JP4165031B2 - キャニスタパージシステム - Google Patents
キャニスタパージシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4165031B2 JP4165031B2 JP2001133592A JP2001133592A JP4165031B2 JP 4165031 B2 JP4165031 B2 JP 4165031B2 JP 2001133592 A JP2001133592 A JP 2001133592A JP 2001133592 A JP2001133592 A JP 2001133592A JP 4165031 B2 JP4165031 B2 JP 4165031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorbent
- housing
- canister
- purge
- negative pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料タンクからの蒸発燃料を一旦キャニスタに吸着した後に機関吸気通路に供給するキャニスタパージシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の燃料タンク内の蒸発燃料の大気放出を防止するために、タンク内の蒸発燃料を活性炭などの吸着剤を収納したキャニスタに導いて一旦吸着剤に吸着させるキャニスタパージシステムが一般に知られている。このようなキャニスタパージシステムでは、キャニスタ内の吸着剤が吸着した蒸発燃料で飽和することを防止するために、キャニスタと機関吸気通路とをパージ通路で接続し、機関運転中に大気をキャニスタを通して吸気通路に吸入することにより、吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸気とともに機関に吸入させて燃焼するようにしている。
【0003】
すなわち、キャニスタを大気と機関吸気通路とに同時に連通させることにより吸気通路の負圧により大気がキャニスタ内の吸着剤を通過してパージ通路から吸気通路に吸引される。空気がキャニスタ内の吸着剤を通過する際に吸着剤に吸着された蒸発燃料が吸着剤から脱離し、パージ通路からは空気と蒸発燃料との混合気(パージガス)が吸気通路内に流入する。吸気通路に流入した蒸発燃料は機関吸気とともに機関の燃焼室に吸入されるため、キャニスタからの蒸発燃料は燃焼室内で燃焼する。これにより、燃料タンクからの蒸発燃料は大気に放出されることなく機関燃焼室で燃焼する。
【0004】
上記のように、キャニスタパージシステムでは吸着剤は蒸発燃料の吸着と脱離を繰返して蒸発燃料の大気放出を防止している。しかし、蒸発燃料の脱離(パージ)が効率的に行われないと吸着剤には次第に吸着された蒸発燃料が蓄積してしまい吸着できる蒸発燃料の量が低下する問題がある。
この問題を解決するために、例えばキャニスタに吸着剤を加熱するヒータを設け、パージ中に吸着剤温度を上昇させることにより吸着剤からの蒸発燃料の脱離を促進する技術が知られている。
【0005】
この種のキャニスタパージシステムの例としては、例えば特開平8−42413号公報に記載されたものがある。
同公報のキャニスタパージシステムは、キャニスタ内の吸着剤を加熱する電気ヒータを設け、燃料タンク内の燃料の残量が多い時には電気ヒータによりキャニスタの吸着剤を加熱し、燃料タンク内の燃料残量が少なくなったときにヒータによる加熱を停止するようにしている。
【0006】
機関の燃料タンクへの給油時には多量の蒸発燃料が発生し、キャニスタの吸着剤には多量の蒸発燃料が吸着される。従って、燃料の残量が多い場合には給油後あまり時間が経過しておらず、給油時に発生した蒸発燃料が多量にキャニスタの吸着剤に吸着されていると考えられる。上記公報のキャニスタパージシステムは、燃料タンク内の燃料残量が多く、吸着剤に多量の蒸発燃料が吸着されていると考えられる場合にはキャニスタの吸着剤の加熱を行い、吸着剤からの蒸発燃料の脱離を促進している。
【0007】
一方、吸着剤の蒸発燃料吸着能力は吸着剤温度が高いほど低下する。また、燃料タンクの燃料残量が少なくなった場合には、近い将来給油が行われ、多量の蒸発燃料が発生することが予測される。そこで、上記公報のキャニスタパージシステムでは燃料残量が少なくなった場合には、吸着剤の加熱を停止して吸着剤温度を低下させ、吸着剤の蒸発燃料吸着能力を増大させて給油に備えるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平8−42413号公報のキャニスタパージシステムでは、燃料残量が多い間は機関の運転中常に加熱が行われるため加熱に要するエネルギーが増大する問題がある。また、上記公報の装置では、単に加熱により吸着剤から吸着した蒸発燃料を脱離させているため、必ずしも効率の良い脱離を行えず、無駄に消費される加熱エネルギーが多い問題がある。
