JP2017210904A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パージ処理を実行せずともキャニスタの吸着体を加熱する技術を提供する。【解決手段】 蒸発燃料処理装置２０は、吸気経路３４とキャニスタ１９との間に接続されるパージ経路２４と、パージ経路２４上で、キャニスタ１９と吸気経路３４とをパージ経路２４を介して連通する連通状態と遮断状態とに切り替える制御弁２６と、キャニスタ１９の大気ポート１９ａに連通する大気導入経路６２と、制御弁２６よりも上流側において、上流端でパージ経路２４から分岐して、下流端で大気ポート１９ａに連通する分岐経路２５と、大気ポート１９ａと大気導入経路６２と分岐経路２５とに接続される切替弁６０と、制御弁２６を遮断状態とし、切替弁６０を大気ポート１９ａと分岐経路２５とを連通する還流状態とした場合に、キャニスタ１９からパージガスを吸引し、パージ経路２４と分岐経路２５とを経てキャニスタ１９に戻すポンプ５２と、を備える。【選択図】 図２

Description

本明細書は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、内燃機関の吸気経路に供給する蒸発燃料処理装置を開示する。

特許文献１に、蒸発燃料処理装置が開示されている。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタで吸着し、キャニスタ内の蒸発燃料を内燃機関の吸気経路に供給するパージ処理を実行する。パージ処理では、ポンプを利用して蒸発燃料を含むパージガスをキャニスタから吸気経路に供給する。

ポンプは、キャニスタと吸気経路とを接続する連通路のキャニスタ側の端に配置されている。ポンプのモータ部分は、キャニスタの吸着体に埋設されている。この構成では、パージ処理中にポンプが駆動すると、モータ部分の発熱によって、吸着体が加熱される。この結果、吸着体に吸着されている蒸発燃料の離脱が促進される。

特開２００２−１５５８１２号公報

上記の技術では、パージ処理中にポンプを駆動させている期間以外の期間に、吸着体を加熱することができない。このため、パージ処理が開始された直後では、吸着体が加熱されておらず、蒸発燃料の離脱が比較的に少なくなる。この結果、吸気経路に供給される蒸発燃料と空気との混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）中の蒸発燃料の濃度が、パージ処理中に変化し、内燃機関の空燃比が乱れてしまう。本明細書は、パージ処理を実行せずともキャニスタの吸着体を加熱する技術を提供する。

本明細書で開示する技術は、車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着する吸着体を有するキャニスタであって、大気に連通する大気ポートと、燃料タンクに連通するタンクポートと、内燃機関の吸気経路に連通するパージポートと、を備えるキャニスタと、内燃機関の吸気経路とキャニスタのパージポートとの間に接続されており、キャニスタから吸気経路に送られるパージガスが通過するパージ経路と、パージ経路上に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替える制御弁と、大気ポートに連通する大気導入経路と、制御弁よりも上流側において、上流端でパージ経路から分岐して、下流端で大気ポートに連通する分岐経路と、大気ポートと大気導入経路と分岐経路とに接続される切替弁であって、大気ポートと大気導入経路とを連通するとともに、大気ポートと分岐経路とを遮断する大気導入状態と、大気ポートと分岐経路とを連通するとともに、大気ポートと大気導入経路とを遮断する還流状態と、に切り替える切替弁と、制御弁を遮断状態とし、切替弁を還流状態とした場合に、キャニスタからパージガスを吸引し、パージ経路と分岐経路とを経てキャニスタに戻すポンプと、を備える。

制御弁を遮断状態にし、切替弁を還流状態にして、ポンプを駆動することによって、パージガスを、キャニスタからポンプを通過させて、キャニスタに戻すことができる。この構成によれば、パージ処理を実行せずに、パージガスをポンプによって加熱し、加熱後のパージガスをキャニスタに戻すことができる。加熱済みのパージガスをキャニスタに戻すことによって、キャニスタ内の吸着体を加熱することができる。この構成によれば、パージ処理を実行せずともキャニスタの吸着体を加熱することができる。

また、切替弁を還流状態にすることによって、パージガスの加熱時に、キャニスタに大気を導入せずに済む。一方、パージ処理中には、切替弁を大気導入状態にすることによって、パージ処理中に、パージガスの一部が分岐経路に流れることを抑制することができる。

本明細書で開示する別の技術は、車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタであって、大気に連通する大気ポートと、燃料タンクに連通するタンクポートと、内燃機関の吸気経路に連通するパージポートと、を備えるキャニスタと、内燃機関の吸気経路とキャニスタのパージポートとの間に接続されており、キャニスタから吸気経路に送られるパージガスが通過するパージ経路と、パージ経路上に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替える制御弁と、制御弁よりも上流側において、上流端でパージ経路から分岐して、下流端で大気ポートと異なる箇所からキャニスタに連通する分岐経路と、制御弁が遮断状態である場合に、キャニスタからパージガスを吸引し、パージ経路と分岐経路とを経たパージガスをキャニスタに戻すポンプと、を備える。

