JP2011220224A - Fuel vapor processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクと、該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、燃料タンク内に設けられた燃料ポンプから吐出される燃料の一部を導入して負圧を発生させるアスピレータとを備え、アスピレータの負圧を利用してキャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を燃料タンク内へ回収する蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to a fuel tank, a canister for adsorbing evaporated fuel generated in the fuel tank, an aspirator for introducing a part of fuel discharged from a fuel pump provided in the fuel tank and generating a negative pressure, And an evaporative fuel processing apparatus for recovering evaporative fuel adsorbed in the canister into a fuel tank using a negative pressure of an aspirator.
この種の蒸発燃料処理装置として、例えば下記特許文献1がある。特許文献1の蒸発燃料処理装置では、ジェットポンプ(アスピレータ)が、プレッシャレギュレータを介して燃料ポンプと間接的に連通されている。自動車の運転時に燃料ポンプが駆動すると、当該燃料ポンプから吐出される余剰燃料は、プレッシャレギュレータを介して燃料タンク内へリリーフされる。このとき、プレッシャレギュレータからリリーフされる余剰燃料をアスピレータに導入することで、負圧を発生させている。ここでのアスピレータは回収通路の途中に設けられており、回収通路の先端開口、すなわちキャニスタから回収される蒸発燃料及びアスピレータへ導入した余剰燃料の排出口は、燃料タンク内に貯留されている燃料中に液没している。 As this type of evaporative fuel processing apparatus, for example, there is Patent Document 1 below. In the evaporated fuel processing apparatus of Patent Document 1, a jet pump (aspirator) is indirectly communicated with a fuel pump via a pressure regulator. When the fuel pump is driven during operation of the automobile, surplus fuel discharged from the fuel pump is relieved into the fuel tank via the pressure regulator. At this time, the negative pressure is generated by introducing the surplus fuel relieved from the pressure regulator to the aspirator. The aspirator here is provided in the middle of the recovery passage, and the opening of the front end of the recovery passage, that is, the outlet of the evaporated fuel recovered from the canister and the surplus fuel introduced into the aspirator, is stored in the fuel tank. It is immersed in the inside.
この種の蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料の発生に伴う内圧上昇によって燃料タンクの破損を防止するものである。しかし特許文献1では、燃料ポンプが駆動して余剰燃料がリリーフされる限り、常にアスピレータが稼動し続けている。したがって、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を回収し終えたとしても、アスピレータは稼動し続ける。しかも、アスピレータによって回収された蒸発燃料と余剰燃料は、燃料タンクの燃料内へ吐出される。これでは、蒸発燃料の回収完了後に燃料タンク内の燃料が無駄に泡立てられる(バブリング)ことになる。これにより、蒸発燃料の発生が促進され、燃料タンクの内圧が無駄に上昇してしまう。 This type of evaporative fuel processing apparatus prevents damage to the fuel tank due to an increase in internal pressure accompanying the generation of evaporative fuel. However, in Patent Document 1, as long as the fuel pump is driven and the surplus fuel is relieved, the aspirator continues to operate. Accordingly, the aspirator continues to operate even after the fuel vapor adsorbed by the canister has been recovered. Moreover, the evaporated fuel and surplus fuel collected by the aspirator are discharged into the fuel in the fuel tank. In this case, the fuel in the fuel tank is bubbled unnecessarily (bubbling) after the recovery of the evaporated fuel is completed. Thereby, generation | occurrence | production of evaporative fuel is accelerated | stimulated and the internal pressure of a fuel tank will rise uselessly.
また、特許文献1ではアスピレータがプレッシャレギュレータを介して燃料ポンプと連通されている。すなわち、アスピレータへはプレッシャレギュレータからの余剰燃料が導入される。これでは、アスピレータへの燃料導入量が不安定となるため、蒸発燃料の回収能力も安定しない。そこで、アスピレータと燃料ポンプとを直接連通することが考えられる。この場合、燃料ポンプからエンジンへ圧送供給される燃料の一部が、直接アスピレータへ導入されることになる。しかし、特許文献1のように蒸発燃料の回収が完了した後もアスピレータが稼動し続けると、必要以上の燃料をアスピレータへ導入することになるので、エンジンへの安定的な燃料供給に悪影響を及ぼすことがある。例えば、エンジンへの最大燃料供給量がアスピレータへの燃料導入量する分低減するので、エンジンにおいて多量の燃料が必要となるような運転状況において燃料供給不足を生じるおそれがある。 Moreover, in patent document 1, the aspirator is connected with the fuel pump via the pressure regulator. That is, surplus fuel from the pressure regulator is introduced into the aspirator. In this case, the amount of fuel introduced into the aspirator becomes unstable, and the recovery capability of the evaporated fuel is not stable. Therefore, it is conceivable to directly communicate the aspirator and the fuel pump. In this case, a part of the fuel pressure-fed and supplied from the fuel pump to the engine is directly introduced into the aspirator. However, if the aspirator continues to operate even after the recovery of the evaporated fuel as in Patent Document 1, more fuel than necessary is introduced into the aspirator, which adversely affects the stable fuel supply to the engine. Sometimes. For example, since the maximum amount of fuel supplied to the engine is reduced by the amount of fuel introduced into the aspirator, there is a risk of insufficient fuel supply in an operating situation where a large amount of fuel is required in the engine.
そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、キャニスタに吸着された蒸発燃料の回収が完了した後に、燃料タンクの内圧が無駄に上昇したり、内燃機関への燃料供給に悪影響のない蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described problem, and after the recovery of the evaporated fuel adsorbed by the canister is completed, the internal pressure of the fuel tank rises unnecessarily and does not adversely affect the fuel supply to the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a fuel vapor processing apparatus.
なお、特許文献1では、プレッシャレギュレータからの余剰燃料をアスピレータを介してリリーフしているので、任意のタイミングでアスピレータへの燃料導入を停止することは不可能である。 In Patent Document 1, surplus fuel from the pressure regulator is relieved through the aspirator, so it is impossible to stop the fuel introduction to the aspirator at an arbitrary timing.
本発明は、燃料タンクと、該燃料タンクで発生する蒸発燃料(ベーパ)を吸着するキャニスタと、燃料タンク内に設けられた燃料ポンプから吐出される燃料の一部を導入して負圧を発生させるアスピレータとを備え、アスピレータの負圧を利用してキャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を燃料タンク内へ回収する蒸発燃料処理装置である。当該蒸発燃料処理装置は、キャニスタ内の圧力を検知する圧力センサを有し、圧力センサの検知情報に基づいてキャニスタ内からの蒸発燃料の回収完了を判定する。そして、蒸発燃料の回収完了が判定されると、アスピレータへの燃料導入を停止することを特徴とする。これによれば、蒸発燃料の回収が完了した後は、アスピレータへの燃料導入が停止されるので、燃料タンク内へ無駄なガスや燃料が吐出されることがない。したがって、蒸発燃料を確実に回収しながらも、蒸発燃料の回収完了後には燃料タンク内の燃料が無駄にバブリングすることがなく、燃料タンクの無駄な内圧上昇を回避することができる。 The present invention introduces a fuel tank, a canister for adsorbing evaporated fuel (vapor) generated in the fuel tank, and a part of fuel discharged from a fuel pump provided in the fuel tank to generate a negative pressure. An evaporative fuel processing apparatus that recovers evaporative fuel adsorbed in the canister into a fuel tank using a negative pressure of the aspirator. The fuel vapor processing apparatus has a pressure sensor that detects the pressure in the canister, and determines completion of recovery of the fuel vapor from the canister based on detection information of the pressure sensor. Then, when it is determined that the recovery of the evaporated fuel is completed, the fuel introduction to the aspirator is stopped. According to this, since the fuel introduction to the aspirator is stopped after the recovery of the evaporated fuel is completed, useless gas or fuel is not discharged into the fuel tank. Therefore, the fuel in the fuel tank is not bubbled unnecessarily after the completion of the vaporized fuel collection while reliably collecting the vaporized fuel, and a useless increase in the internal pressure of the fuel tank can be avoided.
蒸発燃料の回収が完了した後にアスピレータへの燃料導入を停止できる構成である限り、アスピレータは燃料ポンプと間接的に連通させてもよいが、燃料ポンプとアスピレータとは直接連通させることが好ましい。燃料ポンプとアスピレータとを直接連通することで、アスピレータへの燃料導入量や、これに伴い発生する負圧の程度すなわち蒸発燃料の回収能力等を安定させることができる。しかも、蒸発燃料の回収能力が安定することで、蒸発燃料の回収完了判定も正確に行うことができる。燃料ポンプとアスピレータとを直接連通させる場合、燃料ポンプからアスピレータへの燃料導入タイミングを制御する燃料導入制御弁を設けておく。そして、蒸発燃料の回収完了が判定されると、燃料導入制御弁を閉弁することで、アスピレータへの燃料導入を停止することができる。これによれば、蒸発燃料の回収完了後にアスピレータへ不必要に燃料が導入されることがなくなるので、内燃機関(エンジン)への燃料供給量へ悪影響を及ぼすことがない。 The aspirator may be indirectly connected to the fuel pump as long as the fuel introduction to the aspirator can be stopped after the recovery of the evaporated fuel is completed. However, it is preferable that the fuel pump and the aspirator be directly connected to each other. By directly communicating the fuel pump and the aspirator, it is possible to stabilize the amount of fuel introduced into the aspirator, the degree of negative pressure generated by this, that is, the ability to collect evaporated fuel, and the like. In addition, since the evaporative fuel recovery capability is stabilized, the evaporative fuel recovery completion determination can be made accurately. When the fuel pump and the aspirator are in direct communication, a fuel introduction control valve for controlling the timing of fuel introduction from the fuel pump to the aspirator is provided. When it is determined that the recovery of the evaporated fuel is completed, the fuel introduction control valve is closed to stop the fuel introduction to the aspirator. According to this, since the fuel is not unnecessarily introduced into the aspirator after the completion of the recovery of the evaporated fuel, the fuel supply amount to the internal combustion engine (engine) is not adversely affected.
