JP2014105635A - 内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク内の圧力が低下するまでの待ち時間を効率的に低減すること。
【解決手段】燃料蒸発ガス排出抑止装置は、燃料タンク２１の内圧を低下させる場合、キャニスタ封鎖弁３２を開放すると共に燃料タンク２１をパージ配管３９へ開放した後、サブタンク６１をパージ配管３９へ開放する。そして、燃料タンク２１の内圧が所定値以下になるとキャニスタ３１を封鎖かつサブタンク６１をパージ配管３９へ開放する。サブタンク６１は内圧が負圧に維持されており、この負圧は、エンジン１０の作動によって発生される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置に関する。

従来、燃料タンク内で蒸発した燃料蒸発ガスの大気への放出を防止する技術として、燃料タンクと連通するキャニスタと、燃料タンクとキャニスタとを連通する経路に給油時以外は燃料タンクを密閉するように制御される封鎖弁とを備え、給油時には封鎖弁を開き燃料蒸発ガスをキャニスタに向けて流出するようにし、燃料蒸発ガスをキャニスタにて吸着させるようにしている。

しかしながら、封鎖弁により燃料タンクが密閉されていると、外気温が上昇すると燃料タンク内の燃料の蒸発により燃料タンク内の圧力が上昇し高圧となることがある。
その場合には、給油に伴う燃料蒸発ガスの大気放出を防止するために、給油操作を検知すると封鎖弁を開き、燃料タンク内の圧力が十分に低下するまで、給油口の開放を禁止するようにしている。

しかしながら、燃料タンク内の圧力が低下するまでには、長期の時間を要するため給油を開始するまでに多大な時間を要することとなる。
このようなことから、燃料タンク内の圧力が上昇した場合にエンジンの運転中でパージ処理中であれば、封鎖弁を開き燃料タンク内の燃料蒸発ガスをキャニスタ内に吸着することなくエンジンの吸気通路に放出し、燃料タンク内の圧力を低下させる技術が開発されている（特許文献１）。

特許４１１０９３２号公報

しかしながら、上記特許文献１の蒸発燃料処理装置では、燃料タンク内の圧力を低下させるために、燃料蒸発ガスを吸気通路に導入する連通路を開閉するパージバキュームスイッチングバルブ（パージソレノイドバルブ）と上記封鎖弁とを、エンジンの運転中に同時に開閉制御しており、パージソレノイドバルブと封鎖弁とを協働させるが、連通路を通過してエンジンの吸気通路に放出される燃料蒸発ガスがキャニスタ内を通過するため、その一部がキャニスタに吸着され、給油時にキャニスタに吸着できる燃料蒸発ガスの量が減る可能性がある。

