JP2012184755A - Fuel vapor treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクで発生した燃料蒸気を処理する燃料蒸気処理装置に関する。 The present invention relates to a fuel vapor processing apparatus that processes fuel vapor generated in a fuel tank.
従来、燃料蒸気処理装置では、内燃機関の運転中に吸気通路に発生する負圧を利用して燃料蒸気を吸気通路へ導いている。しかしながら、近年、内燃機関に対する燃費向上要求が高まっていること等により、吸気通路に発生する負圧が低減される傾向にあるため、その負圧を利用して燃料蒸気を吸気通路へ導くことが困難になってきている。そこで、特許文献1では、過給機により圧縮された吸気の一部を蓄圧タンクに蓄圧し、その蓄圧タンク内の圧縮空気を利用して燃料蒸気を吸気通路へ送出することが提案されている。 Conventionally, in a fuel vapor processing apparatus, fuel vapor is guided to an intake passage by using a negative pressure generated in the intake passage during operation of the internal combustion engine. However, in recent years, there has been a tendency for the negative pressure generated in the intake passage to be reduced due to an increase in fuel efficiency demands on the internal combustion engine, etc., so that the fuel vapor can be guided to the intake passage using the negative pressure. It has become difficult. Therefore, Patent Document 1 proposes that a part of the intake air compressed by the supercharger is accumulated in an accumulator tank, and fuel vapor is sent to the intake passage using the compressed air in the accumulator tank. .
しかしながら、特許文献1の燃料蒸気処理装置では、構成要素として蓄圧タンクを必須とするため、燃料蒸気処理装置が大型化するという問題があった。また、上記蓄圧タンクの容積分の圧縮空気しか燃料蒸気の送出に利用することができず、使用条件が限定的であるという問題があった。また、特許文献1の燃料蒸気処理装置は、過給機を備えたエンジンシステムにしか適用することができないという問題があった。 However, the fuel vapor processing apparatus of Patent Document 1 requires a pressure accumulating tank as a constituent element, which causes a problem that the fuel vapor processing apparatus is increased in size. Further, only compressed air corresponding to the volume of the pressure accumulating tank can be used for delivery of fuel vapor, and there is a problem that usage conditions are limited. Further, the fuel vapor processing apparatus of Patent Document 1 has a problem that it can be applied only to an engine system including a supercharger.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel vapor processing apparatus that is small in size and can effectively send fuel vapor to an intake passage of an internal combustion engine. is there.
請求項1に記載の発明は、燃料タンクで発生した燃料蒸気を内燃機関に送出し処理する燃料蒸気処理装置であって、排気還流管と、燃料蒸気管と、EGR弁と、パージ弁とを備える。排気還流管は、一端が内燃機関の排気管に接続し、他端が内燃機関の吸気管に接続している。そして、排気還流管は、内側に形成された排気還流通路を経由して、排気管の排気通路の排気を吸気管の吸気通路に還流する。燃料蒸気管は、一端が燃料タンクに接続し、他端が排気還流管に接続している。そして、燃料蒸気管は、内側に形成された燃料蒸気通路を経由して、燃料蒸気を排気還流通路に導く。EGR弁は、排気還流通路を開閉可能に設けられる。パージ弁は、燃料蒸気通路を開閉可能に設けられる。そして、燃料蒸気処理装置は、EGR弁およびパージ弁が開弁しているとき、排気還流通路を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路の燃料蒸気を排気還流通路へ吸引し、排気還流通路の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路に導いて内燃機関に送出する。 The invention according to claim 1 is a fuel vapor processing apparatus that sends and processes fuel vapor generated in a fuel tank to an internal combustion engine, and includes an exhaust gas recirculation pipe, a fuel vapor pipe, an EGR valve, and a purge valve. Prepare. The exhaust gas recirculation pipe has one end connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine and the other end connected to the intake pipe of the internal combustion engine. Then, the exhaust gas recirculation pipe recirculates the exhaust gas in the exhaust pipe of the exhaust pipe to the intake gas passage of the intake pipe via the exhaust gas recirculation path formed inside. The fuel vapor pipe has one end connected to the fuel tank and the other end connected to the exhaust gas recirculation pipe. The fuel vapor pipe guides the fuel vapor to the exhaust gas recirculation passage via the fuel vapor passage formed inside. The EGR valve is provided so that the exhaust gas recirculation passage can be opened and closed. The purge valve is provided so that the fuel vapor passage can be opened and closed. When the EGR valve and the purge valve are open, the fuel vapor processing device sucks the fuel vapor in the fuel vapor passage into the exhaust gas recirculation passage by the negative pressure generated by the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage. The fuel vapor is guided to the intake passage by the flow of exhaust gas in the recirculation passage and is sent to the internal combustion engine.