【0009】
本発明は上記に鑑み、吸着剤のヒータ加熱を行う際に、加熱エネルギーの無駄な消費を招くことなく、効率的に吸着剤からの蒸発燃料の脱離を行うことが可能なキャニスタパージシステムを提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、内部に吸着剤を収容するハウジングと、それぞれ前記ハウジングに設けられ、ハウジング内部を内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、ハウジング内部を内燃機関の燃料タンク内の液面上部空間に連通するベーパーポートと、ハウジング内部を大気に連通する大気ポートとを備え、燃料タンク内の蒸発燃料を前記ベーパーポートを介してハウジング内に導入して前記吸着剤に吸着させ、内燃機関運転中に前記大気ポートからハウジング内に大気を導入して前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から脱離させるとともに脱離した蒸発燃料を前記パージポートから内燃機関の吸気通路に供給するキャニスタパージシステムであって、更に、前記吸着剤を加熱するヒータと、前記大気ポートからのハウジングへの大気の導入を遮断して、ハウジング内を負圧に保持する負圧保持手段と、前記ヒータと前記負圧保持手段との両方を非作動とし、前記大気ポートからハウジング内に大気を導入して前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から脱離させるとともに脱離した蒸発燃料を前記パージポートから内燃機関の吸気通路に供給するパージと、前記ヒータと前記負圧保持手段との両方を作動させ、ハウジング内を負圧に保持しつつ前記吸着剤を加熱して、前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から脱離させるバージとを、機関運転中に切換えて実施するパージ制御手段と、を備えたキャニスタパージシステムが提供される。
【0011】
すなわち、請求項1の発明では、ヒータ加熱と吸着剤の負圧保持とを行なわない通常のパージに加えて、キャニスタ内を負圧に保持したままで吸着剤を加熱するパージが行われる。キャニスタ内の圧力を低下させると吸着剤に吸着された燃料が蒸発しやすくなるため、キャニスタ内を負圧に保持して加熱を行うことにより、吸着剤からの蒸発燃料の脱離に要する加熱エネルギーが低減されるとともに、短時間で脱離を完了することが可能となる。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、前記負圧保持手段は、前記大気ポートからのハウジングへの大気の導入を遮断した状態で前記パージポートから内燃機関の吸気通路負圧をハウジング内に導入することによりハウジング内を負圧に保持する、請求項1に記載のキャニスタパージシステムが提供される。
【0013】
すなわち、請求項2の発明では負圧保持手段は大気ポートを閉鎖するとともにパージポートから機関の吸気通路負圧をキャニスタ内に導入することによりキャニスタ内を負圧に保持する。これにより、簡易にキャニスタ内を負圧に保持することが可能となる。ここで、吸着剤の加熱はパージポートを開放したままで行っても良く、パージポートからキャニスタ内に負圧を導入後にパージポートを閉鎖して、キャニスタ内を負圧密閉状態にして行っても良い。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、前記負圧保持手段は、前記パージポートからハウジング内に負圧を導入後、ハウジング内が負圧になった状態で前記パージポートと吸気通路との連通を遮断してハウジング内を負圧に保持する、請求項2に記載のキャニスタパージシステムが提供される。
【0015】
