JP2007170221A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パージする蒸発燃料の濃度を安定化させると共に、騒音の発生を抑制する蒸発燃料処理装置を提供する。
【解決手段】蒸発燃料処理装置２は、燃料タンク４において発生した蒸発燃料を内燃機関６の吸気系８へ導いてパージさせるパージ通路３１と、パージ通路３１に設けられて通路容積を拡大する容積室３４と、容積室３４に収容され、パージ通路３１に流体流れを生じさせるポンプ４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。

従来、燃料タンクで発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気系へ導くパージ通路にポンプによって流体流れを生じさせ、蒸発燃料を強制的にパージさせる蒸発燃料処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような蒸発燃料処理装置では、蒸発燃料のパージ濃度が変動することにより内燃機関の空燃比制御が複雑になる事態を回避するために、パージ濃度を安定化させることが望ましい。

また、燃料タンクで発生した蒸発燃料が流れる蒸発燃料通路に内燃機関の吸気負圧によって流体流れを生じさせつつ、蒸発燃料通路での蒸発燃料濃度に相関した流量等の物理量を検出し、その検出結果から蒸発燃料濃度を算出する蒸発燃料処理装置が知られている（例えば特許文献２参照）。このような蒸発燃料処理装置では、迅速な濃度測定を実現するために、蒸発燃料通路における蒸発燃料濃度を安定化させることが望ましい。

特開２００２−３３２９２１号公報 特開平５−１８３２６号公報

しかしながら、パージ通路がキャニスタを介して燃料タンクと連通する特許文献１に開示の装置では、キャニスタから脱離してパージ通路へ流れる蒸発燃料の濃度がキャニスタにおける残存燃料吸着量に応じて時間変化するため、パージ濃度の安定化が難しい。さらに、特許文献１に開示の装置のようにポンプを剥き出しに配置すると、ポンプの作動音が騒音の要因となってしまう。

また、蒸発燃料通路がキャニスタを介して燃料タンクと連通する特許文献２に開示の装置では、キャニスタから脱離して蒸発燃料通路へ流れる蒸発燃料の濃度がキャニスタにおける蒸発燃料の残存吸着量に応じて時間変化するため、濃度測定に時間がかかる。しかも、特許文献２に開示の装置では、吸気負圧の脈動によって検出流量が変動し易いので、このことによっても濃度測定を迅速に行うことが困難となっている。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、処理する蒸発燃料の濃度を安定化させると共に、騒音の発生を抑制する蒸発燃料処理装置を提供することにある。
また、他の目的は、内燃機関の空燃比制御を容易にする蒸発燃料処理装置を提供することにある。
さらに他の目的は、処理する蒸発燃料についての濃度測定時間を短縮する蒸発燃料処理装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、蒸発燃料を内燃機関の吸気系へ導いてパージさせるパージ通路に容積室が設けられて通路容積を拡大する。これにより、蒸発燃料はパージ通路の容積室より上流側から容積室へ流入することで拡散するため、当該蒸発燃料の濃度は希釈される。故に、パージ通路の容積室より上流側で蒸発燃料濃度が時間変化したとしても、容積室では蒸発燃料濃度の時間変化が平均化されるため、パージ通路の容積室より下流側では蒸発燃料濃度が安定化する。しかも、パージ通路に流体流れを生じさせるポンプによれば、容積室へ流入する蒸発燃料流れを強制的に生じさせて蒸発燃料濃度の安定化を促進することができると共に、当該安定化した濃度の蒸発燃料を強制的にパージさせることができる。加えて、ポンプは容積室に収容されるので、ポンプの作動音を容積室の形成壁によって遮断することができる。
このような請求項１に記載の発明によれば、パージ通路から吸気系へのパージ濃度を安定化させて内燃機関の空燃比制御を容易にしつつ、騒音の発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によると、燃料タンク及びパージ通路に連通するキャニスタは、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料をパージ通路側へ脱離可能に吸着する吸着材を有する。このような構成のキャニスタによれば、パージ通路側へ脱離する蒸発燃料の濃度が吸着材における残存燃料吸着量に応じて時間変化したとしても、当該時間変化の平均化作用が容積室によって発揮されるので、キャニスタ本来の機能を損なうことなくパージ濃度を安定化させることができる。

請求項３に記載の発明によると、吸気系への蒸発燃料のパージを制御するパージ制御弁が容積室に収容されるので、パージ制御弁の作動音を容積室の形成壁によって遮断して騒音の発生を抑制することができる。
請求項４に記載の発明によると、パージ制御弁の流体入口は容積室の内部に開口するので、パージ制御弁の作動によって弁内部に生じる圧力脈動は流入口を通じて容積室の内部へ伝播した後、容積室の内部において減衰する。したがって、容積室の形成壁等が圧力脈動によって振動することに起因する騒音の発生を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によると、検出通路は容積室に連通するので、容積室の作用によってパージ通路における蒸発燃料濃度のみならず、検出通路における蒸発燃料濃度も安定化する。故に、検出通路での蒸発燃料濃度に相関する物理量を短時間で検出して、当該検出物理量に基づく濃度算出値を速やかに得ることができる。
このような請求項５に記載の発明によれば、内燃機関の空燃比制御の容易化と、蒸発燃料濃度の測定時間の短縮とを共通の容積室を用いて実現することができるので、費用対効果が高くなる。

