JP2011169276A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給油時に運転者等がフィラーキャップを開けられるまでの待ち時間を短縮することが可能な蒸発燃料処理装置を提供する。
【解決手段】燃料タンク３で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ１３と、燃料タンク３とキャニスタ１３とを連通するベーパ通路９に設けられ、閉位置の開度ゼロから開方向に開度を増大させても蒸発燃料の通流が遮断される不感帯領域を有し、不感帯領域よりも開度が増すと、蒸発燃料の通流が許容される制御バルブ１１と、制御バルブ１１を開制御し蒸発燃料を流す制御手段２とを備えた蒸発燃料処理装置１において、制御手段２は、開制御に先立って、開度を略ゼロ度から不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機し、開制御の際には開度を所定開度から大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタを備え、前記蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。

従来の蒸発燃料処理装置では、給油時に、燃料タンクに発生している蒸発燃料が、大気に放出されるのを防止するために、蒸発燃料をキャニスタに吸着させて、燃料タンク内の圧力を低下させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１４０７０５号公報

従来の蒸発燃料処理装置では、燃料タンクとキャニスタとを連通するベーパ通路に制御バルブが設けられ、給油前に制御バルブを開放し燃料タンク内の蒸発燃料を制御バルブを介してキャニスタに吸着させて、燃料タンク内の圧力を低下させている。圧力が低下できれば、給油時に蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止することができる。

従来の蒸発燃料処理装置では、制御バルブが開状態になることで、蒸発燃料はキャニスタに吸着可能になる。そして、燃料タンク内の圧力と大気圧との圧力差が、所定の圧力差以下になってから、運転者等がフィラーキャップを開けられるようにすれば、蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止することができる。このとき、運転者等は、燃料タンク内の圧力と大気圧との圧力差が、所定の圧力差以下になるまで、フィラーキャップを開けるのを待たなければならない。フィラーキャップを開けられるまでの待ち時間は、運転者等が待たされたとは感じない程度に短いことが望ましい。

そこで、本発明は、給油時に運転者等がフィラーキャップを開けられるまでの待ち時間を短縮することが可能な蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃料を貯留する燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベーパ通路に設けられ、閉位置の開度ゼロから開方向に開度を増大させても前記蒸発燃料の通流が遮断される不感帯領域を有し、前記不感帯領域よりも開度が増すと、前記蒸発燃料の通流が許容される制御バルブと、
前記制御バルブを開制御し前記蒸発燃料を流す制御手段とを備えた蒸発燃料処理装置において、
前記制御手段は、前記開制御に先立って、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機し、前記開制御の際には前記開度を前記所定開度から大きくすることを特徴としている。

これによれば、制御バルブの開制御に先立って、制御バルブの開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機しているので、前記開制御の際には、略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくする動作を省いて、前記開度を前記所定開度から大きくすることができ、燃料タンク内の圧力を迅速に低下させ、給油時に運転者等がフィラーキャップを開けられるまでの待ち時間を短縮できる。

また、本発明では、前記所定開度は、前記不感帯領域内の略最大の開度であることが好ましい。

これによれば、前記開制御の際には、開度が不感帯領域内の略最大の開度から大きくなり、前記不感帯領域をほとんど経ることがないので、燃料タンク内の圧力を迅速に低下でき、給油時に運転者等にフィラーキャップが開けられるまでの待ち時間を短縮できる。なお、略最大の開度とは、開度検出手段（エンコーダ）などのばらつきなどを考慮して、最大の開度の近くで余裕を持たせているためである。

また、本発明では、前記キャニスタと前記燃料で駆動する内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
前記パージ通路内の圧力を検出するパージ通路圧力検出手段とを有し、
前記パージ通路内の圧力が負圧になった時に、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機することが好ましい。

パージ通路内の圧力が負圧である時には、内燃機関が運転され、パージ通路に連通する内燃機関の吸気通路が負圧になっており、キャニスタに吸着された蒸発燃料は、パージ通路と吸気通路を経由して内燃機関内に引き込まれて燃焼され、いわゆるパージされる。そして、制御バルブを開制御すると、燃料タンク内の蒸発燃料も、ベーパ通路、制御バルブ、キャニスタ、パージ通路と吸気通路を経由して内燃機関内に引き込まれて燃焼され、いわゆるパージされる。