また、上記特許文献１の蒸発燃料処理装置では、車両がハイブリット車でありエンジンの稼働時間が限られている場合には制御が困難であるという問題点がある。

本発明は、この様な問題を解決するためになされたものであり、燃料タンク内の圧力が低下するまでの待ち時間を効率的に低減することができる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供することにある。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、車両の内燃機関の吸気通路と燃料タンクとを連通する連通路と、前記連通路内の燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、前記連通路内の前記燃料蒸発ガスを貯留するガス貯留タンクと、前記キャニスタを前記連通路へ開放または封鎖するキャニスタ開封鎖手段と、前記燃料タンクを前記連通路へ開放または封鎖する燃料タンク開封鎖手段と、前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放または封鎖するガスタンク開封鎖手段と、前記燃料タンクの内圧に基づいて、前記キャニスタ開封鎖手段、前記燃料タンク開封鎖手段および前記ガスタンク開封鎖手段を制御する制御手段と、を備える内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置において、前記制御手段は、前記燃料タンクの内圧を低下させる際、前記キャニスタ開封鎖手段を開放すると共に前記燃料タンクを前記連通路へ開放した後、前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放することを特徴とする。
また、請求項２の発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、前記燃料タンクの給油口の開放操作を受け付ける操作手段をさらに備え、前記制御手段は、前記操作手段に対して前記給油口の開放操作の受け付けがおこなわれた際に、前記燃料タンクの内圧を低下させることを特徴とする。
また、請求項３の発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、前記燃料タンクの内圧を検出する圧力検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記燃料タンクの内圧が所定値以下となった際に、前記キャニスタを封鎖すると同時に前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放することを特徴とする。
また、請求項４の発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、前記所定値は、前記ガス貯留タンクの容量および内圧に基づいて決定されることを特徴とする。
また、請求項５の発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、前記ガス貯留タンクは内圧が負圧に維持されており、前記負圧は、前記内燃機関の作動によって発生されることを特徴とする。
また、請求項６の発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、前記連通路と前記吸気通路との連通を開閉する連通開閉手段をさらに備え、前記制御手段は、前記内燃機関の稼働中に前記連通開閉手段を断続的に開閉して前記連通路と前記吸気通路とを断続的に連通させると共に、前記キャニスタを封鎖かつ前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放して前記ガス貯留タンクの内圧を負圧にすることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、連通路内の燃料蒸発ガスを貯留するガス貯留タンクおよびガス貯留タンクを連通路へ開放または封鎖するガスタンク開封鎖手段を設け、燃料タンクの内圧を低下させる際、キャニスタ開封鎖手段を開放すると共に燃料タンクを連通路へ開放した後、ガス貯留タンクを前記連通路へ開放するようにした。これにより、燃料タンクの内圧を下げたい場合にはガスタンク開封鎖手段を開放して、燃料タンク内の燃料蒸発ガスをガス貯留タンクに貯留させることができ、燃料タンクの内圧を迅速に下げることができる。
請求項２の発明によれば、給油口の開放操作がおこなわれた場合に燃料タンクの内圧を低下させるので、ユーザは迅速に給油をおこなうことができる。
請求項３の発明によれば、燃料タンクの内圧が所定値以下になるとキャニスタを封鎖かつガス貯留タンクを連通路へ開放する。これにより、燃料タンクの内圧が所定値以下になるまで、すなわち排気速度が比較的早い期間は従来と同様にキャニスタ経由で燃料蒸発ガスを排出し、燃料タンクの内圧が所定値以下になった後、すなわち排気速度が比較的下がってきた場合には燃料蒸発ガスをガス貯留タンクに貯留することにより、燃料タンクの内圧を効率的に下げることができる。
請求項４の発明によれば、ガス貯留タンクを開放するタイミングがガス貯留タンクの容量および内圧に基づいて決定されるので、ガス貯留タンクに貯留可能な燃料蒸発ガスの量に合わせてガス貯留タンクを開放するタイミングを決定することができ、効率的に燃料タンクの内圧を下げることができる。
請求項５の発明によれば、ガス貯留タンクは内圧が負圧に維持されているので、燃料タンク内の蒸発燃料ガスを迅速にガス貯留タンク内に移動させることができる。また、ガス貯留タンク内の負圧は内燃機関の作動によって発生されるので、負圧発生用の機構を別個に設ける必要がなく、燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成を簡素化することができる。
請求項６の発明によれば、内燃機関の稼働中に連通開閉手段を断続的に開閉して連通路と吸気通路とを断続的に連通させると共に、キャニスタを封鎖かつガス貯留タンクを連通路へ開放するので、内燃機関の吸気負圧を用いてガス貯留タンクの内圧を負圧にすることができる。

実施の形態にかかる燃料蒸発ガス排出抑止装置の概略構成図である。 給油口の開放操作がおこなわれた場合の各封鎖弁の作動とタンク内圧の推移を時系列で示す図である。 車両走行中の各封鎖弁の作動とタンク内圧の推移を時系列で示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる燃料蒸発ガス排出抑止装置の概略構成図である。
図１に示すように、実施の形態にかかる燃料蒸発ガス排出抑制装置は、大きく車両に搭載されるエンジン（内燃機関）１０と、エンジン１０の燃料を貯留する燃料貯留部２０と、燃料貯留部２０で蒸発した燃料の蒸発ガスを処理する燃料蒸発ガス処理部３０と、車両の総合的な制御をおこなうための制御装置である電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）４０とによって構成されている。