キャニスタ内は、常時はほぼ大気圧となっている。そして、アスピレータの稼動によってキャニスタ内に負圧が作用すると、吸着されていた蒸発燃料が脱離回収されることで、図4に示すように、キャニスタの内圧は経時的に低下していく。そして、キャニスタ内の蒸発燃料が可能な限り脱離回収されると、キャニスタの内圧は飽和(サチレート)し、安定する。このような特性を前提として、キャニスタ内の圧力検知情報に基づく回収完了判定手法としては、大きく分けて次の3つの手法が挙げられる。 The canister is always at atmospheric pressure at all times. Then, when a negative pressure is applied to the canister by the operation of the aspirator, the adsorbed evaporated fuel is desorbed and collected, so that the internal pressure of the canister decreases with time as shown in FIG. When the evaporated fuel in the canister is desorbed and recovered as much as possible, the internal pressure of the canister is saturated (saturated) and stabilized. Based on such characteristics, the following three methods can be broadly classified as recovery completion determination methods based on pressure detection information in the canister.
第1の手法として、キャニスタ内の負圧が安定したことをもって蒸発燃料の回収完了と判定することができる。第2の手法として、キャニスタ内の負圧が安定し始める閾値に到達するまでの時間が、予め設定された基準時間以下となったことをもって、蒸発燃料の回収完了と判定することができる。第3の手法として、キャニスタ内の負圧が、予め設定された基準圧力へ到達したことをもって、蒸発燃料の回収完了と判定することができる。これら第1〜3のいずれの手法によっても、キャニスタ内の圧力変動を検知するだけで、的確に蒸発燃料の回収完了を判定することができる。また、第2,3の手法によれば、所定の基準値に到達すればその後は圧力が安定するとみなせるので、実際に圧力が安定したことを検知する必要は無く、回収完了を簡便に判定することができる。 As a first method, it can be determined that the recovery of the evaporated fuel is completed when the negative pressure in the canister is stabilized. As a second method, it can be determined that the recovery of the evaporated fuel is completed when the time until the negative pressure in the canister reaches a threshold value at which the negative pressure starts to be equal to or less than a preset reference time. As a third method, it can be determined that the recovery of the evaporated fuel is completed when the negative pressure in the canister reaches a preset reference pressure. With any of these first to third methods, it is possible to accurately determine the completion of the recovery of the evaporated fuel simply by detecting the pressure fluctuation in the canister. Further, according to the second and third methods, if the pressure reaches a predetermined reference value, it can be assumed that the pressure is stable thereafter. Therefore, it is not necessary to detect that the pressure is actually stabilized, and the completion of recovery is easily determined. be able to.
なお、蒸発燃料がキャニスタ内から脱離回収される際、蒸発燃料の気化熱によってキャニスタ内は低下する特性がある。そして、蒸発燃料の回収が完了すると、キャニスタ内の温度低下も停止する。そこで、キャニスタ内の温度を検知する温度センサを設けて、圧力センサによる検知情報に加え、温度センサからの検知情報にも基づいて蒸発燃料の回収完了を判定することも好ましい。これによれば、圧力情報のみならず温度情報も判定要素とするので、判定精度を向上することができる。 Note that when the evaporated fuel is desorbed and collected from the canister, the inside of the canister is lowered by the heat of vaporization of the evaporated fuel. When the recovery of the evaporated fuel is completed, the temperature drop in the canister is also stopped. Therefore, it is also preferable to provide a temperature sensor for detecting the temperature in the canister and determine the completion of the recovery of the evaporated fuel based on the detection information from the temperature sensor in addition to the detection information from the pressure sensor. According to this, since not only pressure information but also temperature information is used as a determination element, determination accuracy can be improved.
ここで、キャニスタ内には吸着材が充填されており、蒸発燃料は正確には吸着材に吸着されている。当該吸着材は、温度が高いほど脱離効率が高い特性を有する。しかし、上述のように、蒸発燃料が脱離される際、その気化熱によって温度が低下する。そこで、キャニスタ内にヒータを設けて、蒸発燃料を回収している間ヒータを作動させることが好ましい。これによれば、脱離効率を向上することができる。したがって、蒸発燃料の回収時間を短縮でき、延いてはアスピレータの稼動時間も短縮できる。 Here, the canister is filled with an adsorbent, and the evaporated fuel is accurately adsorbed by the adsorbent. The adsorbent has a characteristic that the higher the temperature, the higher the desorption efficiency. However, as described above, when the evaporated fuel is desorbed, the temperature is lowered by the heat of vaporization. Therefore, it is preferable to provide a heater in the canister and operate the heater while collecting the evaporated fuel. According to this, desorption efficiency can be improved. Therefore, the recovery time of the evaporated fuel can be shortened, and the operation time of the aspirator can also be shortened.
圧力センサは、キャニスタに直接設けることもできるが、キャニスタ内の蒸発燃料を燃料タンクへ回収する回収通路上に設けることが好ましい。圧力センサをキャニスタへ直接設置すると、キャニスタの内部構造によっては圧力分布が部位によって異なる場合がある。一方、圧力センサを回収通路上に設けていれば、このような問題が無く、キャニスタの内圧を正確に検知できる。 The pressure sensor can be provided directly in the canister, but is preferably provided on a recovery passage for recovering the evaporated fuel in the canister to the fuel tank. When the pressure sensor is directly installed on the canister, the pressure distribution may vary depending on the site depending on the internal structure of the canister. On the other hand, if the pressure sensor is provided on the recovery passage, there is no such problem, and the internal pressure of the canister can be accurately detected.
