JP2007315327A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、蒸発燃料処理装置に関し、キャニスタ内部の吸着材をより有効に活用することを目的とする。
【解決手段】吸着材１２を内部に備えるキャニスタ１０に、ベーパ流入孔３０と、大気孔３４と、負圧導入孔３２とを設ける。ベーパ流入孔３０は管路４０を介して燃料タンクに連通する。負圧導入孔３２と管路４２とが、大気孔３４と管路４４とが連通する。管路４２と管路４４はバルブ５０を介して管路４６に連通する。管路４６は大気に連通する。大気孔３４付近に、温度センサ５４を設ける。パージの非実行中に、温度センサ５４で蒸発燃料の吸着が確認されるまで管路４４と管路４６を連通させる。温度センサ５４で蒸発燃料の吸着の発生が検知されたら、管路４２と管路４６を連通させて、管路４４と管路４６を遮断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、蒸発燃料処理装置に関し、特に、車両への搭載に好適な蒸発燃料処理装置に関する。

従来、特開２００４−６８７８２号公報に開示されているように、燃料タンクなどで発生する蒸発燃料が外部へ放出されるのを抑制する蒸発燃料処理装置が知られている。この蒸発燃料処理装置の系内には、蒸発燃料を吸着するキャニスタが備えられる。キャニスタは、燃料タンクなどで発生した蒸発燃料が流入するベーパ流入孔と、大気に連通する大気孔とを備えている。そして、キャニスタ内部には、所定量の蒸発燃料を吸着しうる吸着材が備えられる。

ベーパ流入孔から蒸発燃料を含むガスが流入し、大気孔側へと流れる過程で、蒸発燃料がキャニスタ内部の吸着材に吸着される。その結果、大気孔から流出するガスから蒸発燃料が除去され、蒸発燃料の漏れが防止される。吸着が進むにつれ、吸着材において蒸発燃料が吸着した領域（以下、単に吸着した領域と称す）が拡大する。

吸着した領域が大気孔直近の位置まで達した後に、更に蒸発燃料が流入すると、蒸発燃料が大気孔から外部へと漏れ出すこととなる（この現象は、破過と称される）。上記従来のシステムにおいては、このような蒸発燃料の漏れの発生に対処するために、キャニスタを含む系内の圧力を負圧に保つこととしている。

特開２００４−６８７８２号公報

ところで、上記説明したキャニスタの吸着材の内部において、ベーパ流入孔と大気孔との間でガスが流通し易い位置では、蒸発燃料が吸着された領域の拡大が進みやすい。これに対し、ガスが優先的に流れない位置では、比較的、当該領域の拡大が進みにくい。

従って、ガスが優先的に流れない位置では、他の位置で吸着された蒸発燃料が拡散してくるものの、吸着量が相対的に少なくなりやすい。これに起因して、吸着材に未だ蒸発燃料を吸着可能である部分が残っているにも係らず、蒸発燃料が吸着した領域が大気孔直近まで達することがある。このような場合、吸着材の一部が蒸発燃料の吸着に十分に活用されておらず、キャニスタの有効利用の観点から好ましくない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、キャニスタ内部の吸着材をより有効に活用することができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、蒸発燃料処理装置であって、
蒸発燃料を吸着する吸着材を内部に備えるキャニスタと、
前記キャニスタに備えられ燃料タンクに連通するベーパ流入孔と、
前記キャニスタに備えられ該キャニスタのパージ実行中に大気に開放される大気孔と、
前記キャニスタに備えられ内燃機関の吸気系に連通する負圧導入孔と、
蒸発燃料の吸着が前記吸着材の前記大気孔近傍まで達したことを検知する大気孔側吸着検知手段と、
前記大気孔が大気に開放されて前記負圧導入孔が大気から遮断される第一状態と、該大気孔が大気から遮断され該負圧導入孔が大気に開放される第二状態とをそれぞれ実現する開閉機構と、
前記キャニスタのパージ非実行中に、前記大気孔側吸着検知手段により前記検知がなされるまで前記開閉機構を前記第一状態とし、該検知がなされたら該開閉機構を前記第二状態とする開閉制御手段と、
を有する。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記大気孔側吸着検知手段は、前記吸着材の前記大気孔近傍位置に備えられ該位置に蒸発燃料の吸着が生じたか否かを検知する大気孔側吸着センサを含み、
前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、該大気孔側吸着センサが該位置における蒸発燃料の吸着が生じたことを検知するまで前記開閉機構を前記第一状態とし、該判別がなされたら該開閉機構を前記第二状態とする。