すなわち、請求項2の発明ではキャニスタ内を負圧密閉状態にして吸着剤の加熱を行う。パージポートを開放した負圧状態で吸着剤の加熱を行うと、吸着剤から連続的に大きな速度で燃料が蒸発脱離するようになるため、吸着剤の温度が低下してしまい、比較的低い温度で加熱による入熱と蒸発脱離による気化熱とが平衡してしまう場合がある。これに対してキャニスタを負圧状態で密閉して加熱を行うと、キャニスタ内の蒸発燃料濃度の上昇により徐々に蒸発燃料の脱離速度が低下するため、吸着剤の温度低下は少なくなり同一の加熱量で吸着剤温度を高く維持することが可能となる。このため、キャニスタを負圧状態で密閉して加熱を行い、キャニスタ内の蒸発燃料濃度が増大してキャニスタ内圧力が上昇したときにパージ通路を開放してキャニスタ内の蒸発燃料を吸気通路に吸引する操作を繰返すことにより、蒸発燃料脱離に必要な加熱エネルギー量を低減することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明を自動車用エバポパージシステムに適用した実施例の概略構成を示す図である。図1において、100は内燃機関本体、1は内燃機関100の吸気通路、3は吸気通路1に配置されたエアクリーナを示す。吸気通路1には運転者のアクセルペダル(図示せず)の操作に応じた開度をとるスロットル弁6が設けられている。
【0017】
図1に11で示すのは機関の燃料タンクである。タンク11内の燃料油はフュエルポンプ70により昇圧され、フィード配管71を介して機関100の各気筒の燃料噴射弁101に圧送される。
燃料タンク11には、タンク内への給油のための給油管111が設けられている。また、タンク11の上部には、後述するキャニスタ10にタンク11内の燃料油液面上部空間を接続するブリーザー配管13が接続されている。
【0018】
ブリーザー配管13とタンク11との接続部にはベントバルブ131とそれぞれフロート弁からなるCOV(CUT OFF VALVE)132とROV(ROLL OVER VALVE)133とが設けられている。ベントバルブ131は、燃料タンク11内圧力がブリーザー配管13内圧力よりわずかに高くなると開弁し、ブリーザー配管13を通してタンク11内の蒸発燃料を含む空気をキャニスタに流すようにされている。
【0019】
また、ROV133は、給油時の液面上昇により閉弁し、ベントバルブ131と燃料タンク11との接続を遮断する。また、ROV133は、車両転倒時等にベントバルブ131とタンク11との接続部を閉鎖し、ブリーザー配管13を介して大量の燃料油が外部に洩れることを防止する機能を有している。
【0020】
COV132はROV133と並列に配置されており、ROV133より更に液面が上昇したときにベントバルブ131とタンク11との連通を遮断する。COV132は、給油時の液面上昇時にはROV133閉弁後も開弁してタンク11とベントバルブ131とを連通するが、車両旋回による液面の動揺によりCOV132位置まで液面が到達したような場合、及び車両転倒時等には閉弁し、ベントバルブ131を通って燃料油がブリーザー配管13に侵入することを防止する機能を有する。
【0021】
図1に30で示すのは、機関の電子制御ユニット(ECU)である。ECU30は、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、CPU(マイクロプロセッサ)及び入出力ポートを互いに双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータからなり、機関の燃料噴射制御等の基本制御を行う他、本実施例では後述するキャニスタのパージ制御を行う。
【0022】
上記制御のため、ECU30の出力ポートは図示しない駆動回路を介して機関100の燃料噴射弁101に接続され、燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御している他、後述するパージ制御弁15のアクチュエータ、CCV(CANISTER CLOSURE VALVE)17のアクチュエータにそれぞれ接続され、これらの弁の作動を制御している。
また、ECU30の入力ポートには、機関の回転数、吸入空気量、機関冷却水温度等を表す信号が、それぞれ図示しないセンサから入力されている他、機関吸気通路1に設けられた吸気酸素濃度センサ33から吸気中の酸素濃度に対応する信号が入力されている。ECU30は、吸気酸素濃度センサ33出力に基づいて、吸気中に含まれる蒸発燃料量(蒸発燃料濃度)を算出する。
【0023】
図1に10で示すのは燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタである。キャニスタ10はブリーザー配管13により燃料タンク11の燃料液面上部空間と、また、パージ配管14により吸気通路1の吸気酸素濃度センサ33上流側部分と、それぞれ接続されている。図1に15で示すのは、パージ通路14を開閉するパージ制御弁15である。パージ制御弁15はソレノイドアクチュエータなどの適宜な形式のアクチュエータを備え、ECU30からの信号により開弁し、キャニスタ10と吸気通路1とを連通してキャニスタ10のパージを行う。
