JP2015094329A - Apparatus for treating evaporated fuel of engine - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、エンジンの蒸発燃料を処理する装置に関する。 The technology disclosed herein relates to an apparatus for processing evaporated fuel of an engine.
燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに吸着させると共に、そのキャニスタに吸着した蒸発燃料を、吸気通路の負圧を利用して吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置が知られている。 2. Description of the Related Art An evaporative fuel processing apparatus is known in which evaporative fuel generated in a fuel tank is adsorbed by a canister and evaporative fuel adsorbed by the canister is introduced into an intake passage using negative pressure in the intake passage.
ところが、吸気通路の負圧が大気圧又は大気圧に近い状態にあると、キャニスタ内の蒸発燃料を吸気通路に十分に導入することができない。この点に関し、特許文献１には、燃料タンクと吸気通路とをつなぐパージ通路において、キャニスタの上流側、又は、下流側に電動エアポンプを配設した蒸発燃料処理装置が記載されている。この蒸発燃料処理装置では、電動エアポンプを駆動することによって、吸気通路の負圧が利用できないときであっても、キャニスタ内の蒸発燃料を吸気通路に導入することが可能になる。 However, if the negative pressure in the intake passage is at or near atmospheric pressure, the evaporated fuel in the canister cannot be sufficiently introduced into the intake passage. In this regard, Patent Document 1 describes an evaporative fuel processing apparatus in which an electric air pump is disposed upstream or downstream of a canister in a purge passage that connects a fuel tank and an intake passage. In this fuel vapor processing apparatus, by driving the electric air pump, the fuel vapor in the canister can be introduced into the air intake passage even when the negative pressure in the air intake passage cannot be used.
ところが、特にベーン式の電動エアポンプは、その構造上、低吐出流量時には、吐出流量が安定しないという特性を有している。そのため、電動エアポンプを低吐出流量で駆動すると、吸気通路に導入される蒸発燃料の量のばらつきが大きくなる。 However, the vane type electric air pump has a characteristic that the discharge flow rate is not stable at a low discharge flow rate due to its structure. For this reason, when the electric air pump is driven at a low discharge flow rate, the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage varies greatly.
一方、エンジンの要求パージ量が少ないときには、エンジンは、例えばアイドル運転時等の軽負荷低回転で運転されていて、吸気流量が相対的に低い。このため、吸気通路に導入される蒸発燃料量のばらつきが大きくなると、混合気の空燃比の変動が相対的に大きくなってしまう。 On the other hand, when the required purge amount of the engine is small, the engine is operated at a light load and low rotation, for example, during idle operation, and the intake flow rate is relatively low. For this reason, when the variation in the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage becomes large, the fluctuation of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes relatively large.
従って、要求パージ量が少ないときには、吸気通路に導入する蒸発燃料量について、高い調整精度が必要になるのに対し、前述の通り、少ない要求パージ量に対応して低吐出流量で電動エアポンプを駆動すると、蒸発燃料の流量調整精度は低くなってしまう。 Therefore, when the required purge amount is small, high adjustment accuracy is required for the amount of evaporated fuel to be introduced into the intake passage. However, as described above, the electric air pump is driven at a low discharge flow rate corresponding to the small required purge amount. Then, the flow rate adjustment accuracy of the evaporated fuel is lowered.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動エアポンプを利用して、蒸発燃料を吸気通路に導入するよう構成された蒸発燃料処理装置において、エンジンの要求パージ量が所定量以下の小流量時に、その導入量の調整精度を高めることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is an evaporative fuel processing apparatus configured to introduce evaporative fuel into an intake passage using an electric air pump. The purpose is to improve the adjustment accuracy of the introduction amount when the required purge amount of the engine is a small flow rate equal to or less than a predetermined amount.
ここに開示する技術は、エンジンの蒸発燃料処理装置に係り、この蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をエンジンの吸気通路に導くよう構成されたパージ通路と、前記パージ通路に介設されかつ、前記蒸発燃料を貯蔵するよう構成されたキャニスタと、前記パージ通路に介設されかつ、前記キャニスタの前記蒸発燃料を前記吸気通路に送るよう構成された電動エアポンプと、前記パージ通路における前記電動エアポンプと前記吸気通路との間に介設されかつ、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量を調整するよう構成されたパージバルブと、前記電動エアポンプをバイパスするように当該電動エアポンプの上流側と下流側とを連通すると共に、前記電動エアポンプの駆動時には、前記電動エアポンプの下流側から上流側に前記蒸発燃料を戻すよう構成されたリターン通路と、前記リターン通路に介設されかつ、当該リターン通路の流量を調整するよう構成された流量調整バルブと、前記エンジンの要求パージ量が所定量以下の小流量時に、前記電動エアポンプの吐出流量を、前記要求パージ量を超える量にすると共に、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように、前記流量調整バルブ及び前記パージバルブの通過流量をそれぞれ調整するよう構成された制御部と、を備える。 The technology disclosed herein relates to an evaporated fuel processing device for an engine. The evaporated fuel processing device includes a purge passage configured to guide evaporated fuel generated in a fuel tank to an intake passage of the engine, and the purge passage. A canister interposed and configured to store the evaporated fuel; an electric air pump interposed in the purge passage and configured to send the evaporated fuel of the canister to the intake passage; and the purge passage A purge valve interposed between the electric air pump and the intake passage and configured to adjust the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage, and upstream of the electric air pump so as to bypass the electric air pump And the upstream side from the downstream side of the electric air pump when the electric air pump is driven. A return passage configured to return the evaporated fuel to the side, a flow rate adjusting valve interposed in the return passage and configured to adjust a flow rate of the return passage, and a required purge amount of the engine being a predetermined amount At the following small flow rate, the discharge flow rate of the electric air pump is set to an amount that exceeds the required purge amount, and the flow rate adjusting valve and the flow rate adjusting valve are set so that the amount of fuel vapor introduced into the intake passage becomes the required purge amount. And a control unit configured to adjust the flow rate of the purge valve, respectively.
そして、前記制御部は、前記小流量時において、前記要求パージ量が少ないときには、前記要求パージ量が多いときよりも前記リターン通路を通じた戻し流量が増えるように、前記流量調整バルブの通過流量を調整する。 Then, the control unit adjusts the flow rate of the flow regulating valve so that when the required purge amount is small at the small flow rate, the return flow rate through the return passage increases compared to when the required purge amount is large. adjust.
この構成によると、電動エアポンプを備えた蒸発燃料処理装置において、エンジンの要求パージ量が所定量以下の小流量時には、電動エアポンプの吐出流量を、要求パージ量を超える量にする。これにより、電動エアポンプの吐出流量は比較的高くなるため、その吐出流量は安定化する。 According to this configuration, in the fuel vapor processing apparatus equipped with the electric air pump, the discharge flow rate of the electric air pump is set to an amount exceeding the required purge amount when the required purge amount of the engine is a small flow rate equal to or less than a predetermined amount. Thereby, since the discharge flow rate of the electric air pump becomes relatively high, the discharge flow rate is stabilized.
一方で、電動エアポンプの吐出流量が要求パージ量よりも多いため、そのままでは、吸気通路内に導入される蒸発燃料量が過剰になってしまうところ、前記の構成では、電動エアポンプをバイパスするように設けたリターン通路を通じて、過剰な蒸発燃料を電動エアポンプの下流側から上流側へと戻す。すなわち、要求パージ量が少ないときには、リターン通路を通じた戻し流量が相対的に多く、要求パージ量が多いときには、戻し流量が相対的に少なくなるように、流量調整バルブを調整する。こうして、電動エアポンプの下流側に配設されるパージバルブの前後差圧を適度に維持する。 On the other hand, since the discharge flow rate of the electric air pump is larger than the required purge amount, the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage becomes excessive as it is. In the above configuration, the electric air pump is bypassed. Excess evaporated fuel is returned from the downstream side of the electric air pump to the upstream side through the provided return passage. That is, when the required purge amount is small, the flow rate adjustment valve is adjusted so that the return flow rate through the return passage is relatively large, and when the required purge amount is large, the return flow rate is relatively small. In this way, the differential pressure across the purge valve disposed downstream of the electric air pump is appropriately maintained.
また、流量調整バルブと共に、パージバルブを調整することによって、蒸発燃料を、吸気通路に、流量調整精度良く導入することが可能になる。こうして、要求パージ量が所定量以下の小流量時において、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量を、高い精度で、要求パージ量にすることが可能になる。 Further, by adjusting the purge valve together with the flow rate adjusting valve, it becomes possible to introduce the evaporated fuel into the intake passage with high flow rate adjusting accuracy. In this way, when the required purge amount is a small flow rate equal to or less than the predetermined amount, the amount of fuel vapor introduced into the intake passage can be made to the required purge amount with high accuracy.