本発明によれば、キャニスタに吸着された蒸発燃料の回収が完了した後は、アスピレータへの燃料導入を停止することで、その後燃料タンクの内圧が無駄に上昇したり、内燃機関への燃料供給に悪影響を及ぼすことがない。 According to the present invention, after the recovery of the evaporated fuel adsorbed by the canister is completed, the fuel introduction to the aspirator is stopped, and then the internal pressure of the fuel tank rises wastefully or the fuel is supplied to the internal combustion engine. Does not adversely affect
(実施例1)
蒸発燃料処理装置は、図1に示すように、内部に燃料Fを貯留する燃料タンク1と、該燃料タンク1で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ2と、燃料ポンプ3から吐出される燃料の一部を導入して負圧を発生させるアスピレータ4などを備える。
(Example 1)
As shown in FIG. 1, the evaporative fuel processing apparatus includes a fuel tank 1 that stores fuel F therein, a
燃料タンク1は密閉タンクである。燃料ポンプ3は燃料タンク1内に配され、燃料供給通路10を通して燃料Fをエンジン(図示せず)へ圧送する。キャニスタ2の内部には吸着材Cが充填されている。吸着材Cとしては、空気は通すが蒸発燃料を吸着・脱離可能な活性炭等を使用できる。キャニスタ2内には、当該キャニスタ2内(吸着材C)を加熱するヒータ5が設けられている。吸着材Cは、温度が高いほど特定成分(本発明では蒸発燃料)の吸着量が少なく、温度が低いほど特定成分の吸着量が多くなる特性を有する。したがって、吸着材Cに吸着されている蒸発燃料を脱離する際は、吸着材Cの温度はできるだけ高い方が好ましい。しかし、蒸発燃料が吸着材Cから脱離されるとき、その気化熱によって吸着材Cの温度は低下する。そこで、蒸発燃料脱離の際にヒータ5を作動させて吸着材Cを加熱することで、脱離効率を向上することができる。
The fuel tank 1 is a closed tank. The
燃料タンク1とキャニスタ2とは、吸着ベーパ通路11を介して連通されている。吸着ベーパ通路11上には、当該吸着ベーパ通路11の連通状態と遮断状態とを切り替える開閉手段として、吸着ベーパ通路弁21が設けられている。また、キャニスタ2には、その先端が大気開放された大気通路12が連結されている。大気通路12上にも、当該大気通路12の連通状態と遮断状態とを切り替える開閉手段として、大気通路弁22が設けられている。また、燃料タンク1には、当該燃料タンク1の内圧を検知する圧力センサ6が設けられている。
The fuel tank 1 and the
燃料供給通路10には、分岐通路13の一端が分岐状に連結されており、その他端にアスピレータ4が連結されている。すなわち、アスピレータ4は、燃料供給通路10及び分岐通路13を介して燃料ポンプ3と直接連通している。分岐通路13上には、アスピレータ4への燃料導入と遮断とを切り替えてアスピレータ4への燃料導入タイミングを制御する燃料導入制御弁23が設けられている。また、アスピレータ4には、キャニスタ2に至る回収通路14も連結されている。回収通路14上には、アスピレータ4からキャニスタ2への逆流を防ぐ逆止弁24が設けられている。また、回収通路14上には、キャニスタ2内の圧力を検知する負圧センサ7が設けられている。なお、負圧センサ7と圧力センサ6とは、便宜上名称を異ならせているが、実態は同様のセンサである。負圧センサ7が本願発明の圧力センサに相当する。
One end of a
圧力センサ6及び負圧センサ7からの検知信号は、エンジン・コントロール・ユニット(ECU)30に入力される。ECU30は、中央処理装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)などを有する。ROMには、所定の制御プログラムが予め記憶されており、CPUが、当該制御プログラムやセンサ6,7からの検知信号等に基づいて、各構成要素を所定のタイミングで制御操作する。吸着ベーパ通路弁21、大気通路弁22、及び燃料導入制御弁23は、それぞれECU30によって開閉タイミングが制御される電磁弁である。
Detection signals from the
アスピレータ4は、図2に示すように、ベンチュリ部41とノズル部45とから構成されている。ベンチュリ部41は、絞り42と、絞り42の燃料流動方向上流側に設けられた先窄まり状の減圧室43と、絞り42の燃料流動方向下流側に設けられた末拡がり状のディフューザ部44と、吸引ポート41pとを備えている。減圧室43、絞り42、およびディフューザ部44は、それぞれ同軸に形成されている。吸引ポート41pは、減圧室43に連通形成されている。吸引ポート41pに、回収通路14が連結される。ノズル部45は、ベンチュリ部41の上流側に接合されている。ノズル部45は、アスピレータ4内に燃料を導入する導入ポート45pと、導入された燃料を噴射するノズル本体46とを備えている。導入ポート45pに、分岐通路13が連結される。ノズル本体46は減圧室43内に同軸収納されており、当該ノズル本体46の噴射口46pは絞り42に臨んでいる。
As shown in FIG. 2, the
燃料ポンプ3から吐出された燃料Fの一部は、燃料供給通路10から分岐通路13を通して燃料導入ポート45pからアスピレータ4内へ導入される。すると、導入された燃料Fがノズル本体46から噴射され、絞り42及びディフューザ部44の中央部を軸方向に高速で流動する。このとき、減圧室43においては、ベンチュリ効果によって負圧が発生する。これにより、吸引ポート41pおよび回収通路14に吸引力が生じる。回収通路14を通して吸引ポート41pから吸引された気体(本発明ではキャニスタ2からの蒸発燃料及び空気)は、ノズル本体46から噴射された燃料Fと共にディフューザ部44から混合排出される。
Part of the fuel F discharged from the