この構成によっても、制御弁を遮断状態にし、切替弁を還流状態にして、ポンプを駆動することによって、キャニスタからパージガスを、ポンプを通過させて、キャニスタに戻すことができる。この構成によれば、パージ処理を実行せずに、パージガスをポンプによって加熱し、加熱済みのパージガスによってキャニスタ内の吸着体を加熱することができる。

また、分岐経路を、大気ポートと異なる箇所からキャニスタに連通させることによって、大気ポートが大気に連通している状態と連通していない状態とを切り替える装置を配置せずに済む。

第１実施例の蒸発燃料処理装置を用いた車両の燃料供給システムを示す。 第１実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第１実施例のパージ処理及び加熱処理のフローチャートを示す。 第２実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第２実施例のパージ処理及び加熱処理のフローチャートを示す。 第３実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第３実施例のパージ処理及び加熱処理のフローチャートを示す。 第４実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第４実施例のパージ処理及び加熱処理のフローチャートを示す。 第５実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第６実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第６実施例のパージ処理及び加熱処理のフローチャートを示す。 第７実施例の蒸発燃料処理装置を示す。 第７実施例の変形例の蒸発燃料処理装置を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本実施例の蒸発燃料供給装置では、分岐経路は、タンクポートに連通していてもよい。この構成によれば、加熱済みのパージガスを、タンクポートを介してキャニスタに戻すことができる。

（特徴２）本実施例の蒸発燃料供給装置では、キャニスタは、分岐経路に連通する専用ポートを備えていてもよい。この構成では、加熱済みのパージガスを、専用のポートを介してキャニスタに戻すことができる。

（特徴３）本実施例の蒸発燃料供給装置は、パージガスの温度を検出する温度検出部と、温度検出部によって検出されるパージガスの温度が基準値以下である場合に、ポンプを駆動させて、キャニスタからパージガスを吸引し、パージ経路と分岐経路とを経たパージガスをキャニスタに戻す制御部と、を備えていてもよい。この構成によれば、パージガスの温度、即ち、吸着体の温度に基づいて、適切なタイミングで、吸着体を加熱することができる。

（特徴４）本実施例の蒸発燃料供給装置は、パージガス中の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出部を備えていてもよい。制御部は、濃度検出部によって検出された濃度に応じて、異なる基準値を用いてもよい。パージガス中の蒸発燃料の濃度に応じて、吸着体からの蒸発燃料の離脱しやすさが変動する。パージガス中の蒸発燃料の濃度に応じて温度の基準値を変動させることによって、吸着体を適切に加熱することができる。

（特徴５）本実施例の蒸発燃料供給装置は、分岐経路上に配置されており、分岐経路を連通する状態と遮断する状態に切り替える遮断弁を備えていてもよい。この構成によれば、パージ処理中に、パージガスが分岐経路に流入することを回避することができる。

（特徴６）本実施例の蒸発燃料供給装置では、ポンプは、キャニスタに隣接して、又は、キャニスタ内に配置されていてもよい。この構成によれば、ポンプの駆動中にポンプから発生した熱を、直接的にキャニスタに伝達することができる。

（第１実施例）
図１を参照し、蒸発燃料処理装置２０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給経路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するためのパージ供給経路２２を備えている。

メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、供給経路１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ１００から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から供給経路１２に供給される。供給経路１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４に接続されている。供給経路１２に供給された燃料は、供給経路１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵ１００によって開度がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、供給経路１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気経路３４に供給される。

吸気経路３４は、エアクリーナ３０に接続されている。エアクリーナ３０は、吸気経路３４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。エンジン２とエアクリーナ３０との間には、吸気経路３４内に、スロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２が開くと、図１の矢印に示すように、エアクリーナ３０からエンジン２に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ３２は、吸気経路３４の開度を調整し、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ３２は、インジェクタ４より上流側（エアクリーナ３０側）に設けられている。

メイン供給経路１０に並んで、パージ供給経路２２が配置されている。パージ供給経路２２は、燃料タンク１４で発生した蒸発燃料と空気との混合気体（以下では「パージガス」と呼ぶ）が蒸発燃料処理装置２０を通過して吸気経路３４に移動するときに通過する経路である。パージ供給経路２２には、蒸発燃料処理装置２０が設けられている。図２に示すように、蒸発燃料処理装置２０は、キャニスタ１９と、パージ経路２４と、制御弁２６と、分岐経路２５と、ポンプ５２と、切替弁６０と、大気導入経路６２と、を備える。