前記電動エアポンプは、前記パージ通路における前記キャニスタと前記パージバルブとの間に介設され、前記リターン通路は、前記電動エアポンプと前記パージバルブとの間で前記パージ通路に連通し、前記制御部は、前記小流量時には、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように、前記パージバルブの通過流量を調整すると共に、前記戻し流量が前記電動エアポンプの吐出流量と前記要求パージ量との差分に相当する余剰流量になるように、前記流量調整バルブの通過流量を調整する、としてもよい。 The electric air pump is interposed between the canister and the purge valve in the purge passage, the return passage communicates with the purge passage between the electric air pump and the purge valve, and the control unit When the flow rate is small, the passage flow rate of the purge valve is adjusted so that the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage becomes the required purge amount, and the return flow rate is determined by the discharge flow rate of the electric air pump and the required purge amount. The passing flow rate of the flow rate adjusting valve may be adjusted so as to obtain an excessive flow rate corresponding to the difference.
前述の通り、エンジンの要求パージ量が所定量以下の小流量時には、電動エアポンプの吐出流量を、要求パージ量を超える量にしつつ、流量調整バルブを調整することによって、リターン通路を通じた戻し流量を、電動エアポンプの吐出流量と要求パージ量との差分に相当する余剰流量となるようにする。その上で、パージバルブの通過流量を調整することによって、吸気通路に導入する蒸発燃料量を調整する。このことにより、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量を、高精度に調整することが実現する。特に、後述のように、パージバルブをデューティー駆動の開閉バルブによって構成した場合は、パージバルブの前後差圧を小さくすることによって、パージバルブを通過する流量のばらつきは小さくなるから、前記の構成のようにリターン通路を通じた戻し流量が余剰流量となるようにして、パージバルブの前後差圧を小さくすることは、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量を、より一層、高精度に調整する上で有利になる。 As described above, when the required purge amount of the engine is a small flow rate below a predetermined amount, the return flow rate through the return passage is adjusted by adjusting the flow rate adjustment valve while keeping the discharge flow rate of the electric air pump exceeding the required purge amount. The surplus flow rate corresponding to the difference between the discharge flow rate of the electric air pump and the required purge amount is set. Then, the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage is adjusted by adjusting the flow rate of the purge valve. As a result, it is possible to accurately adjust the amount of fuel vapor introduced into the intake passage. In particular, as will be described later, when the purge valve is constituted by a duty-driven opening / closing valve, since the variation in the flow rate passing through the purge valve is reduced by reducing the differential pressure across the purge valve, the return is performed as described above. Reducing the pressure difference across the purge valve so that the return flow rate through the passage becomes an excess flow rate is advantageous in adjusting the amount of fuel vapor introduced into the intake passage more accurately.
ここで、電動エアポンプとキャニスタとは、パージ通路における上流側から下流側に向かって、電動エアポンプ及びキャニスタの順に配設することが可能である。しかしながらこの配設順では、電動エアポンプの作動に伴いキャニスタの内圧が高くなるため、キャニスタは内圧変動が繰り返されることになる。これは、キャニスタの強度確保の点で不利な構成である。これに対し、前記の構成のように、パージ通路における上流側から下流側に向かって、キャニスタ及び電動エアポンプの順に配設することは、電動エアポンプが作動をしてもキャニスタの内圧は高くならないため、キャニスタの内圧変動が回避される。これは、キャニスタの強度確保の点で有利になり、キャニスタの漏れが生じることを防止し得る。 Here, the electric air pump and the canister can be arranged in the order of the electric air pump and the canister from the upstream side to the downstream side in the purge passage. However, in this arrangement order, the internal pressure of the canister increases with the operation of the electric air pump, so that the internal pressure variation of the canister is repeated. This is a disadvantageous configuration in terms of securing the strength of the canister. On the other hand, the canister and the electric air pump are arranged in this order from the upstream side to the downstream side in the purge passage, as described above, because the internal pressure of the canister does not increase even if the electric air pump operates. The internal pressure fluctuation of the canister is avoided. This is advantageous in terms of securing the strength of the canister, and can prevent leakage of the canister.
前記制御部は、前記要求パージ量が前記所定量を超える大流量時には、前記流量調整バルブを閉じると共に、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように、前記電動エアポンプの吐出流量を制御する、としてもよい。 The control unit closes the flow rate adjusting valve when the required purge amount exceeds the predetermined amount, and controls the electric air pump so that the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage becomes the required purge amount. It is also possible to control the discharge flow rate.
要求パージ量が所定量を超える大流量時には、エンジンは、吸気流量が比較的高い運転状態にある。従って、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量の調整精度は、前述した小流量時よりも低い精度が許容される。また、電動エアポンプは、高吐出流量時には、比較的安定した吐出流量が得られる。 When the required purge amount exceeds a predetermined amount, the engine is in an operating state where the intake air flow rate is relatively high. Therefore, the accuracy of adjusting the amount of fuel vapor introduced into the intake passage is allowed to be lower than that of the aforementioned small flow rate. In addition, the electric air pump can obtain a relatively stable discharge flow rate at a high discharge flow rate.
そこで、前記の構成では、大流量時には、リターン通路の流量調整バルブを閉じ、それによって戻し流量をゼロにすると共に、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量が要求パージ量となるように、電動エアポンプの吐出流量を調整する。こうすることで、吐出した蒸発燃料の一部を戻し通路を通じて戻すことを前提に、電動エアポンプを駆動する場合と比較して、電動エアポンプの回転数は低下するから、電力消費が抑制される。これは、燃費の向上に有利になる。 Therefore, in the above-described configuration, when the flow rate is large, the flow adjustment valve of the return passage is closed, so that the return flow rate becomes zero and the introduction amount of the evaporated fuel to the intake passage becomes the required purge amount. Adjust the discharge flow rate. By doing so, on the premise that a part of the discharged evaporated fuel is returned through the return passage, the electric air pump speed is reduced as compared with the case of driving the electric air pump, so that power consumption is suppressed. This is advantageous for improving fuel consumption.
また、大流量時には戻し流量をゼロにすることから、最大の要求パージ量を実現する上でのポンプの最大吐出量は、比較的小さくなる。このことは、電動エアポンプの体格を小さくすることを可能にし、電動エアポンプの消費電力の抑制に有利になる。 In addition, since the return flow rate is set to zero at a large flow rate, the maximum discharge amount of the pump for realizing the maximum required purge amount is relatively small. This makes it possible to reduce the size of the electric air pump, which is advantageous for suppressing the power consumption of the electric air pump.
前記制御部は、前記大流量時には、前記パージバルブを全開又は全開相当にする、としてもよい。ここで、「全開相当」とは、パージバルブの開度を実質的に全開にすることである。従って、「パージバルブを全開又は全開相当にする」ことは、後述の通りデューティー駆動のパージバルブにおいては、デューティー比を１００％及び１００％付近に設定することである。具体的には、１００〜９０％に設定する、としてもよい。尚、デューティー比を１００％よりも下げることは、パージバルブの発熱を抑制する等の利点がある。 The control unit may make the purge valve fully open or correspond to full open at the time of the large flow rate. Here, “equivalent to full opening” means that the opening of the purge valve is substantially fully opened. Therefore, “to make the purge valve fully open or equivalent to full open” is to set the duty ratio to 100% and around 100% in the duty-driven purge valve as described later. Specifically, it may be set to 100 to 90%. Note that lowering the duty ratio to less than 100% has an advantage of suppressing heat generation of the purge valve.
パージバルブを全開又は全開相当にすることで、パージバルブの圧力損失を最小にすることが可能になる。このことは、電動エアポンプの駆動負荷をさらに低減して、消費電力の抑制に有利になる。 By making the purge valve fully open or equivalent to full open, it is possible to minimize the pressure loss of the purge valve. This further reduces the driving load of the electric air pump, which is advantageous for suppressing power consumption.
その一方で、パージバルブを全開又は全開相当にすることによって、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量は、電動エアポンプの吐出流量の調整によってのみ調整される。これにより、蒸発燃料の導入量の調整精度は、相対的に低くなるものの、前述の通り、要求パージ量が所定量を超える大流量時には、蒸発燃料の導入量の調整精度は、相対的に低いことが許容される。 On the other hand, by making the purge valve fully open or equivalent to full open, the amount of fuel vapor introduced into the intake passage is adjusted only by adjusting the discharge flow rate of the electric air pump. As a result, the adjustment accuracy of the fuel vapor introduction amount is relatively low. However, as described above, the adjustment accuracy of the fuel vapor introduction amount is relatively low when the required purge amount exceeds a predetermined amount. It is acceptable.
