JP2012087746A - Vaporized fuel processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に自動車等の車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着しかつその吸着した蒸発燃料を内燃機関(エンジン)の吸気通路へパージする蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus that adsorbs evaporative fuel generated mainly in a fuel tank of a vehicle such as an automobile with a canister and purges the adsorbed evaporative fuel into an intake passage of an internal combustion engine (engine).
この種の蒸発燃料処理装置の従来例としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。従来例(特許文献1)の蒸発燃料処理装置を述べる。図4は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図4に示すように、蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を吸着保持するキャニスタ112を燃料タンク114及び内燃機関102の吸気通路104のそれぞれに連通する第1通路116及び第2通路118を設けている。キャニスタ112に一端側を連通する第3通路120を設けるとともに第3通路120の他端側を内燃機関102の排気通路106の近傍部位に連通する第4通路122と大気に連通する第5通路124とに分岐させて設けている。分岐部位には、キャニスタ112に導入されるパージエアを、第4通路122による高温空気と第5通路124による低温空気との混合によって所定温度に調整する温度調整部126を設けている。この蒸発燃料処理装置によると、キャニスタ112にパージエアを導入する際には、第4通路122に高温空気が導かれるとともに第5通路124に低温空気が導かれ、高温空気と低温空気とを温度調整部126によって混合して所定温度に調整して第3通路120からキャニスタ112に導入される。
As a conventional example of this type of fuel vapor processing apparatus, there is one described in Patent Document 1, for example. An evaporative fuel processing apparatus of a conventional example (Patent Document 1) will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the fuel vapor processing apparatus.
As shown in FIG. 4, the evaporative fuel processing apparatus includes a
従来の蒸発燃料処理装置にあっては、第4通路122の開放端が、内燃機関102の排気通路106の近傍部位(特許文献1の図1によると、エキゾーストマニホールドの外側近傍)に連通されている。そして、第4通路122から導かれた高温空気と、第5通路124から導かれた低温空気とを温度調整部126により混合して所定温度に調整している。したがって、構成の複雑化を余儀なくされるという問題があった。なお、高温空気と低温空気とを混合する構成からすると、特許文献1における高温空気は、そのままキャニスタ112に導入することが難しい高温の空気であり、低温空気と混合することで温度を下げる必要があるものと考えられる。
In the conventional evaporative fuel processing apparatus, the open end of the
本発明が解決しようとする課題は、構成を簡素化することのできる蒸発燃料処理装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an evaporative fuel processing apparatus capable of simplifying the configuration.
前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とする蒸発燃料処理装置により解決することができる。
すなわち、請求項1に記載された蒸発燃料処理装置によると、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタと燃料タンクとを連通するタンク通路と、キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、キャニスタと大気とを連通する大気通路と、パージ通路に設けられたパージ制御弁と、パージ制御弁を制御する制御手段とを備える蒸発燃料処理装置であって、大気通路は、低温の空気中に開放された低温通路と、高温の空気中に開放された高温通路と、低温通路と高温通路とを選択的に開閉する通路切替手段とを備えて構成され、制御手段は、通路切替手段を、パージ制御弁の開弁時には高温通路を開くとともに低温通路を閉じるように切替え、また、パージ制御弁の閉弁時には高温通路を閉じるとともに低温通路を開くように切替えるものである。このように構成すると、パージ制御弁の開弁時すなわちパージ時には、高温の空気が高温通路を介してキャニスタに導入されることにより、キャニスタの脱離性能を向上することができる。また、パージ制御弁の閉弁時すなわち非パージ時には、キャニスタを低温通路を介して低温の空気中へ開放することができる。したがって、前記特許文献1と異なり、高温空気と低温空気とを混合して所定温度に調整する必要がなく、構成を簡素化することができる。なお、本明細書でいう「高温の空気」とは、低温の空気と混合して温度調整する必要がなく、そのままキャニスタに導入しても支障を生じない温度の高温の空気のことをいう。
The above-mentioned problem can be solved by an evaporative fuel processing apparatus having the gist of the configuration described in the claims.