請求項６に記載の発明によると、検出通路は容積室より下流側においてパージ通路に連通するので、容積室の作用によってパージ通路における蒸発燃料濃度のみならず、検出通路における蒸発燃料濃度も安定化する。したがって、検出通路での蒸発燃料濃度に相関する物理量を短時間で検出して、当該検出物理量に基づく濃度算出値を速やかに得ることができる。
このような請求項６に記載の発明によれば、内燃機関の空燃比制御の容易化と、蒸発燃料濃度の測定時間の短縮とを共通の容積室を用いて実現することができるので、費用対効果が高くなる。

尚、請求項５，６に記載の発明の検出手段により検出される物理量は、検出通路における蒸発燃料濃度が変化するとき当該変化を反映する物理量であればよく、例えば請求項７に記載の発明のような検出通路の圧力の他、検出通路における流体流量であってもよいし、検出通路における流体密度であってもよい。

請求項８に記載の発明によると、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料が流れる蒸発燃料通路に容積室が設けられて通路容積を拡大する。これにより、蒸発燃料は蒸発燃料通路の容積室より上流側から容積室へ流入することで拡散するため、当該蒸発燃料の濃度は希釈される。故に、蒸発燃料通路の容積室より上流側で蒸発燃料濃度が時間変化したとしても、容積室では蒸発燃料濃度の時間変化が平均化されるため、蒸発燃料通路の容積室より下流側では蒸発燃料濃度が安定化する。しかも、蒸発燃料通路に流体流れを生じさせるポンプによれば、容積室へ流入する蒸発燃料流れを強制的に生じさせて蒸発燃料濃度の安定化を促進することができる。したがって、蒸発燃料通路の容積室より下流側での蒸発燃料濃度に相関する物理量を短時間で検出して、当該検出物理量に基づく濃度算出値を速やかに得ることができる。加えて、ポンプは容積室に収容されるので、ポンプの作動音を容積室の形成壁によって遮断することができる。
このような請求項８に記載の発明によれば、蒸発燃料濃度の測定時間を短縮しつつ、騒音の発生を抑制することができる。

尚、請求項８に記載の発明の検出手段により検出される物理量は、蒸発燃料通路における蒸発燃料濃度が変化するとき当該変化を反映する物理量であればよく、例えば請求項９に記載の発明のような蒸発燃料通路における圧力の他、蒸発燃料通路における流体流量であってもよいし、蒸発燃料通路における流体密度であってもよい。

請求項１０に記載の発明によると、燃料タンク及び蒸発燃料通路に連通するキャニスタは、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を蒸発燃料通路側へ脱離可能に吸着する吸着材を有する。このような構成のキャニスタによれば、蒸発燃料通路側へ脱離する蒸発燃料の濃度が吸着材における残存燃料吸着量に応じて時間変化したとしても、当該時間変化の平均化作用が容積室によって発揮されるので、キャニスタ本来の機能を損なうことなく蒸発燃料濃度を安定化させることができる。

請求項１１に記載の発明によると、上記検出手段としての第一検出手段に加え、ポンプの作動状態下、蒸発燃料通路での流体流れに相関する物理量を検出する第二検出手段が設けられ、当該第二検出手段により検出された物理量に基づいて判定手段が燃料タンクからの蒸発燃料漏れを判定する。これにより、蒸発燃料濃度測定と蒸発燃料漏れ判定とを共通のポンプを用いて行うことができるのみならず、それら測定と判定との双方においてポンプの作動音に起因する騒音の発生を抑制することができる。

尚、請求項１１に記載の発明の第二検出手段により検出される物理量は、蒸発燃料通路における流体流れが変化するとき当該変化を反映する物理量であればよく、例えば請求項１２に記載の発明のような蒸発燃料通路の圧力の他、蒸発燃料通路における流体流量であってもよいし、蒸発燃料通路における流体密度であってもよい。
また、請求項１１に記載の発明の第一検出手段と第二検出手段とは、例えば互いに同じセンサによって実現されてもよいし、互いに異なるセンサによって実現されてもよい。

請求項１３に記載の発明によると、ポンプの吐出口は容積室の内部に開口するので、当該吐出口から容積室内部へ向かう流れによって容積室での蒸発燃料濃度の希釈が促進される。さらに、ポンプの作動によってポンプ内部に生じる圧力脈動はポンプの吐出口を通じて容積室の内部へ伝播した後、容積室の内部において減衰するので、容積室の形成壁等が圧力脈動によって振動することに起因する騒音の発生を抑制することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置２を示している。蒸発燃料処理装置２は、燃料タンク４において発生した蒸発燃料を処理して内燃機関６へ供給するものであり、キャニスタ１０、大気開放制御系２０、パージ系３０、ポンプ４０、検出系５０及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。