前記電動エアポンプは、ベーン式のエアポンプであり、前記パージバルブは、デューティー駆動の開閉バルブであり、前記電動エアポンプと前記パージバルブとの間の前記パージ通路には、圧力チャンバが介設しており、前記制御部は、前記小流量時には、前記圧力チャンバ内の平均圧力が所定圧力を超えるように前記電動エアポンプの吐出圧力を調整すると共に、当該エアポンプの回転数を所定回転数以上の高回転にしかつ、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように前記パージバルブをデューティー駆動する、としてもよい。 The electric air pump is a vane type air pump, the purge valve is a duty-driven open / close valve, and a pressure chamber is interposed in the purge passage between the electric air pump and the purge valve, The control unit adjusts the discharge pressure of the electric air pump so that the average pressure in the pressure chamber exceeds a predetermined pressure at the time of the small flow rate, and sets the rotation speed of the air pump to a high rotation equal to or higher than the predetermined rotation speed, and The purge valve may be duty-driven so that the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage becomes the required purge amount.
ベーン式の電動エアポンプは、その構造上、吐出圧力の脈動が生じることから、電動エアポンプよりも下流側に圧力チャンバを設けることは、その圧力脈動を抑制する上で有利になる。しかしながら、圧力チャンバ内においても、圧力脈動が完全に無くなるわけではない。そのため、特に小流量時には、圧力チャンバ内の圧力脈動が、吸気通路への蒸発燃料の導入量を調整する上で悪影響を及ぼし、調整精度の低下を招く場合がある。 Since the vane type electric air pump pulsates discharge pressure due to its structure, providing a pressure chamber downstream of the electric air pump is advantageous in suppressing the pressure pulsation. However, the pressure pulsation is not completely eliminated even in the pressure chamber. For this reason, particularly when the flow rate is small, the pressure pulsation in the pressure chamber may adversely affect the adjustment of the amount of fuel vapor introduced into the intake passage, resulting in a decrease in adjustment accuracy.
そこで、小流量時には、圧力チャンバ内の平均圧力が所定圧力を超えるように、電動エアポンプの吐出圧力を相対的に高い圧力に設定する。こうすることで、圧力チャンバ内における圧力脈動の変動分が、その圧力チャンバ内の平均圧力に対して相対的に小さくなるため、圧力チャンバからパージバルブを通過した後の、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量の調整精度が高まる。 Therefore, when the flow rate is small, the discharge pressure of the electric air pump is set to a relatively high pressure so that the average pressure in the pressure chamber exceeds a predetermined pressure. As a result, the fluctuation of the pressure pulsation in the pressure chamber becomes relatively small with respect to the average pressure in the pressure chamber, so that the evaporated fuel is introduced into the intake passage after passing through the purge valve from the pressure chamber. The amount adjustment accuracy increases.
また、パージバルブはデューティー駆動される流量調整バルブであるが、圧力チャンバ内の圧力変動のピッチが大きいときには、デューティー駆動されるパージバルブの開弁時に、圧力が相対的に高いときと、圧力が相対的に低いときとが起こり得る。これは、パージバルブの通過流量のばらつきを大きくして、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量の調整精度を低下させる。これに対し、前記の構成のように、エアポンプの回転数を所定回転数以上の高回転にすることは、圧力変動のピッチを小さくするため前述した問題が解消する。つまり、パージバルブの通過流量のばらつきを小さくして、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量の、高い調整精度を確保する。 The purge valve is a duty-controlled flow rate adjusting valve. However, when the pressure fluctuation pitch in the pressure chamber is large, when the duty-driven purge valve is opened, the pressure is relatively high compared to when the pressure is relatively high. It can happen when it is low. This increases the variation in the flow rate of the purge valve and decreases the adjustment accuracy of the amount of fuel vapor introduced into the intake passage. On the other hand, setting the rotational speed of the air pump to a high rotational speed equal to or higher than a predetermined rotational speed as in the above configuration reduces the pressure fluctuation pitch, thereby eliminating the above-described problem. That is, the variation in the passage flow rate of the purge valve is reduced to ensure high adjustment accuracy of the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage.
前記制御部は、前記要求パージ量が前記所定量を超える大流量時には、前記圧力チャンバ内の平均圧力が前記所定圧力以下となるように前記電動エアポンプの吐出圧力を調整すると共に、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように前記電動エアポンプの吐出流量を調整する、としてもよい。 The control unit adjusts a discharge pressure of the electric air pump so that an average pressure in the pressure chamber is equal to or lower than the predetermined pressure when the required purge amount exceeds the predetermined amount, and controls the intake passage. The discharge flow rate of the electric air pump may be adjusted so that the introduced amount of the evaporated fuel becomes the required purge amount.
前述したように、要求パージ量が所定量を超える大流量時には、吸気通路に対する蒸発燃料の導入量の調整精度は、比較的低い精度が許容される。従って、小流量時のように、蒸発燃料の導入量の調整精度を高めるために、圧力チャンバ内の平均圧力を高める必要がない。そこで、圧力チャンバ内の平均圧力は所定圧力以下に設定する。このことにより、電動エアポンプの吐出圧力を相対的に低下することが可能になるから、消費電力の低減に有利になる。 As described above, when the required purge amount exceeds a predetermined amount, a relatively low accuracy is allowed as the adjustment accuracy of the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage. Therefore, it is not necessary to increase the average pressure in the pressure chamber in order to increase the adjustment accuracy of the amount of the introduced fuel as in the case of a small flow rate. Therefore, the average pressure in the pressure chamber is set to a predetermined pressure or less. This makes it possible to relatively reduce the discharge pressure of the electric air pump, which is advantageous for reducing power consumption.
前記要求パージ量は、前記吸気通路への前記蒸発燃料の導入を開始する時には、前記所定量以下に設定されかつ、前記蒸発燃料の導入が継続するに従って増える、としてもよい。 The required purge amount may be set to be equal to or less than the predetermined amount when starting the introduction of the evaporated fuel into the intake passage, and may increase as the introduction of the evaporated fuel continues.
つまり、吸気通路に対し蒸発燃料を導入するときは、その導入開始当初は、導入量を少なくする。こうして、蒸発燃料の導入に伴う混合気の空燃比の変動を確認しながら、蒸発燃料の導入量を次第に増やすようにする。従って、吸気通路への蒸発燃料の導入開始時には、要求パージ量が所定量以下となり、蒸発燃料の調整精度として、特に高い精度が要求される。 That is, when the fuel vapor is introduced into the intake passage, the introduction amount is reduced at the beginning of the introduction. In this way, the amount of fuel vapor introduced is gradually increased while confirming the change in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture accompanying the fuel vapor introduction. Therefore, at the start of the introduction of the evaporated fuel into the intake passage, the required purge amount becomes a predetermined amount or less, and particularly high accuracy is required as the adjustment accuracy of the evaporated fuel.
以上説明したように、前記エンジンの蒸発燃料処理装置によると、要求パージ量が相対的に少ない小流量時には、電動エアポンプの吐出流量を、要求パージ量を超える量にしつつ、吐出流量の一部を、リターン通路を通じて戻すことにより、パージバルブと流量調整バルブとの調整によって、蒸発燃料を、高い調整精度で吸気通路に導入することが可能になる。 As described above, according to the evaporated fuel processing apparatus of the engine, when the required purge amount is relatively small, a part of the discharge flow rate is set while the discharge flow rate of the electric air pump is set to an amount exceeding the required purge amount. By returning through the return passage, the evaporated fuel can be introduced into the intake passage with high adjustment accuracy by adjusting the purge valve and the flow rate adjusting valve.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following description of embodiments is exemplary.
（蒸発燃料処理装置の構成）
図１に示す自動車のターボ過給機付きエンジンの蒸発燃料処理装置１０において、１はエンジンの吸気通路、２は燃料タンク（図示省略）内で発生した蒸発燃料を吸着して貯蔵するキャニスタ、３はキャニスタ２から蒸発燃料を吸気通路１に導くパージ通路である。
(Configuration of evaporative fuel treatment device)
In an evaporative fuel processing apparatus 10 for an engine with a turbocharger of an automobile shown in FIG. 1, 1 is an intake passage of the engine, 2 is a canister for adsorbing and storing evaporative fuel generated in a fuel tank (not shown), 3 Is a purge passage for leading the evaporated fuel from the canister 2 to the intake passage 1.