次に、蒸発燃料処理装置による蒸発燃料の処理機構について説明する。なお、以下の説明において、各制御は全てECU30によって行われる。駐車中(オフ時)は、大気通路弁22は開弁しているが、吸着ベーパ通路弁21及び燃料導入制御弁23は閉弁している。給油時には、吸着ベーパ通路弁21が開弁される。また、外気温等によって燃温が上昇し、燃料タンク1の内圧が所定値(例えば5kPa)を超えたことを圧力センサ6によって検知された場合も、吸着ベーパ通路弁21が開弁される。これに伴い、燃料タンク1内の蒸発燃料含有ガスが吸着ベーパ通路11を通してキャニスタ2内に流入する。すると、キャニスタ2内の吸着材Cによって蒸発燃料が選択的に吸着捕捉される。残余の空気は吸着材Cを透過し、キャニスタ2から大気通路12を通して大気中に放散される。これにより、大気汚染を回避しながら燃料タンク1が圧力開放され、燃料タンク1の破損が防止される。燃料タンク1の内圧が所定値(例えば大気圧)以下に低下したことが圧力センサ6によって検知されると、吸着ベーパ通路弁21は再度閉弁される。
Next, an evaporative fuel processing mechanism by the evaporative fuel processing apparatus will be described. In the following description, all the controls are performed by the
次に、車両走行中の蒸発燃料の処理機構について説明する。図3に示すように、エンジンが始動(燃料ポンプ3が稼動)されると、アスピレータ4も始動する。詳しくは、エンジンの始動に伴い、燃料導入制御弁23が開弁される。すると、燃料ポンプ3から吐出された燃料Fの一部は、燃料供給通路10から分岐通路13を通してアスピレータ4へ導入される。これにより、アスピレータ4において負圧が発生し、回収通路14を通してキャニスタ2内に負圧が作用する。なお、アスピレータ4の始動と共にヒータ5が作動する。また、燃料導入制御弁23の開弁と同時に、大気通路弁22は閉弁される。吸着ベーパ通路弁21は閉弁したままである。したがって、燃料タンク1及びキャニスタ2内は閉鎖空間となっている。
Next, an evaporative fuel processing mechanism during vehicle travel will be described. As shown in FIG. 3, when the engine is started (the
アスピレータ4からの負圧がキャニスタ2内へ作用すると、キャニスタ2内(の吸着材C)に吸着されていた蒸発燃料が吸引脱離される。このとき、ヒータ5によって吸着材Cが加熱されていることで、蒸発燃料の脱離回収が促進される。蒸発燃料が脱離され始めると、閉鎖空間となっているキャニスタ2の内圧は、図4に示すように徐々に低下していく。脱離された蒸発燃料は、回収通路14及びアスピレータ4を介して燃料タンク1内へ回収される。そして、キャニスタ2内から可能な限り蒸発燃料が脱離回収されると、キャニスタ2の内圧は飽和(サチレート)し、負圧状態で安定する。ここで、このようなキャニスタ2の内圧変化が、負圧センサ7によってモニタリングされている。そして、キャニスタ2の負圧が安定したことが負圧センサ7によって検知されると、蒸発燃料の回収が完了したと判定される。これにより、燃料導入制御弁23が閉弁され、アスピレータ4が停止する(図3参照)。このように、本実施例1は、本発明の第1の回収完了判定手法に属する実施例である。なお、アスピレータ4の停止後でも、キャニスタ2及び回収通路14内は負圧状態である。しかし、アスピレータ4からキャニスタ2への燃料Fの逆流は、逆止弁24によって防がれる。
When the negative pressure from the
これによれば、蒸発燃料の回収が完了するまではアスピレータ4が作動しているので、蒸発燃料は確実に回収される。そのうえで、蒸発燃料の回収が完了した後はアスピレータ4が停止するので、燃料タンク1内の燃料Fが無駄にバブリングすることがない。これにより、蒸発燃料の回収完了後に燃料タンク1の無駄な内圧上昇を避けることができる。また、燃料ポンプ3からアスピレータ4への燃料導入も停止するので、エンジンへの燃料供給も安定する。なお、車両走行中にも外気温や燃料ポンプ3の駆動熱などによって燃温は上昇し得る。これに伴い、燃料タンク1の内圧が所定値以上に上昇したことが圧力センサ6によって検知されると、吸着ベーパ通路弁21及び大気通路弁22が開弁されて、燃料タンク1の圧力開放がされる。
According to this, since the
(実施例2)
実施例1では、キャニスタ2内の負圧が安定したことを以って蒸発燃料の回収完了と判定していたが、図5,6に示す実施例2のように、キャニスタ2内の負圧が安定し始める閾値に到達するまでの時間に基づいて判定することもできる。実施例2は蒸発燃料の回収完了判定の変形例であって、蒸発燃料処理装置の基本構成や各弁の開閉タイミングは、実施例1と同様である。なお、実施例2は、本発明の第2の回収完了判定手法に属する実施例である。
(Example 2)
In the first embodiment, it is determined that the recovery of the evaporated fuel is completed because the negative pressure in the
本実施例の蒸発燃料処理装置では、燃料ポンプ3とアスピレータ4とが直接連通されているので、アスピレータ4への燃料導入量及びこれに基づき発生する負圧の程度は安定している。したがって、キャニスタ2の経時的な内圧変動は、アスピレータ4によって発生する負圧の程度、及びキャニスタ2の容量に応じた一定の挙動を示す。そこで実施例2では、キャニスタ2に蒸発燃料が吸着されていない状態においてキャニスタ2内へ負圧を作用させた場合(図6の破線)に、キャニスタ2の内圧が安定し始める閾値に到達するまでの基準時間Tsが、ECU30へ予め記憶されている。
In the fuel vapor processing apparatus of the present embodiment, the
そのうえで、実施例1と同様に、エンジン始動に伴いアスピレータ4が作動した際のキャニスタ2内の負圧変動が負圧センサ7によってモニタリングされる。ここで実施例1と異なる点は、図5に示すように、キャニスタ2内の負圧が安定し始める閾値に到達するまでの時間が、ECU30によって計測される。このとき、キャニスタ2内に蒸発燃料が吸着されていると、図6の実線で示すようにキャニスタ2の内圧はゆっくり低下するので、閾値に到達するまでの時間T1は基準時間Tsより長い。当該閾値に到達するまでの時間T1が基準時間Tsより長いと、一旦大気通路弁22が開弁される。すると、大気通路12から大気が導入されることで、キャニスタ2の内圧が大気圧にリセットされる。キャニスタ2の内圧がリセットされると大気通弁22が閉弁され、再度閉鎖空間となったキャニスタ2内から蒸発燃料が脱離され、キャニスタ2の内圧が徐々に低下していく。このとき、前回脱離の際に大部分の蒸発燃料が脱離回収されているので、キャニスタ2の内圧低下速度は速くなる。しかし、閾値に到達した時点T1において前回の脱離をリセットしているので、キャニスタ2内には蒸発燃料が僅かに残存している場合がある。その場合は、図6の一点鎖線で示すように、閾値に到達するまでの時間T2は、前回の時間T1よりは短いが、基準時間Tsよりは長い。このような場合も、再度大気通路弁22が一旦開弁されてキャニスタ2の内圧がリセットされる。これを複数回繰り返し、最終的に閾値に到達するまでの時間が基準時間Ts以下となったところで、蒸発燃料の回収が完了したと判定される。これにより、燃料導入制御弁23が閉弁されてアスピレータ4が停止する。
