JP2014077422A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パージ時における燃料タンクの圧抜きを小流量で継続的に行うことにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制する。
【解決手段】蒸発燃料処理装置３０は、燃料タンク１０内のベーパを吸着及び脱離可能なキャニスタ３２と、燃料タンク１０とキャニスタ３２とを連通するベーパ通路３４と、キャニスタ３２と吸気通路４０とを連通するパージ通路３８と、パージ通路３８を開閉可能なパージ弁４５と、ベーパ通路３４を開閉可能な封鎖弁３６と、パージ弁４５及び封鎖弁３６を制御するＥＣＵ２４とを備え、封鎖弁３６の閉弁により燃料タンク１０を密閉状態に保持し、封鎖弁３６の開弁により燃料タンク１０のタンク内圧を圧抜きする。封鎖弁３６は、ステッピングモータ５４を備えかつ弁体５６のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁である。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される蒸発燃料処理装置に関する。

この種の蒸発燃料処理装置には、燃料タンクからの蒸発燃料いわゆるベーパの放出を抑制するため、原則的に燃料タンクを密閉するとともに、燃料タンクのタンク内圧が高まったときにタンク内圧を圧抜きするようにした密閉タンクシステムが採用されている（例えば特許文献１参照）。密閉タンクシステムでの圧抜きは、原則的にエンジン運転中であってキャニスタ内のベーパを吸気系に流しているパージ実行中に行われる。

特開２００５−３０７９１９号公報

前記特許文献１では、燃料タンクとキャニスタとを連通するベーパ通路を開閉する封鎖弁として、電磁ソレノイドを備え、非通電状態では閉弁し、通電によって開弁する電磁弁が用いられている。また、密閉タンクシステムの封鎖弁には電磁弁を用いることが一般的であった。これは、封鎖弁は、単に開閉する機能を有するものであればよいと考えられているからと推測される。

前記特許文献１では、封鎖弁である電磁弁をデューティ制御することによって、開弁時間すなわち圧抜き流量を制御するようにしている。ところが、封鎖弁に電磁弁を用いると、給油をスムーズに行うための流路を確保するため、弁体の作動ストロークが大きくなる。したがって、大きなストロークの電磁弁をデューティ制御するため、圧抜きが間欠的となり、開弁毎に瞬時に大流量が流れることから、内燃機関の空燃比（Ａ／Ｆ）への影響が大きいという問題があった。なお、弁体の作動ストロークを小さくするために、流路径を拡大すると、これまた、内燃機関の空燃比への影響が大きくなることが予想される。
本発明が解決しようとする課題は、パージ時における燃料タンクの圧抜きを小流量で継続的に行うことにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制することにある。

第１の発明は、車両の燃料タンク内で発生したベーパを吸着及び脱離可能なキャニスタと、燃料タンクとキャニスタとを連通するベーパ通路と、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、パージ通路を開閉可能なパージ弁と、ベーパ通路を開閉可能な封鎖弁と、パージ弁及び封鎖弁を制御する制御手段とを備え、封鎖弁の閉弁により燃料タンクを密閉状態に保持し、また、封鎖弁の開弁により燃料タンクのタンク内圧を圧抜きするようにした蒸発燃料処理装置であって、封鎖弁は、駆動モータを備えかつ弁体のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁である。この構成によると、封鎖弁が、駆動モータを備えかつ弁体のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁であるから、電磁弁と異なり、パージ時における燃料タンクの圧抜きを小流量で継続的に行うことができる。これにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制することができる。

また、封鎖弁に電動弁を用いると、給油時に、電動弁の開弁量を大きくすることにより、ベーパ通路に大流量を流す構成にすることができる。
また、封鎖弁に電磁弁を用いると、設計で弁部の流路の通気圧損が決定される。しかし、封鎖弁に電動弁を用いると、給油時の開弁量を大きくすることにより、弁部の流路の通気圧損を小さくすることができる。そのため、給油に関するシステムの通気圧損が大きな車両でも、封鎖弁の弁部の流路の通気圧損を小さくすることで、給油をスムースに行えるように圧損収支を成立させることが可能である。したがって、他の製品のチューニングで圧損収支を成立させる必要がなくなる。