吸気通路１には、その上流側から下流側に向かって順に、吸気中の塵埃等を除去するエアクリーナ４、吸気量を検出するエアフローセンサ５、ターボ過給機のコンプレッサ６、インタークーラー７、スロットルバルブ８及びサージタンク９が設けられている。過給機作動時には、吸気がコンプレッサ６で圧縮されることによって昇圧され、インタークーラー７で冷却されて吸気密度が高められる。吸気はサージタンク９を経てエンジンの各気筒（図示省略）に供給される。スロットルバルブ８はモータ１１で駆動される電動スロットルバルブである。サージタンク９には吸気負圧を検出する圧力センサ１２が設けられている。 In the intake passage 1, in order from the upstream side to the downstream side, an air cleaner 4 for removing dust and the like in the intake air, an air flow sensor 5 for detecting the intake air amount, a turbocharger compressor 6, an intercooler 7, a throttle valve 8 and a surge tank 9 are provided. When the supercharger is operated, the intake air is compressed by the compressor 6 to be boosted and cooled by the intercooler 7 to increase the intake air density. The intake air is supplied to each cylinder (not shown) of the engine through the surge tank 9. The throttle valve 8 is an electric throttle valve that is driven by a motor 11. The surge tank 9 is provided with a pressure sensor 12 for detecting the intake negative pressure.
キャニスタ２には燃料蒸気を脱離可能に吸着する活性炭が収容されている。キャニスタ２には、燃料タンク内の燃料蒸気を導入する燃料蒸気管１３、キャニスタ２を大気に開放する大気開放管１４、並びにパージ管（パージ通路３）が接続されている。大気開放管１４には、キャニスタ２に流入する空気を濾過するエアフィルタ１５、及び大気開放管１４を開閉するバルブ１６が設けられている。開閉バルブ１６は蒸発燃料がパージされるとき開とされる。 The canister 2 contains activated carbon that adsorbs fuel vapor in a detachable manner. Connected to the canister 2 are a fuel vapor pipe 13 for introducing fuel vapor in the fuel tank, an atmospheric open pipe 14 for opening the canister 2 to the atmosphere, and a purge pipe (purge passage 3). The atmosphere release pipe 14 is provided with an air filter 15 that filters air flowing into the canister 2 and a valve 16 that opens and closes the atmosphere release pipe 14. The on-off valve 16 is opened when the evaporated fuel is purged.
ここで、図示省略のエンジンは、ポンプ損失を低減するために、所定の運転領域においてスロットルバルブ８を全開にするように構成されており、これにより、吸気通路１内は、エンジンが所定の運転領域にあるときには、吸気負圧が大気圧又は大気圧に近い状態となる。この状態下においては、キャニスタ２内の蒸発燃料を、吸気通路１の負圧を利用して吸気通路１内に導入することができない。そこで、この蒸発燃料処理装置１０では、パージ通路３に電動エアポンプ１７を配設し、この電動エアポンプ１７を駆動することによって、キャニスタ２内の蒸発燃料を、吸気通路１内に送り込む。 Here, the engine (not shown) is configured to fully open the throttle valve 8 in a predetermined operation region in order to reduce the pump loss. When in the region, the intake negative pressure is at or near atmospheric pressure. Under this state, the evaporated fuel in the canister 2 cannot be introduced into the intake passage 1 using the negative pressure of the intake passage 1. Therefore, in the fuel vapor processing apparatus 10, the electric air pump 17 is disposed in the purge passage 3, and the electric fuel pump 17 is driven to feed the fuel vapor in the canister 2 into the intake passage 1.
パージ通路３には、上流側から下流側に向かって順に、第１の圧力チャンバ２３、蒸発燃料を吸気通路１に送るベーン式の電動エアポンプ１７、第２の圧力チャンバ１８、及び蒸発燃料のエンジンへの供給量、言い換えると、蒸発燃料の吸気通路１への導入量を制御するためのパージバルブ１９が設けられている。 The purge passage 3 includes, in order from the upstream side toward the downstream side, a first pressure chamber 23, a vane type electric air pump 17 that sends evaporated fuel to the intake passage 1, a second pressure chamber 18, and an evaporated fuel engine. A purge valve 19 is provided for controlling the supply amount to the fuel, in other words, the introduction amount of the evaporated fuel into the intake passage 1.
図２は、ベーン式の電動エアポンプ１７の構成を例示する図である。ベーン式の電動エアポンプは、図示省略のモータによって回転するロータ１７１と、ロータ１７１に取り付けられた複数枚のベーン１７２とを、吸引口１７４及び吐出口１７５が設けられたケーシング１７３内に収容して構成されている。ベーン式の電動エアポンプ１７は、ロータ１７１が回転するに伴い、遠心力によって各ベーン１７２が径方向の外方に飛び出してケーシング１７３の内周面に当接する。こうして、隣り合う一対のベーン１７２、１７２とケーシング１７３とによって、ロータ１７１と共に回転する部屋が区画され、吸引口１７４から吸入した空気を、吐出口１７５を通じて吐出する。ベーン式の電動エアポンプ１７は、その構造上、例えば図３に例示するように、ポンプ回転数が所定回転数以下の低回転域では、弱い遠心力によって各ベーン１７２の飛び出しが悪くなるため、ポンプ１７の吐出流量が安定化しない。一方、ポンプ回転数が所定回転を超える中回転域から高回転域においては、吐出流量が安定すると共に、ポンプ回転数に対してポンプ吐出流量が、ほぼ比例する。従って、ベーン式の電動エアポンプ１７は、低回転域では使用することができず、中回転域から高回転域が吐出可能範囲となる。 FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the vane type electric air pump 17. The vane type electric air pump accommodates a rotor 171 rotated by a motor (not shown) and a plurality of vanes 172 attached to the rotor 171 in a casing 173 provided with a suction port 174 and a discharge port 175. It is configured. In the vane-type electric air pump 17, as the rotor 171 rotates, each vane 172 jumps outward in the radial direction by the centrifugal force and comes into contact with the inner peripheral surface of the casing 173. Thus, a pair of adjacent vanes 172 and 172 and the casing 173 define a room that rotates together with the rotor 171, and the air sucked from the suction port 174 is discharged through the discharge port 175. Since the vane type electric air pump 17 has a structure, for example, as illustrated in FIG. 3, in a low rotation range where the pump rotation speed is equal to or lower than a predetermined rotation speed, each vane 172 protrudes poorly due to weak centrifugal force. The discharge flow rate of 17 is not stabilized. On the other hand, the discharge flow rate is stable and the pump discharge flow rate is substantially proportional to the pump rotation rate in the middle rotation range to the high rotation range where the pump rotation number exceeds a predetermined rotation. Therefore, the vane type electric air pump 17 cannot be used in the low rotation range, and the discharge range is from the middle rotation range to the high rotation range.
また、ベーン式の電動エアポンプ１７は、各ベーン１７２が吐出口１７５を横切る毎に、吐出圧力が変動し、例えば図４に例示するように吐出圧力の脈動が生じる。ここで、図４（ａ）に示すように、ポンプ回転数が中回転のときには、相対的に低い回転数により、吐出圧力の変動のピッチは相対的に大きくなる。一方、ポンプ回転数が高回転のときには、吐出圧力の変動振幅は中回転時とほぼ同じであるものの、回転数が相対的に高いことによって、吐出圧力の変動のピッチは相対的に小さくなる。吐出圧力の脈動に伴い、図３に一点鎖線で示すように、ベーン式の電動エアポンプ１７では、吐出流量の、多少のばらつきが生じることになる。 Further, in the vane type electric air pump 17, the discharge pressure fluctuates every time each vane 172 crosses the discharge port 175, and for example, pulsation of the discharge pressure occurs as illustrated in FIG. Here, as shown in FIG. 4A, when the pump rotation speed is medium rotation, the discharge pressure fluctuation pitch is relatively large due to the relatively low rotation speed. On the other hand, when the pump rotation speed is high, the fluctuation amplitude of the discharge pressure is almost the same as that during the middle rotation, but the pitch of fluctuation of the discharge pressure becomes relatively small due to the relatively high rotation speed. Along with the pulsation of the discharge pressure, as shown by the one-dot chain line in FIG. 3, the vane type electric air pump 17 has some variation in the discharge flow rate.