燃料タンク１４とキャニスタ１９は、連通経路１８によって接続されている。キャニスタ１９は、パージ経路２４を介して、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２４は、連通経路２８を介して、インジェクタ４とスロットルバルブ３２の間で、吸気経路３４に接続されている。パージ経路２４の連通経路２８側の端には、制御弁２６が配置されている。制御弁２６は、ＥＣＵ１００によって制御される電磁弁であり、開弁された連通状態と閉弁された遮断状態の切替えがＥＣＵ１００によってデューティ比で制御される弁である。制御弁２６は、キャニスタ１９と吸気経路３４とを連通する連通状態と、キャニスタ１９と吸気経路３４とをパージ経路２４上で遮断する遮断状態と、に切り替わる。制御弁２６は、開閉時間を制御（即ち連通状態と遮断状態の切替えタイミングを制御）することにより、蒸発燃料を含む気体（即ちパージガス）の流量を調整する。なお、制御弁２６は、開度が調整可能なステッピングモータ式制御弁であってもよい。

キャニスタ１９は、大気ポート１９ａ，パージポート１９ｂ及びタンクポート１９ｃを備えている。大気ポート１９ａは、連通経路１７と、切替弁６０と、大気導入経路６２と、を介して大気に連通可能である。パージポート１９ｂは、パージ経路２４に接続されている。タンクポート１９ｃは、連通経路１８を介して、燃料タンク１４に接続されている。

キャニスタ１９内に、活性炭１９ｄが収容されている。活性炭１９ｄに面するキャニスタ１９の壁面のうちの、１つの壁面にポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている。活性炭１９ｄと、ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられているキャニスタ１９の内壁との間には、空間が存在する。ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている側のキャニスタ１９の内壁に、第１仕切板１９ｅと第２仕切板１９ｆが固定されている。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａとパージポート１９ｂの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている側と反対側の空間まで伸びている。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂとタンクポート１９ｃの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。

活性炭１９ｄは、燃料タンク１４から連通経路１８、タンクポート１９ｃを通じてキャニスタ１９の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート１９ａ、連通経路１７、切替弁６０及び大気導入経路６２を通過して大気に放出される。キャニスタ１９は、燃料タンク１４内の蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。活性炭１９ｄで吸着された蒸発燃料は、パージポート１９ｂよりパージ経路２４に供給される。第１仕切板１９ｅは、大気ポート１９ａが接続されている空間と、パージポート１９ｂが接続されている空間を分離している。第１仕切板１９ｅは、蒸発燃料を含んだ気体が大気に放出されることを防止している。第２仕切板１９ｆは、パージポート１９ｂが接続されている空間と、タンクポート１９ｃが接続されている空間を分離している。第２仕切板１９ｆは、タンクポート１９ｃからキャニスタ１９に流入する気体が直接パージ経路２４に移動することを防止している。

エンジン２が駆動している場合、吸気経路３４内は負圧である。そのため、制御弁２６が連通状態であり、大気ポート１９ａが連通経路１７を介して大気に連通している状態で、キャニスタ１９に吸着された蒸発燃料は、吸気経路３４とキャニスタ１９の圧力差によって、キャニスタ１９からパージ経路２４を通じて吸気経路３４に導入される。このとき、蒸発燃料は、大気ポート１９ａからキャニスタ１９内に導入される空気と混合され、パージガスとしてパージ経路２４に流れる。

パージ経路２４の中間位置には、分岐経路２５の一端（即ち上流端）が接続されている。分岐経路２５は、パージ経路２４から延びて、その他端（即ち下流端）は、連通経路１７のキャニスタ１９と反対側の端に接続されている。これにより、分岐経路２５は、パージ経路２４とキャニスタ１９とを連通させている。分岐経路２５には、ポンプ５２が配置されている。ポンプ５２は、例えば渦流ポンプである。ポンプ５２は、分岐経路２５のポンプ５２よりもパージ経路２４側のパージガスを吸入し、分岐経路２５のポンプ５２よりもキャニスタ１９側（図２の矢印参照）に送出する。

分岐経路２５と連通経路１７との間には、切替弁６０が配置されている。切替弁６０は、三方弁である。切替弁６０は、連通経路１７と分岐経路２５と大気導入経路６２のそれぞれに接続されている。切替弁６０は、ＥＣＵ１００によって制御されることによって、分岐経路２５を、連通経路１７と大気ポート１９ａとを介してキャニスタ１９に連通するとともに、キャニスタ１９を大気から遮断する還流状態と、大気ポート１９ａを連通経路１７を介して大気に連通するとともに、分岐経路２５をキャニスタ１９から遮断する大気導入状態とに、選択的に切り替わる。なお、変形例では、切替弁６０は、分岐経路２５を連通経路１７と大気ポート１９ａとを介してキャニスタ１９に連通する状態と分岐経路２５をキャニスタ１９から遮断する状態とを切り替える弁と、キャニスタ１９を大気から遮断する状態と大気ポート１９ａを連通経路１７を介して大気に連通する状態とを切り替える弁と、を備えていてもよい。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリを含む。ＥＣＵ１００は、インジェクタ４、蒸発燃料処理装置２０、スロットルバルブ３２等に接続されて、これらを制御する。ＥＣＵ１００のメモリには、特定処理等の蒸発燃料処理装置２０の処理に必要な値やデータマップ等が予め格納されている。具体的には、後述する各処理の説明の中で明らかにされている。

