JP3267088B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の蒸発燃料処理
装置に関し、特に、車両に搭載された燃料タンクから蒸
発する蒸発燃料の量の多少に係わらず、適正に蒸発燃料
をキャニスタ内に吸着することができる内燃機関の蒸発
燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関においては、内燃機関
の停止中に燃料タンクや気化器等の燃料貯蔵部から蒸発
する蒸発燃料（以後ＨＣという）が大気に放出されない
ようにする蒸発燃料処理装置（エバポシステム）が備え
られている。このエバポシステムは、燃料貯蔵部から流
れてくるベーパ（ＨＣと空気の混合気体）中のＨＣをキ
ャニスタに吸着させておき、空気は大気中に逃がすと共
に、機関運転中の所定時期に吸入負圧を利用してこのキ
ャニスタに吸着されたＨＣをベーパとして吸気側に吸い
込ませる（パージさせる）ものである。このようなキャ
ニスタには、車両走行後の駐車時の温度差によるベーパ
の濃度拡散による大気中へのＨＣの散逸を小さくするた
めに、キャニスタの大気連通孔、あるいは主キャニスタ
と副キャニスタを備える分割式キャニスタにあってはそ
の連通部に、一般的に絞りが設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料タ
ンクから蒸発するベーパ量は、燃料タンクを搭載した車
両の運転状態、気温、燃料の給油時等によって異なる。
そして、燃料の給油時には燃料タンク内の燃料が攪拌さ
れるためにベーパの発生量が非常に多くなり、燃料タン
ク内の圧力も高まる。この状態でベーパがキャニスタに
送られると、キャニスタには絞りがあるために、ベーパ
の流量抵抗が大きくなり、キャニスタや燃料タンク内の
圧力が増大し、この圧力上昇により給油ガンが停止する
ため、給油できなくなるという問題点があった。

【０００４】そこで、本発明は前記従来の内燃機関の蒸
発燃料処理装置における課題を解消し、キャニスタにお
けるベーパ流量を制御することにより、ベーパの大気へ
の排出低減と、燃料タンク内の過度の圧力上昇防止とを
両立させることができる内燃機関の蒸発燃料処理装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の内燃機関の蒸発燃料処理装置の第１の形態は、燃料
タンクで発生した蒸発燃料が大気に放出されないように
吸着し、機関稼働時に吸着した蒸発燃料を機関の吸気通
路に戻すように機能する内燃機関の蒸発燃料処理装置で
あって、燃料タンクからのベーパが流入するタンクポー
トと吸気通路にベーパを排出するパージポート、および
大気に連通する大気ポートとを備えており、タンクポー
トとパージポートと、大気ポートとの間に吸着部材が内
蔵されたキャニスタと、このキャニスタの大気ポート側
の所定部位に設けられて、このキャニスタの大気開放面
積を弁の開度によって変更する電磁開閉弁と、この電磁
開閉弁の開度を制御する制御手段、及び、燃料タンクの
内圧を検出し、検出値を制御手段に入力する内圧検出セ
ンサとを備え、制御手段は燃料タンクの内圧の検出値に
応じて、この内圧が所定値になるように電磁開閉弁をフ
ィードバック制御すると共に、燃料タンクへの給油状態
を検出した時には、電磁開閉弁の開度が所定値となるよ
うに電磁開閉弁を制御することを特徴としている。

【０００６】前記目的を達成する本発明の内燃機関の蒸
発燃料処理装置の第２の形態は、燃料タンクで発生した
蒸発燃料が大気に放出されないように吸着し、機関稼働
時に吸着した蒸発燃料を機関の吸気通路に戻すように機
能する内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、燃料タン
クからのベーパが流入するタンクポートと吸気通路にベ
ーパを排出するパージポート、および大気に連通する大
気ポートとを備えており、タンクポートとパージポート
と、大気ポートとの間に吸着部材が内蔵されたキャニス
タと、このキャニスタの大気ポート側の所定部位に設け
られて、このキャニスタの大気開放面積を弁の開度によ
って変更する電磁開閉弁と、この電磁開閉弁の開度を制
御する制御手段、及び、燃料タンクからのベーパ量を演
算するベーパ量演算手段とを備え、制御手段は演算され
たベーパ量に基づいて電磁開閉弁の弁の開度を制御する
ことを特徴としている。

【０００７】第２の形態の内燃機関の蒸発燃料処理装置
においては、給油検出手段により制御手段が給油中であ
ることを検出した場合には、電磁開閉弁の弁の開度を大
きくすることができる。 また、以上の内燃機関の蒸発燃
料処理装置においては、電磁開閉弁は非通電時に所定開
度Ａを有するように構成され、制御手段は機関停止かつ
非給油時に電磁開閉弁に対して非通電とすることができ
る。

【０００８】

【作用】本発明の内燃機関の蒸発燃料処理装置の第１の
形態によれば、燃料タンクの内圧の検出値に応じて、こ
の内圧が所定値になるように電磁開閉弁がフィードバッ
ク制御されると共に、燃料タンクへの給油状態が検出さ
れた時には、電磁開閉弁の開度が所定値となるように電
磁開閉弁が制御される。一方、本発明の内燃機関の蒸発
燃料処理装置の第２の形態によれば、演算されたベーパ
量に基づいて電磁開閉弁の弁の開度が制御され、給油中
であることが検出された場合には、電磁開閉弁の弁の開
度が大きくされる。 このような制御により、燃料タンク
内のベーパ濃度が低い場合には、キャニスタに設けられ
た電磁開閉弁による大気開放面積が小さいので、燃料タ
ンクからのベーパはキャニスタ内の吸着部材に吸着され
る。一方、燃料タンク内のベーパ濃度が高くなって燃料
タンクの内圧が増大した場合には、キャニスタに設けら
れた電磁開閉弁による大気開放面積が大きくなるので、
燃料タンクからの大量のベーパはキャニスタ内の吸着部
材の前後差圧を増大させることなくキャニスタを吹き抜
け、ベーパ中のＨＣがキャニスタに吸着される。この結
果、燃料タンク内圧が適正に保たれ、大気中へのＨＣの
排出が低減できる。

