JP3760374B2

JP3760374B2 - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP3760374B2
Application number: JP2000376698A
Authority: JP
Inventors: 茂吉田; 和巳春田; 大介伊藤
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2000-11-06
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2020-11-06
Also published as: US20020035990A1; DE10154360A1; JP2002138910A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気管負圧が２０ＫＰａ以下のエンジンを搭載した自動車の蒸発燃料処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料消費量を減少させ燃料経済性を向上させる目的で、理論空燃比や経済空燃比よりも希薄な空燃比で稼動される、いわゆるリーンバーンエンジン等、吸気管負圧が少ない自動車における蒸発燃料処理装置については、特開平１１−３０１５８号公報で公知である。前記公報によれば、例えば、スロットル開度が大きく、且つ車速が高速域のような減速走行ではない時、またはエンジン回転速度が高速で且つスロットル開度が大きい高負荷走行ではない時、あるいは、エンジンの始動時または一定時間毎のような、パージ条件が成立している場合に、燃料駆動またはモータ駆動により、回転式のポンプを有するパージポンプを作動させ、蒸発燃料を吸気管側に送っている。
【０００３】
そして、パージ制御弁を開弁し、且つキャニスタに形成された大気孔をキャニスタ制御弁により閉塞する。この状態から、一定時間が経過した後に内圧センサにより燃料タンク内の圧力を検出する。そして、内圧センサにより検出された燃料タンク内の内部圧力が設定内部圧力よりも大気圧側の高い圧力である場合には、蒸発燃料蒸散防止装置の故障と診断してブザー等の聴覚表示手段やランプ等の視覚表示手段を作動させて自動車の乗員に知らせるようにするとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の装置では、診断を実施する時のエンジンの運転条件が、例えばスロットル開度が大きく、且つ車速が高速域のような減速走行でない時、またはエンジン回転速度が高速で且つスロットル開度が大きい高負荷走行ではない時、等に限られ診断の時期が限定され、故障検出の機会が減少する。また、パージ通路内が負圧になる部分、すなわち、パージポンプの上流側パージ通路（燃料タンクからパージポンプまでのパージ通路）のみの故障診断しかできなく、パージ通路全体（燃料タンクから吸気管までのパージ通路）の故障診断をすることができない弱点を有する。また、回転式ポンプにおいては、回転体周囲の洩れ損失を極力小さくして、性能確保を図る必要があるため、部品精度が高く高価となる。そこで本発明は、診断時期が限定されることにより故障検出の機会を減少させず、燃料タンクから吸気管までのパージ通路全体の故障診断が可能で安価な蒸発燃料処理装置を提案することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決を目的としてなされた請求項１の発明は、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料を強制的に脱離させ吸気管に送る形式の蒸発燃料処理装置おいて、パージ通路途中にあって吸入側および排出側に逆止弁を配したパージポンプを用いて構成され、前記キャニスタの大気開閉弁を閉じた後、前記パージポンプの作動により、燃料タンク内の負圧が所定の値になった時、前記パージポンプの作動を停止すると同時にまたは停止した直後に、前記吸気管またはその近傍に設けられた流量制御弁を閉じ、所定時間後に前記燃料タンク内の圧力変動を検知することにより、前記パージ通路全体の故障を検出するようにしたことを特徴とする。また、請求項２の発明は、前記パージポンプの吸入口と排出口とを結ぶバイパス通路を設けたことを特徴とする。また、請求項３の発明は、前記バイパス通路が前記パージポンプ内に設けられたことを特徴とする。また、請求項４の発明は、前記バイパス通路に絞りを設けたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概念図である。図１において、エンジン１の吸気管２から燃料タンク３の上部まで、蒸発燃料を通すためのパージ通路４が形成されている。パージ通路４の途中には、燃料タンク３内で蒸発した燃料を一時的に吸着しておくためのキャニスタ５が設けられている。キャニスタ５の大気通路５ａには大気開閉弁６が設けられ、ＥＣＵ７により制御される電源により開閉する。キャニスタ５の下流側（エンジン側）にはパージポンプ８が設けられ、エンジン１または不図示のバッテリ電源により駆動されて、キャニスタ５に吸着されている蒸発燃料を、強制的に吸気管２に送り込むよう構成されている。