次いで、蒸発燃料処理装置２０の動作について説明する。エンジン２が駆動中であってパージ条件が成立すると、ＥＣＵ１００は、制御弁２６にデューティ制御を実行することによってパージ処理を実行する。パージ処理が実行されると、図１の矢印に示す方向にパージガスが供給される。パージ条件とは、パージガスをエンジン２に供給するパージ処理を実行すべき場合に成立する条件であり、エンジン２の冷却水温やパージガスの濃度によって、予め製造者によってＥＣＵ１００に設定される条件である。ＥＣＵ１００は、エンジン２の駆動中に、パージ条件が成立するか否かを常時監視している。ＥＣＵ１００は、パージガスの濃度に基づいて、制御弁２６のデューティ比を制御する。これにより、キャニスタ１９に吸着されていたパージガスが、エンジン２に導入される。パージ処理を実行する場合、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を停止し、切替弁６０を大気導入状態に維持する。

なお、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ３２の開度を制御する。また、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４による噴射燃料量も制御する。具体的には、インジェクタ４の開弁時間を制御することによって、噴射燃料量を制御する。エンジン２が駆動されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ４からエンジン２に噴射される単位時間当たりの燃料噴射時間（即ちインジェクタ４の開弁時間）を算出する。燃料噴射時間は、空燃比を目標空燃比（例えば理想空燃比）に維持するために、実験によって予め特定された基準噴射時間を、フィードバック補正係数を用いて補正することによって算出する。なお、空燃比センサは、エンジン２の排気経路内に配置されている。

活性炭１９ｄに吸着された蒸発燃料は、吸気経路３４の負圧によって活性炭１９ｄから離脱する。蒸発燃料の活性炭１９ｄからの離脱し易さは、活性炭１９ｄの温度によって変化する。具体的には、活性炭１９ｄの温度が高いほど、蒸発燃料が離脱し易い。蒸発燃料処理装置２０は、活性炭１９ｄを加熱することによって、蒸発燃料を活性炭１９ｄから離脱し易くする。具体的には、駆動中のポンプ５２にパージガスを通過させて、ポンプ５２の駆動によってポンプ５２のモータから発生する熱で、パージガスを加熱する。そして、加熱されたパージガスをキャニスタ１９に戻すことによって、キャニスタ１９内の活性炭１９ｄを加熱する。

図３を参照して、活性炭１９ｄを加熱する加熱処理とパージ処理とを説明する。図３の処理は、自動車が始動されると、定期的に実行される。なお、処理が開始されるタイミングでは、ポンプ５２は停止しており、制御弁２６は閉弁しており、切替弁６０は大気導入状態である。

自動車が始動されると、Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、パージ条件が成立しているか否かを判断する。パージ条件が成立している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ１６において、ＥＣＵ１００は、パージ処理を実行する。即ち、ＥＣＵ１００は、制御弁２６のデューティ制御を実行することによって、パージガスを吸気経路３４に供給する。ＥＣＵ１００は、パージ処理を停止すべきタイミングで、制御弁２６のデューティ制御を停止して制御弁２６を閉弁し、図３の処理を終了する。

一方、パージ条件が成立していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ２０において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を所定の回転数（例えば１００００ｒｐｍ）で駆動させる。次いで、Ｓ２２において、ＥＣＵ１００は、切替弁６０を大気導入状態から還流状態に切り替える。この結果、パージガスは、パージ経路２４から分岐経路２５に流入し、切替弁６０と連通経路１７を通過して、キャニスタ１９に戻る。パージガスは、駆動中のポンプ５２を通過することによって、加熱されている。この結果、キャニスタ１９の活性炭１９ｄが、加熱されたパージガスによって加熱される。これにより、活性炭１９ｄから蒸発燃料が離脱しやすくなり、パージ処理によって、蒸発燃料を吸気経路３４に供給し易くすることができる。

Ｓ２２が実行されてから所定期間が経過した後、Ｓ２４において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を停止し、Ｓ２６において、切替弁６０を還流状態から大気導入状態に切り替えて、図３の処理を終了する。

蒸発燃料処理装置２０では、パージ処理中、切替弁６０は、大気導入状態に維持される。この構成によれば、パージ処理中に、パージガスが分岐経路２５に流入することによって、パージガスが適切に吸気経路３４に供給されない事態を防止することができる。

（第２実施例）
図４、図５を参照して、第１実施例と異なる点を説明する。本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、ポンプ５２がパージ経路２４に配置されている。分岐経路２５にはポンプは配置されていない。分岐経路２５の一端は、ポンプ５２と制御弁２６との間のパージ経路２４に接続されている。