【０００９】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明するが、本発明の実施例には、キャニスタの大気
側の開口面積をベーパの圧力だけで機械的に制御する第
１の形態の内燃機関の蒸発燃料処理装置２０と、キャニ
スタの大気側の開口面積を電気的に制御する第２の形態
の内燃機関の蒸発燃料処理装置３０とがある。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
ものであり、第１の形態の蒸発燃料処理装置２０を備え
た電子制御式内燃機関１が概略的に示されている。図１
において、内燃機関１の吸気通路２にはスロットル弁１
８が設けられており、このスロットル弁１８の軸には、
スロットル弁１８の開度を検出するスロットル開度セン
サ１９が設けられている。このスロットル開度センサ１
９の下流側の吸気通路２にはサージタンク３があり、こ
のサージタンク３内には吸気の圧力を検出する圧力セン
サ１７が設けられている。更に、サージタンク３の下流
側には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸気ポー
トへ供給するための燃料噴射弁７が設けられている。

【００１１】ディストリビュータ４には、その軸が例え
ばクランク角(CA)に換算して720 ゜CA毎に基準位置検出
用パルス信号を発生するクランク角センサ５及び30゜CA
毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角セ
ンサ６が設けられている。これらクランク角センサ５，
６のパルス信号は、燃料噴射時期の割込要求信号、点火
時期の基準タイミング信号、燃料噴射量演算制御の割込
要求信号等として作用する。これらの信号は制御回路１
０の入出力インタフェース１０２に供給され、このうち
クランク角センサ６の出力はＣＰＵ１０３の割込端子に
供給される。

【００１２】また、内燃機関１のシリンダブロックの冷
却水通路８には、冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度
THWに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この
出力は制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給されて
いる。排気マニホルド１１より下流の排気系には、排気
ガス中の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを同時に浄
化する三元触媒コンバータ１２が設けられている。ま
た、排気マニホルド１１の下流側であって、触媒コンバ
ータ１２の上流側の排気パイプ１４には、空燃比センサ
の一種であるＯ₂ センサ１３が設けられている。Ｏ₂ セ
ンサ１３は排気ガス中の酸素成分濃度に応じて電気信号
を発生する。すなわち、Ｏ₂ センサ１３は空燃比が理論
空燃比に対してリッチ側かリーン側かに応じて、異なる
出力電圧を制御回路１０の信号処理回路１１１を介して
Ａ／Ｄ変換器１０１に供給する。また、入出力インタフ
ェース１０２には図示しないキースイッチのオン／オフ
信号が供給されるようになっている。

【００１３】ここで、燃料タンク２１から蒸発するペー
バが大気中に逃げるのを防止する蒸発燃料処理装置２０
は、チャコールキャニスタ２２、及び電気式パージ流量
制御弁（ＶＳＶ）２６を備えている。チャコールキャニ
スタ２２は燃料タンク２１の上底とベーパ捕集管２５で
結ばれ、燃料タンク２１から蒸発するベーパを吸着す
る。このベーパ捕集管２５の途中には、燃料タンク２１
内のベーパの圧力が所定圧以上になった時に開くタンク
内圧制御弁２３が設けられている。この内圧制御弁２３
にはスイッチが取り付けられており、内圧制御弁２３の
開閉状況は入出力インタフェース１０２に入力されるよ
うになっている。ＶＳＶ２６は、チャコールキャニスタ
２２に吸着されたベーパを吸気通路２のスロットル弁１
８の下流側に戻すベーパ還流管２７の途中に設けられた
電磁開閉弁であり、制御回路１０からの電気信号を受け
て開閉する。このＶＳＶ２６は吸気通路２に流入させる
ベーパ量をデューティ制御することが可能である。

【００１４】キャニスタ２２には、ベーパ捕集管２５に
接続するタンクポート３１、ベーパ還流管２７に接続す
るパージポート３２、ベーパを吸着する活性炭３３、お
よび大気ポート３４が一般的に設けられている。そし
て、大気ポート３４と活性炭３３との間には大気室３５
が設けられている。この実施例では、キャニスタ２２の
大気室３５に、大気ポート３４とは別に流量制御弁４０
が設けられている。

【００１５】流量制御弁４０はそのハウジング４１内が
ダイアフラム４２によってダイアフラム室４３と第２大
気室４４に仕切られており、ダイアフラム室４３は密閉
され、第２大気室４４はキャニスタ２２の大気室３５に
連通されている。そして、第２大気室４４内には第２の
大気ポート４５が設けられている。この第２の大気ポー
トの一端は大気に開放されているが、他方はダイアフラ
ム４２によって封止されている。従って、第２の大気ポ
ート４５は通常は第２大気室４４を大気に開放しておら
ず、ダイアフラム４２がダイアフラム室４３側に移動し
た時だけ第２大気室４４を大気に開放するようになって
いる。

【００１６】以上のような構成において、図示しないキ
ースイッチがオンされると、制御回路１０が通電されて
プログラムが起動し、各センサからの出力を取り込み、
燃料噴射弁７やその他のアクチュエータを制御する。制
御回路１０は、例えばマイクロコンピュータを用いて構
成され、前述のＡ／Ｄ変換器１０１，入出力インタフェ
ース１０２，ＣＰＵ１０３，信号処理回路１１１の他
に、ＲＯＭ１０４，ＲＡＭ１０５，キースイッチのオフ
後も情報の保持を行うバックアップＲＡＭ１０６，クロ
ック(CLK) １０７等が設けられており、これらはバス１
１３で相互に接続されている。この制御回路１０におい
て、ダウンカウンタ, フリップフロップ, 及び駆動回路
を含む噴射制御回路１１０は燃料噴射弁７を制御するた
めのものである。