キャニスタ１０は、その内部を隔壁によって仕切られることで二つの吸着部１２，１３を形成している。各吸着部１２，１３には、活性炭、シリカゲル等からなる吸着材１４，１５が充填されている。各吸着部１２，１３は空気層１６を通じて互いに連通している。メイン吸着部１２において吸着材１４を挟んで空気層１６とは反対側は、タンク通路１７を通じて燃料タンク４と連通していると共に、パージ系３０のパージ通路３１と連通している。これにより、燃料タンク４において発生した蒸発燃料はタンク通路１７を経由してメイン吸着部１２へ流入し、吸着材１４によりパージ通路３１側へ脱離可能に吸着される。サブ吸着部１３において吸着材１５を挟んで空気層１６とは反対側は、大気開放制御系２０の第一大気通路２１と連通している。尚、本実施形態においてサブ吸着部１３の吸着材１５は二つに分割されて互いに空気層を挟んで配置されているが、吸着材１５は三つ以上に分割されていてもよいし、分割されていなくてもよい。また、メイン吸着部１２の吸着材１４は複数に分割されていてもよい。

大気開放制御系２０は、第一大気通路２１、大気開放制御弁２２等から構成されている。第一大気通路２１においてキャニスタ１０とは反対側端は大気開放されており、この通路２１の中途部に大気開放制御弁２２が設けられている。大気開放制御弁２２は電気駆動式の二方弁からなり、第一大気通路２１を開閉する。したがって、図１に示す大気開放制御弁２２の開状態では、第一大気通路２１を通じてキャニスタ１０の内部が大気開放され、また図２に示す大気開放制御弁２２の閉状態では、キャニスタ１０の内部が大気に対して遮断される。

パージ系３０は、図１に示すパージ通路３１、第二大気通路３２、第一切換弁３３、容積室３４、パージ制御弁３５等から構成されている。
パージ通路３１においてキャニスタ１０とは反対側端は内燃機関６の吸気通路８に連通し、このパージ通路３１の中途部に第一切換弁３３及び容積室３４が設けられている。これによりパージ通路３１は、キャニスタ１０と第一切換弁３３との間の第一通路部３１ａ、第一切換弁３３と容積室３４との間の第二通路部３１ｂ、容積室３４と吸気通路８との間の第三通路部３１ｃに分けられている。第二大気通路３２の一端は第一大気通路２１における大気開放制御弁２２とキャニスタ１０との間に連通し、第二大気通路３２の他端は第一切換弁３３に接続されている。第一切換弁３３は電磁駆動式の三方弁からなり、第二通路部３１ｂと連通させる通路を第一通路部３１ａと第二大気通路３２との間で切り換える。したがって、図１に示すように第一通路部３１ａを第二通路部３１ｂと連通させる第一切換弁３３の第一状態では、キャニスタ１０から脱離した蒸発燃料が第一及び第二通路部３１ａ，３１ｂを順次経由して容積室３４へ流入可能となる。また一方、図２に示すように第二大気通路３２を第二通路部３１ｂと連通させる第一切換弁３３の第二状態では、第一大気通路２１、第二大気通路３２並びに第二通路部３１ｂを通じて容積室３４の内部が大気開放可能となる。

容積室３４は、図１に示すようにパージ通路３１の第二及び第三通路部３１ｂ，３１ｃより大きな断面積をもって形成されることにより、それら通路部３１ｂ，３１ｃに対して拡大された通路容積を確保している。容積室３４には、電磁駆動式の二方弁からなるパージ制御弁３５が収容されている。パージ制御弁３５の流体入口３６は容積室３４の内部に開口し、パージ制御弁３５の流体出口３７は第三通路部３１ｃに連通している。図１に示すパージ制御弁３５の開状態では、容積室３４が第三通路部３１ｃを通じて吸気通路８に連通する。また一方、図２に示すパージ制御弁３５の閉状態では、容積室３４と吸気通路８との連通が遮断される。

ポンプ４０は電動式であり、図１に示すように容積室３４に収容されている。ポンプ４０の吸入口４１は第二通路部３１ｂに連通し、ポンプ４０の吐出口４２はパージ制御弁３５の流体入口３６と向き合わない形態で容積室３４の内部に開口している。ポンプ４０は第二通路部３１ｂから流体を吸入し、当該吸入流体を加圧して容積室３４の内部へ吐出する。