ここで、パージ通路内の圧力が負圧になっているパージの状態で、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機しておけば、燃料タンク内の蒸発燃料のパージも迅速に実施することができる。また、燃料タンク内の蒸発燃料のパージが迅速に行われ、燃料タンク内の圧力が下がっていれば、給油時にも燃料タンク内の圧力は予め下がっているので、下げ幅が少なくてすむ分、燃料タンク内の圧力を迅速に低下させ、給油時に運転者等がフィラーキャップを開けられるまでの待ち時間を短縮できる。

また、本発明では、前記燃料タンク内の圧力を検出するタンク内圧検出手段を有し、
前記燃料タンク内の圧力が正圧以上になった時に、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機することが好ましい。

これによれば、燃料タンク内の圧力が正圧以上になった時の前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくしての待機を、給油前の開制御に先立った待機とすることができ、開制御では開度を所定開度から大きくできるので、燃料タンク内の圧力を迅速に低下させ、給油時に運転者等がフィラーキャップを開けられるまでの待ち時間を短縮できる。

また、本発明では、前記不感帯領域は、前記蒸発燃料が前記キャニスタに吸着されない領域であることが好ましい。

これによれば、不感帯領域内の開度では、燃料タンク内の蒸発燃料が、キャニスタに吸着されないので、制御バルブは、実質的に閉じられ、燃料タンク内の蒸発燃料はキャニスタへ流れない。

本発明によれば、給油時に運転者等がフィラーキャップを開けられるまでの待ち時間を短縮することが可能な蒸発燃料処理装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置（密閉保持時）の構成図である。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置に用いられる制御バルブ（ボールバルブ）のボール（弁体）の回動軸を法線とする平面で切断した断面図であり、（ａ）は制御バルブの開度がゼロ度（全閉）の場合を示し、（ｂ）は開度がゼロ度より大きく不感帯領域の最大の開度より小さい場合を示し、（ｃ）は開度が不感帯領域の最大の開度に等しい場合を示し、（ｄ）は開度が不感帯領域の最大の開度より大きく９０度（全開）より小さい場合を示し、（ｅ）は開度が９０度（全開）に等しい場合を示している。 制御バルブの開度に対する制御バルブを流れる蒸発燃料の流量の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置で実施される蒸発燃料処理方法のフローチャートである。 蒸発燃料処理方法で実施される制御バルブの開制御における開度の時間依存性（ａパターンとｂパターン）を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の構成図であり、給油時の状態を示している。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の構成図であり、ＣＳ ＭＯＤＥ走行時（パージ時）の状態を示している。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

図１に、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置（密閉保持時）１の構成図を示す。蒸発燃料処理装置１は、ベーパ通路（配管）９と、ベーパ通路（配管）９上に接続される制御バルブ（ボールバルブ）１１と、制御バルブ１１と並列にベーパ通路（配管）９上に接続される高圧２ウェイバルブ１０と、制御バルブ１１の開度を検出する開度検出手段（エンコーダ）１２と、ベーパ通路（配管）９の一端が接続されるキャニスタ１３と、一端がキャニスタ１３に接続され他端が内燃機関の吸気通路（図示省略）に接続するパージ通路（配管）１８と、パージ通路（配管）１８上に接続されるパージコントロールバルブ１４と、キャニスタ１３内の圧力を検出する圧力センサ１５と、三方弁１７と、三方弁１７で通気する方向を切り替えることでベーパ通路（配管）９内の制御バルブ１１に対して燃料タンク３側の圧力とキャニスタ１３側の圧力を検出する圧力センサ１６と、制御手段２とを有している。

また、ベーパ通路（配管）９の他端が、燃料タンク３に接続されている。燃料タンク３には、フィラーパイプ４とブリーザパイプ５が接続されている。ブリーザパイプ５の他端は、フィラーパイプ４の上部に接続されている。フィラーパイプ４の他端は、フィラーキャップ６で蓋がされている。