【００１７】次に、以上のように構成された実施例の蒸
発燃料処理装置２０におけるキャニスタ２２の動作につ
いて説明する。燃料タンク２１においてＨＣが発生し、
燃料タンク２１内のベーパ（ＨＣと空気の混合気体）の
圧力が高まると、ベーパはベーパ捕集管２５に流れ出
し、内圧制御弁２３を経てタンクポート３１からキャニ
スタ２２に入り、ＨＣは活性炭３３に吸着され、空気は
吸着されずに大気ポート３４から大気に放出される。燃
料タンク２１からのベーパ量が多くなり、大気ポート３
４からの放出では間に合わなくなると、キャニスタ２２
の大気室３５内の圧力が上昇する。大気圧室３５内の圧
力が上昇すると、第２大気室４４内の圧力も上昇し、ダ
イアフラム４２をダイアフラム室４３側に移動させる。
すると、第２の大気ポート４５が大気に連通するので、
キャニスタ２２の大気室３５内の空気は第２大気室４４
と第２の大気ポート４５を通じて大気に放出されるの
で、大気室３５内の圧力が低下して圧力の上昇がなくな
る。

【００１８】従って、燃料タンク２１内の圧力は、キャ
ニスタ２２の流量制御弁４０の流量特性を調整すること
により、所定の圧力に抑えることができる。図２は流量
制御弁４０のダイアフラム４２の前後差圧に対する流量
特性を示すものである。ダイアフラム４２の前後差圧が
大きくなると、つまり、燃料タンク２１の内圧が高くな
ると、流量制御弁４０の流量は多くなる特性をもってい
る。従って、燃料タンク２１内の内圧が上昇した場合
は、その圧力に応じて流量制御弁４０を流れる流量が増
大するので、燃料タンク２１の内圧の上昇を抑えること
ができる。

【００１９】図３はキャニスタ２２内を流れるベーパの
流量を、車両の運転状態と共に比較して示すものであ
る。この図から分かるように、キャニスタ２２内を流れ
るベーパの流量は、給油時が最も多く、次がパージ中で
あり、駐車時と走行時のベーパの２つは小さい。前述の
実施例の内燃機関の蒸発燃料処理装置２０によれば、給
油時には燃料タンク２１の圧力が上昇すると第２の大気
ポート４５が大気に開放されるので、従来から備えられ
ている大気孔３４と合わせてキャニスタ２２から空気を
十分速く逃がすことができ、キャニスタ２２内を流れる
ベーパ量の増大に対応することができる。

【００２０】図４は本発明の第２の実施例の構成を示す
ものであり、第１の形態の蒸発燃料処理装置２０におい
て使用されるキャニスタ２２の構成を示している。この
実施例では、第１の実施例のキャニスタ２２と同じ構成
部材には同じ符号を付してその説明を省略する。第２の
実施例のキャニスタ２２が、第１の実施例のキャニスタ
２２と異なる点は、大気ポート３４の下流側にバッファ
キャニスタ２４が接続されている点である。このため、
第１の実施例における流量制御弁４０に設けられた第２
の大気ポート４５もバッファキャニスタ２４に接続され
ている。流量制御弁４０の構造は第１の実施例と同じで
ある。バッファキャニスタ２４の内部にも活性炭３６が
設けられており、バッファキャニスタ２４の大気開放側
には断面積の大きな第３の大気ポート３７が設けられて
いる。

【００２１】この実施例の内燃機関の蒸発燃料処理装置
ではキャニスタ２２の大気ポート３４が絞られているの
でＨＣの拡散が少なく、ＨＣの大気への漏れが少ない。
活性炭３３中のベーパの拡散速度は非常にゆっくりであ
り、また、拡散が問題となるのは車両の停車中である
が、このときにはベーパの流量も少なく、燃料タンク２
１内の圧力上昇が少ないので、空気は大気ポート３４か
らバッファキャニスタ２４に入り、第３の大気ポート３
７から大気に放出される。車両の走行中や給油中のよう
に、燃料タンク２１からキャニスタ２２に入るベーパ量
が多くなると、大気ポート３４の流量抵抗のために大気
室３５内の圧力が上昇し、流量制御弁４０のダイアフラ
ム４２を押し下げる。この結果、大気室３５内の空気が
流量制御弁４０を通過してバッファキャニスタ２４に入
り、第３の大気ポート３７から大気に放出される。この
結果、キャニスタ２２の大気室３５、即ち、燃料タンク
２１の内圧が低下する。

【００２２】図５は第２の実施例における流量制御弁４
０のダイアフラム４２の前後差圧に対する流量特性を示
すものである。この実施例でもダイアフラム４２の前後
差圧が大きくなると、つまり、燃料タンク２１の内圧が
高くなると、流量制御弁４０の流量は多くなる特性をも
っている。従って、この図から燃料タンク２１内の内圧
が上昇した場合は、その圧力に応じて流量制御弁４０を
流れる流量が増大するので、燃料タンク２１の内圧の上
昇を抑えることができることが分かる。

【００２３】図６は本発明の第３の実施例の構成を示す
ものであり、第２の形態の蒸発燃料処理装置３０を備え
た電子制御式内燃機関１が概略的に示されている。な
お、図６に示す構成部材は図１において説明した構成部
材と共通する部分が多いので、第１の実施例と同じ構成
部材には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部
分のみを説明する。

【００２４】第３の実施例には、第２の実施例と同様
に、キャニスタ２２の大気開放側にバッファキャニスタ
２４が設けられている。第２の実施例では、バッファキ
ャニスタ２４は絞られた大気ポート３４と流量制御弁４
０の第２の大気ポート４５を介して接続されていたが、
この実施例のバッファキャニスタ２４は、断面積の大き
な連絡管３８を通じてキャニスタ２２に接続されてい
る。そして、この連絡管３８の途中には弁の開度によっ
て連絡管３８を流れる空気量を調節することができる流
量制御弁である電磁開閉弁５０が設けられている。この
電磁開閉弁５０としては、公知のデューティ制御ＶＳ
Ｖ、リニアソレノイド弁、ロータリーバルブ等を使用す
ることができる。

【００２５】この電磁開閉弁５０の弁の開度は、電磁弁
制御装置６０からの制御信号によって制御される。電磁
弁制御装置６０には燃料タンク２１に設けられた内圧セ
ンサ２８からの圧力検出信号、図示しない車両の運転席
近傍にある燃料タンク２１の蓋（リッド）を開けるため
のリッドオープナ１５に設けられた給油検出スイッチ１
６からの給油信号、および制御回路１０からの吸気温度
信号、運転時間信号や、イグナイタスイッチ信号等が入
力される。このため、制御回路１０には図示しないイグ
ナイタや吸気温センサからの信号が入力されている。