検出系５０は、検出通路５１、リターン通路５２、第三大気通路５３、第二切換弁５４、絞り５５、開閉制御弁５６、第一及び第二導圧通路５７，５８、圧力センサ５９等から構成されている。
検出通路５１の一端は容積室３４に連通し、検出通路５１の他端は第二切換弁５４に接続されている。リターン通路５２の一端はキャニスタ１０の空気層１６に連通し、リターン通路５２の他端は第二切換弁５４に接続されている。第三大気通路５３の一端は大気開放されており、第三大気通路５３の他端は第二切換弁５４に接続されている。第二切換弁５４は電磁駆動式の三方弁からなり、検出通路５１と連通させる通路をリターン通路５２と第三大気通路５３との間で切り換える。したがって、図１に示すようにリターン通路５２を検出通路５１と連通させる第二切換弁５４の第一状態では、後述する濃度測定処理により検出通路５１へ流入した蒸発燃料をリターン通路５２を経由してキャニスタ１０へとリターン可能となる。また一方、図２に示すように第三大気通路５３を検出通路５１と連通させる第二切換弁５４の第二状態では、検出通路５１が大気開放される。

絞り５５は、図１に示すように検出通路５１の中途部に設けられ、検出通路５１に対して断面積を絞っている。開閉制御弁５６は電磁駆動式の二方弁からなり、検出通路５１において絞り５５と第二切換弁５４との間に設けられている。第一導圧通路５７は、検出通路５１における容積室３４と絞り５５との間に連通している。第二導圧通路５８は、検出通路５１における開閉制御弁５６と第二切換弁５４との間に連通している。圧力センサ５９は本実施形態では差圧センサからなり、各導圧通路５７，５８の検出通路５１とは反対側端に接続されている。圧力センサ５９は、第一導圧通路５７を通じて受ける圧力と、第二導圧通路５８を通じて受ける圧力との間の差圧を検出する。したがって、図１に示す開閉制御弁５６の開状態且つ第二切換弁５４の第一状態では、流体が絞り５５を通過するときの絞り５５両端間の差圧が圧力センサ５９によって検出される。また一方、図２に示す開閉制御弁５６の閉状態且つ第二切換弁５４の第二状態では、検出通路５１の絞り５５より容積室３４側での圧力と大気圧との間の差圧が圧力センサ５９によって検出される。

ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ及びメモリを有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、図１に示すように弁２２，３３，３５，５４，５６とポンプ４０と圧力センサ５９とに電気接続されている。ＥＣＵ６０は、例えば圧力センサ５９の検出結果、内燃機関６の冷却水温度、車両の作動油温度、内燃機関６の回転数、車両のアクセル開度、イグニションスイッチのオンオフ状態等に基づいて、弁２２，３３，３５，５４，５６とポンプ４０とを制御する。尚、本実施形態のＥＣＵ６０は、内燃機関６の空燃比制御等の制御機能も備えている。

次に、蒸発燃料処理装置２の濃度測定処理について図３のフローチャートに基づき説明する。
濃度測定処理は、内燃機関６の始動後に濃度測定条件が成立すると、開始する。尚、濃度測定条件の成立とは、内燃機関６の冷却水温度、車両の作動油温度、内燃機関６の回転数等、車両状態を表す物理量が所定の領域にあることを意味する。また、濃度測定処理の開始時には、パージ制御弁３５が閉状態、第一及び第二切換弁３３，５４が第二状態、大気開放制御弁２２及び開閉制御弁５６が開状態、ポンプ４０が停止状態にあるものとする。

濃度測定処理のステップＳ１１（以下、「ステップＳ」を「Ｓ」と略記する）においてＥＣＵ６０は、図４に示すように各弁２２，３３，３５，５４，５６を処理開始時の状態に保持したまま、ポンプ４０を起動してその回転数を一定値に制御する。これにより、図５に示すように空気が第一大気通路２１から第二大気通路３２及びパージ通路３１の第二通路部３１ｂを経由してポンプ４０へ吸入され、さらにポンプ４０から容積室３４の内部へ吐出されて検出通路５１へ流入する。その結果、絞り５５両端間の差圧が所定値にまで変化するため、Ｓ１１では、圧力センサ５９による検出差圧の安定値を差圧ΔＰ_AirとしてＥＣＵ６０のメモリに記憶する。尚、本実施形態では、キャニスタ１０、タンク通路１７及び燃料タンク４を通じた圧損が第一大気通路２１での圧損より大きいことにより、キャニスタ１０から第一大気通路２１への燃料脱離が防止されている。

続くＳ１２においてＥＣＵ６０は、図４に示すように弁２２，３５，５６及びポンプ４０をＳ１１の実行時の状態に保持したまま、第一及び第二切換弁３３，５４を第一状態へ切り換える。これにより、図６に示すようにキャニスタ１０からの脱離燃料及び燃料タンク４からの蒸発燃料がパージ通路３１の第一及び第二通路部３１ａ，３１ｂを経由してポンプ４０へ吸入され、さらにポンプ４０から容積室３４の内部へ吐出されて検出通路５１へ流入する。その結果、絞り５５両端間の差圧が検出通路５１における蒸発燃料濃度に応じた値にまで変化するため、Ｓ１２では、圧力センサ５９による検出差圧の安定値を差圧ΔＰ_GasとしてＥＣＵ６０のメモリに記憶する。