このように、本発明では、内燃機関の排気通路から吸気通路へ還流する排気を利用して燃料蒸気を吸気通路へ送出する。また、本発明では、前記特許文献1の発明において必須であった蓄圧タンクが不要となる。そのため、燃料蒸気処理装置の大型化を抑制することができる。また、本発明では、内燃機関の運転中であれば、上記排気を利用した燃料蒸気の送出作用が得られる。そのため、前記特許文献1の発明のように、蓄圧タンクに圧縮空気がある間だけしか燃料蒸気の送出作用を得ることができないという事態を回避することができる。したがって、小型で、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置を得ることができる。 Thus, in the present invention, the fuel vapor is sent to the intake passage using the exhaust gas recirculated from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage. Moreover, in this invention, the pressure accumulation tank which was essential in the invention of the said patent document 1 becomes unnecessary. Therefore, the enlargement of the fuel vapor processing apparatus can be suppressed. Further, in the present invention, when the internal combustion engine is in operation, the fuel vapor delivery action using the exhaust gas can be obtained. Therefore, as in the invention of Patent Document 1, it is possible to avoid a situation in which the fuel vapor delivery action can be obtained only while compressed air is present in the pressure accumulation tank. Therefore, it is possible to obtain a fuel vapor processing apparatus that is small in size and capable of effectively delivering fuel vapor to the intake passage of the internal combustion engine.
請求項2に記載の発明は、EGR弁アクチュエータと、パージ弁アクチュエータと、制御部とを、さらに備えている。EGR弁アクチュエータは、EGR弁を開閉駆動する。パージ弁アクチュエータは、パージ弁を開閉駆動する。制御部は、EGR弁アクチュエータおよびパージ弁アクチュエータの作動を制御することでEGR弁およびパージ弁それぞれの開度を調節する。また、制御部は、内燃機関の負荷状態に基づきEGR弁の開度を調節する。詳細には、内燃機関が低負荷または中負荷のとき、EGR弁を開弁しパージ弁を開弁することによって、排気還流通路の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路に導き内燃機関に送出する。また、内燃機関が高負荷のとき、EGR弁を閉弁しパージ弁を開弁することによって、吸気通路を吸気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気を吸気通路へ吸引して内燃機関に送出する。
The invention described in
このように、本発明では、制御部によりEGR弁アクチュエータおよびパージ弁アクチュエータの作動を内燃機関の負荷状態に基づき制御することで、排気還流通路の排気の流れ又は吸気通路の負圧により、燃料蒸気を吸気通路に導き内燃機関に送出する。そのため、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出することができる Thus, in the present invention, the operation of the EGR valve actuator and the purge valve actuator is controlled by the control unit based on the load state of the internal combustion engine, so that the fuel vapor can be generated by the exhaust flow in the exhaust recirculation passage or the negative pressure in the intake passage. Is guided to the intake passage and sent to the internal combustion engine. Therefore, fuel vapor can be effectively delivered to the intake passage of the internal combustion engine.
請求項3に記載の発明では、燃料蒸気管の他端は、排気還流管のうちEGR弁に対し吸気管側に接続している。そのため、本発明では、内燃機関が高負荷のときEGR弁が閉弁された場合であっても、排気還流管を経由して燃料蒸気管の燃料蒸気を吸気通路へ送出することができる。 In the invention according to claim 3, the other end of the fuel vapor pipe is connected to the intake pipe side with respect to the EGR valve in the exhaust gas recirculation pipe. Therefore, in the present invention, even when the EGR valve is closed when the internal combustion engine is at a high load, the fuel vapor in the fuel vapor pipe can be sent to the intake passage via the exhaust gas recirculation pipe.
請求項4、5、および6に記載の発明は、燃料蒸気管と排気還流管との接続部分の構成を具体的に示すものである。請求項4に記載の発明では、燃料蒸気管は、他端が排気還流通路内に突出するよう設けられている。
The inventions according to
請求項5に記載の発明では、排気還流通路は、燃料蒸気管と排気還流管との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されている。そのため、本発明では、燃料蒸気管と排気還流管との接続部位が絞られることで、その接続部位の流速を増大させ、上記接続部位に流通方向の前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。よって、排気還流通路を排気が流れることで、燃料蒸気通路の燃料蒸気を排気還流通路へ吸引して内燃機関の吸気通路により効果的に送出することができる。
In the invention according to
請求項6に記載の発明は、排気還流通路の燃料蒸気管と排気還流管との接続部位に設けられるエジェクタをさらに備える。そのため、本発明では、エジェクタを排気が流れる場合、エジェクタの絞り部の流速を増大させ、流通方向におけるエジェクタの前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。よって、エジェクタを排気が流れることで、燃料蒸気通路の燃料蒸気を排気還流通路へ吸引して内燃機関の吸気通路により効果的に送出することができる。 The invention described in claim 6 further includes an ejector provided at a connection portion between the fuel vapor pipe and the exhaust gas recirculation pipe in the exhaust gas recirculation passage. Therefore, in the present invention, when exhaust flows through the ejector, a venturi effect is obtained in which the flow rate of the throttle portion of the ejector is increased and a lower pressure is generated compared to the front and rear portions of the ejector in the flow direction. Therefore, when the exhaust gas flows through the ejector, the fuel vapor in the fuel vapor passage can be sucked into the exhaust gas recirculation passage and effectively delivered through the intake passage of the internal combustion engine.