【0024】
次に、本実施形態のキャニスタ10の構造について説明する。
図2は本実施形態のキャニスタ10の構造を模式的に示す断面図である。キャニスタ10はハウジング10aと、該ハウジング内に充填された活性炭などの蒸発燃料吸着剤50(以下の説明では、吸着剤50a、50bを総称して吸着剤50と称する場合がある)とを備えている。ハウジング10a内には、ハウジング上部から延びる隔壁10bが設けられており、ハウジング10a内を主室10cと副室10dとに分割している。吸着剤50はそれぞれ主室10cと副室10d内に設けられたフィルタ材料、多孔板等の通気性材料からなる2枚の保持板51a、51bの間に充填されている。隔壁10bの下端、及び主室10c、副室10d内の下側の保持板51b下部には空間10eが形成されている。
【0025】
主室10c内の吸着剤50a、及び副室10d内の吸着剤50bにはそれぞれヒータ20a(第1のヒータ)、20b(第2のヒータ)が埋込まれている。ヒータ20a、20bについては後述する。
ハウジング10aの主室10c部分には、ベーパーポート13aとパージポート14aとが設けられており、主室10c内の上側保持板51a上部空間10fは、ベーパーポート13aを介してブリーザー配管13に、またパージポート14aを介してパージ配管14に、それぞれ接続されている。また、ハウジング10aの副室10d部分には、大気ポート18aが設けられており、副室10d内の上側保持板51aの上部空間10gは、大気ポート18aを介して大気連通管18に接続されている。大気連通管18の他端は、タンク11の給油口近傍に開口している。
【0026】
また、大気連通管18にはエアフィルター19と前述したCCV17とが設けられている。エアフィルタ19は後述するパージ実行時に大気連通管18からキャニスタ10内に流入する空気中の異物を除去するものである。CCV17は、ソレノイドアクチュエータなどの適宜な形式のアクチュエータを備え、ECU30からの制御信号に応じて大気連通管18とキャニスタ11との連通を遮断するものである。
【0027】
次に、本実施例におけるキャニスタ10の機能について説明する。
キャニスタ10と吸気通路1とを接続するパージ通路14上のパージ制御弁15の閉弁中に燃料タンク11内圧力が上昇してベントバルブ131の開弁圧力に到達すると、ベントバルブ131が開弁する。これにより、燃料タンク11の液面上部空間からブリーザー配管13を介して燃料蒸気と空気との混合気がキャニスタ10の主室10c内に流入し、主室内の吸着剤50aを通過して下部空間10eから更に副室10d内の吸着剤50bを通過した後に大気連通管18から大気に放出されるようになる。これにより、大気連通管18からは主室10c内と副室10d内の吸着剤50a、50bで燃料蒸気を除去された後の空気のみが放出されるようになる。これにより、蒸発燃料の大気放出が防止される。
【0028】
また、機関運転中にパージ制御弁15が開弁されると、キャニスタ10内にはパージ通路14を介して吸気通路1のスロットル弁6下流側の負圧が作用し、キャニスタ内圧力は大気圧より低くなる。このため、パージ制御弁15が開弁すると、大気連通管18からフィルタ19により異物を除去された清浄な空気がキャニスタ10内に流入する。この空気は副室10dと主室10cの吸着剤50b、50aから吸着した蒸発燃料を離脱させ、蒸発燃料と空気との混合ガス(パージガス)となってパージ通路14から機関吸気通路1に流入し、機関燃焼室で燃焼する。これにより、吸着剤50が蒸発燃料で飽和することが防止される。
【0029】
上述のように、キャニスタ10内の吸着剤50は蒸発燃料の吸着とパージによる脱離とを繰返すことにより、蒸発燃料の大気放出を防止している。しかし、パージによる蒸発燃料の脱離が不十分になると吸着剤50には次第に吸着された蒸発燃料が蓄積し、吸着剤50の吸着能力が低下する。特に、蒸発燃料の高沸点成分は吸着剤50から脱離しにくいため吸着剤50に蓄積されやすい。
【0030】
本実施形態では、パージ実行時に吸着剤50に吸着された蒸発燃料を完全に脱離させて吸着剤50の吸着能力を回復させるためにヒータ20a、20bが設けられている。