また、第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、
前記開閉機構は前記大気孔と前記負圧導入孔とを共に大気から遮断状態とする第三状態を更に実現し、
蒸発燃料の吸着が前記吸着材の前記負圧導入孔近傍まで達したことを検知する負圧導入孔側吸着検知手段を有し、
前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、前記開閉機構が前記第一状態から前記第二状態にされた後に前記負圧導入孔側吸着検知手段により前記検知がなされたら、該開閉機構を第三状態とする。

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記負圧導入孔側吸着検知手段は、前記吸着材の前記負圧導入孔近傍位置に備えられ該位置に蒸発燃料の吸着が生じたか否かを検知する負圧導入孔側吸着センサを含み、
前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、前記開閉機構が前記第一状態から前記第二状態にされた後に該負圧導入孔側吸着センサが該位置における蒸発燃料の吸着を検知したら、該開閉機構を第三状態とする。

また、第５の発明は、第３の発明または第４の発明において、
前記キャニスタと、前記ベーパ流入孔に連通するベーパ流入系と、前記負圧導入孔に連通する負圧導入系とを含む系の内部の圧力を検知する圧力検知手段を有し、
前記圧力検知手段により検知された圧力が前記系の許容圧力値以下か否かを判定する圧力判定手段を有し、
前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、前記開閉機構が前記第三状態とされた後に前記圧力判定手段が前記圧力検知手段により検知された圧力が前記系の許容圧力値以下でないと判定したら、前記大気孔と前記負圧導入孔の少なくとも一方が大気に開放された状態を実現するように前記開閉機構を制御する。

第１の発明によれば、キャニスタのパージ非実行中に、吸着材における蒸発燃料が吸着された領域が大気孔近傍へと拡大するまでは、大気孔側において優先的に吸着を行う。そして、当該領域が大気孔近傍まで達したら、負圧導入孔側において優先的に吸着を行うこととする。このようにすることで、吸着材をより満遍なく利用して蒸発燃料の吸着を行うことができる。

第２の発明によれば、大気孔側吸着検知手段として、吸着材の大気孔近傍の位置で蒸発燃料の吸着が生じたか否かを判別する大気孔側吸着センサを用いる。これにより、大気孔から蒸発燃料が漏れることを確実に防止できる。

第３の発明によれば、キャニスタのパージ非実行中に蒸発燃料が吸着された領域が大気孔近傍まで拡大した後で、さらにこの領域が負圧導入孔近傍まで拡大した場合に、大気孔および負圧導入孔が、大気に対してともに遮断状態とされる。これにより、キャニスタをできるだけ有効に活用しつつ、キャニスタから蒸発燃料が大気に漏れることを確実に防止することができる。

第４の発明によれば、負圧導入孔側吸着検知手段として、吸着材の負圧導入孔近傍の位置で蒸発燃料の吸着が生じたか否かを判別する負圧導入孔側吸着センサを用いる。これにより、負圧導入孔から蒸発燃料が漏れることを確実に防止できる。

第５の発明によれば、大気孔側および負圧導入孔側の双方まで蒸発燃料の吸着が拡大した状態で、大気孔および負圧導入孔が大気に対してともに遮断状態とされた後、キャニスタを含む系内の圧力が検知される。

そして、系内の圧力が許容圧力値以下か否かが判定され、この判定に基づいて、系内の圧力が過大となるのを避けるために、大気孔または負圧導入孔の少なくとも一方を大気に対して連通状態とする。これにより、系内の圧力が緩和される。よって、キャニスタの有効利用と蒸発燃料の漏れ防止を達成しつつ、系の安全を確保することができる。

実施の形態１．
以下、図面を用いて、実施の形態１の蒸発燃料処理装置について説明する。実施の形態１の蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料の発生源である燃料タンクや、当該燃料を使用する内燃機関などと共に利用される。これらの構成要素によって形成される系に関しては、多くの文献が開示されているため、以下の説明では、主に実施の形態１の特徴部分について述べる。

［実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成］
（実施の形態１の蒸発燃料処理装置が備えるキャニスタとその近傍の構造）
図１は、実施の形態１の蒸発燃料処理装置が備えるキャニスタ１０と、その近傍の構造を示す図である。キャニスタ１０には、その内部空間を紙面の左方と右方に仕切る仕切り板１１が設けられる。仕切り板１１は、その紙面下方位置において、左右の空間のガス流通を局所的に可能とする。