【０００７】
パージポンプ８の吸入口８ａと排出口８ｂとを連通するバイパス通路９が形成され、バイパス通路９内には不図示の絞り部が設けられ、流量を制限して通過させるよう調整されている。パージ通路４の吸気管２への開口部またはその近傍には流量制御弁１０が設けられている。流量制御弁１０はＥＣＵ７の電気信号によりデューティ制御される開閉弁により構成されている。燃料タンク３の上部には燃料タンク３内の圧力を検知するための圧力センサ１１が設けられ、検出信号をＥＣＵ７に送るよう構成されている。
【０００８】
次に、図２を参照してパージポンプ８の構成について詳しく説明する。図２において、アルミニウム鋳造で形成されたポンプハウジング８１とプレス型で形成された鋼板製のポンプカバー８２によりダイアフラム８３が挟着されている。ダイアフラム８３にはダイアフラムロッド８４が一体的に固定されている。ダイアフラムロッド８４の中央部はシールダイアフラム８５で支持され、軸方向に移動可能に保持されている。ダイアフラムロッド８４の先端部（図では下端部）は、ロウ付けされたリテーナ８４ａを介してポンプレバー８６の一端に係止されている。ポンプレバー８６の外端部はエンジン１のカムシャフト１ａに係合し、中央部は回動可能にポンプハウジング８１に軸支されている。ダイアフラム８３は第１のスプリング８７および第２のスプリング８８により上方に押圧され、ダイアフラムロッド８４はポンプレバー８６に係止される。
【０００９】
一方、ポンプカバー８２とダイアフラム８３に囲繞されてポンプ室８２ａが形成され、ポンプ室８２ａは第１の逆止弁８９を介して吸入側空間部８２ｂに、第２の逆止弁９０を介して排出側空間部８２ｃに連通している。吸入側空間部８２ｂには吸入パイプ９１がロウ付けされ吸入口８ａを形成し、、排出側空間部８２ｃには排出パイプ９２がロウ付けされて排出口８ｂを形成している。第１および第２の逆止弁８９、９０は何れも吸入口８ａから排出口８ｂに向かう方向に開き、逆の方向には閉じるよう配列されている。なお、上述の構成においては、ポンプ室８２ａの容積を可変として蒸発燃料を吸入・排出するため、回転摺動部がなく、部品の要求精度はさほど高くないので安価に製作が可能である。
【００１０】
次に、本実施形態の作用について説明する。図１において、エンジン１が停止され燃料タンク３内の温度が上昇すると、燃料タンク３内の燃料が蒸発する。蒸発燃料はパージ通路４を通りキャニスタ５内の吸着剤５ｂに吸着され、外部への漏洩が防止される。次いで、エンジン１が稼動されると流量制御弁１０が開かれパージポンプ８が駆動される。キャニスタ３内の蒸発燃料はパージポンプ８の吸引力により脱離され、開弁している大気開閉弁６から流入する空気とともに、強制的に吸気管２に送られエンジン１で燃焼される。流量制御弁１０はＥＣＵ７からの電源によりデューティ制御され、エンジン１負荷に応じた最適パージ流量が供給される。
【００１１】
パージ通路４の故障診断の時期が来ると、先ず、大気開閉弁６が閉じられる。パージポンプ８上流側のパージ通路４ａ、４ｂの圧力は、パージポンプ８の吸引力により負圧となり、下流側のパージ通路４ｃは正圧となる。上流側のパージ通路４ａ、４ｂ、すなわち、燃料タンク３内の圧力が圧力センサにより検知されて、所定の負圧で安定した時（例えば、所定時間内の圧力変動率が所定値以下となった時）、パージポンプ８の駆動を停止すると同時に、または停止した直後に流量制御弁１０が閉じられる。この時、パージ通路４ｃの圧力（正圧）は第１および第２の逆止弁８９、９０の閉弁により、逆止弁８９、９０を経てパージ通路４ｂには導通しないが、バイパス通路９を経て導通し全パージ通路４および燃料タンク内は同一圧力（負圧）に均衡する。
【００１２】
そして、所定時間後の負圧を圧力センサ１１により検知し、負圧が流量制御弁１０閉弁時の値よりも低下した時、すなわち、大気圧側への負圧変動値が所定値以上である場合には、パージ通路４に漏れがあると判定する。また、バイパス通路９には不図示の絞りが設けられているので、パージポンプ８により圧送された蒸発燃料がバイパス通路９を経て逆流するのを最小限に防止できる。なお、特開平１１−３０１５８号公報に開示されたパージポンプを使用する場合は、パージポンプの作動停止時、吸入口８ａと排出口８ｂとはポンプ内部において連通されるので、敢えてバイパス通路９を設ける必要はない。
