JP2007303346A - 車両用エゼクタシステム及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキブースタに負圧を供給する機能を確保しつつも、内燃機関により多くの蒸発燃料を低コストで供給可能な車両用エゼクタシステム及び制御装置を提供する。
【解決手段】 車両用エゼクタシステム１００Ａは、大気から各気筒に連通する内燃機関５９の吸気系１０の吸気通路から取り出そうとするインマニ負圧Ｐｍよりも大きな負圧を発生させるとともに、発生させた負圧をブレーキブースタ２２の負圧室に供給するための負圧供給ポート３１ｃを有するエゼクタ３０と、蒸発燃料を負圧供給ポート３１ｃに導く第１の経路で、通路を連通、遮断する三方弁１と、三方弁１を制御するＥＣＵ４０Ａとを有する。三方弁１は、第１の経路と、吸気通路に蒸発燃料を導く第２の経路との分岐地点に配設され、第１の経路と第２の経路とを切り替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エゼクタを有して構成される車両用エゼクタシステム及び制御装置に関し、特に、ブレーキブースタに負圧を供給するエゼクタを有して構成される車両用エゼクタシステム及び制御装置に関する。

従来、車両において、大気から各気筒に連通する内燃機関の吸気系の吸気通路（以下、単に内燃機関の吸気系とも称す）から取り出そうとする負圧よりも、さらに大きな負圧をブレーキブースタに供給するためにエゼクタが利用されている。このエゼクタに関し、例えば特許文献１では以下に示す車両制御装置が提案されている。この車両制御装置は、エゼクタの作動により吸気流量が変動すると、アイドリング時に空燃比を適正に維持できなくなることやアイドリングが不安定になることから、特にエンジン始動直後のアイドリングと空燃比との安定性を確保すべく、内燃機関の始動時から所定時間が経過するまでの間、エゼクタの作動を禁止する点に特徴を有するものである。また、特許文献１では、上記の課題を解決すべく、エゼクタの作動状態に基づいて内燃機関に吸入される吸入空気量を補正する補正手段を備えた車両制御装置が提案されている。

特許文献２では以下に示す気圧式倍力装置が提案されている。この気圧式倍力装置は、相互に複数配置されたエゼクタと、エゼクタの動作の有無を切り替える切替弁と、車両の状態に応じてエゼクタの動作数を決定するとともに切替弁を制御する制御部とを有して構成されている。特許文献２が提案する気圧式倍力装置によれば、気圧式倍力装置の負圧室に車両の状態に応じて必要十分な度合いで負圧充填を行うことができ、その結果、吸気流量の変動が必要最小限に抑制される。すなわち、この気圧式倍力装置によれば、負圧充填の最適化に加えて、さらに内燃機関の制御の最適化も図ることができる。

特許文献３では以下に示す負圧供給装置が提案されている。この負圧供給装置は、スロットルバルブの上流側と下流側との差圧によって作動する第１エゼクタと、過給機の上流側と下流側との差圧によって作動する第２エゼクタと、第１及び第２エゼクタで発生する負圧のうち真空度が高いほうを負圧作動装置に供給する選択手段とを備えている。この負圧供給装置は、過給機を装着した内燃機関で高負荷運転時に負圧の供給量が低下しやすくなることを改善すべく、例えば第１エゼクタで発生する負圧が小さい場合でも、第２エゼクタで負圧作動装置に負圧を供給することで、負圧を安定供給しようとする技術である。

特開２００５−６９７１５号公報 特開２００５−２９７６５４号公報 特開２００３−２０１９２７号公報

ところで、近年では、地球温暖化や大気汚染などの環境問題に対する関心が益々高まっており、車両においては排気ガス中に含まれる炭化水素ＨＣなどのエミッションの排出量を低減することが重要な課題の一つとなっている。そのためには、内燃機関の排気系に配設されている触媒の温度を素早く反応温度にまで高めることが有効な方策の一つであることから、内燃機関の始動後、水温が適温になるまでの間（以下、単に冷間時と称す）、内燃機関の点火時期を遅角させる制御が一般的に行われている。この際、同時に、吸気通路を大きく開放するようにスロットル弁も制御し、吸気流量を増大させている（以下、単にこれらの制御を触媒暖機制御と称す）。触媒暖機制御を行うことで、より多くの混合気をより排気行程に近い時期で燃焼させることができるため、より高い温度で排気ガスを触媒に到達させることができ、その結果、素早く触媒の温度を反応温度にまで高めることができる。