左方と右方の空間には、活性炭を材料とする吸着材１２がそれぞれ充填される。吸着材１２は、底板１３によって紙面下方側から支持される。底板１３は、キャニスタ１０の内周面から若干の隙間を生じるように取り付けられ、この隙間には緩衝用のスプリング（図示せず）が備えられる。底板１３は通気性を有しており、吸着材１２から隙間へとガスが流れうる構造となっている。なお、紙面右側の吸着材１２には、吸着材の固定等の目的から不織布１８が挿入されている。

キャニスタ１０の紙面上方側には、ベーパ流入孔３０、負圧導入孔３２、大気孔３４がそれぞれ設けられる。ベーパ流入孔３０には、燃料タンクに連通する管路４０が接続されている。負圧導入孔３２には、管路４２が接続されている。管路４２は二股の構造であり、二股の管路の一方は、紙面上方においてパージ弁（図示せず）を介して内燃機関の吸気系（図示せず）に連通している。また、二股の管路の他方は、バルブ５０に接続される。

大気孔３４には、管路４４が接続されている。管路４２と同様に、管路４４もバルブ５０に接続されている。バルブ５０には、更に、一端が大気に開放された管路４６が接続している。このように、バルブ５０には、管路４０、４２、４４の三つの管路が接続される。

バルブ５０は、管路４２、４４、４６の三つの管路の連通状態を切り替える機能を備える。具体的には、バルブ５０は、管路４４と管路４６が連通して管路４２と管路４６が遮断される状態（第一状態）と、管路４４と管路４６が遮断されて管路４２と管路４６が連通する状態（第二状態）とをそれぞれ実現する。

キャニスタ１０内部の大気孔３４近傍の位置では、吸着材１２に温度センサ５４が備えられる。この温度センサ５４により、当該位置における吸着材１２の温度を検知することができる。

温度センサ５４とバルブ５０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５２に接続されている。ＥＣＵ５２は、温度センサ５４が検知した温度測定値を取得し、この温度測定値に基づいて、バルブ５０の開閉制御、すなわち管路の連通状態の制御を行う。

キャニスタ１０内部には、ベーパ流入孔３０と負圧導入孔３２との間を仕切るように、仕切り板２４が設けられる。仕切り板２４によって、ベーパ流入孔３０から流入するガスが、紙面下方側へと優先的に流れる。結果、負圧導入孔３２側へのガスの流通が抑制されることとなる。実施の形態１では、仕切り板２４によってガス流通が遮られる負圧導入孔３２下方側の領域を、バッファ層５６と呼称する。

［実施の形態１の蒸発燃料処理装置の動作］
実施の形態１の蒸発燃料処理装置の動作について、図２乃至図３を用いて説明する。以下の説明は、実施の形態１が行う特徴的動作であり、パージの非実行中に行われる。図中に示した符号において、図１と同じ符号を用いたものは、図１と同一の構造を示すものとする。

（大気孔が大気に連通する状態の動作）
図２は、実施の形態１の蒸発燃料処理装置の動作を説明する図である。蒸発燃料の吸着開始時には、パージ弁が閉じられ、管路４４と管路４６が連通状態とされ、管路４２と管路４６が遮断されている（第一状態）。このような状態で、蒸発燃料と空気の混合ガスが、ベーパ流入口３０からキャニスタ１０内部へ流入する（図２中の実線矢印）。

流入したガスは、仕切り版２４によって流通方向を制限される。その結果、ガスは吸着材１２内部を紙面下方側へ流れ、バッファ層５６へのガス流通が抑制される。その後、ガスは、主として、キャニスタ１０の紙面下方位置で、底板１３、仕切り板１１を順次通過して紙面左方の空間から紙面右方の空間へと移動する（図２中の紙面下方の実線矢印）。

キャニスタ１０の紙面右方の空間へ至ったガスは、紙面上方側へ流れ、大気孔３４側へ至る。その後、ガスは、管路４４、管路４６を通って大気へと放出される（図２中の一点鎖線矢印）。ガスがこの流路を流通する過程で、ガスに含まれる蒸発燃料が吸着材に吸着し、大気孔３４に至るまでに蒸発燃料が除去されることとなる。以下の説明では、このようなベーパ流入孔３０から大気孔３４側への一連のガス流路を、Ｂ流路と称す。

蒸発燃料の吸着は、ベーパ流入口３０側の吸着材から行われる。そして、蒸発燃料が吸着した領域が、ガスの流通経路（Ｂ流路）に沿って、徐々に大気孔３４側へと拡大する。バッファ層５６側ではガス流通が少なく、他の位置で吸着された蒸発燃料が拡散してくるものの、吸着量が少なくなる。