【００２６】図７は、図６に示した電磁弁制御装置６０
の電磁開閉弁５０の開度制御手順の一例を示すフローチ
ャートである。ステップ７０１では制御回路１０から入
力される大気温度ｔを読み込み、続くステップ７０２で
は給油中か否かを給油検出スイッチ１６からの給油信号
によって判定する。給油中でない場合はステップ７０４
に進み、給油中である場合はステップ７０３において給
油時のベーパ量Ｖｆの演算を行う。給油時のベーパ量Ｖ
ｆの演算は、図９(b) に示す車両の運転状態をパラメー
タとした気温−ベーパ量特性の線図の符号ｆ（給油中の
特性）で示す特性を補間することによって求めることが
できる。ステップ７０３において給油時のベーパ量Ｖｆ
を補間演算によって求めた後はステップ７０８に進み、
給油時の電磁開閉弁の開度Ｔを、図９(c)に示すベーパ
発生量と電磁開閉弁開度の特性を補間することによって
求める。

【００２７】一方、ステップ７０２において給油中でな
いと判定した時はステップ７０４に進み、車両が走行中
か否かを判定する。車両が走行中でない場合はステップ
７０６に進み、走行中の場合はステップ７０５に進んで
車両走行時のベーパ量Ｖｒの演算を行う。走行時のベー
パ量Ｖｒの演算は、図９(b) に示す車両の運転状態をパ
ラメータとした気温−ベーパ量特性の線図の符号ｒ（走
行中の特性）で示す特性を補間することによって求める
ことができる。ステップ７０５において走行時のベーパ
量Ｖｒを補間演算によって求めた後はステップ７０８に
進み、走行時の電磁開閉弁の開度Ｔを、図９(c) に示す
ベーパ発生量と電磁開閉弁開度の特性を補間することに
よって求める。

【００２８】更に、ステップ７０４において走行中でな
いと判定した時はステップ７０６に進み、車両が駐車中
か否かを判定する。車両が駐車中でない場合はステップ
７０８に進み、大気温度ｔに応じた電磁開閉弁５０の開
度Ｔを演算する。ステップ７０８に進む場合は車両が停
車中のアイドリング時等である。また、駐車中の場合は
ステップ７０７に進んで車両駐車時のベーパ量Ｖｐの演
算を行う。駐車時のベーパ量Ｖｐの演算は、図９(b) に
示す車両の運転状態をパラメータとした気温−ベーパ量
特性の線図の符号ｐ（駐車中の特性）で示す特性を補間
することによって求めることができる。ステップ７０７
において駐車時のベーパ量Ｖｐを補間演算によって求め
た後はステップ７０８に進み、駐車時の電磁開閉弁５０
の開度Ｔを、図９(c) に示すベーパ発生量と電磁開閉弁
開度の特性を補間することによって求める。

【００２９】なお、電磁開閉弁５０の開度Ｔは、燃料タ
ンク２１の内圧が所定圧力範囲内に入るようにベーパ量
と電磁開閉弁の開度を予め測定しておき、データベース
として電磁弁制御装置６０の中のメモリに記憶しておけ
ば良い。なお、ベーパ量は、燃料温度、ベーパ温度等の
パラメータを使用しても求めることができる。以上のよ
うにベーパ量に応じて電磁開閉弁５０の開度Ｔを制御す
ることにより、精密にベーパの流量制御ができるので、
燃料タンク２１の内圧がタンク強度、給油性能を満足す
る範囲内で最大になるように流量を絞ることができる。
このため、キャニスタ２２を流れるベーパの流速が遅く
なるので、キャニスタ２２の吸着能力（ＷＣ）が向上す
る。図９(a) はこのベーパ流速とキャニスタ２２の吸着
能力との関係を示すものである。この図から分かるよう
に、ベーパの流速が遅いほど、キャニスタの吸着能力が
向上する。

【００３０】図８は図７で説明した電磁弁制御装置６０
の電磁開閉弁５０の開度制御手順の他の例を示すフロー
チャートである。ステップ８０１では制御回路１０から
入力される大気温度ｔを読み込み、続くステップ８０２
では大気温度ｔに基づいたベーパ発生量で電磁開閉弁５
０の基本開度Ｔを演算する。電磁開閉弁５０の基本開度
Ｔは、図９(c) に示すベーパ発生量と電磁開閉弁開度の
特性を補間することによって求める。

【００３１】そして、ステップ８０３において給油中か
否かを給油検出スイッチ１６からの給油信号によって判
定する。給油中でない場合はステップ８０６に進み、給
油中である場合はステップ８０４において給油時のベー
パ量Ｖｆの演算を行う。給油時のベーパ量Ｖｆの演算
は、図９(b) の気温−ベーパ量特性の線図の符号ｆ（給
油中の特性）で示す特性を補間して求める。そして、続
くステップ８０５において、補間演算した給油時のベー
パ量Ｖｆに応じて電磁開閉弁５０の開度Ｔの増量係数Ｋ
を演算してステップ８１２に進む。

【００３２】一方、ステップ８０３において給油中でな
いと判定した時はステップ８０６に進み、車両が走行中
か否かを判定する。車両が走行中でない場合はステップ
８０９に進み、走行中の場合はステップ８０７に進んで
車両走行時のベーパ量Ｖｒの演算を行う。走行時のベー
パ量Ｖｒの演算は、図９(b) に示す車両の運転状態をパ
ラメータとした気温−ベーパ量特性の線図の符号ｒ（走
行中の特性）で示す特性を補間することによって求め
る。ステップ８０７において走行時のベーパ量を演算に
よって求めた後はステップ８０８に進み、補間演算した
走行時のベーパ量Ｖｒに応じて電磁開閉弁５０の開度Ｔ
の増量係数Ｋを演算してステップ８１２に進む。