ところが、上述のようにスロットル弁で吸気通路を大きく開放すると、内燃機関の吸気系で発生する負圧が小さくなる。この場合、ブレーキブースタは内燃機関の吸気系から負圧を取り出しているため、ブレーキ操作をアシストする機能が不十分になり、その結果、運転者の操作負担が増大してしまう。そのため、一般的には上述のような触媒暖機制御のもと、冷間時にはエゼクタを利用してより大きな負圧をブレーキブースタに供給するといったことが行われている。なお、この場合には、吸気通路が比較的大きく開放されているため、エゼクタを機能させても吸気流量の変動度合いが相対的に減少し、吸気流量の変動によりアイドリングが不安定になったり、空燃比に過大な悪影響が及んだりすることはない。一方、内燃機関の水温が適温になった場合（以下、単に温間時と称す）には、触媒暖機制御が行われなくなることから、アイドリング時にはスロットル弁を相応の開度に閉じる必要性が生じる。したがって、温間時にエゼクタを常時機能させるとアイドリングが不安定になってしまう。

この対策として最も簡便な対策は、エゼクタを機能させないことであるが、例えば特許文献１が提案する補正手段を備えた車両制御装置などを利用すれば、温間時にエゼクタを機能させても、アイドリングの安定性を確保できると考えられる。また、エゼクタを全く機能させない場合、吸気通路の負圧が低下したときなどに、ブレーキブースタが必要な大きさの負圧を確保できなくなる場合も発生し得るため、温間時であっても必要に応じて適宜エゼクタを機能させたほうが好ましい。これに対してさらに例えば特許文献２が提案する気圧式倍力装置を利用したり、特許文献３が提案する負圧供給装置を利用したりすれば、温間時でも適宜エゼクタを機能させてより大きな負圧を供給することも可能になると考えられる。

一方、従来から吸気通路の負圧を利用して内燃機関に蒸発燃料を供給し、燃費性能の向上を図るパージシステムが知られている。また、近年では、このパージシステムがより高い燃費性能の実現を主な目的とする所謂ハイブリッド車両やＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載した車両にも適用されている。そして、このパージシステムには、吸気通路の負圧が低下した場合、内燃機関に蒸発燃料を十分供給できなくなるといった課題が存在する。さらに、ハイブリッド車両やＣＶＴを搭載した車両では、一般的に燃費の良い低回転、高負荷領域をより多く利用するように内燃機関の空燃比制御が行われているため、全体としてスロットル弁が大きく開かれる機会が多くなり、その結果、特に吸気通路の負圧が減少しやすく、パージシステムを有効活用できなくなりやすい。したがって、ブレーキブースタに用いられるエゼクタをこのパージシステムに有効的に利用できれば、より多くの蒸発燃料を内燃機関に供給できるようになると考えられるが、この点、前述の各特許文献では特に言及されていない。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ブレーキブースタに負圧を供給する機能を確保しつつも、内燃機関により多くの蒸発燃料を低コストで供給可能な車両用エゼクタシステム及び制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、大気から各気筒に連通する内燃機関の吸気系の吸気通路から取り出そうとする負圧よりも大きな負圧を発生させるとともに、該発生させた負圧をブレーキブースタの負圧室に供給するための負圧供給用接続部を有するエゼクタと、蒸発燃料を前記負圧供給用接続部に導く第１の経路で、通路を連通、遮断する切替手段と、該切替手段を制御する制御手段とを有して構成されていることを特徴とする。本発明によれば、エゼクタが発生させる大きな負圧を利用して内燃機関により多くの蒸発燃料を供給可能である。同時に、本発明によれば、切替手段で通路を遮断することで、エゼクタでブレーキブースタに優先的に負圧を供給することができるため、ブレーキブースタに負圧を供給する機能も確保可能である。また、本発明によれば、より多くの蒸発燃料を供給するにあたって、ブレーキブースタに用いられるエゼクタを利用するため、部品点数の増加を抑制でき、その結果コストを低く抑制可能である。

また、本発明は、前記切替手段が、前記第１の経路と、前記吸気通路に蒸発燃料を導く第２の経路との分岐地点に配設され、前記第１の経路で通路を連通するとともに前記第２の経路で通路を遮断し、前記第１の経路で通路を遮断するとともに前記第２の経路で通路を連通することで、前記第１の経路と前記第２の経路とを切り替えてもよい。より具体的には、例えば本発明のようにして、第１の経路と第２の経路とを切り替えれば、エゼクタを利用してブレーキブースタに優先的に負圧を供給する場合と、エゼクタを利用して内燃機関に蒸発燃料を供給する場合とを切り替えることが可能である。なお、例えば第１及び第２の経路夫々に対応させて個別に通路を連通、遮断する弁を備えることなども可能であるが、本発明によれば、１つの切替手段で経路を切り替えることができるため、個別に弁を備える場合と比較して部品点数の増加を抑制でき、その結果コストを低く抑制可能である。