That is, according to the evaporated fuel processing apparatus of claim 1, a canister that adsorbs evaporated fuel, a tank passage that communicates the canister and the fuel tank, a purge passage that communicates the canister and the intake passage of the internal combustion engine, An evaporative fuel processing apparatus comprising an atmospheric passage communicating the canister and the atmosphere, a purge control valve provided in the purge passage, and a control means for controlling the purge control valve, wherein the atmospheric passage is in low-temperature air And a passage switching means for selectively opening and closing the low-temperature passage and the high-temperature passage, and the control means includes the passage switching means. When the purge control valve is opened, the high temperature passage is opened and the low temperature passage is closed, and when the purge control valve is closed, the high temperature passage is closed and the low temperature passage is opened. It is intended to switch. With this configuration, when the purge control valve is opened, that is, when purging, high-temperature air is introduced into the canister via the high-temperature passage, so that the canister desorption performance can be improved. Further, when the purge control valve is closed, that is, when not purged, the canister can be opened to the low temperature air through the low temperature passage. Therefore, unlike the above-mentioned Patent Document 1, it is not necessary to mix high-temperature air and low-temperature air to adjust to a predetermined temperature, and the configuration can be simplified. The term “hot air” as used in the present specification refers to high-temperature air having a temperature that does not need to be adjusted by mixing with low-temperature air and that does not cause any problem even if introduced into the canister as it is.
また、請求項2に記載された蒸発燃料処理装置によると、高温通路は、内燃機関の排気管の近辺における高温の空気中に開放されている。このように構成すると、内燃機関の排気熱を有効に利用することができる。 According to the evaporated fuel processing apparatus of the second aspect, the high temperature passage is opened to high temperature air in the vicinity of the exhaust pipe of the internal combustion engine. If comprised in this way, the exhaust heat of an internal combustion engine can be utilized effectively.
また、請求項3に記載された蒸発燃料処理装置によると、通路切替手段は三方弁である。このように構成すると、1つの三方弁によって低温通路と高温通路とを選択的に開閉することができる。 According to the evaporated fuel processing apparatus of the third aspect, the passage switching means is a three-way valve. With this configuration, the low temperature passage and the high temperature passage can be selectively opened and closed by one three-way valve.
また、請求項4に記載された蒸発燃料処理装置によると、キャニスタからパージ通路を介して内燃機関の吸気通路にパージされるパージガス中の燃料成分の濃度を検出するための燃料成分濃度検出手段を設け、制御手段は、燃料成分濃度検出手段により検出される燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合はパージ制御弁の開度を小さくし、また、燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合はパージ制御弁の開度を大きくするものである。このように構成すると、パージガス中の燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合、すなわちベーパの吸着量が多い時やタンクからのベーパ発生量が多い時にはパージ制御弁の開度が小さくなるため、パージガス量を小量とすることで、エンジンに燃料成分の濃い濃度のパージガスが吸気通路に大量に吸入されることによるドライバビリティの悪化を防止することができる。また、パージガス中の燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合にはパージ制御弁の開度が大きくなるため、大量のパージガスを効率良くパージすることができる。 Further, according to the evaporated fuel processing apparatus of the fourth aspect, the fuel component concentration detecting means for detecting the concentration of the fuel component in the purge gas purged from the canister to the intake passage of the internal combustion engine through the purge passage. And the control means reduces the opening of the purge control valve when the concentration of the fuel component detected by the fuel component concentration detection means is higher than a predetermined concentration, and the concentration of the fuel component is less than the predetermined concentration. In this case, the opening degree of the purge control valve is increased. With this configuration, when the concentration of the fuel component in the purge gas is higher than a predetermined concentration, that is, when the amount of vapor adsorbed is large or when the amount of vapor generated from the tank is large, the opening of the purge control valve becomes small. By making the purge gas amount small, it is possible to prevent drivability from deteriorating due to a large amount of purge gas having a high fuel component concentration being sucked into the intake passage. In addition, when the concentration of the fuel component in the purge gas is less than the predetermined concentration, the opening of the purge control valve is increased, so that a large amount of purge gas can be efficiently purged.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
[実施形態1]
本発明の実施形態1を説明する。図1は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図1に示すように、蒸発燃料処理装置10は、自動車等の車両の燃料タンク12で発生した蒸発燃料をキャニスタ14で吸着しかつその吸着した蒸発燃料を内燃機関(エンジン)16の吸気通路18へパージする。キャニスタ14には、活性炭よりなる吸着材(図示省略)が収容されている。吸着材は、燃料タンク12で発生する蒸発燃料(ベーパ)を吸着可能であるとともに、ベーパ中の炭化水素(HC)等の燃料成分を離脱可能である。また、キャニスタ14と燃料タンク12とは、タンク通路20を介して連通されている。また、キャニスタ14と吸気通路18とは、パージ通路22を介して連通されている。また、キャニスタ14と大気とは、大気通路24を介して連通されている。なお、大気通路24については後で詳しく説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing an evaporative fuel processing apparatus.