第２の発明は、第１の発明において、制御手段は、内燃機関の始動後の封鎖弁の最初の開弁毎に弁体の開弁量の基準となる初期位置を設定する。したがって、封鎖弁の開弁量を精度良く制御することができる。

第３の発明は、第２の発明において、燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧検出手段を備え、制御手段は、封鎖弁の開弁に際して、タンク内圧検出手段により検出されたタンク内圧の低下開始時点を弁体の初期位置として設定する。したがって、封鎖弁の閉弁時に弁体と弁座との間に圧縮されるシール部材の圧縮度合に関係なく、タンク内圧の低下開始時点を弁体の初期位置に設定することができる。これにより、弁体の開弁量に応じた流量と実際の流量との間に生じる誤差を解消又は低減することができ、封鎖弁の開弁量を精度良く制御することができる。

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、制御手段は、パージ流量に基いて封鎖弁の開弁量を制御する。したがって、パージ流量に応じた圧抜き流量にすることにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制することができる。

第５の発明は、第４の発明において、燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧検出手段を備え、制御手段は、タンク内圧検出手段により検出されたタンク内圧に基いて封鎖弁の開弁量を補正する。したがって、タンク内圧に基いて圧抜き流量を補正することにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制することができる。

第６の発明は、第４又は第５の発明において、内燃機関の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、制御手段は、空燃比検出手段により検出された空燃比に基いて封鎖弁の開弁量を補正する。したがって、空燃比に基いて圧抜き流量を補正することにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制することができる。

第７の発明は、第４〜第６のいずれか１つの発明において、燃料タンク内の燃料又はベーパの温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、温度検出手段により検出された燃料温度に基いて封鎖弁の開弁量を補正する。したがって、燃料温度に基いて圧抜き流量を補正することにより、内燃機関の空燃比への影響を抑制することができる。

一実施形態にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 封鎖弁を示す断面図である。 燃料タンクの圧抜き処理ルーチンを示すフローチャートである。 タンク内圧と封鎖弁の開弁量との関係を示すマップである。 燃料温度と封鎖弁の減量補正量との関係を示すマップである。 圧抜き時間と流量との関係を示す特性線図である。

以下、本発明を実施するための一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、自動車等の車両に搭載される蒸発燃料処理装置を例示する。図１は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。説明の都合上、燃料タンクに関する構成を説明した後、蒸発燃料処理装置について説明する。
図１に示すように、車両の燃料タンク１０はインレットパイプ１２を有する。インレットパイプ１２の給油口１３には、フューエルキャップ１４が開閉可能すなわち脱着可能に設けられている。燃料タンク１０内には燃料ポンプ１６が設けられている。燃料ポンプ１６により、燃料タンク１０内の燃料が内燃機関であるエンジン１８（詳しくはインジェクタ（図示省略））に供給される。また、燃料タンク１０内にはフューエルゲージ２０が設けられている。フューエルゲージ２０は、フロート式の液面位置検出センサであり、燃料タンク１０内の燃料量を検出する。

前記燃料タンク１０にはタンク内圧センサ２２が設けられている。タンク内圧センサ２２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生する。タンク内圧センサ２２によって検出されたタンク内圧の検出信号は電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）２４に出力される。なお、タンク内圧センサ２２は本明細書でいう「タンク内圧検出手段」に相当する。また、ＥＣＵ２４は、本明細書でいう「制御手段」に相当する。

前記燃料タンク１０には温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６は、燃料タンク１０内の燃料温度を検出し、その検出値に応じた出力を発生する。温度センサ２６によって検出された燃料温度の検出信号は前記ＥＣＵ２４に出力される。なお、温度センサ２６は本明細書でいう「温度検出手段」、「燃料温度検出手段」に相当する。また、燃料タンク１０内の燃料温度とベーパ温度とは同等又は略同等であると考えられるから、温度センサ２６を燃料タンク１０内のベーパの温度検出するように配置してもよい。この場合、温度センサ２６は本明細書でいう「温度検出手段」、「ベーパ温度検出手段」に相当する。