図１の蒸発燃料処理装置に戻り、パージ通路３には、電動エアポンプ１７をバイパスするように、電動エアポンプ１７の上流側と下流側とを連通するリターン通路２２が設けられている。リターン通路２２は、第２の圧力チャンバ１８に接続されている。リターン通路２２には、このリターン通路２２を流れる蒸発燃料の流量を調整する流量調整バルブ２４が設けられている。流量調整バルブ２４は、デューティー駆動の開閉バルブであり、後述のＥＣＵ１００によって駆動制御される。第２の圧力チャンバ１８には圧力センサ２５が設けられている。 Returning to the evaporated fuel processing apparatus of FIG. 1, the purge passage 3 is provided with a return passage 22 that connects the upstream side and the downstream side of the electric air pump 17 so as to bypass the electric air pump 17. The return passage 22 is connected to the second pressure chamber 18. The return passage 22 is provided with a flow rate adjusting valve 24 for adjusting the flow rate of the evaporated fuel flowing through the return passage 22. The flow rate adjusting valve 24 is a duty-driven opening / closing valve, and is driven and controlled by the ECU 100 described later. A pressure sensor 25 is provided in the second pressure chamber 18.
パージバルブ１９は、流量調整バルブ２４と同様に、デューティー駆動の開閉バルブであり、ＥＣＵ１００によって駆動制御される。 The purge valve 19 is a duty-driven open / close valve, like the flow rate adjustment valve 24, and is driven and controlled by the ECU 100.
尚、パージバルブ１９及び流量調整バルブ２４はそれぞれ、その開度をリニアに変更可能な流量調整バルブによって構成することも可能である。 The purge valve 19 and the flow rate adjusting valve 24 can each be constituted by a flow rate adjusting valve whose opening degree can be changed linearly.
パージ通路３は、パージバルブ１９よりも下流側において第１導入通路２６と第２導入通路２７とに分岐している。蒸発燃料は、第１導入通路２６によって吸気通路１におけるコンプレッサ６よりも上流側に導入され、第２導入通路２７によって吸気通路１におけるスロットルバルブ８よりも下流側に導入される。第１導入通路２６には通路切換バルブ（電磁弁）２８が設けられている。この通路切換バルブ２８により、過給機が作動しているときは蒸発燃料が第１導入通路２６を通して吸気通路１に導入され、過給機が作動していないときに蒸発燃料が第２導入通路２７を通して吸気通路１に導入されるように、パージ通路の切り換えが行なわれる。 The purge passage 3 branches into a first introduction passage 26 and a second introduction passage 27 on the downstream side of the purge valve 19. The evaporated fuel is introduced upstream of the compressor 6 in the intake passage 1 by the first introduction passage 26, and is introduced downstream of the throttle valve 8 in the intake passage 1 by the second introduction passage 27. A passage switching valve (electromagnetic valve) 28 is provided in the first introduction passage 26. By this passage switching valve 28, the evaporated fuel is introduced into the intake passage 1 through the first introduction passage 26 when the supercharger is operating, and the evaporated fuel is introduced into the second introduction passage when the supercharger is not operating. The purge passage is switched so as to be introduced into the intake passage 1 through 27.
第１導入通路２６における通路切換バルブ２８よりも下流側には、吸気通路１におけるコンプレッサ６よりも下流側から吸気を導入して第１導入通路２６による蒸発燃料の導入を促進するエジェクタ２９が設けられている。第２導入通路２７にはチェックバルブ３１が設けられている。 An ejector 29 is provided on the downstream side of the passage switching valve 28 in the first introduction passage 26 to introduce intake air from the downstream side of the compressor 6 in the intake passage 1 and promote the introduction of the evaporated fuel through the first introduction passage 26. It has been. A check valve 31 is provided in the second introduction passage 27.
前記蒸発燃料処理装置１０は、ＥＣＵ１００（コンピュータを利用したエンジンコントロールユニット）を備えている。ＥＣＵ１００には、エアフローセンサ５、圧力センサ１２、及び圧力センサ２５がそれぞれ接続されて、各センサ５、１２、２５の検出値が入力されると共に、電動エアポンプ１７、流量調整バルブ２４、パージバルブ１９、モータ１１、開閉バルブ１６、及び、通路切換バルブ２８がそれぞれ接続されて、各アクチュエータに駆動信号を出力する。以下、ＥＣＵ１００が実行する、エンジンの各運転状態における蒸発燃料処理装置１０の動作制御について、図を参照しながら説明をする。 The evaporated fuel processing apparatus 10 includes an ECU 100 (an engine control unit using a computer). The ECU 100 is connected to the air flow sensor 5, the pressure sensor 12, and the pressure sensor 25, and the detection values of the sensors 5, 12, and 25 are input, and the electric air pump 17, the flow rate adjustment valve 24, the purge valve 19, The motor 11, the opening / closing valve 16, and the passage switching valve 28 are connected to each other, and a drive signal is output to each actuator. Hereinafter, operation control of the evaporated fuel processing apparatus 10 executed by the ECU 100 in each engine operating state will be described with reference to the drawings.
（蒸発燃料処理装置の作動）
[非過給時，吸気負圧；低レベル、要求パージ量；低]
図５は、非過給時でかつ吸気負圧が所定レベル以下（低負圧）であると共に、エンジンの要求パージ量が所定量以下の小流量時の、蒸発燃料の通路をグレーに塗りつぶして示す。このときエンジンは、例えば、但しこれに限らないが、軽負荷低回転のアイドル運転状態である。非過給時には通路切換バルブ２８を閉にし、吸気負圧が所定レベル以下であるから電動エアポンプ１７を作動する。従って、キャニスタ２から脱離する蒸発燃料は、電動エアポンプ１７によって第２の圧力チャンバ１８に供給され、パージバルブ１９を経て第２導入通路２７から吸気通路１におけるスロットルバルブ８よりも下流側に導入される。ここで、「小流量時」とは、図３に示す電動エアポンプ１７の特性図において、後述の通り、電動エアポンプ１７の最大回転数でかつ最大吐出流量付近の駆動状態（つまり、大流量時）を除く、エンジンの要求パージ量の全範囲を意味しており、この範囲は、電動エアポンプ１７の吐出可能範囲以下の流量範囲を含んでいる。
(Evaporation fuel processor operation)
[Non-supercharging, intake negative pressure; low level, required purge amount; low]
FIG. 5 shows the evaporated fuel passage in gray when the engine is not supercharged and the intake negative pressure is below a predetermined level (low negative pressure) and the required purge amount of the engine is a low flow rate below a predetermined amount. Show. At this time, the engine is, for example, but not limited to, an idle operation state of light load and low rotation. At the time of non-supercharging, the passage switching valve 28 is closed and the electric air pump 17 is operated because the intake negative pressure is below a predetermined level. Accordingly, the evaporated fuel desorbed from the canister 2 is supplied to the second pressure chamber 18 by the electric air pump 17, and is introduced downstream of the throttle valve 8 in the intake passage 1 from the second introduction passage 27 through the purge valve 19. The Here, “at the time of a small flow rate” means that, as will be described later, in the characteristic diagram of the electric air pump 17 shown in FIG. This means the entire range of the required purge amount of the engine except for, and this range includes the flow rate range below the dischargeable range of the electric air pump 17.
前述したように、ベーン式の電動エアポンプ１７は、低吐出流量では、その吐出流量が安定せず、所定の吐出流量以上で駆動しなければならない。これに対し要求パージ量が小流量のときには、電動エアポンプ１７の最低吐出流量を下回るようになり、電動エアポンプ１７の吐出流量が、要求パージ量に対して過剰になる。例えば吸気通路１に対し蒸発燃料を導入するときは、その導入開始当初は、導入量を少なくして、蒸発燃料の導入に伴う混合気の空燃比の変動を確認しながら、蒸発燃料の導入量を次第に増やすようにする。従って、吸気通路１への蒸発燃料の導入開始時には、要求パージ量が所定量以下となり、蒸発燃料の調整精度は高い精度が要求される。 As described above, the vane-type electric air pump 17 is not stable at a low discharge flow rate, and must be driven at a predetermined discharge flow rate or higher. On the other hand, when the required purge amount is a small flow rate, it becomes lower than the minimum discharge flow rate of the electric air pump 17, and the discharge flow rate of the electric air pump 17 becomes excessive with respect to the required purge amount. For example, when evaporative fuel is introduced into the intake passage 1, the amount of evaporative fuel introduced is reduced at the beginning of the introduction while confirming fluctuations in the air-fuel ratio of the air-fuel mixture accompanying the evaporative fuel introduction. Increase gradually. Therefore, when the introduction of the evaporated fuel into the intake passage 1 is started, the required purge amount becomes a predetermined amount or less, and the adjustment accuracy of the evaporated fuel is required to be high.