また、本発明は、前記切替手段が、前記第１の経路と、前記負圧供給用接続部から前記負圧室に負圧が供給される第３の経路との分岐地点に配設され、前記第１の経路で通路を連通するとともに前記第３の経路で通路を遮断し、前記第１の経路で通路を遮断するとともに前記第３の経路で通路を連通することで、前記第１の経路と前記第３の経路とを切り替えてもよい。また、例えば本発明のようにして、第１の経路と第３の経路と切り替えれば、エゼクタを利用してブレーキブースタに優先的に負圧を供給する場合と、エゼクタを利用して内燃機関に蒸発燃料を供給する場合とを切り替えることが可能である。

また、本発明は、前記内燃機関の触媒暖機制御の状態に応じて、前記制御手段が前記通路を連通、遮断するように、前記切替手段を制御してもよい。ここで、触媒暖機制御が行われているときには吸気通路の負圧が減少するため、エゼクタを利用してブレーキブースタに負圧を供給する必要があるか否かは、例えば触媒暖機制御が行われているか否かで判断できる。したがって、本発明によれば、エゼクタでブレーキブースタに負圧を供給する必要がある場合とない場合に合わせて切替手段を連通、或いは遮断制御することが可能である。

なお、触媒暖機制御の状態は、例えばこの状態を指標可能な内燃機関の水温などで検出されればよく、内燃機関の水温は温度センサなどの適宜の温度検出手段で検出されてよい。この場合、内燃機関の水温が所定値以上であれば、触媒暖気制御が行われていない、と判断できるため、例えば内燃機関の水温が所定値以上の場合に、第１の経路で通路を連通するように制御手段で切替手段を制御することが可能である。また、内燃機関の水温が所定値以上であるか否か、すなわち触媒暖機制御が行われているか否かは制御装置で判定されればよく、判定は、触媒暖機制御の状態を指標するものに基づいて行われれば、例えば上述の温度検出手段からの出力信号のほか、触媒暖機制御の内部処理状態などに基づいて行われてもよい。

また、本発明は、前記負圧室の圧力に応じて、前記制御手段が前記通路を連通、遮断するように、前記切替手段を制御してもよい。ここで、エゼクタを利用してブレーキブースタに負圧を供給する必要があるか否かは、例えば負圧室の負圧の大きさで判断できる。したがって、本発明によれば、エゼクタでブレーキブースタに負圧を供給する必要がある場合とない場合に合わせて切替手段を連通、或いは遮断制御することが可能である。

なお、負圧室の圧力は、例えば圧力を電気的に検出可能な圧力センサなど、適宜の圧力検出手段で検出されてよい。また、負圧室の負圧が所定の大きさよりも大きい場合、すなわち負圧室の圧力が所定値以下の場合には、エゼクタに負圧を供給する必要がないと判断できるため、例えば負圧室の圧力が所定値以下の場合に、第１の経路で通路を連通するように制御手段で切替手段を制御することが可能である。また、負圧室の圧力が所定値以下であるか否かは制御装置で判定されればよく、判定は、絶対圧で行われても負圧で行われてもよい。また、これに限られず、判定は、例えば上述の圧力検出手段からの出力信号など、負圧室の圧力を指標するものに基づいて行われればよい。

また、本発明は、さらに、前記吸気通路の圧力に応じて、前記制御手段が前記通路を連通、遮断するように、前記切替手段を制御してもよい。ここで、エゼクタを利用しないと内燃機関に蒸発燃料を十分に供給できないか否かは、例えば吸気通路の負圧の大きさで判断できる。したがって、本発明によれば、吸気通路の負圧で内燃機関に蒸発燃料を十分供給できる場合とできない場合とに合わせて切替手段を連通、或いは遮断制御することが可能である。すなわち、本発明によれば、内燃機関に蒸発燃料を供給するにあたって必要な場合にのみエゼクタを利用し、エゼクタを利用しなくともよい場合には、敢えてエゼクタを利用しないようにすることも可能である。

なお、吸気通路の圧力は、適宜の圧力検出手段で検出されてよい。また、吸気通路の圧力は、吸気通路のうち、第２の経路で蒸発燃料が導かれる部分の圧力であることが好ましいが、これに限られず、この部分の圧力と同じ傾向で圧力が変化する部分の圧力であれば、その他の部分の圧力であってもよい。また、吸気通路の負圧が所定の大きさよりも小さい場合、すなわち吸気通路の圧力が所定値以上の場合には、エゼクタを利用しないと内燃機関に蒸発燃料を十分供給できないと判断できるため、例えば、吸気通路の圧力が所定値以上の場合に、第１の経路で通路を連通するように、制御手段で切替手段を制御することが可能である。また、吸気通路の圧力が所定値以上であるか否かは制御装置で判定されればよく、判定は、絶対圧で行われても負圧で行われてもよい。また、これに限られず、判定は、吸気通路の圧力を指標するものに基づいて行われればよく、例えば適宜の圧力検出手段からの出力信号のほか、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段からの出力信号や、内燃機関の回転数とスロットル弁の開度とから推定されるような推定圧力に基づいて行われてもよい。