本実施形態では、ヒータ20a、20bは板状の電気ヒータとされ、図2(A)、(B)に示すように、それぞれキャニスタ主室10c内の吸着剤50aと副室10d内の吸着剤50bのほぼ長さ方向全体にわたって埋込まれている。ヒータ20a、20bはそれぞれECU30からの制御信号により作動する図示しないリレーを介して車両の電源に接続され、互いに独立して作動可能とされている。すなわち、本実施形態ではベーパーポート13a近傍に位置するキャニスタ10の主室10c内の吸着剤50aと、大気ポート18a近傍に位置するキャニスタ10の副室10d内の吸着剤50bとは、互いに独立して加熱することが可能となっている。
【0031】
次に、本実施形態のキャニスタのヒータ20a、20bの制御について説明する。
本実施形態では、パージ実行中に機関100の吸気通路1に設けた吸気酸素濃度センサ33出力に基づいて吸着剤50の蒸発燃料吸着量を推定し、この蒸発燃料吸着量に応じて第1と第2のヒータ20a、20bのオン、オフを行う。
具体的には、本実施形態では、吸気酸素濃度センサ33として、センサ電極上で吸気中の蒸発燃料などの可燃物を酸化(燃焼)し、燃焼後の吸気中の酸素濃度を検出する形式のものが用いられている。このため、吸気酸素濃度センサ33で検出した酸素濃度は吸気中の蒸発燃料量(濃度)が大きいほど低下する。すなわち、吸気酸素濃度センサ33で検出した酸素濃度は吸気中の蒸発燃料濃度を表すことになる。
【0032】
一方、機関100の燃料噴射制御では通常吸気通路1に設けたエアフローメータ(図示せず)または吸気圧力センサ(図示せず)と機関回転数とに基づいて機関の吸気流量が算出される。このため、吸気酸素濃度センサ33で検出した酸素濃度と吸気流量とから、パージ中に吸気通路に流入する蒸発燃料量(流量)を算出することが可能となる。
【0033】
一方、パージ配管14から吸気通路1に供給されるパージガスの流量は機関運転状態(吸気通路負圧)とパージ制御弁15開度により定まる。このため、蒸発燃料流量とパージガス流量とに基づいてパージガス中の蒸発燃料濃度を算出することができる。
例えばECU30は一定時間毎に吸気酸素濃度センサ33で検出した吸気酸素濃度と機関吸気流量とに基づいて吸気中の蒸発燃料量(流量)を算出し、更に機関運転状態とパージ制御弁15開度とに基づいてパージガス流量を算出する。そして、ECU30は更に、算出した蒸発燃料量とパージガス流量とに基づいてパージガス中の蒸発燃料濃度を算出し、この蒸発燃料濃度に基づいてキャニスタのパージ制御を行う。
【0034】
本実施形態では、基本的にはパージガス中の蒸発燃料濃度が所定の上限値以上である場合、及び所定の下限値以下である場合にはヒータでの吸着剤加熱は行わない。
パージガス中の蒸発燃料濃度は吸着剤の吸着した蒸発燃料量と相関があり、吸着剤の蒸発燃料吸着量が大きいほどパージガス中の蒸発燃料濃度は高くなる。このため、蒸発燃料濃度が高い場合は吸着剤の蒸発燃料吸着量が大きいことを意味している。吸着剤の蒸発燃料吸着量が多い場合には、吸着剤からの蒸発燃料脱離速度も大きく、吸着剤を加熱して蒸発の脱離を促進する必要はない。
【0035】
一方、蒸発燃料濃度が低い場合には吸着剤から蒸発燃料の大部分が脱離しており、吸着剤の蒸発燃料吸着量は低くなっている。このため、吸着剤の吸着能力は既に回復しており、これ以上吸着剤を加熱して蒸発燃料の脱離を促進する必要はない。また、吸着量が小さい状態で吸着剤を加熱すると吸着剤自体の温度が上昇し、蒸発燃料の吸着を再開したときの吸着能力が低下してしまう。
そこで、本実施形態では吸着剤の蒸発燃料吸着量が所定の上限値より小さく、かつ所定の下限値より大きい場合にのみヒータに通電して吸着剤の加熱を行うようにしている。
【0036】
ところが、単にヒータによる加熱のみで吸着剤からの蒸発燃料の脱離を行うと、単位加熱量当りの蒸発燃料脱離量は比較的少なくなり加熱に要するエネルギーが増大する問題がある。また、吸着剤に吸着された蒸発燃料は気化することにより吸着剤から脱離するため、脱離時に吸着剤から気化熱を奪う。このため、短時間で効率的に吸着剤から蒸発燃料を脱離させようとすると、大容量のヒータを用いて吸着剤を加熱する必要がある。吸着剤に多量の蒸発燃料が吸着されている場合には、燃料の蒸発により吸着剤から奪われる熱量も大きいため、大容量のヒータを用いても吸着剤温度はそれほど上昇しない。
【0037】
しかし、吸着剤に吸着された蒸発燃料量が徐々に減少して単位時間当りの脱離量が減少してくると、それに応じて蒸発燃料が奪う気化熱も減少するため、大容量のヒータで吸着剤を加熱し続けると吸着剤温度が過度に上昇してしまい、脱離完了後の吸着剤吸着能力が低下する問題がある。これを防止するためには、吸着剤温度が一定になるようにヒータに供給する電力を制御することが必要となり、吸着剤温度の検出のための温度センサーやヒータ電力を可変制御する必要が生じるため、装置コストの増大や制御の複雑化が生じるおそれがある。