フューエルリッド７は、フィラーキャップ６に更に蓋をしている。リッドスイッチ８が運転者等によって押され、その後、所定の条件が満たされたと制御手段２が判定した場合に、制御手段２は、フューエルリッド７を開ける。フューエルリッド７が開けば、運転者等は、フィラーキャップ６を開けて、燃料タンク３に給油することが可能になる。

燃料タンク３は、燃料を内燃機関（図示省略）に送るポンプ３ａと、ベーパ通路（配管）９への開口に設けられたフロート弁３ｂとカット弁３ｃとを有している。フロート弁３ｂは、いわゆる満タンになったらベーパ通路（配管）９への開口を塞ぎ、燃料がベーパ通路（配管）９に入るのを防いでいる。カット弁３ｃは、いわゆる満タンになってもベーパ通路（配管）９への開口を塞がないが、例えば、燃料タンク３が傾いて燃料の液面が上昇し燃料がベーパ通路（配管）９に入るのを防いでいる。

キャニスタ１３は、燃料を貯留する燃料タンク３で発生する蒸発燃料を吸着することができる。キャニスタ１３は、活性炭等を内蔵し、この活性炭等によって蒸発燃料が吸着される。逆に、キャニスタ１３は、大気から吸気して、その吸気した空気をパージ通路（配管）１８に送ることにより、キャニスタ１３内に吸着された蒸発燃料をキャニスタ１３の外の内燃機関へパージすることができる。

制御バルブ１１は、燃料タンク３とキャニスタ１３とを連通するベーパ通路９に設けられている。制御バルブ１１には、ボールバルブを用いることができる。詳細は後記するが、ボールバルブは、開度ゼロ度で全閉となり、開度９０度で全開となる。制御バルブ（ボールバルブ）１１の開度は、開度検出手段１２によって検出でき、検出された開度は、制御手段２に送信される。また、制御手段２は、制御バルブ１１を開ける開制御と、閉じる閉制御を行うことができる。

高圧２ウェイバルブ１０は、ダイアフラム式の正圧弁と負圧弁を組み合わせた機械式弁を有している。正圧弁は、燃料タンク３側の圧力が、キャニスタ１３側の圧力より所定圧力分高くなったときに開弁するように構成されている。この開弁により、燃料タンク３内で高圧になった蒸発燃料が、キャニスタ１３に送られる。負圧弁は、燃料タンク３側の圧力が、キャニスタ１３側の圧力より所定圧力分低くなったときに開弁するように構成されている。この開弁により、キャニスタ１３に貯えられていた蒸発燃料が、燃料タンク３に戻される。

パージコントロールバルブ１４は、パージ通路（配管）１８に設けられている。パージコントロールバルブ１４には、電磁弁を用いることができる。パージコントロールバルブ１４は、制御手段２によって、開制御と閉制御を行うことができる。

圧力センサ１５、１６には、圧電素子を用いることができる。圧力センサ１５は、キャニスタ１３に接続され、キャニスタ１３内の圧力を検出することができる。また、キャニスタ１３内の圧力は、パージ通路１８内の圧力と、ベーパ通路９内の制御バルブ１１よりキャニスタ１３側の圧力とに等しくなるので、圧力センサ１５は、実質的に、それらの圧力も検出できることになる。検出された圧力は、制御手段２に送信される。

圧力センサ１６は、三方弁１７の一口に接続されている。三方弁１７の残りの二口は、ベーパ通路９の制御バルブ１１よりキャニスタ１３側と、ベーパ通路９の制御バルブ１１より燃料タンク３側とに接続されている。制御手段２は、三方弁１７を制御して、圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１よりキャニスタ１３側を繋げたり、圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１より燃料タンク３側を繋げたりすることができる。圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１よりキャニスタ１３側が繋がれば、圧力センサ１６は、ベーパ通路９内の制御バルブ１１よりキャニスタ１３側の圧力、さらには、キャニスタ１３内の圧力を検出することができる。このとき検出される圧力は、圧力センサ１５に検出される圧力と、同じ箇所を計測し一致するはずなので、圧力センサ１５、１６の較正や故障診断を行うことができる。三方弁１７を制御して、圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１より燃料タンク３側が繋がれば、圧力センサ１６は、ベーパ通路９内の制御バルブ１１より燃料タンク３側の圧力、さらには、燃料タンク３内の圧力を検出することができる。圧力センサ１６は、検出した圧力を制御手段２へ送信する。