また、本発明は、請求項４から７いずれか１項記載の車両用エゼクタシステムに用いられることを特徴とする制御装置である。

本発明によれば、ブレーキブースタに負圧を供給する機能を確保しつつも、内燃機関により多くの蒸発燃料を低コストで供給可能な車両用エゼクタシステム及び制御装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、本実施例に係る車両用エゼクタシステム（以下、単にエゼクタシステムと称す）１００Ａを模式的に示す図である。内燃機関５０を始めとした図１に示す各構成は車両（図示省略）に搭載されている。内燃機関５０の吸気系１０は、エアクリーナ１１と、エアフロメータ１２と、電動スロットル１３と、インテークマニホールド１４と、インマニ圧センサ１５と、内燃機関５０の各気筒（図示省略）に連通する図示しない吸気ポートと、これらの構成の間に適宜配設される例えば吸気管１６ａ、１６ｂなどを有して構成されている。エアクリーナ１１は内燃機関５０の各気筒に供給される吸気を濾過するための構成であり、図示しないエアダクトを介して大気に連通している。エアフロメータ１２は吸気流量を計測するための構成であり吸気流量に応じた信号を出力する。

電動スロットル１３は、スロットル弁１３ａと、スロットルボディ１３ｂと、弁軸１３ｃと、電動モータ１３ｄとを有して構成されている。スロットル弁１３ａは、内燃機関５０の各気筒に供給する全吸気流量を開度変化により調整するための構成である。スロットルボディ１３ｂは、吸気通路が形成された筒状部材からなる構成であり、この吸気通路に配設されたスロットル弁１３ａの弁軸１３ｃを軸支する。電動モータ１３ｄは、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）４０Ａの制御の基、スロットル弁１３ａの開度を変更するための構成であり、この電動モータ１３ｄにはステップモータが採用されている。電動モータ１３ｄはスロットルボディ１３ｂに固定されており、その出力軸（図示省略）は弁軸１３ｃに連結されている。スロットル弁１３ａの開度は、電動スロットル１３に内蔵されたスロットル開度検出手段としてのエンコーダ（図示省略）からの出力信号に基づき、ＥＣＵ４０Ａで検出される。

なお、スロットル機構には、電動スロットル１３のようなスロットル弁１３ａをアクチュエータで駆動するスロットルバイワイヤ方式を適用することが、後述するエゼクタ３０を機能させた場合にアイドリング時の空燃比の補正制御も同時に行えることから好ましい。但し、これに限られず、例えば電動スロットル１３の代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル（図示省略）と連動し、スロットル弁１３ａの開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用してもよい。インテークマニホールド１４は、上流側で一つの吸気通路を下流側で内燃機関５０の各気筒に対応させて分岐するための構成であり、吸気を内燃機関５０の各気筒に分配する。また、インテークマニホールド１４には、後述するキャニスタ６１から吸気通路に蒸発燃料を流入させるために利用する負圧（以下、インマニ負圧Ｐｍと称す）を検出するための圧力検出手段として、インマニ圧センサ１５が配設されている。

ブレーキ装置２０は、ブレーキペダル２１と、ブレーキブースタ２２と、マスターシリンダ２３と、負圧センサ２４とホイルシリンダ（図示省略）とを有して構成されている。運転者が車輪の回転を制動するために操作するブレーキペダル２１は、ブレーキブースタ２２の入力ロッド（図示省略）と連結されている。ブレーキブースタ２２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比でアシスト力を発生させるための構成であり、内部でマスターリシンダ２３側に区画された負圧室（図示省略）が、エゼクタ３０を介してインテークマニホールド１４の吸気通路に接続されている。また、ブレーキブースタ２２には、この負圧室の圧力（以下、ブレーキ負圧Ｐｂと称す）を検出するための圧力検出手段として、負圧センサ２４が配設されている。ブレーキブースタ２２は、さらにその出力ロッド（図示省略）がマスターシリンダ２３の入力軸（図示省略）と連結されており、マスターシリンダ２３は、ペダル踏力に加えてアシスト力を得たブレーキブースタ２２からの作用力に応じて油圧を発生させる。マスターシリンダ２３は、油圧回路を介して各車輪のディスクブレーキ機構（図示省略）に設けられたホイルシリンダ夫々に接続されており、ホイルシリンダはマスターシリンダ２３から供給された油圧で制動力を発生させる。なお、ブレーキブースタ２２は気圧式のものであれば特に限定されるものではなく、一般的なものであってよい。