【００３３】更に、ステップ８０６において走行中でな
いと判定した時はステップ８０９に進み、車両が駐車中
か否かを判定する。車両が駐車中でない場合はステップ
８１２に進み、駐車中の場合はステップ８１０に進んで
車両走行時のベーパ量Ｖｐの演算を行う。駐車時のベー
パ量Ｖｐの演算は、図９(b) に示す車両の運転状態をパ
ラメータとした気温−ベーパ量特性の線図の符号ｐ（駐
車中の特性）で示す特性を補間することによって求め
る。ステップ８１０において駐車時のベーパ量Ｖｐを補
間演算によって求めた後はステップ８１１に進み、駐車
時の電磁開閉弁５０の開度Ｔ増量係数Ｋを演算してステ
ップ８１２に進む。

【００３４】以上のようにして、車両の運転状態に応じ
た電磁開閉弁５０の開度Ｔの増量係数Ｋを演算した後
は、ステップ８０２において演算された電磁開閉弁５０
の基本開度Ｔをステップ８１２でＴ＝Ｔ×Ｋによって補
正する。この増量係数Ｋは１以上の数であり、ステップ
８０５，８０８，および８１１で演算されない時は１で
ある。

【００３５】この実施例では、電磁開閉弁５０の開度Ｔ
の増量係数Ｋは、燃料タンク２１の内圧が所定圧力範囲
内に入るようにベーパ量と電磁開閉弁の開度を予め測定
しておき、データベースとして電磁弁制御装置６０の中
のメモリに記憶しておけば良い。このような方法によっ
ても、ベーパ量に応じて電磁開閉弁５０の開度Ｔを制御
でき、精密にベーパの流量制御ができるので、燃料タン
ク２１の内圧がタンク強度、給油性能を満足する範囲内
で最大になるように流量を絞ることができ、キャニスタ
２２の吸着能力（ＷＣ）が向上する。

【００３６】図１０は本発明の第４の実施例の構成を示
すものであり、第２の形態の蒸発燃料処理装置３０の要
部の構成を示している。この実施例では内燃機関１の図
示は省略し、既出の構成部材と同じ構成部材には同じ符
号を付してある。この実施例では、電磁弁制御装置６０
は、燃料タンク２１に設けられた内圧センサ２８からの
タンク内圧検出信号に応じて電磁開閉弁５０の開度をフ
ィードバック制御するようになっている。即ち、電磁弁
制御装置６０は、内圧センサ２８によって検出されたタ
ンク内圧が高い時には電磁開閉弁５０の開度を大きくす
ることによって、燃料タンク２１の内圧が一定になるよ
うに制御する。この制御手順を図１１のフローチャート
を用いて説明する。

【００３７】ステップ１１０１ではまず、内圧センサ２
８によって検出されたタンク内圧Ｐを読み込む。続くス
テップ１１０２では、読み込んだ内圧Ｐが燃料タンク２
１の基準内圧値Ｐｏより大きいか否かを判定する。そし
て、Ｐ＞Ｐｏの場合はステップ１１０３に進んで流量制
御弁５０の開度Ｔを所定開度ΔＴだけ増大させる。一
方、ステップ１１０２においてＰ≦Ｐｏの場合はステッ
プ１１０４に進み、流量制御弁５０の開度Ｔを所定開度
ΔＴだけ減少させる。このように、タンク内圧Ｐをフィ
ードバック制御することにより、燃料タンク２１の内圧
は常に基準値に保たれる。

【００３８】図１２は本発明の第５の実施例の構成を示
すものであり、第２の形態の蒸発燃料処理装置３０の要
部の構成を示している。この実施例では内燃機関１の図
示は省略し、既出の構成部材と同じ構成部材には同じ符
号を付してある。この実施例では、電磁弁制御装置６０
には、燃料タンク２１に設けられた内圧センサ２８から
の圧力検出信号、図示しない車両の運転席近傍にある燃
料タンク２１の蓋（リッド）を開けるためのリッドオー
プナ１５に設けられた給油検出スイッチ１６からの給油
信号、および制御回路１０からの吸気温度信号、運転時
間信号や、イグナイタスイッチ信号等の運転状態パラメ
ータが入力される。

【００３９】第５の実施例は、第４の実施例におけるフ
ィードバック制御の給油時の制御遅れを少なくするよう
にしたものである。つまり、給油時のベーパ量は駐車中
や走行中に比べて非常に多いので、第４の実施例のよう
に、燃料タンク２１に設けられた内圧センサ２８からの
タンク内圧検出信号に応じて電磁開閉弁５０の開度をフ
ィードバック制御するのでは、制御の遅れにより燃料タ
ンク２１の内圧がオーバーシュートし、所定圧力を大き
く越える場合がある。

【００４０】第５の実施例はこの制御遅れを防ぐための
ものであり、この制御手順を図１３のフローチャートを
用いて説明する。なお、この実施例では、電磁開閉弁５
０は内圧センサ２８以外に、給油信号、気温等によって
制御される。ステップ１３００ではまず、内圧センサ２
８によって検出されたタンク内圧Ｐｔを読み込む。続く
ステップ１３０１では給油状態か否かを判定する。ステ
ップ１３０１で給油状態と判定した場合はステップ１３
０２に進んで給油継続中か否かを判定し、給油状態でな
いと判定した場合はステップ１３０８に進んで車両が走
行中か否かを判定する。

【００４１】まず、給油状態の場合について説明する。
ステップ１３０１で給油状態と判定した場合はステップ
１３０２において給油継続中か否かを判定する。ステッ
プ１３０２において給油継続中でないと判定した状態
は、給油開始直後を示している。この時はステップ１３
０３に進んで気温を読み込み、続くステップ１３０４で
気温に応じた流量制御弁５０の給油時の初期開度Ｔを演
算する。この初期開度Ｔは電磁弁制御装置６０のメモリ
に記憶させた図１４に示す気温−開度特性を補間するこ
とによって求めることができる。