以下、本発明の複数の実施形態による燃料蒸気処理装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, a fuel vapor processing apparatus according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の燃料蒸気処理装置5が適用された車両のガソリンエンジンシステム1の一部を示している。ガソリンエンジンシステム1は、内燃機関(以下、「エンジン」という)2、燃料タンク21、吸気系3、排気系4、および燃料蒸気処理装置5等を備えている。燃料タンク21は、エンジン2で燃料として用いるガソリンを収容している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a part of a gasoline engine system 1 of a vehicle to which a fuel
エンジン2は、燃料タンク21内に収容されたガソリンを燃料として用いて車両用駆動力を発生させるよく知られたガソリンエンジンである。エンジン2は、シリンダ内に空気とガソリンとの混合気を入れ、これをピストンで圧縮した後に点火燃焼させる。そして、シリンダ内で膨張する燃焼ガスにより押されるピストンの力を運動エネルギーとして取り出す。この運動エネルギーが車両の駆動力として利用される。エンジン2には、吸気系3および排気系4が接続されている。なお、エンジン2は、複数のシリンダを有しているが、図1には便宜上1つだけ図示している。
The
吸気系3は、吸気管31、エアクリーナ32、およびスロットル弁装置33を有している。吸気管31は、エンジン2へ吸入される空気が流通する吸気通路34を形成している。吸気管31のエンジン2とは反対側の端部は、大気に開放されている。エアクリーナ32は、吸気通路34の途中に設けられ、大気から吸気管31内に取り入れられた空気(吸気)中の異物を除去する。エアクリーナ32を通過した空気は、スロットル弁装置33を経由してエンジン2の各シリンダ内へ供給される。スロットル弁装置33は、吸気通路34のうちエアクリーナ32とエンジン2との間に設けられ、吸気通路34を開閉してエンジン2へ吸入される空気量すなわち吸気量を調整する。
The intake system 3 includes an
排気系4は、排気管41を有している。排気管41は、エンジン2から排出される排気が流通する排気通路42を形成している。排気管41のエンジン2とは反対側の端部は、大気に開放されている。
The
燃料タンク21内では、ガソリンが気化することで燃料蒸気(エバポ)が発生する。
燃料蒸気処理装置5は、燃料タンク21で発生した燃料蒸気を、吸気系3を経由してエンジン2へ送出し処理するものである。燃料蒸気処理装置5は、排気還流管51、EGR弁装置52、キャニスタ53、燃料蒸気管54、パージ弁装置55、および制御部としての電子制御ユニット(Electric Control Unit;以下、「ECU」という)56等を備えている。
In the
The fuel
排気還流管51は、一端が排気管41に接続し、他端が吸気管31に接続している。排気還流管51は、内側に排気還流通路511を形成している。排気還流管51は、排気還流通路511を経由して排気通路42の排気の一部を吸気通路34に還流する。
The exhaust
EGR弁装置52は、排気還流通路511を排気通路42側から吸気通路34側へ向けて流通する排気量を調整するものであり、EGR弁521と、EGR弁アクチュエータ522とを有している。EGR弁521は、排気還流通路511の途中において、排気還流通路511を開閉可能に設けられる。EGR弁アクチュエータ522は、電磁式のアクチュエータであり、ECU56に電気的に接続している。そして、EGR弁アクチュエータ522は、ECU56から出力される電気的な制御信号に基づいて作動し、EGR弁521を開閉駆動する。
なお、排気還流通路511およびEGR弁装置52は、よく知られたEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置の構成要素の一部でもある。EGR装置は、排気通路42の排気の一部を吸気通路34へ戻すことで、エンジン2における燃料の燃焼温度を下げる。これにより、燃費向上効果や排気中の窒素酸化物(NOx)低減効果が得られる。
The
The exhaust
キャニスタ53は、後述の燃料蒸気通路541の途中に設けられ、吸着剤531および大気通路532を有している。吸着剤531は、例えば活性炭などであり、燃料タンク21で発生した燃料蒸気を吸着する。大気通路532は、一端がキャニスタ53に接続し、他端が大気に開放されている。なお、大気通路532には、キャニスタ53の大気への連通状態を制御する弁が設けられてもよい。
The
燃料蒸気管54は、一端が燃料タンク21に接続し、他端が排気還流管51に接続している。燃料蒸気管54は、内側に燃料蒸気通路541を形成している。燃料蒸気管54は、燃料蒸気通路541を経由して、キャニスタ53から脱離した燃料蒸気を排気還流通路511に導く。
燃料蒸気管54の他端は、排気還流管51のうちEGR弁521に対し吸気管31側に接続している。そして、燃料蒸気管54の他端は、排気還流通路511内に突出するよう設けられている。燃料蒸気管54の他端の開口は、排気還流通路511内部に位置していればどこでもよいが、本実施形態では、例えば排気還流通路511の中央付近に位置している。
The
The other end of the
パージ弁装置55は、燃料蒸気通路541をキャニスタ53側から排気還流通路511側へ向けて流通する、燃料蒸気を含む混合気量を制御するものであり、パージ弁551およびパージ弁アクチュエータ552を備えている。パージ弁551は、燃料蒸気通路541の途中において、燃料蒸気通路541を開閉可能に設けられる。パージ弁アクチュエータ552は、電磁式のアクチュエータであり、ECU56に電気的に接続している。そして、パージ弁アクチュエータ552は、ECU56から出力される電気的な制御信号に基づいて作動し、パージ弁551を開閉駆動する。
The
ECU56は、図示しないCPU、ROM、およびRAMなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。ECU56には、エンジン回転速度センサ561、冷却水温センサ562、スロットル開度センサ563、アクセル開度センサ564、タンク内圧力センサ565、および吸気管内圧力センサ566が電気的に接続しており、これら各センサ561〜566から出力された信号が入力される。ECU56は、これら入力された種々の信号に基づき、ROMに記録されている所定の制御プログラムにしたがって燃料蒸気処理装置5の各部を制御する。具体的には、ECU56は、EGR弁アクチュエータ522およびパージ弁アクチュエータ552の作動を制御することで、EGR弁521およびパージ弁551それぞれの開度、すなわちEGR弁開度およびパージ弁開度を調節する。
The