続くＳ１３においてＥＣＵ６０は、ポンプ４０を停止させる。この後、Ｓ１４においてＥＣＵ６０は、Ｓ１１，Ｓ１２でメモリに記憶した差圧ΔＰ_Air，ΔＰ_Gasを読み出し、それらの値に基づいて検出通路５１における蒸発燃料濃度を算出する。尚、この算出された蒸発燃料濃度ＤはＥＣＵ６０のメモリに記憶され、後述するパージ処理において利用される。

以上の濃度測定処理では、そのＳ１２において蒸発燃料がパージ通路３１の第二通路部３１ｂからポンプ４０を経由して、容積拡大された容積室３４へと流入する。これにより蒸発燃料は容積室３４の内部で拡散することになるため、当該蒸発燃料の濃度は希釈される。故に、容積室３４より上流側の第二通路部３１ｂにおける蒸発燃料濃度がキャニスタ１０の残存燃料吸着量や燃料タンク４の内部における蒸発燃料量等に応じて時間変化したとしても、容積室３４では蒸発燃料濃度の時間変化が平均化されるため、容積室３４より下流側の検出通路５１では蒸発燃料濃度が安定化する。しかも、容積室３４へ流入する蒸発燃料流れはポンプ４０によって強制的に生ぜしめられるので、蒸発燃料濃度の安定化が促進される。こうした蒸発燃料濃度の安定化作用は、蒸発燃料濃度に相関する差圧ΔＰ_GasをＳ１２において短時間にて検出することを可能にするので、濃度測定処理にかかる時間の短縮化を図ることができる。

また、濃度測定処理のＳ１１，Ｓ１２において作動するポンプ４０は容積室３４の内部に収容されているので、ポンプ４０の作動音を容積室３４の形成壁によって遮断することができる。さらに、ポンプ４０の吐出口４２は容積室３４の内部に開口しているので、作動中のポンプ４０の内部に生じる圧力脈動を容積室３４の内部で減衰させて、当該圧力脈動が容積室３４やパージ通路３１の形成壁、キャニスタ１０の振動要因となる事態を回避することができる。
このような作動音の遮断作用並びに圧力脈動の減衰作用によれば、騒音の発生を抑制することが可能になる。

次に、蒸発燃料処理装置２のパージ処理について図７のフローチャートに基づき説明する。
パージ処理は、濃度測定処理後における内燃機関６の運転中にパージ開始条件が成立すると、開始する。尚、パージ開始条件の成立とは、内燃機関６の冷却水温度、内燃機関６の回転数、車両の作動油温度等、車両状態を表す物理量が上記濃度測定条件とは異なる領域にあることを意味する。また、パージ処理の開始時には、パージ制御弁３５が閉状態、第一及び第二切換弁３３，５４が第一状態、大気開放制御弁２２及び開閉制御弁５６が開状態、ポンプ４０が停止状態にあるものとする。

パージ制御制御のＳ２１においてＥＣＵ６０は、直前の濃度測定処理のＳ１４でメモリに記憶した蒸発燃料濃度Ｄをメモリから読み出し、当該濃度Ｄに基づいてパージ制御弁３５の開度を決定する。
続くＳ２２においてＥＣＵ６０は、図４に示すように弁２２，３３，５４を処理開始時の状態に保持したまま、Ｓ２１で決定した開度にてパージ制御弁３５を開くと共に、開閉制御弁５６を閉じる。さらにＳ２２においてＥＣＵ６０は、ポンプ４０を起動してその回転数を一定値に制御する。これにより、図８に示すようにキャニスタ１０からの脱離燃料及び燃料タンク４からの蒸発燃料がパージ通路３１の第一及び第二通路部３１ａ，３１ｂを経由してポンプ４０へ吸入され、さらにポンプ４０から容積室３４の内部へ吐出される。その結果、蒸発燃料が容積室３４からパージ通路３１の第三通路部３１ｃを経由して吸気通路８へと強制パージされる。このときパージ制御弁３５の開度によってパージの流量又は圧力が制御される。

そして、強制パージ中にパージ停止条件が成立すると、Ｓ２３においてＥＣＵ６０は、パージ制御弁３５を閉じると共に、ポンプ４０を停止させる。尚、ここでパージ停止条件の成立とは、例えば内燃機関６の回転数、車両のアクセル開度等、車両の状態を表す物理量が上記濃度測定条件及び上記パージ開始条件とは異なる領域にあることを意味する。

以上のパージ処理では、そのＳ２２において蒸発燃料がパージ通路３１の第二通路部３１ｂからポンプ４０を経由して、容積拡大された容積室３４へと流入するので、濃度測定処理の場合と同様に蒸発燃料濃度が容積室３４内部で希釈される。故に、容積室３４より上流側の第二通路部３１ｂにおいて蒸発燃料濃度が時間変化したとしても、容積室３４では蒸発燃料濃度の時間変化が平均化されるため、容積室３４より下流側となるパージ通路３１の第三通路部３１ｃでは蒸発燃料濃度が安定化する。しかも、容積室３４へ流入する蒸発燃料流れはポンプ４０によって強制的に生ぜしめられるので、蒸発燃料濃度の安定化が促進される。こうした蒸発燃料濃度の安定化は吸気通路８へのパージ濃度の安定化に繋がるので、ＥＣＵ６０による内燃機関６の空燃比制御を容易にすることができる。