パージ処理及び加熱処理では、図５に示すように、最初に、Ｓ３２において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を駆動する。次いで、Ｓ１２において、パージ条件が成立している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、パージ処理を実行する（Ｓ１６）。パージ処理では、ポンプ５２が駆動されている。この構成によれば、吸気経路３４の負圧が比較的に小さい場合でも、パージガスを吸気経路３４に供給することができる。Ｓ１６が終了すると、Ｓ３４に進む。

一方、Ｓ１２において、パージ条件が成立していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ２２、Ｓ２６（Ｓ２４はスキップ）の処理を実行して、所定期間経過後に、Ｓ３４に進む。Ｓ３４では、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を停止させて、パージ処理及び加熱処理を終了する。

この構成によれば、ポンプ５２を、パージガスを加熱する状況でも、パージ処理を実行する状況でも利用することができる。

（第３実施例）
図６、図７を参照して、第１実施例と異なる点を説明する。本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、分岐経路２５に換えて、分岐経路１２５を備える。このため、キャニスタ１９の大気ポート１９ａは、常時大気に連通する。蒸発燃料処理装置２０は、さらに、温度センサ１５４と、遮断弁１５６と、を備える。分岐経路１２５の一端（即ち上流端）は、パージ経路２４に接続されている。分岐経路１２５は、パージ経路２４から延びて、その他端（即ち下流端）が連通経路１８に接続されている。これにより、分岐経路１２５は、パージ経路２４とキャニスタ１９とを連通させている。分岐経路１２５には、ポンプ５２と遮断弁１５６が配置されている。ポンプ５２は、分岐経路１２５のポンプ５２よりもパージ経路２４側のパージガスを吸入し、分岐経路１２５のポンプ５２よりもキャニスタ１９側（図６の矢印参照）に送出する。

遮断弁１５６は、ポンプ５２と連通経路１８との間に配置されている。遮断弁１５６は、ＥＣＵ１００に制御されることによって、閉弁されるとポンプ５２と連通経路１８とを遮断し、開弁されるとポンプ５２と連通経路１８とを連通させる。

温度センサ１５４は、分岐経路１２５の端部よりもキャニスタ１９側に配置されている。温度センサ１５４は、温度センサ１５４は、パージ経路２４内のパージガスの温度を検出するサーミスタである。

パージ処理及び加熱処理が開始されるタイミングでは、遮断弁１５６は閉弁されている。パージ処理及び加熱処理では、図７に示すように、Ｓ１２において、パージ条件が成立している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１６でパージ処理を実行する。一方、Ｓ１２において、パージ条件が成立していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ２０でポンプ５２が駆動される。次いで、Ｓ４２では、ＥＣＵ１００は、遮断弁１５６を閉弁から開弁に切り替える。これにより、パージガスは、キャニスタ１９から温度センサ１５４を通過して、分岐経路１２５に流れ、ポンプ５２、遮断弁１５６及び連通経路１８を通過して、キャニスタ１９に戻る。この結果、活性炭１９ｄが加熱される。この構成では、連通経路１８及びタンクポート１９ｃを介して、分岐経路１２５をキャニスタ１９に接続することができる。

次いで、Ｓ４４において、ＥＣＵ１００は、パージガスの温度が所定温度以上であるか否かを判断する。所定温度は、パージ処理において、活性炭１９ｄから蒸発燃料が十分に離脱することができると推定されるパージガスの温度である。所定温度は、予め実験によって特定され、ＥＣＵ１００に格納されている。Ｓ４４の具体的な処理では、ＥＣＵ１００は、温度センサ１５４を用いて、パージ経路２４を流れるパージガスの温度を検出する。次いで、ＥＣＵ１００は、検出済みのパージガスの温度が所定温度以上であるか否かを判断する。

パージガスの温度が所定温度未満である場合（Ｓ４４でＮＯ）、Ｓ４４を繰り返し実行する。一方、パージガスの温度が所定温度以上である場合（Ｓ４４でＹＥＳ）、Ｓ４６において、ＥＣＵ１００は、遮断弁１５６を開弁から閉弁に切り替える。次いで、Ｓ２４でポンプ５２が停止され、パージ処理及び加熱処理が終了する。

この構成によれば、パージガスの温度、即ち、活性炭１９ｄの温度に基づいて、適切なタイミングで活性炭１９ｄの加熱処理を終了することができる。

（第４実施例）
図８、図９を参照して、第３実施例と異なる点を説明する。本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、温度センサ１５４を備えていない。また、ポンプ５２は、パージ経路２４の分岐経路１２５の上流端よりもキャニスタ１９側に配置されている。分岐経路１２５には、ポンプは、配置されていない。

本実施例では、パージ処理の実行中に、定期的に、図９に示す加熱処理を実行する。加熱処理が開始されるタイミングでは、遮断弁１５６は閉弁されている。なお、パージ処理は、加熱処理と並行して実施されており、パージ条件が成立すると開始され、パージ条件が成立しない場合に終了する。