本実施の形態において、燃料蒸発ガス排出抑制装置が搭載された車両は、エンジン１０および図示しないモータ（電動機）を搭載し、エンジン１０およびモータの駆動力で走行するハイブリット車であるものとする。以下、ハイブリット車である車両において、エンジン１０が稼働している状態をＣＳ（Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｓｕｓｔａｉｍ）モード、エンジン１０が稼働していない状態をＣＤ（Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｄｅｐｌｅｔｅ）モードという。

本実施の形態において、エンジン１０は、吸気通路噴射型（Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：ＭＰＩ）の４サイクル直列４気筒型ガソリンエンジンである。エンジン１０には、エンジン１０の燃焼室内に空気を取り込む吸気通路１１が設けられており、吸気通路１１の下流には、エンジン１０の吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。燃料噴射弁１２には、燃料配管１３が接続され、燃料が供給される。上述のように、本実施の形態では車両はハイブリット車であるため、エンジン１０は、常時稼働しているのではなく、ＥＣＵ４０の制御によって必要なタイミングでのみ稼働される。

燃料貯留部２０は、燃料タンク２１と、燃料給油口２２と、燃料給油口蓋２３と、燃料ポンプ２４と、燃料タンク圧力センサ（圧力検出手段）２５と、燃料カットオフバルブ２６と、レベリングバルブ２７と、燃料給油口蓋開閉スイッチ（操作手段）５１と、給油口蓋センサ５２とで構成されている。

燃料タンク２１は、エンジン１０の燃料を貯留する。燃料給油口２２は、燃料タンク２１への燃料注入口である。燃料給油口蓋２３は、車両の車体に設けられる燃料給油口２２の蓋である。燃料ポンプ２４は、燃料を燃料タンク２１から燃料配管１３を介して燃料噴射弁１２に供給する。燃料タンク圧力センサ２５は、燃料タンク２１内の圧力を検出する。燃料カットオフバルブ２６は、燃料タンク２１から燃料蒸発ガス処理部３０への燃料の流出を防止する。レベリングバルブ２７は、給油時に燃料タンク２１内の液面を制御する。燃料タンク２１内で発生した燃料の蒸発ガスは、燃料カットオフバルブ２６よりレベリングバルブ２７を経由して、燃料タンク２１外に排出される。

燃料給油口蓋開閉スイッチ５１は、燃料タンクの給油口（燃料給油口蓋２３）の開放操作を受け付ける。燃料給油口蓋開閉スイッチ５１に対して燃料給油口蓋２３の開放操作がおこなわれた場合、ＥＣＵ４０によって図示しない燃料給油口蓋開放機構が制御され、燃料給油口蓋２３が開放される。後述するように、ＥＣＵ４０では、燃料タンク２１の内圧が所定値以下になってから燃料給油口蓋２３を開放される。給油口蓋センサ５２は、燃料給油口蓋２３の開閉を検出する。

燃料蒸発ガス処理部３０は、キャニスタ３１と、キャニスタ封鎖弁（キャニスタ開封鎖手段）３２と、タンク封鎖弁（タンク開封鎖手段）３３と、エアフィルタ３５と、パージソレノイドバルブ（連通路開閉手段）３７と、パージ配管（連通路）３９と、サブタンク（ガス貯留タンク）６１と、サブタンク封鎖弁（ガスタンク閉鎖手段）６２と、サブタンク圧力センサ６３とで構成されている。

キャニスタ３１は、内部に活性炭を有している。また、キャニスタ３１には、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガス或いは活性炭に吸着した燃料蒸発ガスが流通する蒸発ガス流通孔３１ａが設けられている。また、キャニスタ３１には、活性炭に吸着した燃料蒸発ガスを放出するときに外気を吸入する外気吸入孔３１ｂが設けられている。また、外気吸入孔３１ｂは、外部からのゴミの侵入を防ぐ一方を大気に開放されたエアフィルタ３５の他方に連通するように接続されている。