図２に、制御バルブ（ボールバルブ）１１のボール（弁体）の回動軸を法線とする平面で切断した断面図を示す。図２（ａ）は、制御バルブ１１の開度ａがゼロ度（全閉）の場合を示している。開度ａがゼロ度（全閉）の場合、弁座１１ａ内の流路の方向に対して、ボール（弁体）１１ｂ内の流路の方向が、９０度傾き、弁座１１ａ内の流路を、ボール（弁体）１１ｂで塞いでいる。弁座１１ａには、全閉ストッパ１１ｄと全開ストッパ１１ｅが取り付けられ、ボール（弁体）１１ｂには、ステム１１ｃが取り付けられている。ステム１１ｃは、ボール（弁体）１１ｂの回動に伴って回動する。開度ａがゼロ度（全閉）の場合において、ステム１１ｃは、全閉ストッパ１１ｄに当接し、図２（ａ）に示す以上に反時計回りにボール（弁体）１１ｂが回らないようになっている。制御手段２は、ボール（弁体）１１ｂ及びステム１１ｃが反時計回りに回らなくなるまで回動させる閉制御を行い、回らなくなった状態の開度ａを、ゼロ度（ゼロ点）と記憶することで、開度ａのゼロ点補正を行うことができる。また、開度ａが９０度（全開）の場合において、ステム１１ｃは、全開ストッパ１１ｅに当接し、図２（ｅ）に示す以上に時計回りにボール（弁体）１１ｂ回らないようになっている。なお、図２では、ボール（弁体）１１ｂを時計回りに回動させて開弁しているが、これに限らず、反時計回りに回動させて開弁してもよく、この場合、ボール（弁体）１１ｂとステム１１ｃの回動の範囲に合わせて全閉ストッパ１１ｄと全開ストッパ１１ｅの取り付け位置を変更すればよい。

制御バルブ（ボールバルブ）１１は、蒸発燃料が流れない開度の範囲として、開度が略ゼロ度となり全閉となる領域以外にも、開度が略ゼロ度より大きく蒸発燃料の流量が開度に対して不感になる不感帯領域Ｂを有している。不感帯領域Ｂでは、制御バルブ１１の閉位置の開度ゼロを超えて開方向に開度を増大させても、蒸発燃料の通流が遮断される。不感帯領域Ｂでは、蒸発燃料は流れず、蒸発燃料はキャニスタ１３に吸着されない。不感帯領域Ｂよりも開度が増すと、蒸発燃料の通流が許容される。

図２（ｂ）に示すように、開度ａがゼロ度より大きく不感帯領域Ｂの最大Ｂｍａｘの開度より小さい場合も、開度ａがゼロ度の場合と同様に、弁座１１ａ内の流路をボール（弁体）１１ｂで塞いでおり、蒸発燃料は制御バルブ１１を流れて通過することはできない。

図２（ｃ）に示すように、開度ａが不感帯領域Ｂの最大Ｂｍａｘの開度に等しい場合も、蒸発燃料は制御バルブ１１を流れて通過することはできない。

図２（ｄ）に示すように、開度ａが不感帯領域Ｂの最大Ｂｍａｘの開度より大きく９０度（全開）より小さい場合には、蒸発燃料は制御バルブ１１を流れて通過することができる。

図２（ｅ）に示すように、開度ａが９０度（全開）に等しい場合には、弁座１１ａ内の流路の方向にボール（弁体）１１ｂ内の流路の方向が一致し、制御バルブ１１は蒸発燃料を最大流量で流すことができる。