【００４２】このようにして、流量制御弁５０の給油時
の初期開度Ｔが演算された後は、次にステップ１３０２
に進んで来た時には給油継続中であると判定され、ステ
ップ１３０５に進む。ステップ１３０５ではステップ１
３００で検出したタンク内圧Ｐｔの、給油時の目標内圧
Ｐｆとの大小を判定し、Ｐｔ＞Ｐｆの場合はステップ１
３０６で流量制御弁５０の開度Ｔを所定開度ΔＴｆだけ
増大させ、Ｐｔ≦Ｐｆの場合はステップ１３０７で開度
Ｔを所定開度ΔＴｆだけ減少させるフィードバック制御
を行う。

【００４３】次に、走行中の場合について説明する。車
両が走行中の場合はステップ１３０１で給油状態でない
と判定し、ステップ１３０８で走行中であると判定して
ステップ１３０９に進む。ステップ１３０９ではステッ
プ１３００で検出したタンク内圧Ｐｔの、走行時の目標
内圧Ｐｒとの大小を判定し、Ｐｔ＞Ｐｒの場合はステッ
プ１３１０で流量制御弁５０の開度Ｔを所定開度ΔＴｒ
だけ増大させ、Ｐｔ≦Ｐｒの場合はステップ１３１１で
開度Ｔを所定開度ΔＴｒだけ減少させるフィードバック
制御を行う。

【００４４】最後に給油状態でない駐車中の場合につい
て説明する。この場合はステップ１３０１で給油状態で
ないと判定し、ステップ１３０８で走行中でないと判定
してステップ１３１２に進む。ステップ１３１２ではス
テップ１３００で検出したタンク内圧Ｐｔの、駐車時の
目標内圧Ｐｐとの大小を判定し、Ｐｔ＞Ｐｐの場合はス
テップ１３１３で流量制御弁５０の開度Ｔを所定開度Δ
Ｔｐだけ増大させ、Ｐｔ≦Ｐｐの場合はステップ１３１
４で開度Ｔを所定開度ΔＴｐだけ減少させるフィードバ
ック制御を行う。

【００４５】このように、第５の実施例では、燃料タン
ク２１の内圧が駐車中、走行中のそれぞれの目標内圧に
フィードバック制御することができ、給油時は制御遅れ
なく給油時の目標内圧に制御することができる。図１５
は本発明の第６の実施例の構成を示すものであり、第２
の形態の蒸発燃料処理装置３０の要部の構成を示してい
る。この実施例では内燃機関１の図示は省略し、既出の
構成部材と同じ構成部材には同じ符号を付してある。

【００４６】この実施例では車両の駐車中のベーパ流量
は、図３で説明したように非常に小さいので、駐車中の
ベーパ量は一定と考えて流量制御弁５０の開度Ｔを一定
にするように制御している点が前述の実施例と異なる。
従って、この実施例では流量制御弁５０のベーパ量に応
じた開度制御は給油時と、走行時のみについて行う。そ
して、この給油時と、走行時の流量制御弁５０のベーパ
量に応じた開度制御については既に前述の実施例におい
て説明したので、この実施例ではその説明を省略し、駐
車時のみの制御について説明する。

【００４７】第６の実施例の電磁弁制御装置６０には、
図示しない燃料タンクに設けられた内圧センサからの圧
力検出信号、図示しない車両の運転席近傍にある燃料タ
ンクの蓋（リッド）を開けるためのリッドオープナ１５
に設けられた給油検出スイッチ１６からの給油信号、お
よび制御回路１０からの吸気温度信号、運転時間信号
や、イグナイタスイッチ信号等の運転状態パラメータが
入力される他に、車両のイグニッションスイッチ２９の
オンオフ信号が入力されるようになっている。給油検出
スイッチ１６とイグニッションスイッチ２９は共に、車
両に搭載されたバッテリ３９に接続されている。

【００４８】そして、この実施例では、電磁弁制御装置
６０は、リッドオープナ１５が開かれるか、イグニッシ
ョンスイッチ２９がオンとなった時にバッテリ３９に接
続されるので、この時に電磁開閉弁５０の開度を制御し
てタンクの内圧を所定値以内に抑えるように動作する。
一方、この実施例では、車両の駐車時で給油中でない時
には給油検出スイッチ１６がオフ状態にあるので、イグ
ニッションスイッチ２９がオフされると、電磁弁制御装
置６０がバッテリ３９に接続されなくなり、電磁弁制御
装置６０の電源がオフになる。この実施例では、電磁弁
制御装置６０の電源がオフになった時の電磁開閉弁５０
の開度が図１６(a) に示すように所定開度Ｍになるよう
に設定されている。

【００４９】従って、この実施例ではイグニッションス
イッチ２９がオフされた時には電磁弁制御装置６０への
通電が絶たれるが、電磁開閉弁５０は所定開度Ｍに保持
されるので、燃料タンク内圧は所定値に抑えられる。ま
た、このときは電磁弁制御装置６０がオフ状態であるの
で、バッテリ３９の電源負荷が低減できる。更に、この
実施例ではキャニスタ２２のチェックのために、イグニ
ッションスイッチ２９がオンされた直後に、一度電磁開
閉弁５０の開度を０にしている。なお、電磁開閉弁５０
の開度特性としては、図１６(b) に示すように、電磁弁
制御装置６０の電源がオフになった時の電磁開閉弁５０
の開度を所定開度Ｎになるように設定し、電圧の上昇と
共にこの開度を直線的に増大させるような設定でも良
い。一般的にはベーパ発生量は駐車時が最も小さいの
で、駐車中の電磁開閉弁５０の開度を最小になるように
設定すれば良い。

【００５０】図１７は本発明の第７の実施例の構成を示
すものであり、第１の形態の蒸発燃料処理装置２０にお
けるキャニスタ２２の構成を示している。この実施例で
も既出の構成部材と同じ構成部材には同じ符号を付して
ある。第７の実施例のキャニスタ２２には、図１７(a)
に示すように、ベーパ捕集管２５に接続するタンクポー
ト３１、ベーパ還流管２７に接続するパージポート３
２、ベーパを吸着する活性炭３３、および大気ポート３
４が一般的に設けられている。そして、大気ポート３４
と活性炭３３との間には大気室３５が設けられている。
この実施例では、キャニスタ２２の大気室３５内に、流
量制御弁として機能するベーパ経路分割弁７０が設けら
れている。この実施例のキャニスタ２２では、ベーパ経
路分割弁７０が水平面に対して垂直の方向に設けられて
いる。