キャニスタ封鎖弁３２は、その一方がキャニスタ３１の蒸発ガス流通孔３１ａに連通するように接続される。また、キャニスタ封鎖弁３２は、その一方がエンジン１０の吸気通路と燃料タンク２１とを連通する連通路であるパージ配管３９と連通するように接続される。キャニスタ封鎖弁３２は、キャニスタ３１を連通路であるパージ配管３９へ開放または封鎖する機能を有する。

本実施の形態において、キャニスタ封鎖弁３２は、無通電の状態で開弁し、外部（本実施の形態ではＥＣＵ４０）から駆動信号が供給され通電状態となることによって閉弁状態となる常時開タイプの電磁弁である。キャニスタ封鎖弁３２は、無通電状態のときは開弁状態となり、キャニスタ３１とパージ配管３９とを連通するようにして、キャニスタ３１への燃料蒸発ガスの流出入を可能とする。また、キャニスタ封鎖弁３２は、ＥＣＵ４０から駆動信号が供給され通電状態となると閉弁状態となり、キャニスタ３１への燃料蒸発ガスの流入出を不可とする。

燃料タンク封鎖弁３３は、パージ配管３９に介装されており、燃料タンク２１を連通路であるパージ配管３９へ開放または封鎖する。燃料タンク封鎖弁３３は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給され通電の状態となることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。燃料タンク封鎖弁３３は、無通電状態のときは閉弁状態となり燃料タンク２１を密閉状態にし、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガスの燃料タンク２１外への流出を不可とする。また、燃料タンク封鎖弁３３は、外部（ＥＣＵ４０）から駆動信号が供給され通電状態となると開弁状態となり、パージ配管３９内への燃料蒸発ガスの流出を可能とする。

パージソレノイドバルブ３７は、エンジン１０の吸気通路１１とサブタンク６１との間のパージ配管３９に介装されている。パージソレノイドバルブ３７は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給され通電の状態となることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。パージソレノイドバルブ３７は、無通電状態のときは閉弁状態となりパージ配管３９を封鎖し、燃料蒸発ガス処理部３０からエンジン１０への燃料蒸発ガスの流出を不可とする。また、パージソレノイドバルブ３７は、外部（ＥＣＵ４０）から駆動信号が供給され通電状態となると開弁状態となりパージ配管３９を開放し、エンジン１０へ燃料蒸発ガスの流出を可能とする。

サブタンク６１は、パージ配管３９の燃料タンク封鎖弁３３とパージソレノイドバルブ３７との間に設けられる。サブタンク６１は内圧が負圧に維持されており、この負圧によって燃料タンク２１から流出する燃料蒸発ガスを内部に流入させ、一時的に貯留する。サブタンク６１の負圧は、エンジン１０の作動によって発生される。

サブタンク封鎖弁６２は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給され通電の状態となることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。サブタンク封鎖弁６２は、無通電状態のときは閉弁状態となりサブタンク６１を密閉状態にし、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガスのサブタンク６１外への流入を不可とする。また、サブタンク封鎖弁６２は、外部（ＥＣＵ４０）から駆動信号が供給され通電状態となると開弁状態となり、サブタンク６１内への燃料蒸発ガスの流入を可能とする。また、サブタンク圧力センサ６３は、サブタンク６１内の圧力を検出する。

ＥＣＵ４０は、車両の総合的な制御をおこなうための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびタイマ等を含んで構成される。
ＥＣＵ４０の入力側には、燃料タンク圧力センサ２５、サブタンク圧力センサ６３、燃料給油口蓋開閉スイッチ５１および給油口蓋センサ５２が接続されており、これらのセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、エンジン１０、キャニスタ封鎖弁３２、燃料タンク封鎖弁３３、パージソレノイドバルブ３７およびサブタンク封鎖弁６２が接続されている。

ＥＣＵ４０は、各種センサ類からの検出情報に基づいて、キャニスタ封鎖弁３２、燃料タンク封鎖弁３３、パージソレノイドバルブ３７およびサブタンク封鎖弁６２（以下、「各封鎖弁」という）の開閉を制御して、燃料タンク２１内の圧力を制御する。特に、燃料給油口蓋開閉スイッチ５１に対して燃料給油口蓋２３の開放操作がおこなわれた場合、ＥＣＵ４０は、燃料の吹き出し等が生じないように、燃料タンク２１の内圧が所定値以下（本実施の形態では大気圧以下）になってから燃料給油口蓋２３を開放する。