エンジン回転速度センサ561は、エンジン2のクランクシャフトの回転速度すなわちエンジン回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ561は、検出したエンジン回転速度を電気信号としてECU56に出力する。
冷却水温センサ562は、エンジン2のエンジンブロックの冷却水通路に設けられ、冷却水通路を流通する冷却水の温度すなわち冷却水温を検出する。冷却水温センサ562は、検出した冷却水温を電気信号としてECU56に出力する。
The engine
The cooling
スロットル開度センサ563は、スロットル弁装置33に設けられ、スロットル弁装置33の開度すなわちスロットル開度を検出する。スロットル開度センサ563は、検出したスロットル開度を電気信号としてECU56に出力する。
アクセル開度センサ564は、アクセルペダル567の回動軸上に設けられ、アクセルペダル567の操作量に対応するアクセル開度を検出する。アクセル開度センサ564は、検出したアクセル開度を電気信号としてECU56に出力する。
The
The
タンク内圧力センサ565は、燃料タンク21に設けられ、燃料タンク21内の圧力すなわちタンク内圧を検出する。タンク内圧力センサ565は、検出したタンク内圧を電気信号としてECU56に出力する。
吸気管内圧力センサ566は、吸気管31内の圧力すなわち吸気管内圧を検出する。吸気管内圧力センサ566は、検出した吸気管内圧を電気信号としてECU56に出力する。
ECU56およびEGR弁装置52は、EGR弁開度を制御するEGR弁開度制御手段を構成している。そして、ECU56およびパージ弁装置55は、パージ弁開度を制御するパージ弁開度制御手段を構成している。
The tank
The intake
The
燃料蒸気処理装置5は、EGR弁521およびパージ弁551が開弁しているとき、排気還流通路511を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引し、排気還流通路511の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路34に導いてエンジン2に送出する。
以下、燃料蒸気処理装置5による燃料蒸気の送出を実施するためのECU56の機能について説明する。
When the
Hereinafter, the function of the
ECU56は、エンジン2の負荷状態に基づきEGR弁開度を例えば0〜20%の間で調節する。詳細には、ECU56は、排気還流させるための条件すなわちEGR実施条件が成立しているか否かを、エンジン2の負荷状態に基づき判定する。そして、EGR実施条件が成立している場合にEGR弁開度を調節してEGR弁521を開弁し、また、EGR実施条件が成立していない場合にEGR弁開度を調節してEGR弁521を閉弁する。
The
具体的には、ECU56は、エンジン回転速度、冷却水温、スロットル開度、およびアクセル開度に基づき、エンジン2が低負荷状態または中負荷状態であるか、または高負荷状態であるかを推定する。本実施形態では、例えば、エンジン回転速度が所定の第1所定値以上であるか、冷却水温が所定の第2所定値以上であるか、スロットル開度が所定の第3所定値以上であるか、或いはアクセル開度が所定の第4所定値以上である場合に、エンジン2が高負荷状態であると推定され、また、それ以外の場合に、エンジン2が低負荷状態または中負荷状態であると推定される。ここで、ECU56と各センサ561〜564とは、エンジンの負荷状態を推定する負荷状態推定手段を構成している。
エンジン2が低負荷状態または中負荷状態である場合にはEGR実施条件が成立していると判定される。また、エンジン2が高負荷状態である場合にはEGR実施条件が成立していないと判定される。なお、上記第1所定値〜第4所定値は、例えば実験的に求められてROMに予め記憶されている。ここで、ECU56は、排気還流させるための条件すなわちEGR実施条件が成立しているか否かの判定を行うEGR実施判定手段として機能する。
Specifically, the
When the
そして、ECU56は、エンジン2が低負荷状態または中負荷状態であると推定した場合には、ROMに予め記憶された例えばマップや演算式等から、推定したエンジン2の負荷度合いに基づいて、EGR弁開度を決定する。また、ECU56は、エンジン2が高負荷状態であると推定した場合には、EGR弁開度を略0(零)に調節する。ここで、ECU56は、エンジン2の負荷状態に応じてEGR弁開度を決定するEGR弁開度決定手段として機能する。
When the
ECU56は、エンジン2が低負荷または中負荷のときEGR弁521を開弁すると共に、燃料蒸気をパージさせる条件すなわちエバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、ECU56は、例えば、タンク内圧が所定の第5所定値以上である場合に、エバポパージ実施条件が成立していると判定する。また、タンク内圧が所定の第5所定値より小さい場合に、エバポパージ実施条件が成立していないと判定する。なお、上記第5所定値は、例えば実験的に求められてROMに予め記憶されている。ここで、ECU56は、エバポパージ実施条件が成立しているか否かの判定を行うエバポパージ実施判定手段として機能する。
そして、ECU56は、エバポパージ実施条件が成立している場合に、パージ弁551を開弁する。このパージ弁551の開弁によって、排気還流通路511の排気の流れにより、燃料蒸気を含む燃料蒸気通路541の混合気が吸気通路34に導かれエンジン2に送出される。言い換えれば、上記パージ弁551の開弁によって、吸着剤531に吸着されていた燃料蒸気が吸気通路34へパージされる。ここで、ECU56とパージ弁装置55とは、エバポパージを実施するエバポパージ実施手段を構成している。
The
Then, the
ECU56は、上記パージ弁551の開弁に先だって、吸気管内圧に基づきパージ弁開度を決定する。具体的には、ECU56は、ROMに予め記憶された例えばマップや演算式等から、吸気管内圧に基づいて、パージ弁開度を決定する。ECU56は、例えば、吸気管内圧が負側(マイナス側)に大きいほどパージ弁開度を大きくする。ここで、ECU56は、吸気管内圧に応じてパージ弁開度を決定するパージ弁開度決定手段として機能する。
Prior to the opening of the
ECU56は、エンジン2が高負荷のときEGR弁521を閉弁すると共に、エバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。そして、エバポパージ実施条件が成立している場合に、パージ弁551を開弁する。このパージ弁551の開弁によって、吸気通路34を吸気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路541の混合気が吸気通路34へ吸引されてエンジン2に送出される。言い換えれば、上記パージ弁551の開弁によって、吸着剤531に吸着されていた燃料蒸気が吸気通路34へパージされる。