大気孔３４近傍には、温度センサ５４が配置されている。蒸発燃料が吸着材に吸着する際には、発熱を伴う。従って、当該位置での吸着の前後において、温度センサ５４で測定される温度が上昇する。この温度上昇に基づいて、温度センサ５４の位置で蒸発燃料の吸着が発生したか否かを判別することができる。これにより、蒸発燃料が吸着した領域が、温度センサ５４の位置まで拡大したことを検知することができる。

吸着された領域が大気孔３４直下まで拡大した後、更に蒸発燃料が流入すると、蒸発燃料が大気孔から外部へと漏れ出してしまう。これを避けるために、温度センサ５４の位置まで蒸発燃料の吸着が進んだと判定されたら、ＥＣＵ５２がバルブ５０の開閉状態の切り替えを行う。

（負圧導入孔が大気に連通する状態の動作）
図３は、バルブ５０の切り替えが行われた後の、蒸発燃料の吸着時の動作を説明する図である。バルブ５０の切替によって、管路４４と管路４６が遮断状態とされ、管路４２と管路４６が連通状態とされている（第二状態）。

このような状態では、大気孔３４は大気から遮断され、その代わりに、負圧導入孔３２が大気へと連通することとなる。よって、キャニスタ１０内のガスは、ベーパ流入孔３０→吸着材１２→バッファ層５６→負圧導入孔３２の経路を辿って流れるようになる（図３中の破線矢印）。以下の説明では、このガス流路をＡ流路と称す。

前述したように、バッファ層５６は蒸発燃料の吸着量が少ない領域であり、大気孔３４側での吸着が飽和しても、バッファ層５６ではまだ吸着を行うことができる。したがって、ガスの流れをＡ流路に切り替えることにより、バッファ層５６において蒸発燃料の吸着をさらに行うことができる。このようにすることで、キャニスタ１０内の吸着材１２を無駄なく利用することができる。

［実施の形態１の蒸発燃料処理装置が行う具体的処理］
以下、図４を参照して、実施の形態１の蒸発燃料処理装置が行う具体的処理を説明する。図４は、ＥＣＵ５２が行う具体的処理を示すフローチャートである。この処理は、蒸発燃料が蒸発燃料処理装置に流入する状況下で、ＥＣＵ５２によって実行されるものとする。図４の処理開始前の初期状態では、バルブ５０がＢ流路に設定されている。具体的には、ＥＣＵ５２により、管路４４と管路４６が連通状態とされ、管路４２と管路４６が遮断されるように、バルブ５０の設定がなされている。そして、Ｂ流路において優先的に、蒸発燃料の吸着が行われる状態となっている。

図４の処理においては、先ず、パージ条件がｏｎかｏｆｆかが判別される（ステップ１０２）。具体的には、内燃機関の状態が確認され、キャニスタ１０のパージが実行可能な状態であるか否かが判別される。

パージ条件がｏｎであると判別された場合には、キャニスタ１０がパージ可能であると判断される。そして、バルブ５０がＢ流路に設定された状態で、今回のルーチンが終了する（ステップ１０４）。

パージ条件がｏｆｆであると判別された場合には、キャニスタ１０のパージが行われることなく、キャニスタ１０において蒸発燃料の吸着が行われる。具体的には、燃料タンクで発生した蒸発燃料がベーパ流入孔３０から流入し、この蒸発燃料が吸着材１２に吸着する。そして、吸着材１２における蒸発燃料の吸着した領域が、ベーパ流入口３０側からＢ流路に沿って徐々に拡大する。

続いて、温度センサのセンシングが行われる（ステップ１０６）。具体的には、ＥＣＵ５２が、大気孔３４近傍に配置されている温度センサ５４が検知した温度の値を取得する。ＥＣＵ５２が温度センサ５４の測定値を取得したら、温度上昇が検知されたか否かが判別される（ステップ１０８）。

具体的には、ＥＣＵ５２が所定時間間隔でサンプリングしたいくつかの温度測定値を基に、当該位置の温度上昇率が算出される。ＥＣＵ５２は、算出された温度上昇率を、予め実験などに基づいて定められた蒸発燃料吸着時の温度上昇率（判定値）と比較する。測定値と判定値との比較を行うことにより、温度センサ５４の位置（大気孔３４近傍）において、蒸発燃料の吸着が発生したか否かを検知することができる。

測定値が判定値と一致しない場合には、温度センサ５４の位置まで蒸発燃料の吸着が未だ達していないと判断され、温度センサのセンシング（ステップ１０６）へ戻る。このような処理においては、ＥＣＵ５２で算出された温度上昇率が判定値と一致するまで、バルブがＢ流路に設定され、引き続き蒸発燃料の吸着が行われる。