また、パージ処理のＳ２２，Ｓ２３において開閉作動するパージ制御弁３５及びＳ２２において作動するポンプ４０は容積室３４の内部に収容されているので、それらパージ制御弁３５やポンプ４０の作動音を容積室３４の形成壁によって遮断することができる。さらに、パージ制御弁３５の流体入口３６は容積室３４の内部に開口しているので、開閉作動によってパージ制御弁３５の内部に生じる圧力脈動を容積室３４の内部で減衰させて、当該圧力脈動が容積室３４やパージ通路３１の形成壁、キャニスタ１０の振動要因となる事態を回避することができる。またさらに、ポンプ４０の吐出口４２は容積室３４の内部に開口しているので、濃度測定処理の場合と同様にポンプ４０内部に発生する圧力脈動を減衰して、当該圧力脈動が振動要因となる事態を回避することができる。
このような作動音の遮断作用並びに圧力脈動の減衰作用によれば、騒音の発生を抑制することが可能になる。

次に、蒸発燃料処理装置２の漏れ検査処理について図９のフローチャートに基づき説明する。
漏れ検査処理は、内燃機関６の停止後に開始される。尚、漏れ検査処理の開始時には、パージ制御弁３５が閉状態、第一及び第二切換弁３３，５４が第一状態、大気開放制御弁２２及び開閉制御弁５６が開状態、ポンプ４０が停止状態にあるものとする。
漏れ検査処理のＳ３１においてＥＣＵ６０は、図４に示すように弁３５，５６を処理開始時の状態に保持したまま、第一及び第二切換弁３３，５４を第二状態へ切り換えると共に、大気開放制御弁２２を閉じる。さらにＳ３１においてＥＣＵ６０は、ポンプ４０を起動してその回転数を一定値に制御する。これにより、図１０に示すように燃料タンク４からの蒸発燃料がキャニスタ１０へ導入されつつ、キャニスタ１０からの脱離燃料が第一及び第二大気通路２１，３２並びにパージ通路３１の第二通路部３１ｂを経由してポンプ４０へ吸入される。そして、ポンプ４０へ吸入された蒸発燃料は容積室３４の内部へと吐出され、当該容積室３４から検出通路５１へ流入する。その結果、絞り５５両端間の差圧が絞り５５の断面積に応じた値にまで変化するため、Ｓ３１では、圧力センサ５９による検出差圧の安定値を基準圧Ｐ_RefとしてＥＣＵ６０のメモリに記憶する。

基準圧Ｐ_Refの検出が完了すると、Ｓ３２においてＥＣＵ６０は、図４に示すように弁２２，３３，３５，５４及びポンプ４０をＳ３１の実行時の状態に保持したまま、開閉制御弁５６を閉じる。これにより、図１１に示すように燃料タンク４からの蒸発燃料がキャニスタ１０へ導入されつつ、キャニスタ１０からの脱離燃料が第一及び第二大気通路２１，３２並びにパージ通路３１の第二通路部３１ｂを経由してポンプ４０へ吸入される。そして、ポンプ４０へ吸入された蒸発燃料は容積室３４の内部へと吐出され、当該容積室３４から検出通路５１へ流入する。その結果、検出通路５１の絞り５５より容積室３４側における圧力と大気圧との間の差圧は、燃料タンク４やキャニスタ１０等における開口面積に応じて変化する。そこでＳ３２では、圧力センサ５９による検出差圧と、Ｓ３１でＥＣＵ６０のメモリに記憶した基準圧Ｐ_Refとを比較することにより、燃料タンク４やキャニスタ１０等の開口からの蒸発燃料漏れを判定する。
蒸発燃料漏れの判定が完了すると、Ｓ３３においてＥＣＵ６０はポンプ４０を停止させる。

以上の漏れ検査処理のＳ３１，Ｓ３２では、容積室３４の内部においてポンプ４０が作動するので、ポンプ４０の作動音を容積室３４の形成壁によって遮断することができる。さらに、ポンプ４０の吐出口４２は容積室３４の内部に開口しているので、濃度測定処理の場合と同様にポンプ４０内部に発生する圧力脈動を減衰して、当該圧力脈動が振動要因となる事態を回避することができる。
このような作動音の遮断作用並びに圧力脈動の減衰作用によれば、騒音の発生を抑制することが可能になる。

尚、以上説明した第一実施形態では、パージ通路３１の第一及び第二通路部３１ａ，３１ｂ並びに検出通路５１が共同して特許請求の範囲に記載の「蒸発燃料通路」を構成し、圧力センサ５９が特許請求の範囲に記載の「検出手段」、「第一検出手段」及び「第二検出手段」に相当し、ＥＣＵ６０が特許請求の範囲に記載の「算出手段」及び「判定手段」に相当する。