The
次に、ECU56の作動について、図2に基づき説明する。図2は、ECU56による燃料蒸気処理装置5の制御作動に関する処理フローを示したものである。図2に示す一連の処理は、エンジン2の始動直後に開始される。
Next, the operation of the
S101では、ECU56は、EGR実施条件が成立しているか否かを判定する。ECU56は、エンジン2が低負荷または中負荷であるときにEGR実施条件が成立していると判定し、また、エンジン2が高負荷であるときにEGR実施条件が成立していないと判定する。ECU56は、例えば、エンジン回転速度が所定の第1所定値以上であるか、冷却水温が所定の第2所定値以上であるか、スロットル開度が所定の第3所定値以上であるか、或いはアクセル開度が所定の第4所定値以上である場合に、エンジン2が高負荷状態であると判定し、また、それ以外の場合に、エンジン2が低負荷状態または中負荷状態であると判定する。
EGR実施条件が成立している場合(S101:YES)、処理はS102へ移行する。一方、EGR実施条件が成立していない場合(S101:NO)、処理はS105へ移行する。
In S101, the
If the EGR execution condition is satisfied (S101: YES), the process proceeds to S102. On the other hand, when the EGR execution condition is not satisfied (S101: NO), the process proceeds to S105.
S102では、ECU56は、EGR実施フラグをONとする。
S103では、ECU56は、EGR弁開度を決定する。具体的には、ECU56は、ROMに予め記憶された例えばマップや演算式等から、推定したエンジン2の負荷度合いに基づいて、EGR弁開度を決定する。
S104では、ECU56は、S103で決定したEGR弁開度に応じてEGR弁521を開弁する。
In S102, the
In S103, the
In S104, the
S105では、ECU56は、エバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。ECU56は、例えば、タンク内圧が所定の第5所定値以上である場合に、エバポパージ実施条件が成立していると判定する。また、タンク内圧が所定の第5所定値より小さい場合に、エバポパージ実施条件が成立していないと判定する。
エバポパージ実施条件が成立している場合(S105:YES)、処理はS107へ移行する。一方、エバポパージ実施条件が成立していない場合(S105:NO)、処理はS125へ移行する。
In S105, the
If the evaporation purge execution condition is satisfied (S105: YES), the process proceeds to S107. On the other hand, when the evaporation purge execution condition is not satisfied (S105: NO), the process proceeds to S125.
S106では、ECU56は、エバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。この判定基準はS105と同様である。エバポパージ実施条件が成立している場合(S106:YES)、処理はS107へ移行する。一方、エバポパージ実施条件が成立していない場合(S106:NO)、処理はS122へ移行する。
In S106, the
S107では、ECU56は、EGR実施フラグがONであるか否かを判定する。EGR実施フラグがONである場合(S107:YES)、処理はS110へ移行する。一方、EGR実施フラグがONでない場合すなわちEGR実施フラグがOFFである場合(S107:NO)、処理はS108へ移行する。
In S107, the
S108では、ECU56は、EGR実施条件が成立しているか否かを判定する。この判定基準はS101と同様である。EGR実施条件が成立している場合(S108:YES)、処理はS109へ移行する。一方、EGR実施条件が成立していない場合(S108:NO)、処理はS114へ移行する。
S109では、ECU56は、EGR実施フラグをONとする。
In S108, the
In S109, the
S110では、ECU56は、EGR弁開度を決定する。EGR弁開度の決定基準はS103と同様である。
S111では、ECU56は、S110で決定したEGR弁開度に応じてEGR弁521を開弁する。
In S110, the
In S111, the
S112では、ECU56は、EGR弁開度からパージ弁開度を決定する。具体的には、ECU56は、ROMに予め記憶された例えばマップや演算式等から、EGR弁開度に基づいて、パージ弁開度を決定する。ECU56は、例えば、EGR弁開度が大きいほどパージ弁開度を大きくする。
S113では、ECU56は、S112で決定したパージ弁開度に応じてパージ弁551を開弁する。
In S112, the
In S113, the
S114では、ECU56は、吸気管内圧に基づきパージ弁開度を決定する。具体的には、ECU56は、ROMに予め記憶された例えばマップや演算式等から、吸気管内圧に基づいて、パージ弁開度を決定する。ECU56は、例えば、吸気管内圧が負側(マイナス側)に大きいほどパージ弁開度を大きくする。
S115では、ECU56は、S114で決定したパージ弁開度に応じてパージ弁551を開弁する。
In S114, the
In S115, the
S116では、ECU56は、EGR実施フラグがONであるか否かを判定する。EGR実施フラグがONである場合(S116:YES)、処理はS117へ移行する。一方、EGR実施フラグがONでない場合すなわちEGR実施フラグがOFFである場合(S116:NO)、処理はS120へ移行する。
In S116, the
S117では、ECU56は、EGR停止条件が成立しているか否か、すなわちEGR実施条件が不成立であるか否かを判定する。ECU56は、エンジン2が高負荷であるときにEGR停止条件が成立していると判定し、また、エンジン2が低負荷または中負荷であるときにEGR停止条件が成立していないと判定する。
EGR停止条件が成立している場合(S117:YES)、処理はS118へ移行する。一方、EGR停止条件が成立していない場合(S117:NO)、処理はS120へ移行する。
In S117, the
If the EGR stop condition is satisfied (S117: YES), the process proceeds to S118. On the other hand, when the EGR stop condition is not satisfied (S117: NO), the process proceeds to S120.