温度上昇検知（ステップ１０８）において、測定値と判定値が一致したら、温度センサ５４の位置まで蒸発燃料の吸着が達したと判断され、バルブがＡ流路に切り替えられる（ステップ１１０）。具体的には、ＥＣＵ５２によりバルブ５０が制御される。その結果、管路４４と管路４６が遮断状態とされ、管路４２と管路４６が連通状態とされる。バルブがＡ流路に切り替えられることで、蒸発燃料の吸着がＡ流路において優先的に行われることとなる。このような状態で、今回のルーチンが終了する。

上述したように、Ｂ流路において蒸発燃料の吸着が行われているときには、バッファ層５６では、比較的、蒸発燃料の吸着が少なくなりやすい。それに対し、Ａ流路で吸着が行われているときには、ガスがバッファ層５６を積極的に流通するので、バッファ層５６での吸着が優先的に行われる。

以上の処理によれば、まずＢ流路で優先的に吸着を行い、Ｂ流路における吸着が飽和に達した後に、さらに、Ｂ流路使用時には吸着量が少なくなりやすいバッファ層５６をも吸着に利用することができる。よって、キャニスタ１０内の吸着材を無駄なく利用することができ、キャニスタ１０による蒸発燃料の吸着を効果的に行うことができる。

また、温度センサ５４が大気孔３４近傍に備えられることにより、大気孔３４から蒸発燃料が漏れることを確実に防止し、同時に、Ｂ流路において蒸発燃料をできるだけ吸着させることができる。

なお、上述した実施の形態１においては、キャニスタ１０が、前記第１の発明における「キャニスタ」に相当する。また、ベーパ流入孔３０が前記第１の発明における「ベーパ流入孔」に、大気孔３４が「大気孔」に、負圧導入孔３２が「負圧導入孔」にそれぞれ相当する。また、温度センサ５４、ステップ１０６ステップ１０８の処理が、前記第１の発明における「大気孔側吸着検知手段」に相当する。また、温度センサ５４が、前記第２の発明の「大気孔側吸着センサ」に相当する。また、バルブ５０が前記第１の発明の「開閉機構」に相当する。

また、管路４４と管路４６が連通状態とされ管路４２と管路４６が遮断される状態、即ちＢ流路を利用している状態が、前記第１の発明における「第一状態」に相当する。また、管路４４と管路４６が遮断され管路４２と管路４６が連通状態となる状態、即ちＡ流路を利用している状態が、前記第１の発明における「第二状態」に相当する。

また、ＥＣＵ５２が、前記第１の発明の「開閉制御手段」に相当する。また、前述した具体的処理におけるステップ１０６およびステップ１０８およびステップ１１０が、前記第１の発明における「開閉制御手段」が実行する処理に相当する。

また、実施の形態１では、温度センサ５４およびＥＣＵ５２を用いて、蒸発燃料の吸着が大気孔３４近傍に達したことを検知した。しかし、本発明はこれに限られるものではない。例えば、大気孔３４近傍に濃度センサを設け、当該位置に吸着された蒸発燃料の濃度を検知することにより、蒸発燃料の吸着が大気孔３４近傍に達したことを検知することができる。その他の種々の方法を用いて、大気孔３４の近傍まで蒸発燃料の吸着が拡大したか否かを判別し、Ｂ流路からＡ流路へと切り替えるべき時期を判断してもよい。

実施の形態２．
以下、図面を用いて、実施の形態２の蒸発燃料処理装置について説明する。以下の説明では、実施の形態２の蒸発燃料処理装置の特徴部分について主に説明する。また、実施の形態１と同一の構造、処理に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

［実施の形態２の蒸発燃料処理装置の構成］
図５は、実施の形態２の蒸発燃料処理装置が備えるキャニスタ２１０と、その近傍の構造を示す図である。キャニスタ２１０は、バッファ層５６の負圧導入孔３２近傍に、温度センサ２１２を備える。

温度センサ２１２は、前述した温度センサ５４と同様の機能を有する温度センサとすることができる。温度センサ２１２はＥＣＵ５２と接続しており、ＥＣＵ５２は温度センサ２１２が検知した温度情報を取得することができる。また、実施の形態２では、バルブ５０が、管路４２と管路４４が共に管路４６から遮断される状態（第三状態）を更に実現しうるものとする。

このように、実施の形態２は、キャニスタ２１０が温度センサ２１２を備える点、およびバルブ５０が全管路を遮断状態としうる点において、実施の形態１と相違する。

［実施の形態２の蒸発燃料処理装置の動作］
実施の形態２は、前述した実施の形態１と同様に、Ｂ流路とＡ流路との切り替えによって、キャニスタ２１０の内部を有効に利用する機能を有している。このＢ流路からＡ流路への切り替えは、実施の形態１と同様に行うことができるため、その説明を省略する。