図２は、給油口の開放操作がおこなわれた場合の各封鎖弁の作動とタンク内圧の推移を時系列で示す図である。
図２には、上から順に燃料タンク２１の内圧（燃料タンク圧力センサ２５の検出値。なお、縦軸の０は０気圧ではなく大気圧を示す）、燃料タンク封鎖弁３３の開閉状態、キャニスタ封鎖弁３２の開閉状態、パージソレノイドバルブ３７の開閉状態、サブタンク封鎖弁６２の開閉状態、サブタンク６１の内圧（サブタンク圧力センサ６３の検出値。なお、縦軸の０は０気圧ではなく大気圧を示す）が時系列で示されている。

なお、上述した燃料タンク２１の内圧において点線で示したのは、サブタンク６１を用いずに、キャニスタ３１経由での減圧をおこなった場合（従来の方法）の燃料タンク２１の内圧の推移である。

図２の時刻Ｔ０〜Ｔ１では各種弁は無通電状態であり、燃料タンク封鎖弁３３は閉弁され、燃料蒸発ガスが燃料タンク２１内に滞留し、燃料タンク２１の内圧は燃料蒸発ガスによって大気圧よりも高い値となっている。また、キャニスタ封鎖弁３２は開弁され、パージソレノイドバルブ３７およびサブタンク封鎖弁６２は閉弁されている。また、サブタンク６１の内圧は負圧に保たれている。

時刻Ｔ１において燃料給油口蓋開閉スイッチ５１に対して燃料給油口蓋２３の開放操作（スイッチオンなど）がおこなわれると、ＥＣＵ４０は、まず、燃料タンク封鎖弁３３を開弁して燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをパージ配管３９内に流出させる。すなわち、ＥＣＵ４０は、燃料タンク２１の内圧を低下させる際、キャニスタ封鎖弁３２を開放すると共に燃料タンク２１を連通路へ開放する。これにより、燃料タンク２１の内圧が低下するが、時間の経過と共に減圧の度合いは小さくなる。

時刻Ｔ２において燃料タンク２１の内圧が所定値Ｐ１（所定値Ｐ１以下）となると、ＥＣＵ４０は、燃料タンク封鎖弁３３を開弁したまま、サブタンク封鎖弁６２を開弁すると共に、キャニスタ封鎖弁３２を閉弁する。すなわち、燃料タンク２１の内圧が所定値以下となった際に、キャニスタ３１を封鎖すると同時にサブタンク６１を連通路へ開放する。サブタンク封鎖弁６２の開弁によってサブタンク６１に燃料蒸発ガスが流入し、燃料タンク２１の内圧がさらに低下する。キャニスタ封鎖弁３２を閉弁するのは、外気吸入孔３１ｂを介してパージ配管３９内に外気が流入するのを防止して、効率的に燃料タンク２１の内圧を低下させるためである。一方で、サブタンク６１の内圧は上昇し、大気圧に近づく。

時刻Ｔ３において燃料タンク２１の内圧が大気圧と等しくなると、ＥＣＵ４０は、燃料タンク封鎖弁３３を開弁したまま、サブタンク封鎖弁６２を閉弁すると共に、キャニスタ封鎖弁３２を開弁する。そして、燃料給油口蓋２３を開放し、燃料タンク２１への給油を可能な状態にする。

一方、燃料タンク２１の内圧の推移において点線で示すように、サブタンク６１を用いない場合（従来の方法）には、時刻Ｔ２以降のような減圧の加速は生じずに、燃料タンク２１の内圧は漸近線的に推移する。最終的には時刻Ｔ４（＞Ｔ３）において燃料タンク２１の内圧が大気圧と等しくなる。