加熱処理では、まず、Ｓ５２において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２が駆動中であるか否かを判断する。パージ処理では、ＥＣＵ１００は、吸気経路３４の圧力に応じて、ポンプ５２を駆動させるか否かを制御している。ポンプ５２が駆動していない場合（Ｓ５２でＮＯ）、Ｓ５４において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を駆動して、Ｓ５６に進む。一方、ポンプ５２が駆動している場合（Ｓ５２でＹＥＳ）、Ｓ５４をスキップして、Ｓ５６に進む。Ｓ５６では、ＥＣＵ１００は、遮断弁１５６を閉弁から開弁に切り替える。これにより、制御弁２６がデューティ制御されている間の閉弁のタイミングで、パージガスが分岐経路１２５に流入する。この結果、ポンプ５２で加熱されたパージガスがキャニスタ１９に戻って、活性炭１９ｄが加熱される。

Ｓ５６が実行されてから所定期間経過後に、Ｓ５８において、ＥＣＵ１００は、遮断弁１５６を閉弁から開弁に切り替える。次いで、Ｓ６０において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を停止すべきか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ１００は、パージ処理において、吸気経路３４に十分な負圧が発生している場合に、ポンプ５２を停止すべきである（Ｓ６０でＹＥＳ）と判断し、吸気経路３４に十分な負圧が発生していない場合に、ポンプ５２を停止すべきでない（Ｓ６０でＮＯ）と判断する。

Ｓ６０でＮＯの場合、加熱処理を終了する。一方、Ｓ６０でＹＥＳの場合、Ｓ６２において、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２を停止して、加熱処理を終了する。

この構成によれば、パージ処理中に、加熱処理を実行することができる。これにより、パージ処理中に、活性炭１９ｄから蒸発燃料を離脱し易くすることができる。

（第５実施例）
図１０を参照して、第４実施例と異なる点を説明する。本実施例の蒸発燃料処理装置２０では、分岐経路１２５は、その下流端がキャニスタ１９に直接的に接続されている。詳細には、キャニスタ１９は、分岐経路１２５が接続されるリターンポート１９ｉを有する。リターンポート１９ｉは、パージポート１９ｂとタンクポート１９ｃとの間に配置されている。パージポート１９ｂとリターンポート１９ｉとの間には、第３仕切板１９ｊが配置されている。第３仕切板１９ｊは、パージポート１９ｂとリターンポート１９ｉの間において、活性炭１９ｄとキャニスタ１９の内壁の間の空間を分離している。

（第６実施例）
図１１、図１２を参照して、第３実施例と異なる点を説明する。本実施例の蒸発燃料処理装置２０は、分岐経路１２５上に配置される温度センサ１５５と、濃度センサ１５８と、をさらに備える。温度センサ１５５及び濃度センサ１５８は、遮断弁１５６よりもパージ経路２４側に配置されている。なお、温度センサ１５５及び濃度センサ１５８の順番は限定されない。温度センサ１５５は、分岐経路１２５内のパージガスの温度を検出するサーミスタである。濃度センサ１５８は、温度センサ１５５と遮断弁１５６との間に配置されている。濃度センサ１５８は、分岐経路１２５内のパージガスの濃度を検出する。例えば、濃度センサ１５８は、音波式濃度計を備えている。音波式濃度計は、分岐経路１２５上に配置される円筒形状を有しており、円筒形状内に向けて信号を発信し、受信することによって、パージガスの濃度（即ち、バージガスの分子量）を特定する。

ポンプ５２は、パージ経路２４上に配置されている。ポンプ５２は、温度センサ１５４の分岐経路１２５側に配置されている。

図１２に示すように、パージ処理及び加熱処理では、まず、Ｓ２０でポンプ５２が駆動される。次いで、Ｓ１２でパージ条件が成立している場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１６でパージ処理を実行する。一方、Ｓ１２において、パージ条件が成立していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ７２で、ＥＣＵ１００は、パージ濃度が所定値以下であるか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ１００には、予め実験により特定された所定値が格納されている。所定値は、活性炭１９ｄに吸着されている蒸発燃料量が少ないために、活性炭１９ｄから蒸発燃料の離脱が進まない程度の濃度であり、例えば数％である。ＥＣＵ１００は、濃度センサ１５８を利用して、パージ濃度を検出する。そして、検出済みのパージ濃度と所定値とを比較する。

パージ濃度が所定値よりも大きい場合（Ｓ７２でＮＯ）、Ｓ２４でポンプ５２を停止して、パージ処理及び加熱処理を終了する。この構成によれば、活性炭１９ｄに吸着されている蒸発燃料量が十分であり、そのため、活性炭１９ｄを加熱せずとも蒸発燃料の離脱が適切に行われている状況において、活性炭１９ｄを加熱せずに済む。