S118では、ECU56は、EGR実施フラグをOFFとする。
S119では、ECU56は、EGR弁521を閉弁する。
In S118, the
In S119, the
S120では、ECU56は、エバポパージ停止条件が成立しているか否かを判定する。ECU56は、例えば、タンク内圧が所定の第5所定値より小さい場合に、エバポパージ停止条件が成立していると判定する。また、タンク内圧が所定の第5所定値以上である場合に、エバポパージ停止条件が成立していないと判定する。
エバポパージ停止条件が成立している場合(S120:YES)、処理はS121へ移行する。一方、エバポパージ停止条件が成立していない場合(S120:NO)、処理はS107へ移行する。
S121では、ECU56は、パージ弁551を閉弁する。
In S120, the
If the evaporation purge stop condition is satisfied (S120: YES), the process proceeds to S121. On the other hand, if the evaporation purge stop condition is not satisfied (S120: NO), the process proceeds to S107.
In S121, the
S122では、ECU56は、EGR停止条件が成立しているか否か、すなわちEGR実施条件が不成立であるか否かを判定する。この判定基準はS117と同様である。EGR停止条件が成立している場合(S122:YES)、処理はS123へ移行する。一方、EGR停止条件が成立していない場合(S122:NO)、処理はS103へ移行する。
In S122, the
S123では、ECU56は、EGR実施フラグをOFFとする。
S124では、ECU56は、EGR弁521を閉弁する。
S125では、ECU56は、エンジン2が停止しているか否かを、例えばエンジン2の出力制御信号等に基づいて判定する。エンジン2が停止している場合(S125:YES)、ECU56は、図2に示す一連のルーチンを抜ける。一方、エンジン2が停止していない場合(S125:NO)、処理はS101へ移行する。
In S123, the
In S124, the
In S125, the
以上説明したように、本実施形態では、EGR弁521およびパージ弁551が開弁しているとき、排気還流通路511を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引し、排気還流通路511の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路34に導いてエンジン2に送出する。また、本実施形態では、蓄圧された圧縮空気を利用して燃料蒸気を送出する方式の従来の燃料蒸気処理装置で必須であった蓄圧タンクが不要であり、燃料蒸気処理装置の大型化を抑制することができる。また、本実施形態では、エンジン2の運転中であれば、上記排気を利用した燃料蒸気の送出作用が得られる。そのため、上記従来の燃料蒸気処理装置のように、蓄圧タンクに圧縮空気がある間だけしか燃料蒸気の送出作用を得ることができないという事態を回避することができる。したがって、小型で、燃料蒸気を吸気通路34に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置5を得ることができる。
As described above, in this embodiment, when the
また、本実施形態では、ECU56によりEGR弁アクチュエータ522およびパージ弁アクチュエータ552の作動をエンジン2の負荷状態に基づき制御することで、排気還流通路511の排気の流れ又は吸気通路34の負圧により、燃料蒸気を吸気通路34に導きエンジン2に送出する。そのため、燃料蒸気を吸気通路34に効果的に送出することができる
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、燃料蒸気管54の他端は、排気還流管51のうちEGR弁521に対し吸気管31側に接続している。そのため、エンジン2が高負荷のときEGR弁521が閉弁された場合であっても、排気還流管51を経由して燃料蒸気管54の燃料蒸気を吸気通路34へ送出することができる。
In the present embodiment, the other end of the
また、本実施形態では、燃料蒸気管54は、他端が排気還流通路511内に突出するよう設けられている。そのため、排気還流通路511を排気が流れることで、燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引して吸気通路34により効果的に送出することができる。また、燃料蒸気管54の他端の開口は、排気還流通路511の中央付近に位置している。そのため、燃料蒸気管54の他端の開口が、排気還流通路511のうち流速が比較的速い部分に位置しているので、燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511により効果的に送出することができる。
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態の燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステム1の一部を示している。
(Second Embodiment)
The part of the gasoline engine system 1 of the vehicle to which the fuel vapor processing apparatus of the second embodiment of the present invention is applied is shown.