図３に、制御バルブ１１の開度ａに対する制御バルブ１１を流れる蒸発燃料の流量の関係の一例を示す。開度ａが０（ゼロ）度で流量が０（ゼロ）になっている。また、開度ａが０（ゼロ）度を超えて１５度まで、流量が０（ゼロ）になっている。この流量が０（ゼロ）で、開度ａが０（ゼロ）度を超えて１５度までの範囲が、不感帯領域Ｂである。そして、開度ａの１５度が、不感帯領域Ｂの最大Ｂｍａｘである。開度ａが、不感帯領域Ｂの最大Ｂｍａｘの１５度を超えると、流量は０（ゼロ）より大きくなり、９０度まで、開度ａが大きくなる程、流量も大きくなる。制御手段２は、図３のグラフのような開度ａに対する流量の関係を記憶しており、所定の時間内に燃料タンク３内の圧力を所定の圧力以下に下げるのに、どれだけの流量を確保しなければならないかを算出し、算出した流量と、記憶された開度ａに対する流量の関係から、開度ａを決定することができる。なお、流量は、制御バルブ１１の上流と下流の圧力差によっても変化するので、この圧力差を開度ａの決定の際に考慮してもよい。

図４に、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１で実施される蒸発燃料処理方法のフローチャートを示す。

制御手段２は、蒸発燃料処理装置１が搭載される車両等のＩＧ（イグニションスイッチ）オンで、スタート（始動）する。

ステップＳ１で、制御手段２は、ＩＧ（イグニションスイッチ）がオフされたか否かを判定する。オフされていれば（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、このフローチャートをストップし、オフされていなければ（ステップＳ１、Ｎｏ）、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２で、制御手段２は、ボール（弁体）１１ｂの固着防止を兼ねたゼロ点補正を実施する。ゼロ点補正では、ストッパ１１ｄ等の回転止めに当たって止まるまで閉めて、止まった開度ａをゼロ点に設定する。

なお、図５の時間ｔの初期に示すように、ゼロ点補正に先立って、不感帯領域Ｂの範囲で開度ａを変化させてから（開度ａの増大）、ゼロ点補正（開度ａの減少）を行う。これらの開度ａの増大と減少により、ボール（弁体）１１ｂの固着を防止できる。

ステップＳ３で、制御手段２は、圧力センサ１５で検出されたパージ通路１８内の圧力を取得し、圧力センサ１６で検出された燃料タンク３内の圧力を取得する。

ステップＳ４で、制御手段２は、検出されたパージ通路１８内の圧力が、負圧か否か判定する。負圧であれば（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、ステップＳ６へ進み、負圧でなければ（ステップＳ４、Ｎｏ）、ステップＳ５へ進む。

図１に示すように、蒸発燃料処理装置１は、通常、密閉保持時の状態に置かれている。蒸発燃料処理装置１が車両に搭載され、その車両がプラグインハイブリッド車である場合には、駐車時とＣＤ ＭＯＤＥ走行（電気走行）時に、密閉保持時となる。密閉保持時には、制御バルブ１１とパージコントロールバルブ１４は閉じられている。制御バルブ１１が閉じられることで、燃料タンク３内は密閉された状態で保持されている。密閉保持時には、パージコントロールバルブ１４も閉じられているので、検出されたパージ通路１８内のパージコントロールバルブ１４よりキャニスタ１３側の圧力が、負圧になることはない。

図７に示すように、蒸発燃料処理装置１がプラグインハイブリッド車に搭載されている場合には、ＣＳ ＭＯＤＥ走行時、すなわち、ハイブリッド（ＨＥＶ）走行でエンジン（ＥＮＧ：内燃機関）がオンしている時に、パージ通路１８内の圧力が負圧になる。これは、エンジンのオンに伴ってパージコントロールバルブ１４が開き、また、パージ通路１８に連通するエンジンの吸気通路が負圧になるからである。キャニスタ１３に吸着された蒸発燃料は、パージ通路１８と吸気通路を経由して内燃機関内に引き込まれて燃焼され、いわゆるパージされる。