次に、前記燃料タンク１０内に発生するベーパ（蒸発燃料）を処理する蒸発燃料処理装置３０について説明する。蒸発燃料処理装置３０は、ベーパを吸着及び脱離可能なキャニスタ３２を備えている。キャニスタ３２は、燃料タンク１０（詳しくは気層部）に対してベーパ通路３４を介して連通されている。また、ベーパ通路３４の途中には封鎖弁３６が設けられている。封鎖弁３６は、前記ＥＣＵ２４により開閉制御いわゆる圧抜き制御される。なお、封鎖弁３６については後で詳しく説明する。

前記キャニスタ３２は、パージ通路３８を介してエンジン１８の吸気通路４０に接続されている。吸気通路４０には、エンジン１８への吸入空気量を調節するスロットルバルブ４１が設けられている。また、キャニスタ３２は、大気ポート４３を介して大気に開放されている。また、キャニスタ３２内には、ベーパを吸着・脱離可能な活性炭等の吸着体４７が充填されている。また、キャニスタ３２内のパージ通路３８側の領域には、パージバッファ部４８が形成されている。パージバッファ部４８にも活性炭等の吸着体４７が充填されている。

前記パージ通路３８の途中にはパージ弁４５が設けられている。パージ弁４５は、前記ＥＣＵ２４により開閉制御いわゆるパージ制御される。また、パージ弁４５は、ＥＣＵ２４により算出されたパージ流量に応じた開弁量で開閉制御される。また、パージ弁４５は、例えば、駆動モータを備えかつ弁体のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁である。なお、パージ弁４５には、電磁ソレノイドを備え、非通電状態では閉弁し、通電によって開弁する電磁弁を用いることもできる。

前記燃料タンク１０内で発生したベーパがベーパ通路３４を介してキャニスタ３２に流入し、キャニスタ３２（詳しくは吸着体４７）に吸着される。また、エンジン１８の運転中において、ＥＣＵ２４によるパージ制御によりパージ弁４５が開弁されると、エンジン１８の吸気負圧がキャニスタ３２に導入されるにともない、空気（外気）が大気ポート４３からキャニスタ３２に導入される。これにより、キャニスタ３２（詳しくは吸着体４７）から脱離されたベーパがパージバッファ部４８を通過してからパージ通路３８を介してエンジン１８の吸気通路４０にパージされる。

前記燃料タンク１０内に開口するベーパ通路３４の二又状の入口部には、燃料の浮力によって開閉するカットオフバルブ５０(Cut Off Valve)と、給油時に開弁されるＯＲＶＲ弁（Onboard refueling vapor recovery valve）５２が設けられている。カットオフバルブ５０は、通常は開弁状態に保持されており、車両の横転時に閉弁することによって、燃料タンク１０内の燃料のベーパ通路３４への流出を阻止する。また、ＯＲＶＲ弁５２は、フロート弁で構成された満タン規制バルブであり、燃料タンク１０の燃料液面が満タン液面以下では開弁状態であり、給油によって燃料液面が満タン液面まで上昇するとフロート弁が閉弁し、ベーパ通路３４が遮断される。ＯＲＶＲ弁５２によりベーパ通路３４が遮断されると、燃料がインレットパイプ１２まで満たされ、給油ガンのオートストップ機構が動作し、給油が停止される。

次に、封鎖弁３６について説明する。前記ベーパ通路３４はタンク側通路部３４ａとキャニスタ側通路部３４ｂとに分割されている。タンク側通路部３４ａとキャニスタ側通路部３４ｂとの間に封鎖弁３６が介在されている。図２は封鎖弁３６を示す断面図である。
図２に示すように、封鎖弁３６は、ステッピングモータ５４を備えかつ弁体５６のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁である。ステッピングモータ５４と弁体５６を内蔵したバルブハウジング５８には、逆Ｌ字状の流路５９が形成されている。流路５９は、ベーパ通路３４のタンク側通路部３４ａに連通する流入路５９ａと、該ベーパ通路３４のキャニスタ側通路部３４ｂに連通する流出路５９ｂとを有する。流入路５９ａの上端開口部の口縁部に弁座６０が形成されている。