【００５１】図１７(b) はこのベーパ経路分割弁７０を
取り出し、その中央部分で縦に２つに分割してその構造
を示すものである。ベーパ経路分割弁７０は、図１７
(b) に示すように、大気室３５内を水平面に対して垂直
な方向に仕切る仕切板７１を備えており、この仕切板７
１には水平方向に平行に延びた２ヵ所の凹部７２が設け
られている。各凹部７２の水平方向には仕切板７１に垂
直な側壁７３が形成されており、各側壁７３の端部と各
凹部７２の上端部との間は斜面７４で接続されている。
そして、各凹部７２の長手方向の両端部は、仕切板７１
に垂直な三角形状の側壁７５で塞がれている。また、各
斜面７４には窓７６が穿設されており、各凹部７２の裏
面側の窓７６の周囲には開閉弁７７が設けられている。

【００５２】開閉弁７７はゴムまたは樹脂等の軽量の材
質で形成された板状のものであり、窓７６の寸法よりも
大きく、各窓７６の上縁部側の斜面７４の裏側にこの開
閉弁７７の一辺が固着されている。従って、この開閉弁
７７は、通常の状態では斜面７４の裏面に自重で張りつ
いており、各窓７６を裏面側から封止している。また、
仕切板７１の所定箇所には、小さな通気孔７８が少なく
とも１個穿設されている。この実施例では通気孔７８は
４ヵ所に設けられており、４つの通気孔７８の合計の断
面積は、図１で説明した従来のキャニスタ２２に設けら
れる大気ポート３４の断面積にほぼ等しくなっている。
更に、仕切板７１の裏面側には、凹部７２の裏面に取り
付けられた開閉弁７７を保護するためのカバー８０が設
けられており、このカバー８０には複数個の通気孔７９
が穿設されている。

【００５３】以上のように構成されたベーパ経路分割弁
７０を備えたキャニスタ２２では、燃料タンクにおける
ベーパの発生が少ない時には、ＨＣが活性炭３３に吸着
された空気は仕切板７１に穿設された通気孔７８を通っ
て大気ポート３４から大気中に放出される。一方、燃料
タンクからのベーパ量が多くなり、通気孔７８からの空
気の放出が間に合わなくなると、キャニスタ２２のベー
パ経路分割弁７０の上流側の大気室３５内の圧力が上昇
する。大気圧室３５内の圧力が上昇すると、この圧力で
開閉弁７７が押されて凹部７２の裏面側から図１７(a)
に点線で示すように離れ、窓７６が開口する。すると、
この窓７６を通じてキャニスタ２２のベーパ経路分割弁
７０の上流側の大気室３５が大気に連通するので、キャ
ニスタ２２の大気室３５内の空気は、点線で示すように
窓７６と大気ポート３４を通じて大気に放出され、大気
室３５内の圧力が低下して圧力の上昇がなくなる。大気
室３５内の圧力が低下すると、開閉弁７７は自重で再び
凹部７２の裏面側に張りつき、窓７６を封止する。従っ
て、この実施例でも燃料タンク内の圧力を所定の圧力に
抑えることができる。

【００５４】図１８は本発明の第７の実施例の変形実施
例のキャニスタ２２の構造を示す断面図である。この実
施例ではキャニスタ内に上下に分割された活性炭３３
Ａ，３３Ｂがあり、これらの活性炭３３Ａ，３３Ｂは中
継室４６によって接続されている。そして、活性炭３３
Ｂの大気側に図１７で説明したベーパ経路分割弁７０が
設けられている。また、ベーパ経路分割弁７０と大気ポ
ート３４との間にはバッファ活性炭４７が設けられてい
る。

【００５５】この変形例のキャニスタ２２では、給油時
以外はベーパ経路分割弁７０の通気孔７８を通じて空気
が大気側に放出され、バッファ活性炭４７がバッファキ
ャニスタの役目を果たす。従って、パージ時に大気側の
バッファ活性炭４７と活性炭３３Ｂから優先的にパージ
が行われ、常にクリーンな状態が保持され、かつ、ベー
パ吸着時において大気側のバッファ活性炭４７と活性炭
３３Ｂとは小さな通気孔７８でしか連絡されていないの
で、ベーパ拡散が発生しにくい。よって、新たにベーパ
吸着をしても、大気ポート３４よりベーパの吹き抜けを
防止することができる。

【００５６】更に、給油時においては、ベーパ経路分割
弁７０の開閉弁７７がベーパの圧力で開き、開口面積の
大きなベーパ経路を確保するため、通気抵抗を増大させ
ることなく僅かなＨＣを含むベーパが常にクリーンに保
持されているバッファ活性炭４７に流れ、ＨＣ吸着後の
クリーンな空気のみを大気に放出する。よって、給油時
においてもキャニスタ２２のベーパ吸着能力を向上させ
ることができる。

【００５７】なお、このベーパ経路分割弁７０のキャニ
スタ２２内における設置位置は、吹き抜け性能上のバッ
ファ活性炭４７の容量にて決まり、中継室４６から大気
ポート３４までの間のキャニスタ内に適宜設置すること
ができる。

【００５８】

【発明の効果】以上２つの形態を用いて説明したよう
に、本発明の内燃機関の蒸発燃料処理装置によれば、燃
料タンク内のベーパ濃度が低い場合には、キャニスタの
大気開口面積が小さく抑えられるので大気へのＨＣの排
出量を抑えることができ、燃料タンク内のベーパ濃度が
高い場合には、キャニスタの大気開口面積を大きくして
キャニスタ内の吸着部材の前後差圧を増大させることな
く大量のベーパに含まれるＨＣを吸着することができる
ので、ベーパの大気への排出低減と、燃料タンク内の過
度の圧力上昇防止とを両立させることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の内燃機関の蒸発燃料処
理装置を内燃機関と共に示す全体構成図である。

【図２】流量制御弁のダイアフラムの前後差圧と流量制
御弁の流量特性を示す線図である。

【図３】車両の運転状態とキャニスタ流量との関係を示
す説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例の内燃機関の蒸発燃料処
理装置において使用されるキャニスタの構成を示す断面
図である。