一方、パージ濃度が所定値以下である場合（Ｓ７２でＹＥＳ）、Ｓ７４において、ＥＣＵ１００は、Ｓ７２で検出済みのパージ濃度を用いて基準温度を特定する。本実施例の加熱処理では、パージガスの温度が基準温度に達するまで加熱処理を実行し、基準温度を越えると、加熱処理を終了する。基準温度は、パージ濃度によって変動する。パージ濃度が低いほど、蒸発燃料が活性炭１９ｄから離脱されにくくなる。このため、パージ濃度が低いほど、基準温度が高い。ＥＣＵ１００には、予め実験により特定されたパージ濃度を基準温度との関係を示すデータマップが格納されている。ＥＣＵ１００は、Ｓ７２で検出済みのパージ濃度を用いて、データマップから基準温度を特定する。

次いで、Ｓ７６では、ＥＣＵ１００は、パージガスの温度がＳ７４で特定済みの基準温度以下であるか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ１００は、温度センサ１５４を利用して、パージガスの温度を検出する。そして、検出済みのパージガスの温度とＳ７４で特定済みの基準温度を比較する。パージガスの温度が特定済みの基準温度よりも高い場合（Ｓ７６でＮＯ）、Ｓ２４でポンプ５２を停止して、パージ処理及び加熱処理を終了する。

一方、パージガスの温度が特定済みの基準温度以下である場合（Ｓ７６でＹＥＳ）、Ｓ４２で遮断弁１５６が開弁され、Ｓ７８に進む。Ｓ７８では、ＥＣＵ１００は、ポンプ５２の回転数を上げる。これにより、ポンプ５２の発熱量が増加し、パージガスの加熱性能を高めることができる。次いで、Ｓ８０では、ＥＣＵ１００は、パージガスの温度がＳ７４で特定済みの基準温度以下であるか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ１００は、温度センサ１５５を利用して、パージガスの温度を検出する。そして、検出済みのパージガスの温度とＳ７４で特定済みの基準温度を比較する。パージガスの温度が特定済みの基準温度以下である場合（Ｓ８０でＹＥＳ）、Ｓ７８に戻る。一方、パージガスの温度が特定済みの基準温度よりも高い場合（Ｓ８０でＮＯ）、Ｓ８２において、ポンプ５２の回転数を、Ｓ２０の処理の回転数まで下げる。この構成では、ポンプ５２よりも下流に位置する温度センサ１５５を用いて、パージガスの温度を検出する。これにより、ポンプ５２で加熱された後のパージガスの温度を検出することができる。次いで、Ｓ４６において、遮断弁１５６が閉弁され、Ｓ１２に戻る。

この構成によれば、基準温度をパージ濃度に応じて変動させることによって、活性炭１９ｄをパージ濃度に応じて適切に加熱することができる。

本実施例の変形例として、Ｓ７２において、パージ濃度が第２所定値以上である場合に、ＹＥＳと判断し、第２所定値未満の場合にＮＯと判断してもよい。この場合、第２所定値は、通常のパージ濃度よりも高い値（例えば２０％）であってもよい。パージ濃度が高い場合、活性炭１９ｄに吸着されている蒸発燃料量が多く、蒸発燃料の離脱量が多いために、蒸発燃料の気化熱で活性炭１９ｄの温度が低下し、離脱量が低下し得る状況である。この場合、加熱処理を実行することによって、活性炭１９ｄを加熱してもよい。

あるいは、Ｓ７２において、パージ濃度が所定範囲外である場合に、ＹＥＳと判断し、所定範囲内である場合にＮＯと判断してもよい。所定範囲の上限は、第２所定値であってもよく、所定範囲の下限は、本実施例のＳ７２の所定値であってもよい。

あるいは、本実施例の変形例では、温度センサ１５４及び濃度センサ１５８を備えていなくてもよい。この場合、パージ処理及び加熱処理では、Ｓ２０、Ｓ１２、Ｓ１６、Ｓ４２の処理を実行し、Ｓ４２に次いで、Ｓ８０の処理を実行してもよい。本変形例では、基準温度は、予め決められた温度であってもよい。次いで、Ｓ８０でＹＥＳの場合に、Ｓ７８に進み、Ｓ８０でＮＯの場合に、Ｓ８２、Ｓ４６に進んでもよい。ここで、Ｓ８２では、所定期間に亘って、ポンプ５２でパージガスを循環させて、加熱してもよい。

また、あるいは、本実施例の変形例では、濃度センサ１５８を備えていなくてもよい。この場合、パージ処理及び加熱処理では、Ｓ２０、Ｓ１２、Ｓ１６、Ｓ７６、Ｓ２４、Ｓ４２の処理を実行し、Ｓ４２に次いで、Ｓ８０の処理を実行してもよい。本変形例では、基準温度は、予め決められた温度であってもよい。次いで、Ｓ８０でＹＥＳの場合に、Ｓ７８に進み、Ｓ８０でＮＯの場合に、Ｓ８２、Ｓ４６に進んでもよい。ここで、Ｓ８２では、所定期間に亘って、ポンプ５２でパージガスを循環させて、加熱してもよい。