【００１３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は本発明の第２の実施形態に係る蒸発燃料処理装置のパージポンプの縦断面図である。図３において、パージポンプ１２の吸入側空間部１２ａと排出側空間部１２ｂとは絞り孔１２ｃおよび１２ｄにより連通され、第１の実施形態（図１）におけるバイパス通路９を構成している。したがって、別にパージポンプ１２を迂回するバイパス通路を設ける必要はなく、部品点数を削減することができる。なお、パージポンプ１２の他の機能および作用については、第１の実施形態と同様なので説明は省く。
【００１４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図４（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る蒸発燃料処理装置のパージポンプの縦断面図で、図４（ｂ）は断面Ａ−Ａである。図４において、合成樹脂製のポンプハウジング１３１と同製のポンプカバー１３２とによりダイアフラム１３３が気密を保持して挟持され、溶着部で熱溶着されている。ポンプカバー１３２内には弁体１３４が一体的に溶着され、弁室１３２ａ、吸入側空間部１３２ｂ、排出側空間部１３２ｃを形成している。弁体１３４には第１の逆止弁１３５および第２の逆止弁１３６が、吸入口１３ａから排出口１３ｂに向かう流れにより開くよう設けられている。吸入側空間部１３２ｂには吸入パイプ１３２ｄが立設され、吸入口１３ａを構成し、排出側空間部１３２ｃには排出パイプ１３２ｅが立設され、排出口１３ｂを構成している。吸入側空間部１３２ｂと排出側空間部１３２ｃとを隔てる隔壁１３２ｆにはスリット状の絞り部１３２ｇが設けられ、吸入側空間部１３２ｂと排出側空間部１３２ｃとを連通するバイパス通路を構成している。
【００１５】
ダイアフラム１３３にはダイアフラムロッド１３７が一体的に固定され、ダイアフラムロッド１３７の不図示の先端部は、ポンプハウジング１３１に固定された電動モータ１４の不図示のモータ軸に偏心して回動可能に係合している。電動モータ１４の回転に応じてダイアフラムロッド１３７が上下動してダイアフラム１３３を上下させる。電動モータ１４の停止時には、逆止弁１３５、１３６が閉弁しても、吸入口１３ａと排出口１３ｂの圧力は絞り部１３２ｇを介して導通する。なお、本実施形態の作用については、第１の実施形態と同様なので説明は省く。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。すなわち、燃料タンク内の圧力（パージポンプ上流のパージ通路内の圧力）を検知してパージ通路全体を塞ぎ、所定時間後の圧力低下を検知して漏洩を診断するので、エンジンの運転条件に関係なく、何時でも診断が可能であり故障検出の機会が減少することがない。また、流量制御弁を吸気管またはその近傍に取り付けたので、燃料タンクから吸気管までのパージ通路全体の故障診断が可能である。また、パージポンプには回転摺動部がないので、部品の製作が容易なため安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る蒸発燃料処理装置のパージポンプの縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る蒸発燃料処理装置のパージポンプの縦断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る蒸発燃料処理装置のパージポンプの縦断面図である。
図４（ｂ）は断面Ａ−Ａである。
【符号の説明】
２吸気管
３燃料タンク
４パージ通路
５キャニスタ
６大気開閉弁
８パージポンプ
８ａ吸入口
８ｂ排出口
９パイパス通路
１０流量制御弁
１２パージポンプ
１２ｃ絞り孔
１２ｄ絞り孔
１３パージポンプ
１３２ｇ絞り部

Claims

キャニスタ内に吸着された蒸発燃料を強制的に脱離させ吸気管に送る形式の蒸発燃料処理装置において、パージ通路途中にあって吸入側および排出側に逆止弁を配したパージポンプを用いて構成され、前記キャニスタの大気開閉弁を閉じた後、前記パージポンプの作動により、燃料タンク内の負圧が所定の値になった時、前記パージポンプの作動を停止すると同時にまたは停止した直後に、前記吸気管またはその近傍に設けられた流量制御弁を閉じ、所定時間後に前記燃料タンク内の圧力変動を検知することにより、前記パージ通路全体の故障を検出するようにしたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
前記パージポンプの吸入口と排出口とを結ぶバイパス通路を設けたことを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
前記バイパス通路が前記パージポンプ内に設けられたことを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
前記バイパス通路に絞りを設けたことを特徴とする請求項２または３記載の蒸発燃料処理装置。