第2実施形態では、排気還流管51は、燃料蒸気管54との接続部位に絞り部60を有している。絞り部60は、排気還流通路511の一部を成す絞り通路601を形成している。この絞り通路601は、排気還流通路511の流通方向において排気管41側から吸気管31側へ向かうにつれて、通路面積が連続して小さくなる部分と通路面積が連続して大きくなる部分とを有している。燃料蒸気管54は、絞り部60のうち通路面積が最も小さい部分に接続されている。これにより、排気還流通路511は、燃料蒸気管54と排気還流管51との接続部位が、他の部位すなわち排気還流通路511の流通方向の前後部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されている。
In the second embodiment, the exhaust
本実施形態の燃料蒸気処理装置の構成は、燃料蒸気管54と排気還流管51との接続部位の形状が異なる他は第1実施形態と同様な構成である。本実施形態では、EGR弁521およびパージ弁551が開弁しているとき、排気還流通路511を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引し、排気還流通路511の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路34に導いてエンジン2に送出する。そのため、本実施形態によっても、第1実施形態と同様に、小型で、燃料蒸気を吸気通路34に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置を得ることができる。
The configuration of the fuel vapor processing apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, except that the shape of the connection portion between the
また、本実施形態では、排気還流通路511は、燃料蒸気管54と排気還流管51との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されている。そのため、燃料蒸気管54と排気還流管51との接続部位が絞られることで、その接続部位の流速を増大させ、流通方向における上記接続部位の前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。そのため、排気還流通路511を排気が流れることで、燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引して吸気通路34により効果的に送出することができる。
Further, in the present embodiment, the exhaust
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態の燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステム1の一部を示している。
(Third embodiment)
The part of the gasoline engine system 1 of the vehicle to which the fuel vapor processing apparatus of the third embodiment of the present invention is applied is shown.
第3実施形態では、排気還流管51は、燃料蒸気管54との接続部位にエジェクタ70を有している。エジェクタ70は、公知のものであればどのような形式のものでもよいが、本実施形態では、排気還流通路511のうち排気管41側に接続された第1ポート701、および排気還流通路511のうち吸気管31側に接続された第2ポート702を含む絞り通路703を有している。絞り通路703は、流通方向において第1ポート701から第2ポート702へ向かうほど通路面積が連続して小さくなる部分と、通路面積が連続して大きくなる部分とを有している。燃料蒸気管54の他端は、絞り通路703のうち上記通路面積が連続して大きくなる部分から外側へ突出して形成された燃料蒸気供給室704に、第3ポート705を介して接続されている。
In the third embodiment, the exhaust
本実施形態の燃料蒸気処理装置の構成は、燃料蒸気管54と排気還流管51との接続部位にエジェクタ70が設けられている他は第1実施形態と同様な構成である。本実施形態では、EGR弁521およびパージ弁551が開弁しているとき、排気還流通路511を排気が流通することによってエジェクタ70で生じる負圧により燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引し、排気還流通路511の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路34に導いてエンジン2に送出する。そのため、本実施形態によっても、第1実施形態と同様に、小型で、燃料蒸気を吸気通路34に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置9を得ることができる。
The configuration of the fuel vapor processing apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that an
また、本実施形態では、排気還流通路511の燃料蒸気管54との接続部位に設けられるエジェクタ70をさらに備える。そのため、エジェクタ70を排気が流れる場合、エジェクタ70の絞り通路703の流速を増大させ、その絞り通路703にエジェクタ70の前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。そのため、エジェクタ70を排気が流れることで、燃料蒸気通路541の燃料蒸気を排気還流通路511へ吸引して吸気通路34により効果的に送出することができる。
Further, in the present embodiment, an
(他の実施形態)
第1実施形態では、燃料蒸気管54の他端は、排気還流通路511内に突出するよう設けられていた。また、第2実施形態では、排気還流通路511は、燃料蒸気管54と排気還流管51との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されていた。また、第3実施形態では、排気還流管51は、燃料蒸気管54との接続部位にエジェクタ70が設けられていた。これらに対し、本発明の他の実施形態では、燃料蒸気管の他端は、排気還流通路の内壁面に開口するよう設けられることとしてもよい。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the other end of the
上述の実施形態では、燃料蒸気管54の他端は、排気還流管51のうちEGR弁521に対し吸気管31側に接続していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、燃料蒸気管の他端は、排気還流管のうちEGR弁に対し排気管側に接続することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the other end of the
上述の実施形態では、EGR弁521は、エンジン2が低負荷または中負荷であるときに開弁される一方で、エンジン2が高負荷であるときに閉弁されるようになっていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、EGR弁は、エンジンが低負荷であるときに開弁される一方で、エンジンが中負荷または高負荷であるときに閉弁されることとしてもよい。また、本発明の他の実施形態では、EGR弁は、エンジンの負荷状態に拘わらず開閉駆動されることとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、ECU56は、エンジン回転速度、冷却水温、スロットル開度、およびアクセル開度に基づいて、エンジン2の負荷状態を推定していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、ECU56は、エンジン回転速度、冷却水温、スロットル開度、およびアクセル開度の少なくとも1つの値に基づいてエンジンの負荷状態を推定することとしてもよいし、他の値に基づいてエンジンの負荷状態を推定することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、ECU56は、タンク内圧に基づいてエバポパージ実施条件の成立の有無を判定していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、タンク内圧以外の値に基づいてエバポパージ実施条件の成立の有無を判定することとしてもよい。具体的には、例えば、キャニスタ内の燃料蒸気量や燃料蒸気濃度、または、燃料蒸気通路内の圧力や流量や流速等に基づいて、エバポパージ実施条件の成立の有無を判定することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、燃料蒸気通路541にはキャニスタ53が設けられていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、燃料蒸気通路にキャニスタが設けられないこととしてもよい。
In the embodiment described above, the
上述の実施形態では、燃料蒸気処理装置は、ガソリンエンジンシステムに適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば、ディーゼルエンジンシステム等の他のエンジンシステムに適用されることとしてもよい。 In the above-described embodiment, the fuel vapor processing apparatus is applied to a gasoline engine system. On the other hand, in other embodiment of this invention, it is good also as being applied to other engine systems, such as a diesel engine system, for example.