In addition, as in the first embodiment, negative pressure fluctuation in the
(実施例3)
蒸発燃料の回収完了判定は、実施例1や実施例2のほかに、図7,8に示す実施例3のように、キャニスタ2内の負圧が、予め設定された基準圧力へ到達したことをもって判定することもできる。実施例3も蒸発燃料の回収完了判定の変形例であって、蒸発燃料処理装置の基本構成や各弁の開閉タイミングは、実施例1や実施例2と同様である。なお、実施例3は、本発明の第3の回収完了判定手法に属する実施例である。
(Example 3)
In addition to the first and second embodiments, the evaporative fuel recovery determination is made when the negative pressure in the
実施例3でも、燃料ポンプ3とアスピレータ4とが直接連通されているので、アスピレータ4によって発生する負圧の程度、及びキャニスタ2の容量に応じて、キャニスタ2の飽和負圧(安定する負圧の程度)は一定である。そこで実施例3では、キャニスタ2内から可能な限り蒸発燃料が脱離された後に安定する飽和圧力が、基準圧力PsとしてECU30へ予め記憶されている。
Also in the third embodiment, since the
そして、実施例1や実施例2と同様に、エンジン始動に伴いアスピレータ4が作動した際のキャニスタ2内の負圧変動が負圧センサ7によってモニタリングされる。そのうえで実施例3では、図7、8に示すように、キャニスタ2内の負圧が基準圧力Psに到達したことが負圧センサ7によって検知されると、蒸発燃料の回収完了と判定される。これにより、燃料導入制御弁23が閉弁されてアスピレータ4が停止する。
Then, similarly to the first and second embodiments, the
(実施例4)
本発明の蒸発燃料処理装置には、図9に示すように、キャニスタ2内の温度を検知する温度センサ8を設けることも好ましい。キャニスタ2内の吸着材Cは、蒸発燃料の脱離に伴い温度が低下する。したがって、キャニスタ2内に蒸発燃料が存在していると、蒸発燃料の脱離回収に伴いキャニスタ2内の温度は低下し続ける。一方、蒸発燃料の回収が完了すると、それ以上キャニスタ2内の温度は低下しない。そこで、キャニスタ2に温度センサ8を設けている。なお、温度センサ8からの検知情報もECU30へ入力される。蒸発燃料の回収中は、負圧センサ7によってキャニスタ2内の負圧をモニタリングしながら、温度センサ8によって温度変化もモニタリングする。そして、実施例1〜3のようにして負圧センサ7からの検知情報に基づいて蒸発燃料の回収完了を判定する際に、温度センサ8によってキャニスタ2内の温度低下が停止しているかも検知される。キャニスタ2の内圧が安定していても、温度低下が停止していなければ、温度低下が停止するまで回収が続行される。そして、キャニスタ2内の負圧が安定しており、且つ温度低下の停止も検知されたときに、蒸発燃料の回収が完了したと判定される。これによれば、圧力情報のみならず温度情報にも基づいて回収完了が判定されるので、判定精度が向上し、蒸発燃料の回収漏れを防ぐことができる。
Example 4
As shown in FIG. 9, the fuel vapor processing apparatus of the present invention is preferably provided with a
なお、温度センサ8は、回収通路14上に設けてもよい。但し、回収通路14上に設ける場合は、できるだけキャニスタ2に近い位置、好ましくはキャニスタ2の直下に設けることが好ましい。また、キャニスタ2に温度センサ8を設ける場合も、できるだけ回収通路14の連結部(回収通路ポート)近傍に設けることが好ましい。このような位置に設けることで、キャニスタ2内の温度を精度良く検知できる。
The
(変形例)
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、これに限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。特に、蒸発燃料処理装置の構成は、本発明に必須の構成要素である燃料タンク、キャニスタ、及びアスピレータを備える基本的構成を有する限り、その他種々の構成要素を付加できる。
(Modification)
As mentioned above, although the typical Example of this invention was described, it is not limited to this, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In particular, as long as the configuration of the evaporative fuel processing apparatus has a basic configuration including a fuel tank, a canister, and an aspirator that are essential components of the present invention, various other components can be added.