ステップＳ５で、制御手段２は、検出された燃料タンク３内の圧力が、正圧以上か否か判定する。正圧以上であれば（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ステップＳ６へ進み、正圧以上でなければ（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップＳ３へ戻る。なお、燃料タンク３内の圧力が正圧以上であれば、給油の時期が近いと考えることができる。

なお、ステップＳ３〜Ｓ５は省略が可能であり、省略する場合は、点線で示すようにステップＳ２の実施後に、ステップＳ６に進めばよい。また、状況によっては、ステップＳ２も省略が可能である。

ステップＳ６で、制御手段２は、図５に示すように、制御バルブ１１の開度ａをゼロ点より大きい不感帯領域Ｂ内の所定開度、好ましくは、不感帯領域Ｂ内の最大（最大不感開度）Ｂｍａｘに保持し待機する。所定開度は、制御手段２内に予め、目標開度あるいは目標最大不感開度として記憶しておく。そして、保持・待機する際には、開度検出手段（エンコーダ）１２で検出された開度が、記憶された目標開度あるいは目標最大不感開度に一致するように、フィードバック制御（ＰＩＤ制御）が行われる。

ステップＳ７で、制御手段２は、運転者等によって給油（行動）がスタートされたか否か判定する。具体的には、フューエルリッド７を開閉するためのリッドスイッチ８が、運転者等によってオンされ、リッドスイッチ８のオン信号を制御手段２が受信したか否か判定する。リッドスイッチ８のオン信号を受信し運転者等による給油（行動）がスタートしていれば（ステップＳ７、Ｙｅｓ）、ステップＳ８へ進み、リッドスイッチ８のオン信号を受信しておらず運転者等による給油（行動）がスタートしていなければ（ステップＳ７、Ｎｏ）、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ８で、制御手段２は、制御バルブ１１の開制御を実施する。制御手段２は、図３のグラフのような開度ａに対する流量の関係を記憶しており、所定の時間、例えば、運転者等が給油時に長いと思わずに待てる時間内に燃料タンク３内の圧力を所定の圧力以下に下げるのに、どれだけの体積の蒸発燃料を流さなければならないかを算出し、算出した体積を、所定の時間内に流せるような各時刻毎の開度ａを、目標開度速度と目標開度という形で算出し決定する。図５の（ａ）のラインに示すように、開度ａは、保持・待機の時間によらず一定の状態から、増大に転じる。開度速度を目標開度速度に設定し、その開度速度で、開度ａは増大する。そして、開度ａは、保持・待機の際の所定開度（好ましくは、最大不感開度Ｂｍａｘ）から目標開度まで増大し、時間によらず一定になる。なお、制御手段２は、開度検出手段（エンコーダ）１２で検出された開度と、目標開度速度と目標開度に基づいて、フィードバック制御（ＰＩＤ制御）を実施している。また、図５の（ｂ）のラインに示すように、（ａ）のラインより、目標開度速度と目標開度を小さくできる場合もある。これは、検出された燃料タンク３内の圧力が（ａ）のラインの場合より高かったからである。燃料タンク３内の圧力が高いと蒸発燃料の流速が早くなりすぎないように目標開度を低くして、開度を絞ることになる。

ステップＳ８の制御バルブ１１の開制御に先立って、ステップＳ６で制御バルブ１１の開度ａを略ゼロ度から不感帯領域Ｂ内の所定開度まで大きくして待機しているので、開制御の際には、略ゼロ度から不感帯領域Ｂ内の所定開度まで大きくする動作を省いて、開度ａを所定開度から大きくすることができる。よって、図６に示すように、給油時であれば、制御バルブ１１が迅速に開弁するので、燃料タンク３内の圧力を迅速に低下させ、給油時に運転者等がフィラーキャップ６を開けられるまでの待ち時間を短縮できる。

ステップＳ９で、制御手段２は、燃料タンク３内の圧力がリッド開許可圧力に達するまで低下したか否かを判定する。リッド開許可圧力に達していれば（ステップＳ９、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０へ進み、リッド開許可圧力に達していなければ（ステップＳ９、Ｎｏ）、ステップＳ９へ戻り、ステップＳ９を繰り返す。