そこで、この蒸発燃料処理装置１０では、電動エアポンプ１７の吐出流量の一部を、リターン通路２２を通じて電動エアポンプ１７の下流側から上流側へと戻すようにしており、その戻し流量の調整を、流量調整バルブ２４の制御を通じて行う（図５（ａ）の矢印参照）。こうすることで、第２の圧力チャンバ１８の内圧を適度の圧力に維持すると共に、パージバルブ１９前後の差圧を低くして、デューティー駆動のパージバルブ１９の通過流量を、精度よく調整することが可能になる。 Therefore, in this fuel vapor processing apparatus 10, a part of the discharge flow rate of the electric air pump 17 is returned from the downstream side to the upstream side of the electric air pump 17 through the return passage 22, and the return flow rate is adjusted by adjusting the flow rate. This is performed through control of the regulating valve 24 (see the arrow in FIG. 5A). In this way, the internal pressure of the second pressure chamber 18 can be maintained at an appropriate pressure, and the differential pressure before and after the purge valve 19 can be lowered to accurately adjust the flow rate through the duty-driven purge valve 19. become.
図６は、要求パージ量が小流量のときの、要求パージ量、電動エアポンプ１７の吐出流量、及び余剰流量の関係を例示している。図６は、電動エアポンプ１７の吐出流量を一定にするという仮定において、要求パージ量の多い、少ない、に対する戻し流量の変化を例示しており、要求パージ量が相対的に少ないとき（例えば２０のとき）には、リターン通路２２を通じた戻し流量（つまり、電動エアポンプ１７の吐出流量の、要求パージ量に対する余剰流量）は多くなる（例えば８０）のに対し、要求パージ量が相対的に多いとき（例えば８０のとき）には、戻し流量は少なくなる（例えば２０）。尚、ここでは、電動エアポンプ１７の吐出流量を、要求パージ量に拘らず一定にしているが、要求パージ量に応じて電動エアポンプ１７の吐出流量を、若干変化させることも可能である。電動エアポンプ１７の消費電力をできるだけ少なくする観点からは、要求パージ量に対して、電動エアポンプ１７の吐出流量は、可能な範囲で少なくしてもよい。 FIG. 6 illustrates the relationship between the required purge amount, the discharge flow rate of the electric air pump 17 and the surplus flow rate when the required purge amount is a small flow rate. FIG. 6 exemplifies a change in the return flow rate with respect to a large and small required purge amount on the assumption that the discharge flow rate of the electric air pump 17 is constant. When the required purge amount is relatively small (for example, 20 When the return flow rate through the return passage 22 (that is, the surplus flow rate of the discharge flow rate of the electric air pump 17 with respect to the required purge amount) increases (for example, 80), while the required purge amount is relatively large. At (for example, 80), the return flow rate decreases (for example, 20). Here, the discharge flow rate of the electric air pump 17 is constant regardless of the required purge amount, but the discharge flow rate of the electric air pump 17 can be slightly changed according to the required purge amount. From the viewpoint of reducing the power consumption of the electric air pump 17 as much as possible, the discharge flow rate of the electric air pump 17 may be reduced as much as possible with respect to the required purge amount.
図５（ｂ）は、第２の圧力チャンバ１８内の圧力変動を例示している。電動エアポンプ１７の下流側に配設された第２の圧力チャンバ１８は、電動エアポンプ１７の吐出圧力の変動を緩和するものの、第２の圧力チャンバ１８内においても、圧力変動は若干残るようになる。これに対し、図５（ｃ）（ｄ）はそれぞれ、パージバルブ１９の駆動デューティー及び流量調整バルブ２４の駆動デューティーを例示している。ここで、図４について説明したように、電動エアポンプ１７の回転数が相対的に低いときには、吐出圧力の変動のピッチが大きくなることから、図５（ｂ）に仮想的に示すように、第２の圧力チャンバ１８内の圧力変動のピッチも、比較的大きくなる。第２の圧力チャンバ１８内の圧力変動ピッチがこのように大きいと、デューティー駆動されるパージバルブ１９及び流量調整バルブ２４においては、第２の圧力チャンバ１８内の圧力が相対的に高いときに（つまり圧力変動波形の山の時期に）バルブが開くときと、第２の圧力チャンバ１８内の圧力が相対的に低いときに（つまり圧力変動波形の谷の時期に）バルブが開くときと、が生じることになる。これは、パージバルブ１９及び流量調整バルブ２４を通過する流量の調整精度を低下させる。特に、前述したように、要求パージ量が相対的に少ない小流量時には、吸気通路１に導入する蒸発燃料量として高い精度が要求されるため、パージバルブ１９の通過流量の調整精度が低下することは好ましくない。 FIG. 5B illustrates the pressure fluctuation in the second pressure chamber 18. Although the second pressure chamber 18 disposed on the downstream side of the electric air pump 17 relieves fluctuations in the discharge pressure of the electric air pump 17, some pressure fluctuations remain even in the second pressure chamber 18. . On the other hand, FIGS. 5C and 5D illustrate the drive duty of the purge valve 19 and the drive duty of the flow rate adjusting valve 24, respectively. Here, as described with reference to FIG. 4, when the rotational speed of the electric air pump 17 is relatively low, the pitch of fluctuations in the discharge pressure becomes large. Therefore, as virtually shown in FIG. The pitch of pressure fluctuations in the two pressure chambers 18 is also relatively large. When the pressure fluctuation pitch in the second pressure chamber 18 is so large, in the purge valve 19 and the flow rate adjusting valve 24 that are duty-driven, when the pressure in the second pressure chamber 18 is relatively high (that is, When the valve is open (at the peak of the pressure fluctuation waveform) and when the valve is open at a relatively low pressure in the second pressure chamber 18 (ie, at the valley of the pressure fluctuation waveform). It will be. This reduces the adjustment accuracy of the flow rate passing through the purge valve 19 and the flow rate adjustment valve 24. In particular, as described above, when the required purge amount is relatively small, a high accuracy is required as the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage 1, so that the adjustment accuracy of the passage flow rate of the purge valve 19 is reduced. It is not preferable.
そこで、この蒸発燃料処理装置１０では、要求パージ量が所定量以下の小流量時には、図５に実線で示すように、電動エアポンプ１７の回転数を高め、それによって、吐出圧力、ひいては、第２の圧力チャンバ１８内の圧力変動のピッチを小さくする。こうすることで、デューティー駆動されるパージバルブ１９及び流量調整バルブ２４の通過流量の調整精度が高まる。 Therefore, in this fuel vapor processing apparatus 10, when the required purge amount is a small flow rate equal to or less than a predetermined amount, the rotational speed of the electric air pump 17 is increased as shown by the solid line in FIG. The pitch of the pressure fluctuation in the pressure chamber 18 is reduced. By doing so, the adjustment accuracy of the passage flow rate of the purge valve 19 and the flow rate adjustment valve 24 driven by duty is increased.
また、第２の圧力チャンバ１８内の圧力変動量の影響をできるだけ小さくするために、要求パージ量が所定量以下の小流量時には、電動エアポンプ１７の吐出圧力を高め、それによって第２の圧力チャンバ１８内の平均圧力に対する圧力変動の振幅の比率をできるだけ小さくしている。 Further, in order to minimize the influence of the pressure fluctuation amount in the second pressure chamber 18, the discharge pressure of the electric air pump 17 is increased when the required purge amount is a small flow rate equal to or less than a predetermined amount, thereby the second pressure chamber. The ratio of the pressure fluctuation amplitude to the average pressure in 18 is made as small as possible.
その結果、この蒸発燃料処理装置では、要求パージ量が相対的に少ない小流量時に、吸気通路１に導入する蒸発燃料量として高い精度を確保することが可能になる。 As a result, in this fuel vapor processing apparatus, it is possible to ensure high accuracy as the fuel vapor amount introduced into the intake passage 1 when the required purge amount is relatively small and the flow rate is small.