例えば図10に示すように、複数種の混合ガス中から特定成分を優先的に濃縮分離する分離膜を使用することもできる。すなわち、図10に示す変形例では、実施例1の基本構成に加えて、分離膜モジュール9を備えている。分離膜モジュール9は、密閉容器9aと、当該密閉容器9a内を導入室9bと透過室9cとに区画するように配された分離膜9dとからなる。ここでの分離膜9dには、燃料成分に対する溶解拡散係数が高く、燃料成分は優先的に透過分離するが空気成分は透過し難い公知の分離膜を使用している。分離膜モジュール9の導入室9bには、燃料タンク1から延びる処理ベーパ通路15が連結される。処理ベーパ通路15上には、当該処理ベーパ通路15の連通状態と遮断状態とを切り替える開閉手段として、処理ベーパ通路弁25が設けられている。また、分離膜モジュール9の導入室9bには、分離膜9dを透過せずに残存する希釈ガスが流動していく希釈ガス通路16の一端が連結されている。希釈ガス通路16の他端は、キャニスタ2に連結されている。希釈ガス通路16の中途部には、圧力調整弁26が設けられている。圧力調整弁26は、分離膜モジュール9からキャニスタ2へのガス流動のみを許容するチェック弁である。圧力調整弁26は、分離膜モジュール9側から所定圧力のガス圧が作用することで開弁する。一方、分離膜モジュール9の透過室9cには、分離膜9dによって濃縮分離された濃縮ガスが流動していく濃縮ガス通路17の一端が連結されている。濃縮ガス通路17の他端は、回収通路14に連結されている。濃縮ガス通路17上には、分離膜モジュール9からアスピレータ4へのガス流動のみを許容する逆止弁27が設けられている。
For example, as shown in FIG. 10, a separation membrane that preferentially concentrates and separates specific components from a plurality of types of mixed gas can be used. That is, the modification shown in FIG. 10 includes the separation membrane module 9 in addition to the basic configuration of the first embodiment. The separation membrane module 9 includes a sealed
このような構成の蒸発燃料処理装置では、実施例1〜3のように蒸発燃料を処理する際、燃料導入制御弁23と同時に、処理ベーパ通路弁25が開弁される。これにより、アスピレータ4によってキャニスタ2から蒸発燃料を脱離回収している間に燃料タンク1において発生する蒸発燃料を含む蒸発燃料含有ガスが、処理ベーパ通路15を通して分離膜モジュール9の導入室9bに導入される。すると、蒸発燃料含有ガス中の燃料成分が分離膜9dを優先的に透過分離することによって、透過室9cに濃縮ガスが精製される。このとき、透過室9cにもアスピレータ4からの負圧が作用しており、導入室9bと透過室9cには分離膜9dを介して差圧が生じているので、効率よく蒸発燃料が分離される。濃縮ガスは、濃縮ガス通路17及び回収通路14を通してアスピレータ4から燃料タンク1へ吐出回収される。一方、分離膜9dを透過せずに導入室9bに残存している、主として空気成分からなる希釈ガスは、希釈ガス通路16を通してキャニスタ2へ導入される。これにより、キャニスタ2から蒸発燃料の脱離が促進される。このとき、キャニスタ2内は、圧力調整弁26によって負圧状態が保たれる。その他は実施例1等と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。
In the evaporated fuel processing apparatus having such a configuration, when the evaporated fuel is processed as in the first to third embodiments, the processing
また、上記分離膜モジュール9を備える蒸発燃料処理装置において、キャニスタ2に温度センサ8を設けたうえで、実施例4のように、負圧センサ7による検知情報に加えて、温度センサ8からの検知情報にも基づいて蒸発燃料の回収完了を判定することもできる。
Further, in the fuel vapor processing apparatus provided with the separation membrane module 9, the
また、燃料導入制御弁23は、分岐通路13上のほかに、アスピレータ4へ設けることもできる。例えば図11に示すように、アスピレータ4内に、ノズル本体46からの燃料噴射タイミングを制御するニードル弁47を設けることができる。詳しくは、ノズル部45に弁設置ベース48を接合したうえで、当該弁設置ベース48の中央部に、ノズル本体46を開閉するニードル弁47を配すことができる。ニードル弁47はピン状の部材であり、アスピレータ4の軸方向に沿って摺動可能となっている。ニードル弁47と弁設置ベース48との間には圧縮バネ49が配されており、当該圧縮バネ49によってニードル弁47は閉弁方向へ常時付勢されている。また、弁設置ベース48の周縁部には、電磁石50がニードル弁47を囲むように配されている。ECU30によって電磁石50に通電されると、ニードル弁47が開弁方向へ引き寄せられ、ノズル本体46が開弁される。
Further, the fuel
1 燃料タンク
2 キャニスタ
3 燃料ポンプ
4 アスピレータ
5 ヒータ
6 圧力センサ
7 負圧センサ(圧力センサ)
8 温度センサ
9 分離膜モジュール
11 吸着ベーパ通路
12 大気通路
13 分岐通路
14 回収通路
15 処理ベーパ通路
16 希釈ガス通路
17 濃縮ガス通路
C 吸着材
F 燃料
1
8 Temperature sensor 9
Claims (8)
前記キャニスタ内の圧力を検知する圧力センサを有し、
前記圧力センサの検知情報に基づいて前記キャニスタ内からの蒸発燃料の回収完了を判定し、
蒸発燃料の回収完了が判定されると、前記アスピレータへの燃料導入を停止することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 A fuel tank, a canister for adsorbing the evaporated fuel generated in the fuel tank, and an aspirator for introducing a part of the fuel discharged from a fuel pump provided in the fuel tank to generate a negative pressure, An evaporative fuel processing apparatus for recovering evaporative fuel adsorbed in the canister using the negative pressure of the aspirator into the fuel tank;
A pressure sensor for detecting the pressure in the canister;