エゼクタ３０は、吸気系１０の吸気通路から取り出そうとする負圧、より具体的にはインマニ負圧Ｐｍよりもさらに大きな負圧を発生させてブレーキブースタ２２の負圧室に供給するための構成である。エゼクタ３０は、流入ポート３１ａと流出ポート３１ｂと負圧供給ポート（負圧供給用接続部）３１ｃとを有している。これらのうち、負圧供給ポート３１ｃがエアホース５ｃでブレーキブースタ２２の負圧室に接続されている。また、流入ポート３１ａは吸気管１６ａの吸気通路にエアホース５ａで、流出ポート３１ｂはインテークマニホールド１４の吸気通路にエアホース５ｂで、電動スロットル１３、より具体的にはスロットル弁１３ａを挟むようにして夫々接続されている。これによって、電動スロットル１３を迂回するバイパス路Ｂが、エゼクタ３０を含んでエアホース５ａと５ｂとで形成される。なお、エゼクタ３０が機能していない場合、ブレーキブースタ２２の負圧室には、インテークマニホールド１４の吸気通路から、エアホース５ｂ、エゼクタ３０の流出ポート３１ｂ及び負圧供給ポート３１ｃ、エアホース５ｃ夫々を介してインマニ負圧Ｐｍが供給される。なお、ＥＣＵ４０Ａの制御の基、バイパス路Ｂを連通、遮断可能なバルブなどを例えばエアホース５ａに配設してもよい。この場合には、このバルブでバイパス路Ｂを連通、遮断することで、必要に応じてエゼクタ３０を機能、或いは機能停止させることも可能である。

図２はエゼクタ３０の内部構成を模式的に示す図である。エゼクタ３０は内部にディフューザ３２を備えている。ディフューザ３２は、先細テーパ部３２ａと、末広テーパ部３２ｂと、これらを連通する通路にあたる負圧取出部３２ｃとで構成されている。先細テーパ部３２ａは、流入ポート３１ａに対向するようにして開口しており、末広テーパ部３２ｂは、流出ポート３１ｂに対向するようにして開口している。また、負圧取出部３２ｃは、負圧供給ポート３１ｃに連通している。流入ポート３１ａには、流入してきた吸気を先細テーパ部３２ａに向けて噴射するノズル３３が配設されており、ノズル３３から噴射された吸気はディフューザ３２を流通し、さらに流出ポート３１ｂからエアホース５ｂに流出する。この際、ディフューザ３２で高速噴流が生起されることにより、ベンチュリー効果で負圧取出部３２ｃに大きな負圧が発生し、さらにこの負圧は負圧供給ポート３１ｃからエアホース５ｃを介して負圧室に供給される。このようなエゼクタ３０の機能により、ブレーキブースタ２２は、インマニ負圧Ｐｍよりも大きな負圧を得ることができる。なお、負圧取出部３２ｃと負圧供給ポート３１ｃとの間の内部流路と、流出ポート３１ｂと負圧供給ポート３１ｃとの間の内部流路と、ブレーキブースタ２２のエアホース５ｃ接続部とに設けられた逆支弁３４は、夫々逆流を防止するためのものである。また、エゼクタは図２に示す内部構造を備えるエゼクタ３０に限られず、その他の異なる内部構造を備えるエゼクタがエゼクタ３０の代わりに適用されてもよい。

パージシステム６０は、燃料タンク６１と、キャニスタ６２とを有して構成されている。キャニスタ６２は、接続先の燃料タンク６１内で発生する蒸発燃料を捕捉するための構成である。キャニスタ６２は、内部に蒸発燃料を吸着するための活性炭（図示省略）を備えており、この活性炭は、温度が低いほど蒸発燃料の吸着効率が向上し、温度が高いほど吸着した蒸発燃料の脱離効率が向上する性質を有している。また、キャニスタ６２はインテークマニホールド１４の吸気通路に三方弁１を介して接続されている。同時にキャニスタ６２は負圧供給ポート３１ｃに三方弁１を介して接続されている。三方弁１は、内燃機関５０への蒸発燃料の供給ルートを図１に示す第１の経路、または第２の経路に切り替えるための構成であり、上述のようにして第１の経路と第２の経路との分岐地点に配設される。これにより、第１の経路と第２の経路とに個別に弁を備える場合と比較して部品点数の増加を抑制できる。同時に三方弁１は、エゼクタ３０を利用してブレーキブースタ２２に優先的に負圧を供給する場合と、エゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合とを切り替えるための構成となっている。