【図５】図４のキャニスタにおける活性炭の前後差圧と
燃料蒸気の流量特性を示す線図である。

【図６】本発明の第３の実施例の内燃機関の蒸発燃料処
理装置を内燃機関と共に示す全体構成図である。

【図７】図６の内燃機関の蒸発燃料処理装置における電
磁開閉弁の開度制御手順の一例を示すフローチャートで
ある。

【図８】図７のフローチャートの変形実施例のフローチ
ャートである。

【図９】(a) はキャニスタにおけるベーパ流速とキャニ
スタの稼働効率との関係を示す線図、(b) は気温とベー
パ流量との関係を示す線図、(c) はベーパ発生量と電磁
開閉弁の開度の関係を示す線図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の内燃機関の蒸発燃料
処理装置の構成を示す構成図である。

【図１１】図１０の内燃機関の蒸発燃料処理装置におけ
る電磁開閉弁の開度の制御手順を示すフローテャートで
ある。

【図１２】本発明の第５の実施例の内燃機関の蒸発燃料
処理装置の構成を示す構成図である。

【図１３】図１２の電磁開閉弁の動作手順を示すフロー
チャートである。

【図１４】図１２のフローチャートにおける給油時の開
度の初期値を気温に応じて決める際の気温と電磁開閉弁
の開度との関係を示す線図である。

【図１５】本発明の第６の実施例の内燃機関の蒸発燃料
処理装置の構成を示す構成図である。

【図１６】(a) は第６の実施例における電磁開閉弁の電
圧と開度との関係の一例を示す線図、(b) は第６の実施
例における電磁開閉弁の電圧と開度との関係の別の例を
示す線図である。

【図１７】(a) は本発明の第７の実施例の内燃機関の蒸
発燃料処理装置の構成を示す構成図、(b) は(a) に示し
たキャニスタに内蔵された流量調節弁の構成の詳細を、
流量調節弁を縦方向に２つに割って示す斜視図である。

【図１８】本発明の第７の実施例の変形実施例のキャニ
スタの構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…吸気通路 １０…制御回路 １５…リッドオープナ １６…給油検出スイッチ ２０…第１の形態の蒸発燃料処理装置 ２１…燃料タンク ２２…キャニスタ ２３…流量スイッチ ２４…バッファキャニスタ ２５…ベーパ捕集管 ２６…電気式パージ流量制御弁（ＶＳＶ） ２７…パージ通路 (ベーパ還流管) ２８…内圧センサ ２９…イグニッションスイッチ ３０…第２の形態の蒸発燃料処理装置 ３１…タンクポート ３２…パージポート ３３…活性炭 ３４…大気ポート ３５…大気室 ３６…活性炭 ３７…第３の大気ポート ３８…連絡管 ４０…流量制御弁 ４１…ハウジング ４２…ダイアフラム ４３…ダイアフラム室 ４４…第２大気室 ４５…第２大気ポート ４６…中継室 ４７…バッファ活性炭 ５０…電磁開閉弁 ６０…電磁弁制御装置 ７０…ベーパ経路分割弁 ７１…仕切板 ７４…斜面 ７６…窓 ７７…開閉弁 ７８…通気孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−151022（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−27025（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−42258（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/08 311 F02M 25/08 F02M 37/00 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクで発生した蒸発燃料が大気に
   放出されないように吸着し、機関稼働時に吸着した蒸発
   燃料を機関の吸気通路に戻すように機能する内燃機関の
   蒸発燃料処理装置であって、 前記燃料タンクからのベーパが流入するタンクポートと
   前記吸気通路にベーパを排出するパージポート、および
   大気に連通する大気ポートとを備えており、前記タンク
   ポートとパージポートと、前記大気ポートとの間に吸着
   部材が内蔵されたキャニスタと、 このキャニスタの大気ポート側の所定部位に設けられ
   て、このキャニスタの大気開放面積を弁の開度によって
   変更する電磁開閉弁と、この電磁開閉弁の開度を制御する制御手段、及び、 前記燃料タンクの内圧を検出し、検出値を前記制御手段
   に入力する内圧検出センサ とを備え、前記制御手段は燃料タンクの内圧の検出値に応じて、こ
   の内圧が所定値になるように前記電磁開閉弁をフィード
   バック制御すると共に、前記燃料タンクへの給油状態を
   検出した時には、前記電磁開閉弁の開度が所定値となる
   ように前記電磁開閉弁を制御する ことを特徴とする内燃
   機関の蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 燃料タンクで発生した蒸発燃料が大気に
   放出されないように吸着し、機関稼働時に吸着した蒸発
   燃料を機関の吸気通路に戻すように機能する内燃機関の
   蒸発燃料処理装置であって、 前記燃料タンクからのベーパが流入するタンクポートと
   前記吸気通路にベーパを排出するパージポート、および
   大気に連通する大気ポートとを備えており、前記タンク
   ポートとパージポートと、前記大気ポートとの間に吸着
   部材が内蔵されたキャニスタと、 このキャニスタの大気ポート側の所定部位に設けられ
   て、このキャニスタの大気開放面積を弁の開度によって
   変更する電磁開閉弁と、 この電磁開閉弁の開度を制御する制御手段、及び、 前記燃料タンクからのベーパ量を演算するベーパ量演算
   手段とを備え、 前記制御手段は演算されたベーパ量に基づいて前記電磁
   開閉弁の弁の開度制御 することを特徴とする内燃機関の
   蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関の蒸発燃料処
   理装置であって、前記制御手段には前記燃料タンクへの給油を判断する給
   油検出手段が接続されており、 前記制御手段が給油中であることを検出した場合には、
   前記電磁開閉弁の弁の開度を大きくする ことを特徴とす
   る内燃機関の蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項に記載の内
   燃機関の蒸発燃料処理装置であって、前記電磁開閉弁 は非通電時に所定開度Ａを有するように
   構成され、前記制御手段は機関停止かつ非給油時に前記
   電磁開閉弁に対して非通電とすることを特徴とする内燃
   機関の蒸発燃料処理装置。