前記ステッピングモータ５４は、前記バルブハウジング５８の上部内に収容されている。ステッピングモータ５４は、モータハウジング５４ａから突出されかつ正逆回転可能な出力軸５５を有している。出力軸５５は、図２において下方へ指向されている。出力軸５５には、連結軸６２が同心状にかつ動力伝達可能に連結されている。連結軸６２の下部にはおねじが形成されている。なお、ステッピングモータ５４は本明細書でいう「駆動モータ」に相当する。

前記弁体５６は、有底円筒状に形成された円筒部５６ａと、円筒部５６ａの上下両端部から径方向外方へ張り出す上下一対の円板状のフランジ部５６ｂ，５６ｃを有する。円筒部５６ａの内周面にはめねじが形成されている。弁体５６は、前記バルブハウジング５８内に対して、軸方向（図２において上下方向）に移動可能にかつ軸回り方向に回り止めされた状態で配置されている。また、円筒部５６ａには、前記連結軸６２がねじ合わされている。したがって、ステッピングモータ５４の出力軸５５の正逆回転に基いて、連結軸６２を介して、弁体５６が軸方向（上下方向）に直線往復運動すなわち進退移動されるようになっている。なお、連結軸６２のおねじ部と弁体５６のめねじ部とにより送りねじ機構が構成されている。

前記弁体５６の下側のフランジ部５６ｃ（詳しくは外周部）は、前記バルブハウジング５８の弁座６０に対応するシール部５６ｃ（下側のフランジ部と同一符号を付す）になっている。弁体５６の下側のフランジ部５６ｃのシール部５６ｃの下面側には、バルブハウジング５８の弁座６０に対応するリング状の弾性を有するゴム製のシール部材６４が装着されている。また、弁体５６の上側のフランジ部５６ｂと、バルブハウジング５８のモータ側の壁部との間には、コイルスプリングからなるバルブスプリング６６が介装されている。バルブスプリング６６は、弁体５６を閉じ方向（図１において下方）へ付勢している。

前記バルブハウジング５８には、前記弁体５６の開閉部すなわち弁座６０の周辺部をバイパスするバイパス通路６８が形成されている。バルブハウジング５８には、バイパス通路６８を開閉する正圧弁及び負圧弁を有する２ウェイバルブ７０が装着されている。封鎖弁３６の閉弁時において、タンク内圧が所定圧以上に上昇したときには正圧弁が開かれることで、タンク内圧がバイパス通路６８を介してキャニスタ３２側へリリーフされる。また、タンク内圧が所定の負圧以下に低下したときには、負圧弁が開かれることで、キャニスタ３２の空気（ベーパを含む）がバイパス通路６８を介して燃料タンク１０内へ導入される。これにより、燃料タンク１０の変形が防止される。

前記封鎖弁３６において、いま、弁体５６のシール部（シール部材６４を含む）５６ｃがバルブハウジング５８の弁座６０に着座することによって閉弁状態となる。この状態において、前記ＥＣＵ２４からステッピングモータ５４に開弁方向のパルス信号が出力され、ステッピングモータ５４のステップ数が開弁方向へ増加されると、そのステップ数に応じて出力軸５５が開弁方向に回転すなわち正転される。すると、送りねじ機構を介して弁体５６がステップ数に応じた移動量をもって後退（上動）されていくことにより開弁される。また、開弁状態において、ＥＣＵ２４からステッピングモータ５４に閉弁方向のパルス信号が出力され、ステッピングモータ５４のステップ数が閉弁方向へ増加されると、そのステップ数に応じて出力軸５５が閉弁方向に回転すなわち逆転される。すると、送りねじ機構を介して弁体５６がステップ数に応じた移動量をもって進出（下動）されていき、最終的に弁体５６のシール部５６ｃがバルブハウジング５８の弁座６０に着座することによって閉弁状態となる。このように、ステッピングモータ５４の駆動制御に基いて、弁体５６が進退移動されることにより封鎖弁３６の開弁量（リフト量）が調整される。

次に、前記蒸発燃料処理装置３０（図１参照）の作用について説明する。
（１）駐車中
車両の駐車中は、原則的に封鎖弁３６が閉弁状態に維持される。したがって、燃料タンク１０の密閉状態を保持することにより、燃料タンク１０内でのベーパの発生が抑制される。