[非過給時，吸気負圧；低レベル、要求パージ量；高]
図７は、非過給時でかつ吸気負圧が所定レベル以下（低負圧）であると共に、エンジンの要求パージ量が所定量を超える大流量時の、蒸発燃焼の通路をグレーに塗りつぶして示す。ここで、「大流量時」とは、図３に示す電動エアポンプ１７の特性図において、電動エアポンプ１７の最大回転数でかつ最大吐出流量付近の状態をいう。このときエンジンは、吸気流量が比較的高い運転状態にある。要求パージ量が大流量であるときには、図７（ａ）に示すように、要求パージ量が小流量のときとは異なり、電動エアポンプ１７の吐出流量の一部を、リターン通路２２を通じて戻すことは行わない。つまり、図７（ｄ）に示すように、流量調整バルブ２４のデューティー比を０％にすることで、流量調整バルブ２４を全閉にする。流量調整バルブ２４を全閉にすることで、電動エアポンプ１７の吐出流量を低くすることが可能になる。
[Non-supercharging, intake negative pressure; low level, required purge amount; high]
FIG. 7 shows the evaporative combustion passage in gray when the engine is not supercharged and the intake negative pressure is below a predetermined level (low negative pressure) and the required purge amount of the engine exceeds a predetermined amount. Show. Here, “at the time of a large flow rate” refers to a state near the maximum discharge flow rate at the maximum rotational speed of the electric air pump 17 in the characteristic diagram of the electric air pump 17 shown in FIG. 3. At this time, the engine is in an operating state in which the intake air flow rate is relatively high. When the required purge amount is a large flow rate, as shown in FIG. 7A, unlike the case where the required purge amount is a small flow rate, it is not possible to return part of the discharge flow rate of the electric air pump 17 through the return passage 22. Not performed. That is, as shown in FIG. 7D, the flow rate adjusting valve 24 is fully closed by setting the duty ratio of the flow rate adjusting valve 24 to 0%. By fully closing the flow rate adjusting valve 24, the discharge flow rate of the electric air pump 17 can be lowered.
一方、パージバルブ１９は、図７（ｃ）に示すように、デューティー比を１００％で駆動することで、全開にする。そうして、電動エアポンプ１７の制御を通じて、その吐出流量を調整することにより、吸気通路１に導入する蒸発燃料の量が要求パージ量となるようにする。電動エアポンプ１７の吐出流量の調整は、パージバルブ１９の通過流量の調整と比較して、調整精度は低下するものの、要求パージ量が所定量を超える大流量時には、エンジンの吸気流量が相対的に多いため、吸気通路に導入される蒸発燃料量の精度が低下したとしても、混合気の空燃比に与える影響は小さい。 On the other hand, as shown in FIG. 7C, the purge valve 19 is fully opened by being driven at a duty ratio of 100%. Then, by adjusting the discharge flow rate through the control of the electric air pump 17, the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage 1 becomes the required purge amount. Although the adjustment accuracy of the discharge flow rate of the electric air pump 17 is lower than the adjustment of the flow rate of the purge valve 19, the intake air flow rate of the engine is relatively high when the required purge amount exceeds a predetermined amount. Therefore, even if the accuracy of the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage is lowered, the influence on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is small.
また、パージバルブ１９を全開にすることによって、電動エアポンプ１７の下流側の圧力損失は、可及的に小さくなる。さらに、前述の通り、大流量時には、吸気通路１に対する蒸発燃料の導入量についての精度として高い精度が要求されないため、図７（ｂ）に示すように、第２の圧力チャンバ１８内の平均圧力は、小流量時と比較して低く設定される。こうして、大流量時には、電動エアポンプ１７の吐出圧力を低下させることも可能になる。電動エアポンプ１７の吐出流量及び吐出圧力の低減は、電動エアポンプ１７の消費電力を低減する。 Further, by fully opening the purge valve 19, the pressure loss on the downstream side of the electric air pump 17 becomes as small as possible. Further, as described above, when the flow rate is large, high accuracy is not required as the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage 1, so that the average pressure in the second pressure chamber 18 as shown in FIG. Is set lower than when the flow rate is small. Thus, the discharge pressure of the electric air pump 17 can be reduced at a large flow rate. Reduction of the discharge flow rate and discharge pressure of the electric air pump 17 reduces the power consumption of the electric air pump 17.
また、要求パージ量が大流量のときに、流量調整バルブ２４を全閉にしかつ、パージバルブ１９を全開にするため、最大の要求パージ量を実現する上でのポンプの最大吐出量は、比較的小さくなる。このことは、電動エアポンプ１７の体格を小さくすることを可能にし、電動エアポンプ１７の消費電力を低減する上で有利になる。 In addition, when the required purge amount is a large flow rate, the flow rate adjusting valve 24 is fully closed and the purge valve 19 is fully opened. Therefore, the maximum discharge amount of the pump for realizing the maximum required purge amount is relatively Get smaller. This makes it possible to reduce the size of the electric air pump 17 and is advantageous in reducing the power consumption of the electric air pump 17.
尚、大流量時において、パージバルブ１９は、全開相当（デューティー比を、例えば１００〜９０％で駆動する）にしてもよい。デューティー比を若干下げることによって、パージバルブ１９の発熱を抑制することが可能になるという利点がある。 Note that the purge valve 19 may be fully opened (driven at a duty ratio of 100 to 90%, for example) at a large flow rate. There is an advantage that it is possible to suppress the heat generation of the purge valve 19 by slightly reducing the duty ratio.
[非過給時，吸気負圧；高レベル]
図８に非過給時で且つ吸気負圧が所定レベルよりも高い（高負圧）ときの蒸発燃料の流路をグレーに塗りつぶして示す。非過給時であるから通路切換バルブ２８は閉であるが、吸気負圧が高いから電動エアポンプ１７を非作動とする。流量調整バルブ２４は、図示を省略するが、デューティー比１００％で駆動をし、それによって、流量調整バルブ２４を全開にする。流量調整バルブ２４を全開相当にしてもよい。キャニスタ２から脱離する蒸発燃料は、吸気負圧により、図８に矢印で示すように、リターン通路２２を通って第２の圧力チャンバ１８に導入され、パージバルブ１９を経て第２導入通路２７から吸気通路１におけるスロットルバルブ８よりも下流側に導入される。つまり、リターン通路２２は、電動エアポンプ１７のバイパス通路として機能する。蒸発燃料は電動エアポンプ１７によらず吸気負圧によって吸気通路１に導入されるから、電動エアポンプ１７による電力消費がなくなり、燃費が改善される。
[Non-supercharging, intake negative pressure; high level]
FIG. 8 shows the flow path of the evaporated fuel in gray when not supercharging and when the intake negative pressure is higher than a predetermined level (high negative pressure). The passage switching valve 28 is closed because it is not supercharged, but the electric air pump 17 is deactivated because the intake negative pressure is high. Although not shown, the flow rate adjusting valve 24 is driven at a duty ratio of 100%, thereby opening the flow rate adjusting valve 24 fully. The flow rate adjustment valve 24 may be fully opened. Evaporated fuel desorbed from the canister 2 is introduced into the second pressure chamber 18 through the return passage 22 and from the second introduction passage 27 through the purge valve 19, as indicated by an arrow in FIG. It is introduced downstream of the throttle valve 8 in the intake passage 1. That is, the return passage 22 functions as a bypass passage for the electric air pump 17. Since the evaporated fuel is introduced into the intake passage 1 by the intake negative pressure regardless of the electric air pump 17, power consumption by the electric air pump 17 is eliminated, and fuel efficiency is improved.
[過給時]
図９に過給時の蒸発燃料の流路をグレーに塗りつぶして示す。過給時には電動エアポンプ１７を非作動とする。流量調整バルブ２４は全開又は全開相当となる。また、通路切換バルブ２８は開となる。過給時であるから、吸気通路１におけるコンプレッサ６よりも上流側が負圧になる。そして、コンプレッサ６よりも下流側の、圧力が高い正圧の吸気がエジェクタ２９によって、第１導入通路２６の下流側に向かって噴出する。従って、キャニスタ２から脱離する蒸発燃料は、コンプレッサ６よりも上流側の負圧、並びにエジェクタ２９による吸引作用により、リターン通路２２を通って第２の圧力チャンバ１８に導入され、パージバルブ１９を経て第１導入通路２６から吸気通路１におけるコンプレッサ６よりも上流側に導入される。
[When supercharging]
FIG. 9 shows the flow path of the evaporated fuel during supercharging in gray. At the time of supercharging, the electric air pump 17 is deactivated. The flow rate adjustment valve 24 is fully open or fully open. Further, the passage switching valve 28 is opened. Since it is during supercharging, the upstream side of the compressor 6 in the intake passage 1 becomes negative pressure. Then, positive intake air having a high pressure downstream from the compressor 6 is ejected by the ejector 29 toward the downstream side of the first introduction passage 26. Accordingly, the evaporated fuel desorbed from the canister 2 is introduced into the second pressure chamber 18 through the return passage 22 by the negative pressure upstream of the compressor 6 and the suction action by the ejector 29, and passes through the purge valve 19. The air is introduced from the first introduction passage 26 to the upstream side of the compressor 6 in the intake passage 1.