As shown in FIG. 1, the evaporative
前記パージ通路22には、パージ制御弁26が設けられている。パージ制御弁26は、パージ通路22を流れる蒸発燃料の燃料成分を含む空気量(パージガス量)を調整するバキュームスイッチングバルブ(VSV)であって、電子制御装置(以下、「ECU」という)28により制御される。ECU28は、本明細書でいう「制御手段」に相当する。なお、図1中における符号、30はスロットルバルブ、32は排気通路である。排気通路32は、エキゾーストマニホールド33、上流側触媒34、下流側触媒36、排気管38等を備えている。
A
前記キャニスタ14は、前記燃料タンク12で発生した蒸発燃料を前記タンク通路20から導入して吸着材に吸着する。また、前記エンジン16の運転状態に応じて、前記パージ制御弁26がECU28により制御される。パージ制御弁26の開弁時(パージ時に相当する)には、吸気通路18で発生する吸気負圧がパージ通路22を介してキャニスタ14に作用する。これにより、キャニスタ14の吸着材に吸着された蒸発燃料の燃料成分が、前記大気通路24を介してキャニスタ14に導入された空気とともに吸着材から脱離されることでパージガスとなって吸気通路18にパージされる。また、吸気通路18にパージされたパージガスの燃料成分はエンジン16で燃焼される。
The
次に、前記大気通路24について説明する。前記大気通路24は、連絡通路40と低温通路42と高温通路44と三方弁46とを備えて構成されている。連絡通路40は、前記キャニスタ14と三方弁46とを連通している。また、低温通路42は、一端が三方弁46に接続され、他端が常温すなわち低温の空気中に開放されている。また、高温通路44は、一端が三方弁46に接続され、他端が前記排気管38の上側近辺における高温の空気中に開放されている。なお、排気管38の上側近辺における高温の空気は、そのままキャニスタ14に導入しても支障を生じない温度の空気とする。
Next, the
なお、本明細書でいう「高温の空気」とは、低温の空気と混合して温度調整する必要がなく、そのままキャニスタ14に導入しても支障を生じない温度の高温の空気のことをいう。例えば、キャニスタ14を構成する構成部品のうちで最も低い耐熱温度を有する部品(例えばOリング等のシール部材)の耐熱温度よりも所定温度低い温度の空気のことを「高温の空気」という。一般的には、エンジンルーム内に配置されるキャニスタ14の場合のシール部材の耐熱温度は約120℃であり、また、車両の床下に配置されるキャニスタ14の場合のシール部材の耐熱温度は約90℃である。このように、「高温の空気」を、キャニスタ14を構成する構成部材のうちの最も低い耐熱温度を有する部品の耐熱温度よりも所定温度低い温度の高温の空気とすることで、パージ時にキャニスタ14に導入した際に、最も低い耐熱温度を有する部品に支障をきたすことがなく、キャニスタ14の脱離性能を向上することができる。
As used herein, “hot air” refers to high-temperature air that does not need to be mixed with low-temperature air to adjust the temperature and that does not cause any problems even if introduced into the
前記三方弁46は、前記低温通路42と前記高温通路44とを選択的に開閉する電磁弁であって、前記ECU28により制御される。すなわち、ECU28は、前記パージ制御弁26の開弁時(パージ時)には三方弁46を高温通路開放状態に切替え、また、パージ制御弁26の閉弁時(非パージ時)には三方弁46を低温通路開放状態に切替えるようになっている。詳しくは、三方弁46は、高温通路開放状態においては高温通路44を開くとともに低温通路42を閉じ、また、低温通路開放状態においては高温通路44を閉じるとともに低温通路42を開く。なお、三方弁46は本明細書でいう「通路切替手段」に相当する。
The three-
次に、前記ECU28が実行する前記三方弁46の制御に係る処理について説明する。図2は三方弁の制御に係る処理を示すフローチャートである。
図2に示すように、ECU28は、ステップS1でパージ中か否か、すなわちパージ制御弁26が開弁状態か否かを判断し、肯定(YES)の場合には、ステップS2で三方弁46を高温通路開放状態に切替える。これにより、パージ制御弁26の開弁時すなわちパージ時に、排気管38の上側近辺における高温の空気が高温通路44及び連絡通路40を介してキャニスタ14に導入される。これにより、パージ時のキャニスタ14の気化熱による吸着材(活性炭)の冷却を抑制することができるため、パージ時のキャニスタ14の脱離性能を向上することができる。また、ステップS1で否定(NO)の場合は、ステップS3で三方弁46を低温通路開放状態に切替える。これにより、非パージ時に、キャニスタ14を連絡通路40及び低温通路42を介して低温の空気中へ開放することができる。このため、非パージ時において、キャニスタ14から高温の空気中への蒸発燃料を含む空気の吹き抜けを確実に防止することができる。なお、非パージ時としては、例えば、エンジン16の停止中、駐車時又は給油時等が相当する。