実施の形態２において、Ｂ流路からＡ流路への切り替えが行われた後は、バッファ層５６において蒸発燃料の吸着が優先的に行われる。吸着が進むと、バッファ層５６における蒸発燃料が吸着した領域が、負圧導入孔３２側へと順次拡大する。

実施の形態２は、バッファ層５６に温度センサ２１２を備える。従って、実施の形態１で温度センサ５４を用いたのと同様に、温度センサ２１２の測定温度に基づいた温度上昇率の判定により、温度センサ２１２の位置まで吸着領域の拡大が至ったか否かを判断することができる。

温度センサ２１２位置まで蒸発燃料の吸着が進んだら、バッファ層５６での蒸発燃料の吸着が飽和に達した（若しくは、達する直前である）と判断することができる。実施の形態２では、この判断がなされたら、管路４２、４４を共に管路４６から遮断する（第三状態）。

負圧導入孔３２近傍での吸着が飽和に至った状態で、更に蒸発燃料が流入すると、蒸発燃料が大気へ放出されてしまう。実施の形態２では、このような事態が生ずる前に、管路４２と管路４４を、共に管路４６から遮断することとする。その結果、Ａ流路、Ｂ流路がともに閉鎖され、更なる蒸発燃料の流入があったとしても、蒸発燃料の大気への放出を防止することができる。

［実施の形態２の蒸発燃料処理装置が行う具体的処理］
図６は、実施の形態２において、主にＥＣＵ５２が行う具体的処理を示すフローチャートである。この処理は、実施の形態１と同様に、蒸発燃料が蒸発燃料処理装置に流入する状況下で、ＥＣＵ５２によって実行されるものとする。

図６の処理において図４と同一符号で示したステップは、実施の形態１と同一の処理を行うステップである。従って、これらのステップについては、その説明を省略する。

実施の形態２では、図６のフローチャートにおいて、バルブのＡ流路への切り替え（ステップ１１０）が行われた後、バッファ温度がＯＫか否かが判別される（ステップ２５０）。具体的には、バッファ層５６に備えられた温度センサ２１２による測定値に基づいて、ＥＣＵ５２が温度センサ２１２の位置における温度上昇率を算出する。そして、算出された値を、予め実験などにより求められた蒸発燃料の吸着前後の温度上昇率（判定値）と比較する。

比較された値が一致しない場合には、温度センサ２１２の位置まで蒸発燃料の吸着が未だ達していないと判断され、所定時間間隔を置いて、繰り返しステップ２５０の処理が実行される。ステップ２５０が繰り返されている間、蒸発燃料の吸着が引き続き進行し、負圧導入孔３２側へ、蒸発燃料が吸着された領域が徐々に拡大する。

バッファ温度の判定（ステップ２５０）において、測定値と判定値が一致したら、温度センサ２１２の位置まで蒸発燃料の吸着が達したと判断される。この場合、バルブが閉に切り替えられる（ステップ２５２）。具体的には、ＥＣＵ５２が、管路４２と管路４４が共に管路４６から遮断されるように、バルブ５０を制御する。その後、今回のルーチンが終了する。

このように、実施の形態２では、ステップ１１０の処理の後、バッファ温度判定（ステップ２５０）およびバルブ閉切替（ステップ２５２）の処理が追加されている点で、実施の形態１と相違する。

以上の処理によれば、Ｂ流路側での吸着が飽和に至った（近づいた）後にＡ流路側の吸着が行われ、更にＡ流路側の吸着が飽和に至ったら（近づいたら）Ａ流路とＢ流路が共に閉鎖される。このようにすることで、実施の形態１同様にキャニスタをできるだけ有効に活用しつつ、キャニスタから蒸発燃料が大気に漏れることを確実に防止することができる。

なお、上述した実施の形態２においては、キャニスタ２１０が、前記第３の発明における「キャニスタ」に、温度センサ２１２およびステップ２５０の処理が、「負圧導入孔側吸着検知手段」にそれぞれ相当する。また、温度センサ２１２が、前記第４の発明の「負圧導入孔側吸着センサ」に相当する。また、管路４２、４４が共に管路４６から遮断される状態、即ちＡ流路とＢ流路が共に閉鎖される状態が、前記第３の発明における「第三状態」に相当する。また、実施の形態２の具体的処理における、ステップ２５０とステップ２５２が、前記第３の発明において「開閉制御手段」が実行する処理に相当する。

