and the circulation gas flowing through the circulation gas passage to the evaporative fuel separation unit as a purge gas. At this time, by the action of the pressure adjusting mechanism, the internal pressure of the circulating gas passage is maintained at or above the atmospheric pressure without negative pressure. The circulation gas generated by the fuel vapor separation unit becomes smaller as the pressure of the circulation gas becomes higher. The smaller the amount of circulating gas, the larger the amount of gas discharged from the canister, and the more efficient the desorption of the fuel adsorbed on the canister. Therefore, according to the present invention, superior desorption efficiency can be obtained as compared with a device in which the circulating gas passage has a negative pressure.
[0115]
According to the seventh aspect, the low-concentration gas can be guided to the canister and the ultra-low-concentration gas having a lower concentration can be guided to the sub-canister. For this reason, when refueling, a large amount of gas in the tank flows into the canister, and when the pressure in the canister is released from the atmospheric port accordingly, the fuel contained in the gas flowing out of the canister Is captured by the sub-canister, and the fuel can be effectively prevented from being released to the atmosphere.
[0116]
According to the eighth aspect, the fuel vapor separation unit can separate and extract gases having different concentrations in at least four stages. Then, among these gases, the gas having the lowest fuel concentration can be guided to the sub-canister as the extremely low concentration gas. Therefore, according to the present invention, the fuel concentration in the sub-canister can be kept lower than the fuel concentration in the canister without deteriorating the separation performance required for efficiently treating the fuel vapor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an evaporative fuel processing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for describing a first configuration example of an evaporative fuel treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a control routine executed in the device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram for explaining a second configuration example of the evaporated fuel processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for describing a first configuration example of an evaporative fuel processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a control routine executed in the device shown in FIG.
FIG. 7 is a view for explaining a second configuration example of the evaporated fuel processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for illustrating a configuration of an evaporative fuel processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a pressure regulating valve provided in the device shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram for describing a first configuration example of an evaporative fuel treatment apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a second configuration example of the evaporated fuel processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Fuel tank
12 Low pressure feed pump
13 pipeline
14 Bubble discharge passage
15 Sub tank
20 Canister
32 Purge gas circulation pump
34 Separation unit for high concentration
38, 48; 86 High concentration chamber
40, 50; 84 Low concentration chamber
42 Process gas passage
44 Medium concentration separation unit
54 Canister inlet gas passage
60 Circulating gas passage
62 ECU (Electronic Control Unit)
64 pressure relief valve
66 Switching valve
72 Space communication valve
74 jet pump
76 Pressure regulating valve
80 Separation unit for low concentration
92 Sub-canister inlet gas passage
94,106 Sub canister
102 Main canister inlet gas passage
101,110 Atmospheric port
112 VSV (Vacuum Switching Valve)
114 Intake passage
Claims (8)
前記燃料タンク内の燃料を内燃機関にフィードするフィードポンプと、
前記キャニスタからパージされたパージガス中から、高濃度で蒸発燃料を含む処理ガスを分離する蒸発燃料分離ユニットと、
前記処理ガスを前記フィードポンプの吸入口に還流させる処理ガス通路と、
前記吸入口に導かれた気泡を、前記フィードポンプの外部に排出するための気泡排出通路と、
前記気泡排出通路の出口部分を、その入口部分に比して低温にするための低温化機構と、
を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。A canister that adsorbs evaporated fuel generated in the fuel tank;
A feed pump that feeds the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine,
From a purge gas purged from the canister, an evaporative fuel separation unit that separates a processing gas containing an evaporative fuel at a high concentration,
A processing gas passage for refluxing the processing gas to an inlet of the feed pump,
A bubble discharge passage for discharging bubbles guided to the suction port to the outside of the feed pump,