（２）給油開始直前
給油するため、車両の停車中において、給油に先立って封鎖弁３６が全開状態又は全開に近い状態に開弁される。これにより、タンク内圧をベーパ通路３４を介してキャニスタ３２に圧抜きし、タンク内圧を低下することができる。これとともに、燃料タンク１０内のベーパがベーパ通路３４を介してキャニスタ３２に流入して吸着される。その結果、タンク内圧は大気圧又は略大気圧に低下する。また、封鎖弁３６の開弁状態において、通電をオフ（ＯＦＦ）にしても、ステッピングモータ５４のディテントトルク、送りねじ機構のリード角等によって開弁状態を保持することができる。このため、電磁弁と異なり、開弁状態の保持に要する電力を削減することができる。

その後、給油者によりフューエルキャップ１４が開かれる。このとき、既にタンク内圧が大気圧近傍にまで低下（減圧）されているため、フューエルキャップ１４を開いても、給油口１３からベーパが大気に放出されるというベーパ洩れいわゆるパフロス現象を防止することができる。

（３）給油中
ＥＣＵ２４は、封鎖弁３６を開弁状態に維持する。この状態で、給油者により給油が行われる。給油時において、燃料タンク１０内のベーパは、ベーパ通路３４を介してキャニスタ３２に吸着（回収）される。これにより、ＯＲＶＲ機能（給油時のベーパの回収機能）を発揮することができる。給油後、給油者は、給油口１３をフューエルキャップ１４で閉じる。また、ＥＣＵ２４は封鎖弁３６を全閉状態に閉弁する。

（４）エンジン１８の運転中
エンジン１８の運転中は、前記駐車中と同様、原則的に封鎖弁３６が閉弁状態に維持される。エンジン１８の運転中において、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ３２に吸着されているベーパをパージさせるためのパージ制御（パージ弁４５の開閉制御）が実行される。これにより、エンジン１８の吸気負圧により、大気ポート４３からキャニスタ３２内に吸入された空気とともに、キャニスタ３２内のベーパがエンジン１８の吸気通路４０に放出いわゆるパージされる。また、パージ実行中において、ＥＣＵ２４の制御により封鎖弁３６を所定の開弁量で開閉し、燃料タンク１０の圧抜きを行うことにより、タンク内圧を大気圧又は略大気圧に維持することができる。

次に、パージ時における燃料タンクの圧抜き処理の手順について説明する。図３は燃料タンクの圧抜き処理ルーチンを示すフローチャートである。圧抜き処理ルーチンは、ＥＣＵ２４によりエンジン１８の始動毎すなわちＩＧ（イグニッション）のオン（ＯＮ）毎に実行される。
図３に示すように、ステップＳ１０１，Ｓ１０２で、圧抜き処理の実行条件が成立しているか否かが判断される。すなわち、ステップＳ１０１で、パージ制御が実行中（パージ実行中）であるか否かが判断される。パージ実行中であれば、ステップＳ１０２で、タンク内圧センサ２２により検出されたタンク内圧が所定値以上であるか否かが判断される。タンク内圧が所定値以上であれば、圧抜き処理の実行条件が成立していると判断し、燃料タンク１０の圧抜きを行うためのステップＳ１０３以降の処理が実行される。一方、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とのいずれかで否定判定がなされた場合には、圧抜き処理の実行条件が成立していないと判断し、ステップＳ１０１に戻る。

次に、ステップＳ１０３で、封鎖弁３６のステッピングモータ５４が１ステップ分、開弁された後、ステップＳ１０４で、タンク内圧センサ２２により検出されたタンク内圧が低下したか否かが判断される。タンク内圧が低下していない場合には、弁体５６のシール部材６４が弁座６０から離座していないと判断し、ステップＳ１０３へ戻る。そして、再びステッピングモータ５４が１ステップ分、開弁された後、ステップＳ１０４で、タンク内圧が低下したか否かが判断される。ステップＳ１０４で、タンク内圧が低下していない場合には、再びステップＳ１０３へ戻る。