ステップＳ１０で、制御手段２は、リッド開信号をフューエルリッド７へ送信し、図６に示すように、フューエルリッド７の蓋を開ける。運転者等は、フィラーキャップ６を開けて、給油を行う。給油後に、運転者等は、フィラーキャップ６を閉め、さらに、フューエルリッド７の蓋を閉める。フューエルリッド７の蓋が閉められることで、フューエルリッド７からリッド閉状態信号が送信される。

ステップＳ１１で、制御手段２は、リッド閉状態信号を受信する。この受信により、運転者等による給油が完了したことになり、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２で、制御手段２は、制御バルブ閉信号を、制御バルブ１１へ送信し、制御バルブ１１を閉じる制御バルブ１１の閉制御を行う。この後、ステップＳ１に戻る。以上で、制御手段２にとって、給油が完了したことになる。

ステップＳ１３で、制御手段２は、燃料タンク３内の圧抜きを行うパージをスタートさせるか否か判定する。具体的には、エンジンがオン状態のときにエンジン等から出力され制御手段２で受信するオン状態信号や、パージコントロールバルブ１４が開状態のときにパージコントロールバルブ１４から出力され制御手段２で受信する開状態信号を、パージ指令信号（指令値）として受信するので、パージ指令信号（指令値）を受信しているか否か判定する。さらに、制御手段２は、パージコントロールバルブ１４が開弁してからの経過時間や、圧力センサ１５によって計測されたキャニスタ１３内の圧力の変化に基づいて、パージ通路（配管）１８を流れる蒸発燃料のキャニスタ１３に起因するパージ流量を算出することができる。また、制御手段２は、圧力センサ１６によって計測された燃料タンク３内の圧力の変化に基づいて、ベーパ通路（配管）９を流れる蒸発燃料の燃料タンク３に起因するパージ流量を算出することができる。パージ時には、燃料タンク３からの蒸発燃料が、キャニスタ１３内にトラップされることなく、パージ通路（配管）１８を流れエンジンで燃焼されることが望ましい。このため、パージ時には、ベーパ通路（配管）９を流れる蒸発燃料の燃料タンク３に起因するパージ流量より、燃料タンク３とキャニスタ１３の蒸発燃料が合流するパージ通路（配管）１８を流れる蒸発燃料のパージ流量の方が大きくなるように設定されている。このように設定するためには、燃料タンク３内の圧抜きを行うパージをスタートさせる前に、キャニスタ３からの蒸発燃料のパージ流量が所定値以上であればよい。そこで、制御手段２は、キャニスタ３からの蒸発燃料のパージ流量が所定値以上か否かに基づいて、燃料タンク３内の圧抜きを行うパージをスタートさせるか否かを判定する。パージ指令信号（指令値）を受信しキャニスタ３からの蒸発燃料のパージ流量が所定値以上であるので、燃料タンク３内の圧抜きを行うパージをスタートさせる場合は（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１４へ進み、パージ指令信号（指令値）を受信しておらずキャニスタ３からの蒸発燃料のパージ流量が所定値以上でないので、燃料タンク３内の圧抜きを行うパージをスタートさせない場合は（ステップＳ１３、Ｎｏ）、ステップＳ７へ戻る。

そこで、ステップＳ１４で、制御手段２は、ステップＳ８と同様に、制御バルブ１１の開制御（開閉制御）を実施する。制御手段２は、図３のグラフのような開度ａに対する流量の関係を記憶しており、所定の時間、例えば、キャニスタ３からの蒸発燃料のパージ流量が所定値以上に確保できる時間内に燃料タンク３内の圧力を所定の圧力以下に下げるのに、どれだけの体積の蒸発燃料を流さなければならないかを算出し、算出した体積を、所定の時間内に流せるような各時刻毎の開度ａを、目標開度速度と目標開度という形で算出し決定する。

ステップＳ１４の制御バルブ１１の開閉制御に先立って、ステップＳ６で制御バルブ１１の開度ａを略ゼロ度から不感帯領域Ｂ内の所定開度まで大きくして待機しているので、開閉制御の際には、略ゼロ度から不感帯領域Ｂ内の所定開度まで大きくする動作を省いて、開度ａを所定開度から大きくすることができる。