Next, processing related to the control of the three-
As shown in FIG. 2, the
前記した蒸発燃料処理装置10によると、パージ制御弁26の開弁時すなわちパージ時には、高温の空気が高温通路44及び連絡通路40を介してキャニスタ14に導入されることにより、キャニスタ14の脱離性能を向上することができる。また、パージ制御弁26の閉弁時すなわち非パージ時には、キャニスタ14を連絡通路40及び低温通路42を介して低温の空気中へ開放することができる。したがって、前記特許文献1と異なり、高温空気と低温空気とを混合して所定温度に調整する必要がなく、構成を簡素化することができる。
According to the fuel
また、非パージ時において、特許文献1のものでは、キャニスタから高温の空気中への蒸発燃料を含む空気の吹き抜けが発生するおそれがあるが、本蒸発燃料処理装置10によると、キャニスタ14から高温の空気中への蒸発燃料を含む空気の吹き抜けを確実に防止し、安全性を確保することができる。 Further, in the case of the non-purge, in Patent Document 1, there is a risk that air containing evaporated fuel from the canister into the high-temperature air may be blown out. Therefore, it is possible to reliably prevent the air containing evaporated fuel from being blown into the air and to ensure safety.
また、高温通路44は、エンジン16の排気管38の近辺における高温の空気中に開放されている。したがって、エンジン16の排気熱を有効に利用することができる。
The
また、低温通路42と高温通路44とを選択的に開閉する通路切替手段として三方弁46を用いている。したがって、1つの三方弁46によって低温通路42と高温通路44とを選択的に開閉することができる。
A three-
[実施形態2]
本発明の実施形態2を説明する。本実施形態は、前記実施形態1の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図3は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。なお、蒸発燃料に含まれる燃料成分としては、炭化水素(HC)と、それ以外の成分が考えられるが、HCが大部分を占めることから、便宜的にHCを燃料成分として説明する。
図3に示すように、本実施形態は、前記実施形態1におけるパージ通路22に、パージガス中の燃料成分(HC)の濃度を検出するためのHCセンサ48が設けられている。HCセンサ48の検出信号は、前記ECU28に入力される。なお、HCセンサ48は本明細書でいう「燃料成分濃度検出手段」に相当する。
[Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described. Since the present embodiment is obtained by changing a part of the first embodiment, the changed portion will be described and redundant description will be omitted. FIG. 3 is a block diagram showing the fuel vapor processing apparatus. Note that hydrocarbon (HC) and other components can be considered as fuel components contained in the evaporated fuel, but since HC accounts for the majority, HC will be described as a fuel component for convenience.