また、ステップＳ１０４で、タンク内圧が低下した場合には、弁体５６のシール部材６４が弁座６０から離座したと判断し、ステップＳ１０５で、タンク内圧の低下開始時点を封鎖弁３６の弁体５６の開弁量の基準となる初期位置として設定する。すなわち、タンク内圧の低下開始時点を封鎖弁３６の開弁開始位置として認識して記憶する。これは、開弁前の弁体５６によるシール部材６４の圧縮度合によって、ステッピングモータ５４の開弁動作の開始から弁体５６（シール部材６４を含む）の実際の開弁開始までに要するステッピングモータ５４のステップ数が変化する。このため、仮に、ステッピングモータ５４の開弁動作の開始時点を初期位置とすると、弁体５６の開弁量に応じた流量と実際の流量との間に誤差が生じ、封鎖弁３６の開弁量を精度良く制御することが難しくなる。これに対し、タンク内圧の低下開始時点を封鎖弁３６の弁体５６の初期位置に設定すると、弁体５６の開弁量に応じた流量と実際の流量との間に生じる誤差を解消又は低減することができ、封鎖弁３６の開弁量を精度良く制御することができる。

次に、ステップＳ１０６で、パージ流量、タンク内圧及び燃料温度等により圧抜き可能量（圧抜き流量）が算出される。なお、パージ弁４５の開弁量が同じでも、パージ流量は、吸気管負圧（吸気負圧）により異なり、また、圧抜き量は燃料温度や燃料量等によって異なってくる。ここでは、吸気管負圧とパージ弁４５の開弁量から計算により求められたパージ流量に適した圧抜き可能量を計算や制御マップから求め、封鎖弁３６の開弁量を決定する。

図４はタンク内圧と封鎖弁３６の開弁量との関係を示すマップである。図４において、特性線Ｌ１がパージ流量が大きい場合であり、特性線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４になるにしたがってパージ流量が小さくなる場合を示している。現時点でのパージ流量に基いて、圧抜き可能量に応じた封鎖弁３６の開弁量が算出される。また、図４において、封鎖弁３６の開弁量は、タンク内圧センサ２２により検出されたタンク内圧に基いて補正するように設定されている。すなわち、タンク内圧が大きくなるにしたがって開弁量を小さくする補正が行われる。これは、タンク内圧が高い状態で封鎖弁３６が開弁したときほど、圧抜きの流速が速くなり、単位時間当たりの圧抜き流量が多くなる。そして、圧抜き流量が多くなるほど、エンジン１８の空燃比の変動が激しくなる。そこで、空燃比の激しい変動を抑えるため、図４に示されるように、タンク内圧が高くなるほど、開弁量が小さくなるように算出される。なお、タンク内圧と開弁量との関係を示すマップは、タンク内圧と開弁量との関係を予め実験・計算等により求めてマップ化したものであり、ＥＣＵ２４のＲＯＭ内に予め記憶されている。

図５は燃料温度と封鎖弁３６の減量補正量との関係を示すマップである。図５の特性線Ｌ５は、温度センサ２６により検出された燃料温度に基いて封鎖弁３６の開弁量を減量補正するように設定されている。すなわち、燃料温度が高くなるにしたがって開弁量を減量する補正が行われる。これは、燃料温度が高い状態で封鎖弁３６が開弁したときほど、圧抜きの流速が速くなり、単位時間当たりの圧抜き流量が多くなる。そして、圧抜き流量が多くなるほど、エンジン１８の空燃比の変動が激しくなる。そこで、空燃比の激しい変動を抑えるため、図５に示されるように、燃料温度が高くなるほど、減量補正量が大きくなるように算出される。したがって、減量補正量が大きくなるほど、封鎖弁３６の開弁量は小さくなる。なお、燃料温度と減量補正量との関係を示すマップは、燃料温度と減量補正量との関係を予め実験・計算等により求めてマップ化したものであり、ＥＣＵ２４のＲＯＭ内に予め記憶されている。

次に、ステップＳ１０７で、前記ステップＳ１０６で算出された圧抜き可能量に応じた開弁量に基いて封鎖弁３６が駆動制御される。次に、ステップＳ１０８で、ＩＧがオフされたか否か判断される。ＩＧがオフされていなければ、ステップＳ１０６に戻り、再び、ステップＳ１０６、Ｓ１０７の処理を行う。このステップＳ１０７での封鎖弁３６の駆動制御により、圧抜きを小流量で継続的に行うことができる。