上述の実施形態では、燃料蒸気処理装置は、自然吸気式のガソリンエンジンシステムに適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば、過給機を備える過給吸気式のエンジンシステムに適用されることとしてもよい。そして、燃料蒸気処理装置が過給吸気式のエンジンシステムに適用される場合、排気還流管は、低圧EGR装置や高圧EGR装置の一部を構成することとしてもよい。 In the above-described embodiment, the fuel vapor processing apparatus is applied to a naturally aspirated gasoline engine system. On the other hand, in another embodiment of the present invention, for example, the present invention may be applied to a supercharged intake type engine system including a supercharger. When the fuel vapor processing device is applied to a supercharged intake type engine system, the exhaust gas recirculation pipe may constitute a part of the low pressure EGR device or the high pressure EGR device.
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。 Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various forms without departing from the gist thereof.
2 ・・・エンジン(内燃機関)
5 ・・・燃料蒸気処理装置
21 ・・・燃料タンク
31 ・・・吸気管
34 ・・・吸気通路
41 ・・・排気管
42 ・・・排気通路
51 ・・・排気還流管
54 ・・・燃料蒸気管
511・・・排気還流通路
521・・・EGR弁
541・・・燃料蒸気通路
551・・・パージ弁
2 ... Engine (internal combustion engine)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
一端が前記内燃機関の排気管に接続し、他端が前記内燃機関の吸気管に接続し、内側に形成された排気還流通路を経由して、前記排気管の排気通路の排気を前記吸気管の吸気通路に還流可能な排気還流管と、
一端が前記燃料タンクに接続し、他端が前記排気還流管に接続し、内側に形成された燃料蒸気通路を経由して、前記燃料蒸気を前記排気還流通路に導く燃料蒸気管と、
前記排気還流通路を開閉可能に設けられるEGR弁と、
前記燃料蒸気通路を開閉可能に設けられるパージ弁とを備え、
前記EGR弁および前記パージ弁が開弁しているとき、前記排気還流通路を排気が流通することで生じる負圧により前記燃料蒸気通路の前記燃料蒸気を前記排気還流通路へ吸引し、前記排気還流通路の排気の流れにより前記燃料蒸気を前記吸気通路に導いて前記内燃機関に送出することを特徴とする燃料蒸気処理装置。 A fuel vapor processing apparatus for sending and processing fuel vapor generated in a fuel tank to an internal combustion engine,
One end is connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine, the other end is connected to the intake pipe of the internal combustion engine, and the exhaust pipe exhaust is exhausted through the exhaust gas recirculation passage formed inside. An exhaust gas recirculation pipe that can recirculate to the intake passage of
A fuel vapor pipe having one end connected to the fuel tank, the other end connected to the exhaust gas recirculation pipe, and leading the fuel vapor to the exhaust gas recirculation path via a fuel vapor path formed inside;
An EGR valve provided to open and close the exhaust gas recirculation passage;
A purge valve provided to open and close the fuel vapor passage,
When the EGR valve and the purge valve are open, the fuel vapor in the fuel vapor path is sucked into the exhaust gas recirculation path by the negative pressure generated by the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation path. A fuel vapor processing apparatus, wherein the fuel vapor is guided to the intake passage by the flow of exhaust in the passage and is sent to the internal combustion engine.
前記パージ弁を開閉駆動するパージ弁アクチュエータと、
前記EGR弁アクチュエータおよび前記パージ弁アクチュエータの作動を制御することで前記EGR弁および前記パージ弁それぞれの開度を調節可能な制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記内燃機関の負荷状態に基づき前記EGR弁の開度を調節し、
前記内燃機関が低負荷または中負荷のとき、前記EGR弁を開弁し前記パージ弁を開弁することによって、前記排気還流通路の排気の流れにより前記燃料蒸気を前記吸気通路に導き前記内燃機関に送出し、
前記内燃機関が高負荷のとき、前記EGR弁を閉弁し前記パージ弁を開弁することによって、前記吸気通路を吸気が流通することで生じる負圧により前記燃料蒸気を前記吸気通路へ吸引して前記内燃機関に送出することを特徴とする請求項1に記載の燃料蒸気処理装置。 An EGR valve actuator for opening and closing the EGR valve;
A purge valve actuator for opening and closing the purge valve;
A controller capable of adjusting the opening degree of each of the EGR valve and the purge valve by controlling the operation of the EGR valve actuator and the purge valve actuator;
The control unit adjusts the opening of the EGR valve based on a load state of the internal combustion engine,
When the internal combustion engine is at low load or medium load, the fuel vapor is led to the intake passage by the flow of exhaust gas in the exhaust gas recirculation passage by opening the EGR valve and opening the purge valve. To
When the internal combustion engine is at a high load, by closing the EGR valve and opening the purge valve, the fuel vapor is sucked into the intake passage by the negative pressure generated by the intake air flowing through the intake passage. The fuel vapor processing apparatus according to claim 1, wherein the fuel vapor processing apparatus delivers the fuel to the internal combustion engine.
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