An outlet portion of the bubble discharge passage, a low-temperature mechanism for lowering the temperature compared to the inlet portion,
An evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記燃料タンク内の燃料を内燃機関にフィードするフィードポンプと、
前記キャニスタからパージされるパージガス中から、高濃度で蒸発燃料を含む処理ガスを分離する蒸発燃料分離ユニットと、
前記処理ガスを前記フィードポンプの吸入口に還流させる処理ガス通路と、
前記吸入口に通じる管路の内圧を開放するための弁機構と、
前記フィードポンプの停止時に、前記管路の内圧が開放されるように前記弁機構を制御する圧力開放手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。A canister that adsorbs evaporated fuel generated in the fuel tank;
A feed pump that feeds the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine,
From a purge gas purged from the canister, an evaporative fuel separation unit for separating a process gas containing a high concentration of evaporative fuel,
A processing gas passage for refluxing the processing gas to an inlet of the feed pump,
A valve mechanism for releasing the internal pressure of the conduit leading to the suction port,
When the feed pump is stopped, a pressure release unit that controls the valve mechanism so that the internal pressure of the pipeline is released,
An evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, comprising:
給油の実行を検知するための給油検知手段と、
給油の実行中に、前記空間部分と前記吸入口とを連通させて、前記フィードポンプを作動状態とする給油時液化手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。A space communication mechanism for communicating a space portion of the fuel tank with a suction port of the feed pump,
Refueling detection means for detecting execution of refueling,
During the refueling, the space portion and the suction port communicate with each other, and the refueling-time liquefaction unit that activates the feed pump;
The evaporative fuel treatment apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記空間連通機構は、前記蒸発燃料ユニットと前記吸入口との連通および前記蒸発燃料ユニットと前記空間部分との連通を遮断するものであることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting a low-concentration gas containing a low-concentration evaporative fuel together with the processing gas from the purge gas, and the pressure of the low-concentration gas is higher than the pressure of the processing gas. Also has a characteristic that when the pressure is higher than a predetermined pressure, the vaporized fuel concentration of the processing gas is higher than a predetermined concentration
The evaporative fuel for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the space communication mechanism is configured to cut off communication between the evaporative fuel unit and the suction port and communication between the evaporative fuel unit and the space. Processing equipment.
前記キャニスタに連通する吸入口を有し、前記蒸発燃料分離ユニットに対して前記パージガスを供給するパージガス循環ポンプと、
前記パージガス循環ポンプの吸入口に前記循環ガスを還流させるための循環ガス通路と、
前記循環ガス通路の内圧が負圧化するのを防ぐための圧力調整機構と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting a circulating gas containing evaporative fuel at a medium concentration, together with the processing gas, from the purge gas,
A purge gas circulation pump having an intake port communicating with the canister and supplying the purge gas to the evaporative fuel separation unit;
A circulating gas passage for recirculating the circulating gas to an inlet of the purge gas circulating pump;
A pressure adjusting mechanism for preventing the internal pressure of the circulating gas passage from becoming negative pressure,
The evaporative fuel treatment apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記低濃度ガスを前記キャニスタに導くためのキャニスタ入ガス通路と、
前記キャニスタから大気へ向かう圧力の開放を許容するための大気ポートと、
前記キャニスタと前記大気ポートとの間に配置されるサブキャニスタと、
前記サブキャニスタに、前記低濃度ガスに比して更に燃料濃度の低い極低濃度ガスを導くためのサブキャニスタパージ機構と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting a low-concentration gas containing a low-concentration evaporative fuel together with the processing gas from the purge gas,
A canister inlet gas passage for guiding the low concentration gas to the canister,
An atmospheric port for allowing release of pressure from the canister to the atmosphere,
A sub-canister disposed between the canister and the atmospheric port;
A sub-canister purge mechanism for guiding the sub-canister to an extremely low concentration gas having a lower fuel concentration than the low concentration gas,
The fuel vapor treatment device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記サブキャニスタパージ機構は、それら4種類のガスのうち、最も燃料濃度の低いガスを前記極低濃度ガスとして前記サブキャニスタに導く機構を備えていることを特徴とする請求項7記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。The evaporative fuel separation unit has a function of separating and extracting at least four types of gases having different fuel concentrations stepwise from the purge gas,
8. The internal combustion engine according to claim 7, wherein the sub-canister purge mechanism includes a mechanism for guiding a gas having the lowest fuel concentration among the four types of gases to the sub-canister as the extremely low concentration gas. Evaporative fuel treatment equipment.
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