三方弁１には３ポート２ポジションのソレノイドバルブが採用されている。但し、これに限られず、ＥＣＵ４０Ａで制御可能な他の適宜の電磁弁などを三方弁１の代わりに適用してよい。三方弁１はＥＣＵ４０Ａの制御の基、第１の経路で通路を遮断するとともに第２の経路で通路を連通する。これにより、キャニスタ６２内で脱離された蒸発燃料はインマニ負圧Ｐｍにより三方弁１を介して第２の経路で吸気通路に導かれる。また、三方弁１はＥＣＵ４０の制御の基、第１の経路で通路を連通するとともに第２の経路で通路を遮断する。これにより、キャニスタ６２内で脱離された蒸発燃料はエゼクタ３０が発生させる負圧により三方弁１を介して第１の経路で吸気通路に導かれる。

また、三方弁１を例えば図３に示す位置に配設することも可能である。図３は、三方弁１の配置が図１に示す配置と異なるエゼクタシステム１００Ａを示す図である。この配置例では、キャニスタ６２はインテークマニホールド１４の吸気通路に、三方弁１を介することなく直接的に接続されている。同時にキャニスタ６２は負圧供給ポート３１ｃに三方弁１を介して接続されている。なお、この場合、分岐後の第２の経路において、吸気通路からの逆流を防止すべく逆支弁３４などを通路に配設したほうが好ましい。また、本配置例では、三方弁１がエアホース５ｃに介在するようにしてブレーキブースタ２２の負圧室に接続されている。

三方弁１は、図３に示す第１の経路と第３の経路とを切り替えることによって、内燃機関５０への蒸発燃料の供給ルートを第１の経路、または第２の経路に切り替える構成となっており、上述のようにして第１の経路と第３の経路との分岐地点に配設される。これにより、第１の経路と第３の経路とに個別に弁を備える場合と比較して部品点数の増加を抑制できる。同時に三方弁１は、エゼクタ３０を利用してブレーキブースタ２２に優先的に負圧を供給する場合と、エゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合とを切り替えるための構成となっている。三方弁１はＥＣＵ４０Ａの制御の基、第１の経路で通路を遮断するとともに第３の経路で通路を連通する。これにより、キャニスタ６２内で脱離された蒸発燃料はインマニ負圧Ｐｍにより第２の経路で直接的に吸気通路に導かれる。また、三方弁１はＥＣＵ４０Ｂの制御の基、第１の経路で通路を連通するとともに第３の経路で通路を遮断する。これにより、キャニスタ６２内で脱離された蒸発燃料はエゼクタ３０が発生させる負圧により三方弁１を介して第１の経路で吸気通路に導かれる。本実施例では三方弁１で切替手段を実現している。

ＥＣＵ４０Ａは、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ４０Ａは主として内燃機関５０を制御するための構成であり、本実施例では三方弁１も制御している。ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関５０制御用のプログラムのほかに、三方弁１制御用のプログラムも格納している。但し、これらのプログラムは一体として組み合わされていてもよい。本実施例では、三方弁１と、エゼクタ３０と、ＥＣＵ４０Ａとでエゼクタシステム１００Ａを実現している。

次に、触媒暖機制御の状態に応じてエゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合に、ＥＣＵ４０Ａで行われる処理を図４に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、三方弁１は、図１に示すように配設されていても、図３に示すように配設されていてもよい。ＥＣＵ４０Ａは、ＲＯＭに格納された三方弁１制御用のプログラムに基づき、ＣＰＵがフローチャートに示す処理を極短い時間で繰り返し実行することで、三方弁１を制御する。ＣＰＵは、内燃機関５０の水温が所定値αよりも大きくなったか否かを判定する処理を実行する（ステップ１１）。所定値αは触媒暖機制御を中止することになる温度であり、本実施例ではこの所定値αを水温が適温であること、すなわち温間時になったことを示す値（例えば７０℃）に設定している。このステップで、エゼクタ３０を利用してブレーキブースタ２２に負圧を供給する必要があるか否かが判定される。