実施の形態３．
［実施の形態３の蒸発燃料処理装置およびそれが利用される系の構成］
以下、図面を用いて、実施の形態３の蒸発燃料処理装置について説明する。図７は、実施の形態３の蒸発燃料処理装置が備えるキャニスタ３１０と、その近傍の構造を示す図である。実施の形態３のキャニスタ３１０は、圧力センサ３２０を備える点で、実施の形態２のキャニスタ２１０に相違する。実施の形態２と同様の要素については、図７中で同じ符号を用いてその説明を省略する。

前述したように、実施の形態１および実施の形態２の蒸発燃料処理装置は、燃料タンクや内燃機関などと共に利用される。実施の形態３も同様に、それらの要素と共に系を構成する。

図示しない燃料タンクは、管路４０を介して、実施の形態３の蒸発燃料処理装置におけるキャニスタ３１０のベーパ流入口３０に連通する。以下、ベーパ流入口３０から燃料タンクへと連通する系を、ベーパ流入系と称す。

図示しない内燃機関の吸気系は、管路４２を介して、実施の形態３のキャニスタ３１０の負圧導入孔３２に連通する。以下、負圧導入孔３２から内燃機関の吸気系に連通する系を、負圧導入系と称す。

実施の形態３では、キャニスタ３１０が圧力センサ３２０を備える。圧力センサ３２０は、キャニスタ３１０を含む蒸発燃料処理装置、およびそれに連通するベーパ流入系、負圧導入系を含んだ系全体の内部の圧力を検知する。この圧力センサ３２０とＥＣＵ５２は接続されており、ＥＣＵ５２は検知された圧力の値を取得することができる。

［実施の形態３の蒸発燃料処理装置の動作］
実施の形態３では、実施の形態２と同じく、蒸発燃料の吸着の進行に対応して、Ａ流路とＢ流路の切替および閉鎖が行われる。Ａ流路、Ｂ流路が共に閉鎖された状態（第三状態）では、燃料タンクからガスが流入するのに対し、キャニスタからガスが流出しうる経路が存在しない。従って、ガスの流入が続くと、それに伴ってキャニスタ３２０を含む系の内圧が徐々に増加する。

前述した系の内圧の増加が著しいと、燃料タンク、蒸発燃料処理装置、内燃機関の負圧系、およびそれらを連通させる管路の内圧が過大となる可能性がある。実施の形態３では、このような場合に備え、測定された圧力値が系の許容しうる範囲にある間は、Ａ流路とＢ流路を共に閉鎖した状態（第三状態）とする。そして、必要に応じてＡ流路またはＢ流路の少なくとも一方を通ってガスが流出しうる状態（第一状態または第二状態の少なくとも一方）とし、圧力が過大となることを避けるようにする。

このようにすることで、測定された圧力値が過大となる前に系内のガスを外部へと放出し、圧力を低下させることができる。従って、系の圧力が過大となるのを回避し、系の安全を確保することができる。

［実施の形態３の蒸発燃料処理装置が行う具体的処理］
図８は、実施の形態３において、ＥＣＵ５２が行う具体的処理を示すフローチャートである。この処理は、実施の形態２と同様に、蒸発燃料が蒸発燃料処理装置に流入する状況下で、ＥＣＵ５２によって実行されるものとする。

図８の処理において図６と同一符号で示したステップは、実施の形態１と同一の処理を行うステップである。従って、これらのステップについては、その説明を省略する。

実施の形態３では、図８のフローチャートにおいてバルブを閉に切り替える処理（ステップ２５２）が行われた後、系の圧力がＯＫか否かが判別される（ステップ３００）。具体的には、ＥＣＵ５２が圧力センサ３２０から圧力値を取得し、予め実験などにより求めた系の許容圧力値（許容値）と比較する。

測定された圧力値が許容値に達しないと判別された場合には、系の圧力は未だ許容しうる範囲にあると判断することができる。従って、バルブ５０は、管路４２、４４が共に管路４６から遮断されている状態に保持される。

測定圧力値が許容値に達したと判別された場合には、更なる系の圧力の増大を回避するために、ＥＣＵ５２が、管路４２と管路４４のいずれか一方が管路４６に連通するように、バルブ５０を制御する（ステップ３０２）。その結果、Ａ流路またはＢ流路のいずれか一方を辿ってガスが流れ、系内の圧力が緩和される。その後、今回のルーチンが終了する。

以上の処理によれば、系が許容しうる圧力の範囲内で、蒸発燃料を含むガスを系内に留めておくことができる。このため、実施の形態１同様にキャニスタをできるだけ有効に活用しつつ、系の圧力が安全な範囲内で、実施の形態２同様に蒸発燃料の大気への放出を確実に防止することができる。