（第二実施形態）
図１２に示すように第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
具体的に第二実施形態の蒸発燃料処理装置１００では、パージ通路３１において容積室３４より下流側に位置する第三通路部３１ｃに検出通路１１０が連通し、またパージ制御弁１２０が容積室３４の外部となる第三通路部３１ｃに設けられている。

このような第二実施形態では、第一実施形態に準ずる濃度測定処理、パージ処理及び漏れ検査処理が実施される。故に、各処理の実施に際しては、ポンプ４０の作動に起因する騒音の発生を抑制することができる。
また、第二実施形態によると、パージ通路３１においてパージ制御弁１２０が容積室３４を挟んでキャニスタ１０とは反対側に位置する形となる。故に、開閉作動によってパージ制御弁１２０の内部に生じる圧力脈動はキャニスタ１０へ伝播する前に容積室３４の内部で減衰されるので、当該圧力脈動がキャニスタ１０の振動要因となる事態を回避することができる。
尚、以上説明した第二実施形態では、パージ通路３１の各通路部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ並びに検出通路１１０が共同して特許請求の範囲に記載の「蒸発燃料通路」を構成している。

（第三実施形態）
図１３に示すように第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。
具体的に第三実施形態の蒸発燃料処理装置１５０では、パージ通路３１の第二通路部３１ｂと第三通路部３１ｃとが互いに直接連通し、それら通路部３１ｂ，３１ｃの境界部分に検出通路１６０が連通している。さらに、この検出通路１６０においてパージ通路３１と第一導圧通路５７との間には、ポンプ１７０を収容する容積室１８０が設けられている。容積室１８０は、図１３に示すように検出通路１６０より大きな断面積をもって形成されることにより、当該検出通路１６０に対して拡大された通路容積を確保している。ポンプ１７０の吸入口１７１は検出通路１６０の容積室１８０よりパージ通路３１側部分に連通し、ポンプ１７０の吐出口１７２は検出通路１６０の容積室１８０より第一導圧通路５７側部分と向き合わない形態で容積室１８０の内部に開口している。ポンプ１７０は検出通路１６０の容積室１８０よりパージ通路３１側部分からの流体を吸入し、当該吸入流体を加圧して容積室１８０の内部へ吐出する。

このような第三実施形態では、第一実施形態に準ずる濃度測定処理及び漏れ検査処理が実施される一方、第一実施形態とは異なるパージ処理が実施される。即ち、図１４に示す第三実施形態のパージ処理において第一実施形態のＳ２２に代わるＳ５２では、ＥＣＵ６０がポンプ１７０を起動することなく、停止状態のまま保持する。これにより、吸気通路８の吸気負圧がパージ通路３１を通じてキャニスタ１０に作用するため、キャニスタ１０からの脱離燃料及び燃料タンク４からの蒸発燃料がパージ通路３１を経由して吸気通路８へパージされる。そして、パージ中にパージ停止条件が成立すると、第一実施形態のＳ２３に代わるＳ５３において、ＥＣＵ６０がパージ制御弁１２０を閉じる。尚、第三実施形態のパージ処理においてＳ５１は、第一実施形態のＳ２１に準ずる内容である。

以上説明した第三実施形態によると、第一実施形態に準ずる濃度測定処理が実施されるので、その処理時間を短縮することができる。また、そうした濃度測定処理や第一実施形態に準ずる漏れ検査処理の実施に際しては、ポンプ１７０の作動に起因する騒音の発生を抑制することができる。

（第四実施形態）
図１５に示すように第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。
具体的に第四実施形態の蒸発燃料処理装置２００には、第二大気通路３２と第一切換弁３３と検出系５０とが設けられていない。このような第四実施形態では、第一実施形態に準ずるパージ処理が実施されることで、パージ濃度の安定化が図られて内燃機関６の空燃比制御が容易になる。また、そうしたパージ処理の実施に際しては、パージ制御弁３５及びポンプ４０の作動に起因する騒音の発生を抑制することができる。

以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。
例えば上述の第一実施形態から第四実施形態では、第一導圧通路５７を設けないで、第二導圧通路５８を通じて受ける圧力を検出する絶対圧センサを圧力センサ５９として用いてもよい。また、第一実施形態から第四実施形態では、第一導圧通路５７を設けないで、第二導圧通路５８を通じて受ける圧力の大気圧に対する相対圧を検出する相対圧センサを圧力センサ５９として用いてもよい。さらにまた、第一実施形態から第四実施形態では、第一導圧通路５７を通じて受ける圧力を検出する絶対圧センサと、第二導圧通路５８を通じて受ける圧力を検出する絶対圧センサとを圧力センサ５９の代わりに用いて、それら絶対圧センサの検出圧力間の差圧をＥＣＵ６０により算出してもよい。