（第７実施例）
図１３を参照して、第４実施例と異なる点を説明する。本実施例では、ポンプ５２は、キャニスタ１９の側壁に取り付けられている。この構成によれば、ポンプ５２の駆動による発熱で、キャニスタ１９を直接的に加熱することができる。

本実施例の変形例として、図１４に示すように、ポンプ５２は、キャニスタ１９内に配置されていてもよい。この場合、ポンプ５２は、活性炭１９ｄに接触していてもよい。また、ポンプ５２の吐出口にパージポート１９ｂが取り付けられていてもよい。

他の変形例として、ポンプ５２の一部が、キャニスタ１９内に配置されており、ポンプ５２の他の部分がキャニスタ１９外に配置されていてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記の第４実施例では、加熱処理において、最初に、ＥＣＵ１００は、パージ処理中に空燃比から推定されるパージ濃度を用いて、加熱処理を実行すべきか否かを判断してもよい。

上記の各実施例では、「吸着体」として、活性炭１９ｄが用いられている。しかしながら、吸着体はこれに限られない。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：エンジン
４ ：インジェクタ
６ ：燃料供給システム
１０ ：メイン供給経路
１９ ：キャニスタ
１９ａ ：大気ポート
１９ｂ ：パージポート
１９ｃ ：タンクポート
１９ｄ ：活性炭
１９ｉ ：リターンポート
２０ ：蒸発燃料処理装置
２４ ：パージ経路
２５ ：分岐経路
２６ ：制御弁
２８ ：連通経路
３４ ：吸気経路
５２ ：ポンプ
６０ ：切替弁
６２ ：大気導入経路
１００ ：ＥＣＵ
１２５ ：分岐経路
１５２ ：ポンプ
１５４ ：温度センサ
１５５ ：温度センサ
１５６ ：遮断弁
１５８ ：濃度センサ

Claims (8)

1. 車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、
   燃料タンク内の蒸発燃料を吸着する吸着体を有するキャニスタであって、大気に連通する大気ポートと、燃料タンクに連通するタンクポートと、内燃機関の吸気経路に連通するパージポートと、を備えるキャニスタと、
   内燃機関の吸気経路とキャニスタのパージポートとの間に接続されており、キャニスタから吸気経路に送られるパージガスが通過するパージ経路と、
   パージ経路上に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替える制御弁と、
   大気ポートに連通する大気導入経路と、
   制御弁よりも上流側において、上流端でパージ経路から分岐して、下流端で大気ポートに連通する分岐経路と、
   大気ポートと大気導入経路と分岐経路とに接続される切替弁であって、大気ポートと大気導入経路とを連通するとともに、大気ポートと分岐経路とを遮断する大気導入状態と、大気ポートと分岐経路とを連通するとともに、大気ポートと大気導入経路とを遮断する還流状態と、に切り替える切替弁と、
   制御弁を遮断状態とし、切替弁を還流状態とした場合に、キャニスタからパージガスを吸引し、パージ経路と分岐経路とを経てキャニスタに戻すポンプと、を備える、蒸発燃料処理装置。
2. 車両に搭載される蒸発燃料処理装置であって、
   燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタであって、大気に連通する大気ポートと、燃料タンクに連通するタンクポートと、内燃機関の吸気経路に連通するパージポートと、を備えるキャニスタと、
   内燃機関の吸気経路とキャニスタのパージポートとの間に接続されており、キャニスタから吸気経路に送られるパージガスが通過するパージ経路と、
   パージ経路上に配置されており、キャニスタと吸気経路とをパージ経路を介して連通する連通状態と、キャニスタと吸気経路とをパージ経路上で遮断する遮断状態と、に切り替える制御弁と、
   制御弁よりも上流側において、上流端でパージ経路から分岐して、下流端で大気ポートと異なる箇所からキャニスタに連通する分岐経路と、
   制御弁が遮断状態である場合に、キャニスタからパージガスを吸引し、パージ経路と分岐経路とを経たパージガスをキャニスタに戻すポンプと、を備える、蒸発燃料処理装置。
3. 分岐経路は、タンクポートに連通する、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. キャニスタは、さらに、分岐経路に連通する専用ポートを備える、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
5. パージガスの温度を検出する温度検出部と、
   温度検出部によって検出されるパージガスの温度が基準値以下である場合に、ポンプを駆動させて、キャニスタからパージガスを吸引し、パージ経路と分岐経路とを経たパージガスをキャニスタに戻す制御部と、をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
6. パージガス中の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出部をさらに備え、
   制御部は、濃度検出部によって検出された濃度に応じて、異なる基準値を用いる、請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
7. 分岐経路上に配置されており、分岐経路を連通する状態と遮断する状態に切り替える遮断弁を、さらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
8. ポンプは、キャニスタに隣接して、又は、キャニスタ内に配置されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

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