肯定判定であれば、エゼクタ３０による負圧の供給が不要と判断され、ＣＰＵは蒸発燃料の供給ルートを第１の経路に切り替えるよう、三方弁１に通電する処理を実行する（ステップ１２）。なお、エゼクタ３０を機能、或いは機能停止させるバルブを備えている場合には、ステップ１１で肯定判定であった場合に、エゼクタ３０を機能停止させるようにこのバルブを制御することなく、引き続きエゼクタ３０を機能させればよい。これによって、負圧を供給する機能を確保しつつ、エゼクタ３０が発生させる負圧でより多くの蒸発燃料を内燃機関５０に供給できる。なお、ステップ１１で否定判定であれば、ＣＰＵは引き続き水温が所定値αよりも大きくなるまでステップ１１に示す処理を実行する。以上により、ブレーキブースタ２２に負圧を供給する機能を確保しつつも、内燃機関５０により多くの蒸発燃料を低コストで供給可能なエゼクタシステム１００Ａ及びＥＣＵ４０Ａを実現可能である。

本実施例に係るエゼクタシステム１００Ｂは、ＥＣＵ４０Ａの代わりにＥＣＵ４０Ｂを備えている以外、実施例１に係るエゼクタシステム１００Ａと同一である。また、ＥＣＵ４０Ｂは、ＲＯＭに格納された三方弁１制御用のプログラムが異なる以外、ＥＣＵ４０Ａと同一である。また、エゼクタシステム１００Ｂが適用されている車両の各構成は、ＥＣＵ４０Ａ以外、図１或いは図３に示した各構成と同一である。図５は、負圧室の圧力、より具体的にはブレーキ負圧Ｐｂに応じてエゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合に、ＥＣＵ４０Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。なお、三方弁１は、図１に示すように配設されていても、図３に示すように配設されていてもよい。

ＣＰＵは、内燃機関５０の水温が所定値αよりも大きくなったか否かを判定する処理を実行する（ステップ２１）。所定値αは実施例１と同様、触媒暖機制御を中止することになる温度である。このステップで、エゼクタ３０を利用してブレーキブースタ２２に負圧を供給する必要があるか否かが判定される。なお、触媒暖機制御そのものを行っていない場合には、本ステップは不要である。肯定判定であれば、ＣＰＵはブレーキ負圧Ｐｂの大きさが所定値Ｐｂｓよりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップ２２）。なお、本ステップにおいて判定を絶対圧で行ってもよい。このステップで、さらに、エゼクタ３０を利用してブレーキブースタ２２に負圧を供給する必要があるか否かが判定される。肯定判定であれば、エゼクタ３０による負圧の供給が不要と判断され、ＣＰＵは蒸発燃料の供給ルートを第１の経路に切り替えるよう、三方弁１に通電する処理を実行する（ステップ２３）。これによって、負圧を供給する機能を確保しつつ、多くの蒸発燃料を内燃機関５０に供給できる。

なお、ステップ２１及び２２で否定判定であれば、ＣＰＵは、再びステップ２１に示す処理を実行することになる。また、エゼクタ３０を機能、或いは機能停止させるバルブを備えている場合であって、温間時にエゼクタ３０を機能停止させていたような場合には、ステップ２２で肯定判定されたときに、このバルブを制御してエゼクタ３０を機能させればよい。また、本フローチャートでは要点ではないため敢えて記載を省略しているが、既に蒸発燃料供給ルートが第１の経路に切り替えられている場合に、ステップ２２で否定判定であった場合には、当然にして蒸発燃料供給ルートを第２の経路に切り替えるよう三方弁１を制御することになる。以上により、ブレーキブースタ２２に負圧を供給する機能を確保しつつも、内燃機関５０により多くの蒸発燃料を低コストで供給可能なエゼクタシステム１００Ｂ及びＥＣＵ４０Ｂを実現可能である。

本実施例に係るエゼクタシステム１００Ｃは、ＥＣＵ４０Ａの代わりにＥＣＵ４０Ｃを備えている以外、実施例１に係るエゼクタシステム１００Ａと同一である。また、ＥＣＵ４０Ｃは、ＲＯＭに格納された三方弁１制御用のプログラムが異なる以外、ＥＣＵ４０Ａと同一である。また、エゼクタシステム１００Ｃが適用されている車両の各構成は、ＥＣＵ４０Ａ以外、図１或いは図３に示した各構成と同一である。図６は、吸気通路の圧力、より具体的にはインマニ負圧Ｐｍに応じてエゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合に、ＥＣＵ４０Ｃで行われる処理をフローチャートで示す図である。なお、三方弁１は、図１に示すように配設されていても、図３に示すように配設されていてもよい。