図７に示すように、ＣＳ ＭＯＤＥ走行時（パージ時）では、制御バルブ１１を迅速に開弁できるので、燃料タンク３内の蒸発燃料も、ベーパ通路９、制御バルブ１１、キャニスタ１３、パージ通路１８と吸気通路を経由して、迅速に内燃機関内に引き込まれて燃焼され、いわゆるパージを迅速に実施することができる。また、燃料タンク３内の蒸発燃料のパージが迅速に行われ、燃料タンク３内の圧力が十分に下がっていれば、給油時にも燃料タンク３内の圧力は予め下がっているので、下げ幅が少なくてすむ。その分、燃料タンク３内の圧力を迅速に低下させ、給油時に運転者等がフィラーキャップ６を開けられるまでの待ち時間を短縮できる。

ステップＳ１５で、制御手段２は、パージ終了か否か判定する。パージ通路を流れるパージ流量が所定量以下となって、パージ終了であれば（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１６へ進み、パージ通路を流れるパージ流量が所定量以下となっておらず、パージ終了でなければ（ステップＳ１５、Ｎｏ）、ステップＳ１５ａへ進む。ステップＳ１５ａで、制御手段２は、パージ圧抜き終了か否か判定する。パージ通路を流れるパージ流量が所定量以下となって、パージ圧抜き終了であれば（ステップＳ１５ａ、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２へ進み、パージ通路を流れるパージ流量が所定量以下となっておらず、パージ圧抜き終了でなければ（ステップＳ１５ａ、Ｎｏ）、ステップＳ１５へ戻る。なお、エンジンが停止すれば、パージ通路１８内等の負圧は維持できなくなるので、パージを終了させるために、パージ終了と判定する。なお、ステップＳ１５（Ｓ１５ａ）からステップＳ１２へ進んだ場合（パージ時）は、制御バルブ１１の閉制御に加えて、制御手段２は、パージ弁閉信号を、パージコントロールバルブ１４へ送信し、パージコントロールバルブ１４を閉じてもよい。以上で、制御手段２にとって、パージが完了したことになる。

１ 蒸発燃料処理装置
２ 制御手段
３ 燃料タンク
６ フィラーキャップ
７ フューエルリッド
８ リッドスイッチ
９ ベーパ通路（配管）
１０ 高圧２ウェイバルブ
１１ 制御バルブ（ボールバルブ）
１１ａ 弁座
１１ｂ ボール（弁体）
１１ｃ ステム
１１ｄ 全閉ストッパ
１１ｅ 全開ストッパ
１２ 開度検出手段（エンコーダ）
１３ キャニスタ
１４ パージコントロールバルブ
１５ 圧力センサ（パージ通路圧力検出手段）
１６ 圧力センサ（タンク内圧検出手段）
１７ 三方弁
１８ パージ通路（配管）

Claims (5)

1. 燃料を貯留する燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベーパ通路に設けられ、閉位置の開度ゼロから開方向に開度を増大させても前記蒸発燃料の通流が遮断される不感帯領域を有し、前記不感帯領域よりも開度が増すと、前記蒸発燃料の通流が許容される制御バルブと、
   前記制御バルブを開制御し前記蒸発燃料を流す制御手段とを備えた蒸発燃料処理装置において、
   前記制御手段は、前記開制御に先立って、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機し、前記開制御の際には前記開度を前記所定開度から大きくすることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記所定開度は、前記不感帯領域内の略最大の開度であ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. 前記キャニスタと前記燃料で駆動する内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
   前記パージ通路内の圧力を検出するパージ通路圧力検出手段とを有し、
   前記パージ通路内の圧力が負圧になった時に、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記燃料タンク内の圧力を検出するタンク内圧検出手段を有し、
   前記燃料タンク内の圧力が正圧以上になった時に、前記開度を略ゼロ度から前記不感帯領域内の所定開度まで大きくして待機することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記不感帯領域は、前記蒸発燃料が前記キャニスタに吸着されない領域であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の蒸発燃料処理装置。

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