なお、上述した実施の形態３におけるベーパ流入系が、前記第５の発明における「ベーパ流入系」に、負圧導入系が「負圧導入系」にそれぞれ相当する。また、実施の形態３における圧力センサ３２０が、前記第５の発明における「圧力検知手段」に相当する。

また、実施の形態３の具体的処理における、ステップ３００およびステップ３０２の処理においてなされる圧力値の判定が、前記第５の発明における「圧力判定手段」に相当する。また、ステップ３００およびステップ３０２の処理においてなされるバルブ５０に関する制御が、前記第５の発明で「開閉制御手段」が実行する制御に相当する。

本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置を説明する図である。 実施の形態１の蒸発燃料処理装置の動作を説明する図である。 実施の形態１の蒸発燃料処理装置の動作を説明する図である。 実施の形態１で行われる処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態２の蒸発燃料処理装置を説明する図である。 実施の形態２で行われる処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態３の蒸発燃料処理装置を説明する図である。 実施の形態３で行われる処理のフローチャートである。

符号の説明

１０、２１０、３１０ キャニスタ
１２ 吸着材
２４ 仕切り板
３０ ベーパ流入口
３２ 負圧導入孔
３４ 大気孔
４０、４２、４４、４６ 管路
５０ バルブ
５２ ＥＣＵ
５４、２１２ 温度センサ
５６ バッファ層
３２０ 圧力センサ

Claims (5)

1. 蒸発燃料を吸着する吸着材を内部に備えるキャニスタと、
   前記キャニスタに備えられ燃料タンクに連通するベーパ流入孔と、
   前記キャニスタに備えられ該キャニスタのパージ実行中に大気に開放される大気孔と、
   前記キャニスタに備えられ内燃機関の吸気系に連通する負圧導入孔と、
   蒸発燃料の吸着が前記吸着材の前記大気孔近傍まで達したことを検知する大気孔側吸着検知手段と、
   前記大気孔が大気に開放されて前記負圧導入孔が大気から遮断される第一状態と、該大気孔が大気から遮断され該負圧導入孔が大気に開放される第二状態とをそれぞれ実現する開閉機構と、
   前記キャニスタのパージ非実行中に、前記大気孔側吸着検知手段により前記検知がなされるまで前記開閉機構を前記第一状態とし、該検知がなされたら該開閉機構を前記第二状態とする開閉制御手段と、
   を有する蒸発燃料処理装置。
2. 前記大気孔側吸着検知手段は、前記吸着材の前記大気孔近傍位置に備えられ該位置に蒸発燃料の吸着が生じたか否かを検知する大気孔側吸着センサを含み、
   前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、該大気孔側吸着センサが該位置における蒸発燃料の吸着が生じたことを検知するまで前記開閉機構を前記第一状態とし、該判別がなされたら該開閉機構を前記第二状態とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記開閉機構は前記大気孔と前記負圧導入孔とを共に大気から遮断状態とする第三状態を更に実現し、
   蒸発燃料の吸着が前記吸着材の前記負圧導入孔近傍まで達したことを検知する負圧導入孔側吸着検知手段を有し、
   前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、前記開閉機構が前記第一状態から前記第二状態にされた後に前記負圧導入孔側吸着検知手段により前記検知がなされたら、該開閉機構を第三状態とする請求項１または２のいずれか１項に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記負圧導入孔側吸着検知手段は、前記吸着材の前記負圧導入孔近傍位置に備えられ該位置に蒸発燃料の吸着が生じたか否かを検知する負圧導入孔側吸着センサを含み、
   前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、前記開閉機構が前記第一状態から前記第二状態にされた後に該負圧導入孔側吸着センサが該位置における蒸発燃料の吸着を検知したら、該開閉機構を第三状態とする請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記キャニスタと、前記ベーパ流入孔に連通するベーパ流入系と、前記負圧導入孔に連通する負圧導入系とを含む系の内部の圧力を検知する圧力検知手段を有し、
   前記圧力検知手段により検知された圧力が前記系の許容圧力値以下か否かを判定する圧力判定手段を有し、
   前記開閉制御手段は、前記キャニスタのパージ非実行中に、前記開閉機構が前記第三状態とされた後に前記圧力判定手段が前記圧力検知手段により検知された圧力が前記系の許容圧力値以下でないと判定したら、前記大気孔と前記負圧導入孔の少なくとも一方が大気に開放された状態を実現するように前記開閉機構を制御する請求項３または４のいずれか１項に記載の蒸発燃料処理装置。

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