ＣＰＵは、内燃機関５０の水温が所定値αよりも大きくなったか否かを判定する処理を実行する（ステップ３１）。所定値αは実施例１及び２と同様、触媒暖機制御を中止することになる温度である。なお、触媒暖機制御そのものを行っていない場合には、本ステップは不要である。肯定判定であれば、エゼクタ３０による負圧の供給が不要と判断され、ＣＰＵはインマニ負圧Ｐｍの大きさが所定値Ｐｍｓよりも小さいか否かを判定する処理を実行する（ステップ３２）。なお、本ステップにおいて判定を絶対圧で行ってもよい。また、本ステップでインマニ負圧Ｐｍの代わりに、例えばスロットル開度が所定値Ｔａよりも大きいか否かを判定してもよい。このステップで、エゼクタ３０を利用しないと内燃機関５０に蒸発燃料を十分に供給できないか否かが判定される。肯定判定であれば、エゼクタ３０を利用しないと蒸発燃料を十分に供給できない、と判断され、ＣＰＵは蒸発燃料の供給ルートを第１の経路に切り替えるよう、三方弁１に通電する処理を実行する（ステップ３３）。これによって、負圧を供給する機能を確保しつつ、より多くの蒸発燃料を内燃機関５０に供給できる。

なお、ステップ３１及び３２で否定判定であれば、ＣＰＵは、再びステップ３１に示す処理を実行することになる。また、エゼクタ３０を機能、或いは機能停止させるバルブを備えている場合には、ステップ３２で肯定判定であった場合に、実施例２と同様にしてこのバルブを制御すればよい。また、既に蒸発燃料供給ルートが第１の経路に切り替えられている場合についても、ステップ３２で否定判定であった場合に、第１の経路から第２の経路に切り替えるよう三方弁１を制御すればよい。以上により、ブレーキブースタ２２に負圧を供給する機能を確保しつつも、内燃機関５０により多くの蒸発燃料を低コストで供給可能なエゼクタシステム１００Ｃ及びＥＣＵ４０Ｃを実現可能である。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

実施例１に係る車両用エゼクタシステム１００Ａを模式的に示す図である。 エゼクタ３０の内部構成を模式的に示す図である。 三方弁１の配置が図１に示す配置と異なるエゼクタシステム１００Ａを示す図である。 触媒暖機制御の状態に応じてエゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合に、ＥＣＵ４０Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。 ブレーキ負圧Ｐｂに応じてエゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合に、ＥＣＵ４０Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。 インマニ負圧Ｐｍに応じてエゼクタ３０を利用して内燃機関５０に蒸発燃料を供給する場合に、ＥＣＵ４０Ｃで行われる処理をフローチャートで示す図である。

符号の説明

１ 三方弁
１０ 吸気系
１４ エキゾーストマニホールド
１５ インマニ圧センサ
２０ ブレーキ装置
２２ ブレーキブースタ
２４ 負圧センサ
３０ エゼクタ
３１ｃ 負圧供給ポート
４０ ＥＣＵ
５０ 内燃機関
６０ パージシステム
１００ エゼクタシステム

Claims (7)

1. 大気から各気筒に連通する内燃機関の吸気系の吸気通路から取り出そうとする負圧よりも大きな負圧を発生させるとともに、該発生させた負圧をブレーキブースタの負圧室に供給するための負圧供給用接続部を有するエゼクタと、蒸発燃料を前記負圧供給用接続部に導く第１の経路で、通路を連通、遮断する切替手段と、該切替手段を制御する制御手段とを有して構成されていることを特徴とする車両用エゼクタシステム。
2. 前記切替手段が、前記第１の経路と、前記吸気通路に蒸発燃料を導く第２の経路との分岐地点に配設され、前記第１の経路で通路を連通するとともに前記第２の経路で通路を遮断し、前記第１の経路で通路を遮断するとともに前記第２の経路で通路を連通することで、前記第１の経路と前記第２の経路とを切り替えることを特徴とする請求項１記載の車両用エゼクタシステム。
3. 前記切替手段が、前記第１の経路と、前記負圧供給用接続部から前記負圧室に負圧が供給される第３の経路との分岐地点に配設され、前記第１の経路で通路を連通するとともに前記第３の経路で通路を遮断し、前記第１の経路で通路を遮断するとともに前記第３の経路で通路を連通することで、前記第１の経路と前記第３の経路とを切り替えることを特徴とする請求項１記載の車両用エゼクタシステム。
4. 前記内燃機関の触媒暖機制御の状態に応じて、前記制御手段が前記通路を連通、遮断するように、前記切替手段を制御することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の車両用エゼクタシステム。
5. 前記負圧室の圧力に応じて、前記制御手段が前記通路を連通、遮断するように、前記切替手段を制御することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の車両用エゼクタシステム。
6. さらに、前記吸気通路の圧力に応じて、前記制御手段が前記通路を連通、遮断するように、前記切替手段を制御することを特徴とする請求項４または５記載の車両用エゼクタシステム。
7. 請求項４から６いずれか１項記載の車両用エゼクタシステムに用いられることを特徴とする制御装置。

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