さらに、上述の第一実施形態から第四実施形態では、パージ通路３１を直接燃料タンク４に連通させてもよい。
またさらに、上述の第一実施形態及び第四実施形態では、第二実施形態に準じてパージ制御弁３５を、容積室３４の外部となるパージ通路３１の第三通路部３１ｃに設けてもよい。
加えて、上述の第一実施形態、第二実施形態及び第四実施形態では、パージ処理においてポンプ４０の回転数を制御することによりパージの流量又は圧力を制御するようにしてもよい。

本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 各弁の図１とは異なる作動状態を示す図である。 図１の蒸発燃料処理装置の濃度測定処理を示すフローチャートである。 図１の蒸発燃料処理装置の作動を説明するための模式図である。 図３の濃度測定処理を説明するための模式図である。 図３の濃度測定処理を説明するための模式図である。 図１の蒸発燃料処理装置のパージ処理を示すフローチャートである。 図７のパージ処理を説明するための模式図である。 図１の蒸発燃料処理装置の漏れ検査処理を示すフローチャートである。 図９の漏れ検査処理を説明するための模式図である。 図９の漏れ検査処理を説明するための模式図である。 本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第三実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 図１３の蒸発燃料処理装置のパージ処理を示すフローチャートである。 本発明の第四実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。

符号の説明

２，１００，１５０，２００ 蒸発燃料処理装置、４ 燃料タンク、６ 内燃機関、８ 吸気通路、１０ キャニスタ、１７ タンク通路、２０ 大気開放制御系、２１ 第一大気通路、２２ 大気開放制御弁、３０ パージ系、３１ パージ通路、３１ａ 第一通路部（蒸発燃料通路）、３１ｂ 第二通路部（蒸発燃料通路）、３１ｃ 第三通路部（蒸発燃料通路）、３２ 第二大気通路、３３ 第一切換弁、３４，１８０ 容積室、３５，１２０ パージ制御弁、３６ 流体入口、３７ 流体出口、４０，１７０ ポンプ、４１，１７１ 吸入口、４２，１７２ 吐出口、５０ 検出系、５１，１１０，１６０ 検出通路（蒸発燃料通路）、５２ リターン通路、５３ 第三大気通路、５４ 第二切換弁、５５ 絞り、５６ 開閉制御弁、５７ 第一導圧通路、５８ 第二導圧通路、５９ 圧力センサ（検出手段）、６０ ＥＣＵ（算出手段、判定手段）

Claims (13)

1. 燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気系へ導いてパージさせるパージ通路と、
   前記パージ通路に設けられて通路容積を拡大する容積室と、
   前記容積室に収容され、前記パージ通路に流体流れを生じさせるポンプと、
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記燃料タンク及び前記パージ通路に連通するキャニスタであって、前記燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を前記パージ通路側へ脱離可能に吸着する吸着材を有するキャニスタを備え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。
3. 前記容積室に収容され、前記吸気系への蒸発燃料のパージを制御するパージ制御弁を備え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。
4. 前記パージ制御弁の流体入口は前記容積室の内部に開口することを特徴とする請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記容積室に連通する検出通路と、
   前記検出通路における蒸発燃料濃度に相関する物理量を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された物理量に基づいて前記パージ通路における蒸発燃料濃度を算出する算出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 前記容積室より下流側において前記パージ通路に連通する検出通路と、
   前記検出通路における蒸発燃料濃度に相関する物理量を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された物理量に基づいて前記パージ通路における蒸発燃料濃度を算出する算出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
7. 前記検出手段により検出される物理量は、前記検出通路の圧力であることを特徴とする請求項５又は６に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料が流れる蒸発燃料通路と、
   前記蒸発燃料通路に設けられて通路容積を拡大する容積室と、
   前記容積室に収容され、前記蒸発燃料通路に流体流れを生じさせるポンプと、
   前記蒸発燃料通路の前記容積室より下流側における蒸発燃料濃度に相関する物理量を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された物理量に基づいて前記蒸発燃料通路における蒸発燃料濃度を算出する算出手段と、
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
9. 前記検出手段により検出される物理量は、前記蒸発燃料通路の圧力であることを特徴とする請求項８に記載の蒸発燃料処理装置。
10. 前記燃料タンク及び前記蒸発燃料通路に連通するキャニスタであって、前記燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を前記蒸発燃料通路側へ脱離可能に吸着する吸着材を有するキャニスタを備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の蒸発燃料処理装置。
11. 前記検出手段としての第一検出手段と、
    前記ポンプの作動状態下、前記蒸発燃料通路における流体流れに相関する物理量を検出する第二検出手段と、
    前記第二検出手段により検出された物理量に基づいて前記燃料タンクからの蒸発燃料漏れを判定する判定手段と、
    を備えることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
12. 前記第二検出手段により検出される物理量は、前記蒸発燃料通路における圧力であることを特徴とする請求項１１に記載の蒸発燃料処理装置。
13. 前記ポンプの吐出口は前記容積室の内部に開口することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
    
    
    
    

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