Based on the detection information of the pressure sensor, determine the completion of recovery of the evaporated fuel from the canister,
An evaporative fuel processing apparatus characterized by stopping fuel introduction to the aspirator when it is determined that evaporative fuel recovery is complete.
前記燃料ポンプとアスピレータとが直接連通されており、
前記燃料ポンプから前記アスピレータへの燃料導入タイミングを制御する燃料導入制御弁を備え、
前記蒸発燃料の回収完了が判定されると、前記燃料導入制御弁が閉弁されることで、前記アスピレータへの燃料導入を停止することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 It is an evaporative fuel processing apparatus of Claim 1, Comprising:
The fuel pump and the aspirator are in direct communication,
A fuel introduction control valve for controlling fuel introduction timing from the fuel pump to the aspirator;
An evaporative fuel processing apparatus, wherein when the evaporative fuel recovery is determined to be complete, the fuel introduction control valve is closed to stop the fuel introduction to the aspirator.
前記キャニスタ内の負圧が安定したことをもって、前記蒸発燃料の回収完了と判定することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1 or 2,
The evaporative fuel processing apparatus, wherein the evaporative fuel recovery is determined to be complete when the negative pressure in the canister is stabilized.
前記キャニスタ内の負圧が安定し始める閾値に到達するまでの時間が、予め設定された基準時間以下となったことをもって、前記蒸発燃料の回収完了と判定することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1 or 2,
Evaporative fuel processing, characterized in that when the time until the negative pressure in the canister reaches a threshold at which the negative pressure begins to stabilize is less than a preset reference time, it is determined that the recovery of the evaporated fuel is complete. apparatus.
前記キャニスタ内の負圧が、予め設定された基準圧力へ到達したことをもって、前記蒸発燃料の回収完了と判定することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1 or 2,
The evaporative fuel processing apparatus, wherein the evaporative fuel recovery is determined to be complete when the negative pressure in the canister reaches a preset reference pressure.
前記キャニスタ内の温度を検知する温度センサを有し、
前記圧力センサによる検知情報に加え、前記温度センサの検知情報にも基づいて前記蒸発燃料の回収完了を判定することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A temperature sensor for detecting the temperature in the canister;
An evaporative fuel processing apparatus that determines completion of recovery of the evaporative fuel based on detection information of the temperature sensor in addition to detection information by the pressure sensor.
前記キャニスタ内にヒータが設けられており、
前記蒸発燃料を回収している間、前記ヒータが作動することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A heater is provided in the canister,
The evaporative fuel processing apparatus is characterized in that the heater operates while the evaporative fuel is recovered.
前記圧力センサが、前記キャニスタ内の蒸発燃料を前記燃料タンクへ回収する回収通路上に設けられていることを特徴とする、蒸発燃料処理装置。
An evaporative fuel processing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An evaporative fuel processing apparatus, wherein the pressure sensor is provided on a recovery passage for recovering evaporative fuel in the canister to the fuel tank.
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