このように、実施の形態にかかる燃料蒸発ガス排出抑止装置では、燃料給油口蓋開閉スイッチ５１に対して燃料給油口蓋２３の開放操作がおこなわれた場合、燃料タンク２１をパージ配管３９へ開放すると共に、燃料タンク２１の内圧が第１の所定値Ｐ１以下になるまではキャニスタ３１をパージ配管３９へ開放かつサブタンク６１を封鎖し、燃料タンク２１の内圧が第１の所定値Ｐ１以下になるとキャニスタ３１を封鎖かつサブタンク６１をパージ配管３９へ開放する。このように、サブタンク６１を用いることによって、燃料給油口蓋２３の開放操作をおこなってから燃料タンク２１への給油を可能な状態になるまでの時間を短縮（図２の例では時刻Ｔ４−Ｔ３を短縮）することができる。

なお、サブタンク６１の開放タイミング（時刻Ｔ２）を規定する第１の所定値Ｐ１は、サブタンク６１の容量および内圧（負圧の大きさ）に基づいてＥＣＵ４０で決定する。このとき、サブタンク６１の容量および負圧の大きさが大きいほど、第１の所定値Ｐ１を大きい値とし、より早いタイミングでサブタンク６１を開放する。

つづいて、サブタンク６１を負圧化する方法について説明する。上述のように、燃料蒸発ガス排出抑止装置では、エンジン１０の作動によって発生された負圧によってサブタンク６１を負圧化する。
図３は、車両走行中の各封鎖弁の作動とタンク内圧の推移を時系列で示す図である。
図３には、上から順に燃料タンク２１の内圧（燃料タンク圧力センサ２５の検出値。なお、縦軸の０は０気圧ではなく大気圧を示す）、燃料タンク封鎖弁３３の開閉状態、キャニスタ封鎖弁３２の開閉状態、パージソレノイドバルブ３７の開閉状態、エンジン１０の稼働状態、サブタンク封鎖弁６２の開閉状態、サブタンク６１の内圧（サブタンク圧力センサ６３の検出値。なお、縦軸の０は０気圧ではなく大気圧を示す）が時系列で示されている。

図３には、図２で示した項目に加え、エンジン１０の稼働状態が示されている。上述のように、燃料蒸発ガス排出抑止装置が搭載された車両はハイブリット車であり、ＥＣＵ４０の制御により、エンジン１０が稼働している状態であるＣＳモードと、エンジン１０が稼働していない状態であるＣＤモードとを切り替えて走行している。

図３の時刻Ｔ０〜Ｔ１では、エンジン１０はＣＤモードであり、稼働していない。また、各種弁は無通電状態であり、燃料タンク封鎖弁３３は閉弁され、燃料蒸発ガスが燃料タンク２１内に滞留し、燃料タンク２１の内圧は時間の経過と共に上昇している。また、キャニスタ封鎖弁３２は開弁され、パージソレノイドバルブ３７およびサブタンク封鎖弁６２は閉弁されている。また、サブタンク６１の内圧は前回の給油時に流入した燃料蒸発ガスによって大気圧以上となっている。

時刻Ｔ１においてエンジン１０がＣＳモードとなって稼働を開始すると、ＥＣＵ４０は、サブタンク封鎖弁６２を開弁すると共に、キャニスタ封鎖弁３２を閉弁する。そして、パージソレノイドバルブ３７を断続的に開弁させる。パージソレノイドバルブ３７の開閉弁は、空燃比を鑑みてデューティー制御される。また、このとき燃料タンク封鎖弁３３は閉弁したままである。

サブタンク封鎖弁６２の開弁によってサブタンク６１内の燃料蒸発ガスがパージ配管３９内に流出し、サブタンク６１の内圧が低下する。キャニスタ封鎖弁３２を閉弁するのは、外気吸入孔３１ｂを介してパージ配管３９内に外気が流入するのを防止して、効率的にサブタンク６１の内圧を低下させるためである。

また、パージソレノイドバルブ３７が開弁されることにより、エンジン１０の吸気通路１１とパージ配管３９、およびサブタンク６１が連通され、吸気負圧により吸気通路１１とパージ配管３９内、およびサブタンク６１内の燃料蒸発ガスが吸出される。これにより、吸気通路１１とパージ配管３９内、およびサブタンク６１が負圧化される。