また、ステップＳ１０８で、ＩＧがオフされたならば、ステップＳ１０９に進み、イニシャライズを行う。すなわち、ＥＣＵ２４は、タイマーを持ち、ＩＧのオフ後も通電された状態にある。この状態で、ＥＣＵ２４は、封鎖弁３６及びパージ弁４５を全閉状態に閉弁した後でオフされる。このとき、封鎖弁３６のステッピングモータ５４は、初期位置よりシール部材６４の所定の圧縮量を見越した分に相当する数ステップ分、閉じ方向へ駆動される。

また、ＩＧのオフでエンジン１８が停止し、パージ弁４５のパージ制御は停止する。ただし、エンジン１８の稼動時（運転時）におけるパージ弁４５のパージ制御は、実行条件が揃わなければ一時的に停止するが、ＩＧがオフするまでは終了しない。また、封鎖弁３６の開弁制御（圧抜き制御）も、パージ流量が所定値以上、タンク内圧が所定値以上の実行条件が揃わない場合は、圧抜き可能量をゼロ（すなわち開弁しない）として処理する。再び、燃料温度の変化等によりタンク内圧が所定値以上、かつ、パージ流量が所定値以上となった場合に開弁制御を再開する。よって、ＩＧのオフまでは封鎖弁３６の開弁制御を続ける。

前記蒸発燃料処理装置３０によると、封鎖弁３６が、ステッピングモータ５４を備えかつ弁体５６のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁であるから、電磁弁と異なり、パージ時における燃料タンク１０の圧抜きを小流量で継続的に行うことができる。これにより、エンジン１８の空燃比への影響を抑制することができる。

この点について説明する。図６は圧抜き時間と流量との関係を示す特性線図である。図６において、特性線Ａは本実施形態の封鎖弁（電動弁）３６による特性が示され、特性線Ｂは従来の電磁弁による特性が示されている。特性線Ｂによると、圧抜きが間欠的で、開弁毎に瞬時に大流量が流れることから、エンジン１８の空燃比への影響が大きい。これに対し、特性線Ａによると、圧抜きが小流量で継続的に行われることで、定常的に圧抜きすることができる。このため、エンジン１８の空燃比への影響を抑制することができる。また、圧抜き流量を平均化することができ、瞬時流量（特性線Ｂ参照）を低減することができる。

また、給油時に、封鎖弁（電動弁）３６の開弁量を大きくすることにより、ベーパ通路３４に大流量を流す構成にすることができる。
また、従来のように封鎖弁に電磁弁を用いると、設計で弁部の流路の通気圧損が決定される。しかし、封鎖弁３６に電動弁を用いると、給油時の開弁量を大きくすることにより、弁部の流路の通気圧損を小さくすることができる。そのため、給油に関するシステムの通気圧損が大きな車両でも、封鎖弁３６の弁部の流路の通気圧損を小さくすることで、給油をスムースに行えるように圧損収支を成立させることが可能である。したがって、他の製品のチューニングで圧損収支を成立させる必要がなくなる。

また、給油時に、封鎖弁３６の通電をオフ（ＯＦＦ）にしても、ステッピングモータ５４のディテントトルク、送りねじ機構のリード角等によって開弁状態を保持することができる。このため、電磁弁と異なり、開弁状態の保持に要する電力を削減することができる。また、電磁弁と異なり、封鎖弁３６の開閉時の衝撃音、脈動音等の作動音を低減することができる。ひいては、作動音の対策のためのフローティング構造やエアダンパーを不要とすることができる。

また、ＥＣＵ２４は、エンジン１８の始動後の封鎖弁３６の最初の開弁毎に弁体５６の開弁量の基準となる初期位置を設定する。したがって、封鎖弁３６の開弁量を精度良く制御することができる。

また、ＥＣＵ２４は、封鎖弁３６の開弁に際して、タンク内圧センサ２２により検出されたタンク内圧の低下開始時点を弁体５６の初期位置として設定する。したがって、封鎖弁３６の閉弁時に弁体５６と弁座６０との間に圧縮されるシール部材６４の圧縮度合に関係なく、タンク内圧の低下開始時点を弁体５６の初期位置に設定することができる。これにより、弁体５６の開弁量に応じた流量と実際の流量との間に生じる誤差を解消又は低減することができ、封鎖弁３６の開弁量を精度良く制御することができる。