このように、蒸発燃料は電動エアポンプ１７によらずコンプレッサ６よりも上流側の負圧、並びにエジェクタ作用によって吸気通路１に導入されるから、電動エアポンプ１７による電力消費がなくなり、燃費が改善される。 In this way, the evaporated fuel is introduced into the intake passage 1 by the negative pressure upstream of the compressor 6 and the ejector action regardless of the electric air pump 17, so that the electric air consumption by the electric air pump 17 is eliminated and the fuel consumption is improved. .
尚、前記の蒸発燃料処理装置は、過給機付きエンジンに適用しているが、ここに開示する蒸発燃料処理装置は、自然吸気エンジンに適用することも可能である。 In addition, although the said evaporative fuel processing apparatus is applied to the engine with a supercharger, the evaporative fuel processing apparatus disclosed here can also be applied to a naturally aspirated engine.
また、電動エアポンプ１７の配置に関し、電動エアポンプ１７は、パージ通路３においてキャニスタ２の下流側に配設することに限らず、キャニスタ２の上流側に配設してもよい。 Further, regarding the arrangement of the electric air pump 17, the electric air pump 17 is not limited to be disposed on the downstream side of the canister 2 in the purge passage 3, but may be disposed on the upstream side of the canister 2.
１ 吸気通路
１０ 蒸発燃料処理装置
１００ ＥＣＵ（制御部）
２ キャニスタ
３ パージ通路
１７ 電動エアポンプ
１８ （第２の）圧力チャンバ
１９ パージバルブ
２２ リターン通路
２４ 流量調整バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake passage 10 Evaporative fuel processing apparatus 100 ECU (control part)
2 Canister 3 Purge passage 17 Electric air pump 18 (Second) pressure chamber 19 Purge valve 22 Return passage 24 Flow rate adjustment valve
Claims (7)
前記パージ通路に介設されかつ、前記蒸発燃料を貯蔵するよう構成されたキャニスタと、
前記パージ通路に介設されかつ、前記キャニスタの前記蒸発燃料を前記吸気通路に送るよう構成された電動エアポンプと、
前記パージ通路における前記電動エアポンプと前記吸気通路との間に介設されかつ、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量を調整するよう構成されたパージバルブと、
前記電動エアポンプをバイパスするように当該電動エアポンプの上流側と下流側とを連通すると共に、前記電動エアポンプの駆動時には、前記電動エアポンプの下流側から上流側に前記蒸発燃料を戻すよう構成されたリターン通路と、
前記リターン通路に介設されかつ、当該リターン通路の流量を調整するよう構成された流量調整バルブと、
前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の要求パージ量が所定量以下の小流量時に、前記電動エアポンプの吐出流量を、前記要求パージ量を超える量にすると共に、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように、前記流量調整バルブ及び前記パージバルブの通過流量をそれぞれ調整するよう構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記小流量時において、前記要求パージ量が少ないときには、前記要求パージ量が多いときよりも前記リターン通路を通じた戻し流量が増えるように、前記流量調整バルブの通過流量を調整するエンジンの蒸発燃料処理装置。 A purge passage configured to guide the evaporated fuel generated in the fuel tank to the intake passage of the engine;
A canister interposed in the purge passage and configured to store the evaporated fuel;
An electric air pump interposed in the purge passage and configured to send the evaporated fuel of the canister to the intake passage;
A purge valve interposed between the electric air pump and the intake passage in the purge passage and configured to adjust the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage;
A return configured to connect the upstream side and the downstream side of the electric air pump so as to bypass the electric air pump, and to return the evaporated fuel from the downstream side to the upstream side of the electric air pump when the electric air pump is driven. A passage,
A flow rate adjusting valve interposed in the return passage and configured to adjust the flow rate of the return passage;
When the required purge amount of the evaporated fuel to the intake passage is a small flow rate equal to or less than a predetermined amount, the discharge flow rate of the electric air pump is set to an amount exceeding the required purge amount, and the amount of the evaporated fuel introduced to the intake passage is A control unit configured to adjust the flow rate adjustment valve and the flow rate of the purge valve so that the required purge amount is obtained,
The controller adjusts the flow rate of the flow rate adjusting valve so that when the required purge amount is small at the small flow rate, the return flow rate through the return passage increases compared to when the required purge amount is large. Engine evaporative fuel processing device.
前記電動エアポンプは、前記パージ通路における前記キャニスタと前記パージバルブとの間に介設され、
前記リターン通路は、前記電動エアポンプと前記パージバルブとの間で前記パージ通路に連通し、
前記制御部は、前記小流量時には、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように、前記パージバルブの通過流量を調整すると共に、前記戻し流量が前記電動エアポンプの吐出流量と前記要求パージ量との差分に相当する余剰流量になるように、前記流量調整バルブの通過流量を調整するエンジンの蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing device for an engine according to claim 1,
The electric air pump is interposed between the canister and the purge valve in the purge passage,
The return passage communicates with the purge passage between the electric air pump and the purge valve,
The controller adjusts the flow rate of the purge valve so that the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage becomes the required purge amount at the small flow rate, and the return flow rate is the discharge flow rate of the electric air pump. And an evaporative fuel processing device for an engine that adjusts the flow rate passing through the flow rate adjusting valve so as to obtain an excessive flow rate corresponding to the difference between the required purge amount and the required purge amount.
前記制御部は、前記要求パージ量が前記所定量を超える大流量時には、前記流量調整バルブを閉じると共に、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように、前記電動エアポンプの吐出流量を制御するエンジンの蒸発燃料処理装置。 The evaporated fuel processing apparatus for an engine according to claim 1 or 2,
The control unit closes the flow rate adjusting valve when the required purge amount exceeds the predetermined amount, and controls the electric air pump so that the amount of the evaporated fuel introduced into the intake passage becomes the required purge amount. Evaporative fuel processing device for controlling the discharge flow rate of the engine.
前記制御部は、前記大流量時には、前記パージバルブを全開又は全開相当にするエンジンの蒸発燃料処理装置。 The evaporated fuel processing apparatus for an engine according to claim 3,
The said control part is an evaporative fuel processing apparatus of the engine which makes the said purge valve fully open or equivalent to a full open at the time of the said large flow rate.
前記電動エアポンプは、ベーン式のエアポンプであり、
前記パージバルブは、デューティー駆動の開閉バルブであり、
前記電動エアポンプと前記パージバルブとの間の前記パージ通路には、圧力チャンバが介設しており、
前記制御部は、前記小流量時には、前記圧力チャンバ内の平均圧力が所定圧力を超えるように前記電動エアポンプの吐出圧力を調整すると共に、当該エアポンプの回転数を所定回転数以上の高回転にしかつ、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように前記パージバルブをデューティー駆動するエンジンの蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing apparatus of the engine of any one of Claims 1-4 WHEREIN:
The electric air pump is a vane type air pump,
The purge valve is a duty-driven open / close valve;
A pressure chamber is interposed in the purge passage between the electric air pump and the purge valve,
The controller adjusts the discharge pressure of the electric air pump so that the average pressure in the pressure chamber exceeds a predetermined pressure at the time of the small flow rate, and sets the rotation speed of the air pump to a high rotation of a predetermined rotation speed or higher. An evaporative fuel processing apparatus for an engine that duty-drives the purge valve so that the amount of the evaporative fuel introduced into the intake passage becomes the required purge amount.
前記制御部は、前記要求パージ量が前記所定量を超える大流量時には、前記圧力チャンバ内の平均圧力が前記所定圧力以下となるように前記電動エアポンプの吐出圧力を調整すると共に、前記吸気通路に対する前記蒸発燃料の導入量が前記要求パージ量となるように前記電動エアポンプの吐出流量を調整するエンジンの蒸発燃料処理装置。 The evaporated fuel processing apparatus for an engine according to claim 5,
The control unit adjusts a discharge pressure of the electric air pump so that an average pressure in the pressure chamber is equal to or lower than the predetermined pressure when the required purge amount exceeds the predetermined amount, and controls the intake passage. An evaporative fuel processing apparatus for an engine, which adjusts a discharge flow rate of the electric air pump so that an amount of the evaporative fuel introduced becomes the required purge amount.
前記要求パージ量は、前記吸気通路への前記蒸発燃料の導入を開始する時には、前記所定量以下に設定されかつ、前記蒸発燃料の導入が継続するに従って増えるエンジンの蒸発燃料処理装置。 In the evaporative fuel processing apparatus of the engine of any one of Claims 1-6,
The required purge amount is set to be equal to or less than the predetermined amount when starting the introduction of the evaporated fuel into the intake passage, and increases as the introduction of the evaporated fuel continues.
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