時刻Ｔ２においてサブタンク６１の内圧が第２の所定値Ｐ２（十分な負圧値）以下になると、ＥＣＵ４０は、サブタンク封鎖弁６２を閉弁する。これにより、サブタンク６１の負圧化が完了する。また、時刻Ｔ２において、キャニスタ封鎖弁３２を開弁し、パージ配管３９内を大気圧化すると共に、パージソレノイドバルブ３７の開閉を継続することによって、キャニスタ３１の活性炭に吸着された燃料蒸発ガスをエンジン１０に供給し、エンジン１０で燃焼させるキャニスタパージをおこなう。

一方で、燃料タンク封鎖弁３３は閉弁されたままであり、燃料タンク２１の内圧は時間と共に上昇する。時刻Ｔ３において燃料タンク２１の内圧が第３の所定値Ｐ３以上になると、ＥＣＵ４０は、燃料タンク２１の破損防止のため、燃料タンク封鎖弁３３を開弁して燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをパージ配管３９内に流出させると共に、パージソレノイドバルブ３７を開閉させることによって燃料蒸発ガスをエンジン１０に供給し、エンジン１０で燃焼させる（燃料タンクパージ）。

時刻Ｔ４において燃料タンク２１の内圧が第４の所定値Ｐ４以下になると、ＥＣＵ４０は、燃料タンク封鎖弁３３を閉弁すると共に、パージソレノイドバルブ３７を閉弁させる。また、キャニスタ封鎖弁３２を開弁して、各種弁を無通電状態とする。

このように、実施の形態にかかる燃料蒸発ガス排出抑止装置では、エンジン１０の稼働中にパージソレノイドバルブ３７を断続的に開閉して、パージ配管３９とエンジン１０の吸気通路１１とを断続的に連通させると共に、キャニスタ３１を封鎖かつサブタンク６１をパージ配管３９へ開放して、サブタンク６１の内圧を負圧にする。これにより、エンジン１０の稼働中にサブタンク６１を負圧化して、給油時に燃料タンク２１の内圧を効率よく減圧することができる。

以上説明したように、実施の形態にかかる燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、パージ配管３９内の燃料蒸発ガスを貯留するサブタンク６１およびサブタンク６１をパージ配管３９へ開放または封鎖するサブタンク封鎖弁６２を設け、燃料タンク２１の内圧を低下させる際、キャニスタ封鎖弁３２を開放すると共に燃料タンク２１をパージ配管３９へ開放した後、サブタンク６１をパージ配管３９へ開放するようにした。これにより、燃料タンク２１の内圧を下げたい場合にはサブタンク封鎖弁６２および燃料タンク封鎖弁３３を開弁して、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをサブタンク６１に貯留することにより、燃料タンク２１の内圧を迅速に下げることができる。

また、燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、燃料タンク２１の内圧が所定値以下になるとキャニスタ３１を封鎖かつサブタンク６１をパージ配管３９へ開放する。これにより、燃料タンク２１の内圧が所定値以下になるまで、すなわち排気速度が比較的早い期間は従来と同様にキャニスタ３１経由で燃料蒸発ガスを排出し、燃料タンク２１の内圧が所定値以下になった後、すなわち排気速度が比較的下がってきた場合には燃料蒸発ガスをサブタンク６１に貯留することにより、燃料タンク２１の内圧を効率的に下げることができる。

また、燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、給油口の開放操作がおこなわれた場合に燃料タンク２１の内圧を低下させるので、ユーザは迅速に給油をおこなうことができる。
また、燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、サブタンク６１を開放するタイミングは、サブタンク６１の容量および内圧に基づいて決定されるので、サブタンク６１に貯留可能な燃料蒸発ガスの量に合わせてサブタンク６１を開放するタイミングを決定することができ、効率的に燃料タンク２１の内圧を下げることができる。