また、ＥＣＵ２４は、パージ流量に基いて封鎖弁３６の開弁量を制御する。したがって、パージ流量に応じた圧抜き流量にすることにより、エンジン１８の空燃比への影響を抑制することができる。

また、ＥＣＵ２４は、タンク内圧センサ２２により検出されたタンク内圧に基いて封鎖弁３６の開弁量を補正する。したがって、タンク内圧に基いて圧抜き流量を補正することにより、エンジン１８の空燃比への影響を抑制することができる。

また、ＥＣＵ２４は、温度センサ２６により検出された燃料温度に基いて、封鎖弁の封鎖弁３６の開弁量を補正、詳しくは減量補正する。したがって、燃料温度に基いて圧抜き流量を補正することにより、エンジン１８の空燃比への影響を抑制することができる。

また、ＥＣＵ２４は、空燃比センサ（図示省略）により検出された空燃比に基いて封鎖弁３６の開弁量を補正するようにしてもよい。空燃比センサは、エンジン１８の排気通路に設けられ、排気ガスの空燃比を検出し、その検出値に応じた出力（検出信号）をＥＣＵに出力する。ＥＣＵ２４は、空燃比センサにより検出された空燃比に基いて封鎖弁３６の開弁量を補正するように設定される。すなわち、ＥＣＵ２４は、空燃比がリーン側にずれるにしたがって開弁量を大きくし、また、空燃比がリッチ側にずれるにしたがって開弁量を小さくする補正を行う。これにより、エンジン１８の空燃比への影響を抑制することができる。なお、空燃比センサは本明細書でいう「空燃比検出手段」に相当する。

本発明は前記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、封鎖弁３６の駆動モータには、ステッピングモータ５４の他、ＤＣモータを用いることができる。また、前記実施形態では、封鎖弁３６の開弁を検出する際のステッピングモータ５４の作動を１ステップ分としたが、ステッピングモータ５４の開弁方向及び閉弁方向のステップのパターンやステップ数は任意に設定することができる。

１０…燃料タンク
１８…エンジン（内燃機関）
２２…タンク内圧センサ（タンク内圧検出手段）
２４…ＥＣＵ（制御手段）
２６…温度センサ（温度検出手段）
３０…蒸発燃料処理装置
３２…キャニスタ
３４…ベーパ通路
３６…封鎖弁
３８…パージ通路
４０…吸気通路
４５…パージ弁
５４…ステッピングモータ（駆動モータ）
５６…弁体

Claims (7)

1. 車両の燃料タンク内で発生したベーパを吸着及び脱離可能なキャニスタと、
   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、
   前記パージ通路を開閉可能なパージ弁と、
   前記ベーパ通路を開閉可能な封鎖弁と、
   前記パージ弁及び前記封鎖弁を制御する制御手段と
   を備え、
   前記封鎖弁の閉弁により前記燃料タンクを密閉状態に保持し、また、前記封鎖弁の開弁により前記燃料タンクのタンク内圧を圧抜きするようにした蒸発燃料処理装置であって、
   前記封鎖弁は、駆動モータを備えかつ弁体のストロークを制御することで開弁量を調整可能な電動弁であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御手段は、前記内燃機関の始動後の前記封鎖弁の最初の開弁毎に弁体の開弁量の基準となる初期位置を設定することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記封鎖弁の開弁に際して、前記タンク内圧検出手段により検出されたタンク内圧の低下開始時点を前記弁体の初期位置として設定することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御手段は、パージ流量に基いて前記封鎖弁の開弁量を制御することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
5. 請求項４に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクのタンク内圧を検出するタンク内圧検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記タンク内圧検出手段により検出されたタンク内圧に基いて前記封鎖弁の開弁量を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
6. 請求項４又は５に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記内燃機関の排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基いて前記封鎖弁の開弁量を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンク内の燃料又はベーパの温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された燃料温度に基いて前記封鎖弁の開弁量を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
   

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