As shown in FIG. 3, in this embodiment, an
前記ECU28は、前記HCセンサ48により検出されるHCの濃度から燃料成分の濃度を算出し、その燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合は前記パージ制御弁26の開度を小さくし、また、燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合はパージ制御弁26の開度を大きくするようにパージ制御弁26の開度を制御するようになっている。
The
したがって、パージガス中の燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合、すなわちベーパの吸着量が多い時や燃料タンク12からのベーパ発生量が多い時にはパージ制御弁26の開度が小さくなるため、パージガス量を小量とすることで、エンジン16に燃料成分の濃い濃度のパージガスが吸気通路18に大量に吸入されることによるドライバビリティの悪化を防止することができる。また、パージガス中の燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合にはパージ制御弁26の開度が大きくなるため、大量のパージガスを効率よくパージすることができる。
Therefore, when the concentration of the fuel component in the purge gas is higher than a predetermined concentration, that is, when the amount of vapor adsorbed is large or when the amount of vapor generated from the
本発明は上記した実施形態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における変更が可能である。例えば、前記各実施形態では、高温通路44の開放端を排気管38の上側近辺における高温の空気中に開放したが、高温通路44の開放端は、高温の空気をそのままキャニスタに導入しても支障を生じない温度の高温の空気中であれば、排気管38の上側近辺以外の部位に開放してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in each of the embodiments described above, the open end of the
また、前記実施形態2では、パージガス中の燃料成分濃度を検出する燃料成分濃度検出手段として、パージ通路22に設けられたHCセンサ48を使用し、HCセンサ48で検出されるHCの濃度から燃料成分の濃度を算出するようにしたが、排気通路32に設けられた酸素センサを燃料成分濃度検出手段として使用し、酸素センサで検出される酸素濃度Oxから燃料成分の濃度を算出するようにしてもよい。
In the second embodiment, the
また、各実施形態における大気通路24は、一端がキャニスタ14に接続され、他端が低温(常温)の空気中に開放されている低温通路と、一端がキャニスタ14に接続され、他端が排気管38の上側近辺における高温の空気中に開放されている高温通路と、低温通路及び高温通路にそれぞれ配置されかつECUにより相反的に開閉される一対の開閉弁(電磁弁)とを備えて構成することもできる。この場合、一対の開閉弁は本明細書でいう「通路切替手段」に相当する。
Further, the
10…蒸発燃料処理装置
12…燃料タンク
14…キャニスタ
16…エンジン(内燃機関)16の
18…吸気通路
20…タンク通路
22…パージ通路
24…大気通路
26…パージ制御弁
28…ECU(制御手段)
38…排気管
42…低温通路
44…高温通路
46…三方弁(通路切替手段)
48…HCセンサ(燃料成分濃度検出手段)
50…大気通路
52…低温通路
54…高温通路
DESCRIPTION OF
38 ...
48 ... HC sensor (fuel component concentration detection means)
50 ... Air passage 52 ... Low temperature passage 54 ... High temperature passage
Claims (4)
前記キャニスタと燃料タンクとを連通するタンク通路と、
前記キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
前記キャニスタと大気とを連通する大気通路と、
前記パージ通路に設けられたパージ制御弁と、
前記パージ制御弁を制御する制御手段と
を備える蒸発燃料処理装置であって、
前記大気通路は、低温の空気中に開放された低温通路と、高温の空気中に開放された高温通路と、低温通路と高温通路とを選択的に開閉する通路切替手段とを備えて構成され、
前記制御手段は、前記通路切替手段を、前記パージ制御弁の開弁時には前記高温通路を開くとともに前記低温通路を閉じるように切替え、また、前記パージ制御弁の閉弁時には前記高温通路を閉じるとともに前記低温通路を開くように切替える
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。 A canister that adsorbs evaporated fuel;
A tank passage communicating the canister and the fuel tank;
A purge passage communicating the canister and the intake passage of the internal combustion engine;
An atmospheric passage communicating the canister and the atmosphere;
A purge control valve provided in the purge passage;
An evaporative fuel processing apparatus comprising: control means for controlling the purge control valve;
The atmospheric passage includes a low-temperature passage opened in low-temperature air, a high-temperature passage opened in high-temperature air, and passage switching means for selectively opening and closing the low-temperature passage and the high-temperature passage. ,
The control means switches the passage switching means to open the high temperature passage and close the low temperature passage when the purge control valve is opened, and closes the high temperature passage when the purge control valve is closed. Switching to open the low-temperature passage. An evaporative fuel processing apparatus, characterized in that:
前記高温通路は、前記内燃機関の排気管の近辺における高温の空気中に開放されてい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 evaporative fuel processing apparatus, wherein the high-temperature passage is opened to high-temperature air in the vicinity of an exhaust pipe of the internal combustion engine.
前記通路切替手段は三方弁であ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 fuel vapor processing apparatus, wherein the passage switching means is a three-way valve.
前記キャニスタから前記パージ通路を介して前記内燃機関の吸気通路にパージされるパージガス中の燃料成分の濃度を検出するための燃料成分濃度検出手段を設け、
前記制御手段は、前記燃料成分濃度検出手段により検出される燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合は前記パージ制御弁の開度を小さくし、また、燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合は前記パージ制御弁の開度を大きくする
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
It is an evaporative fuel processing apparatus as described in any one of Claims 1-3,
Fuel component concentration detection means for detecting the concentration of fuel component in purge gas purged from the canister to the intake passage of the internal combustion engine through the purge passage;
The control means reduces the opening of the purge control valve when the fuel component concentration detected by the fuel component concentration detection means is higher than a predetermined concentration, and the fuel component concentration is less than the predetermined concentration. When it is thin, the evaporated fuel processing apparatus is characterized in that the opening of the purge control valve is increased.
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