また、燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、サブタンク６１は内圧が負圧に維持されているので、燃料タンク２１内の蒸発燃料ガスを迅速にサブタンク６１内に移動させることができる。また、サブタンク６１内の負圧はエンジン１０の作動によって発生されるので、負圧発生用の機構を別個に設ける必要がなく、燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成を簡素化することができる。
また、燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、エンジン１０の稼働中にパージソレノイドバルブ３７を断続的に開閉してパージ配管３９と吸気通路１１とを断続的に連通させると共に、キャニスタ３１を封鎖かつサブタンク６１を連通路へ開放するので、エンジン１０の吸気負圧を用いてサブタンク６１の内圧を負圧にすることができる。

また、燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、車両がエンジン１０および電動機（モータ）を搭載し、エンジン１０および電動機をＥＣＵ１０の制御により稼働して走行するハイブリット車の場合であっても、限られたエンジン１０の稼働時間中に負圧を発生させることができる。

なお、本実施の形態では、給油時に燃料タンクの内圧を下げる場合について説明したが、本発明の適用はこれに限らず、たとえば燃料系統の故障の可能性がある場合などに燃料タンクの内圧を低下させる際にも適用することができる。

また、本実施の形態では、燃料蒸発ガス排出抑制装置が搭載された車両はハイブリット車であるものとしたが、本発明の適用はこれに限らず、エンジン１０のみを搭載した自動車にも適用することができる。

１０……エンジン、１１……吸気通路、１２……燃料噴射弁、１３……燃料配管、２０……燃料貯留部、２１……燃料タンク、２２……燃料給油口、２３……燃料給油口蓋、２４……燃料ポンプ、２５……燃料タンク圧力センサ、２６……燃料カットオフバルブ、２７……レベリングバルブ、３０……燃料蒸発ガス処理部、３１……キャニスタ、３１ａ……蒸発ガス流通孔、３１ｂ……外気吸入孔、３２……キャニスタ封鎖弁、３３……燃料タンク封鎖弁、３５……エアフィルタ、３７……パージソレノイドバルブ、３９……パージ配管、５１……燃料給油口蓋開閉スイッチ、５２……給油口蓋センサ、６１……サブタンク、６２……サブタンク封鎖弁、６３……サブタンク圧力センサ。

Claims (6)

1. 車両の内燃機関の吸気通路と燃料タンクとを連通する連通路と、
   前記連通路内の燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、
   前記連通路内の前記燃料蒸発ガスを貯留するガス貯留タンクと、
   前記キャニスタを前記連通路へ開放または封鎖するキャニスタ開封鎖手段と、
   前記燃料タンクを前記連通路へ開放または封鎖する燃料タンク開封鎖手段と、
   前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放または封鎖するガスタンク開封鎖手段と、
   前記燃料タンクの内圧に基づいて、前記キャニスタ開封鎖手段、前記燃料タンク開封鎖手段および前記ガスタンク開封鎖手段を制御する制御手段と、を備える内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置において、
   前記制御手段は、
   前記燃料タンクの内圧を低下させる際、前記キャニスタ開封鎖手段を開放すると共に前記燃料タンクを前記連通路へ開放した後、前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放することを特徴とする内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
2. 前記燃料タンクの給油口の開放操作を受け付ける操作手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記操作手段に対して前記給油口の開放操作の受け付けがおこなわれた際に、前記燃料タンクの内圧を低下させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
3. 前記燃料タンクの内圧を検出する圧力検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記燃料タンクの内圧が所定値以下となった際に、前記キャニスタを封鎖すると同時に前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
4. 前記所定値は、前記ガス貯留タンクの容量および内圧に基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
5. 前記ガス貯留タンクは内圧が負圧に維持されており、
   前記負圧は、前記内燃機関の作動によって発生されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
6. 前記連通路と前記吸気通路との連通を開閉する連通開閉手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記内燃機関の稼働中に前記連通開閉手段を断続的に開閉して前記連通路と前記吸気通路とを断続的に連通させると共に、前記キャニスタを封鎖かつ前記ガス貯留タンクを前記連通路へ開放して前記ガス貯留タンクの内圧を負圧にすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。

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