【0038】
本実施形態では、図2のキャニスタ10をパージする際にキャニスタ10内を負圧に保持して吸着剤からの蒸発燃料の脱離を行うことにより、装置コストの増大や制御の複雑化を招くことなく効率的な脱離を行うようにしている。
前述のように、吸着剤に吸着された蒸発燃料は気化することにより吸着剤から脱離するため、脱離を促進するためには蒸発燃料の奪う気化熱をヒータにより供給する必要がある。一方、吸着剤に吸着された燃料はキャニスタ内の圧力が低下すると気化しやすくなり、脱離が促進される。このため、キャニスタ内の圧力を低下させた状態で吸着剤を加熱すれば、少ない加熱エネルギーで蒸発燃料を脱離させることができる。
【0039】
本実施形態では、パージ実行中にCCV17を閉弁してキャニスタ10の大気ポート18aと大気との連通を遮断する。これにより、キャニスタ内圧力は通常のパージ中(CCV17を開弁した状態)より大幅に低下することになる。この状態でヒータ20a、20bに通電して吸着剤50a、50bを加熱することにより少ないヒータ加熱電力で蒸発燃料の脱離を行うことができる。
【0040】
図3は、本実施形態の吸着剤からの蒸発燃料の脱離操作(パージ操作)の実際を示すフローチャートである。本操作はECU30により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
図3の操作では、まずステップ301でフラグXPGの値が1にセットされているか否かが判定される。XPGは現在吸着剤50のヒータ加熱が実行されているか否かを表すフラグであり、XPG=1は現在ヒータ加熱実行中、XPG=0は現在ヒータ加熱が実行されていないことを意味する。
【0041】
ステップ301でXPG≠1、すなわち、現在吸着剤50のヒータ加熱が実行されていない場合には、次にステップ303でCCV17を開弁してキャニスタ10内に空気を導入するとともに、ステップ305ではヒータ20a、20bの両方をオフにする。また、ステップ307ではカウンタCTの値を0にセットする。カウンタCTについては後述する。
【0042】
ステップ309からステップ315は吸着剤50のヒータ加熱の要否判断を表す。
すなわち、ステップ309では現在の吸気酸素濃度センサ33から吸気酸素濃度を読込み、ステップ311では、読込んだ吸気酸素濃度と現在の機関吸入空気量、吸気通路負圧及びパージ制御弁開度とに基づいてパージガスの蒸発燃料濃度FGPGが算出される。
【0043】
そして、ステップ313では蒸発燃料濃度FGPGが所定の上限値GPGH以上か否か、また、ステップ315ではFGPGが所定の下限値GPGL以下か否かを判断し、FGPGが上限値GPGH以下、かつ下限値GPGL以上の場合にのみ吸着剤50のヒータ加熱を行う。
ステップ313における上限値GPGHは、吸着剤全体としてある程度吸着量が減少して加熱しない状態での吸着剤からの蒸発燃料の脱離速度が低下を始めた状態に対応する蒸発燃料濃度である。すなわち、蒸発燃料濃度がGPGH以上である場合には吸着剤を加熱しなくとも充分に蒸発燃料の脱離速度が大きいため、ヒータによる加熱は行わない。GPGHの値はキャニスタのサイズ、吸着剤の種類などにより異なるため、詳細には実際のキャニスタを用いた実験により設定することが好ましい。
【0044】
また、ステップ315における下限値GPGLは、加熱時の吸着剤50aと50bとの両方からの蒸発燃料脱離が完了した状態に対応する蒸発燃料濃度であり、GPGHと同様、詳細には実験により設定される。
ステップ313、315で蒸発燃料濃度FGPGが、GPGH>FGPG>GPGLの範囲にない場合には吸着剤50のヒータ加熱の必要はないため、今回の操作の実行を終了する。ステップ313でGPGH>FGPG>GPGLであった場合にはステップ317でフラグXPGの値を1にセットして今回の操作を終了する。
フラグXPGの値が1にセットされると次に本操作が実行されたときに、ステップ301の後にステップ319から327の操作が実行され、キャニスタ10内の減圧と吸着剤50のヒータ加熱が実行されるようになる。
【0045】
本実施形態では、ヒータ20a、20bは同時にオン、オフされて吸着剤50a、50bを同時に加熱する。また、ヒータ加熱は、CCV17を閉弁した状態で予め定めた一定時間行う。CCV17を閉弁することによりキャニスタ10への大気ポート13aからの空気の流入は遮断され、キャニスタ10内は吸気通路1内の吸気圧力に応じた負圧になる。この状態で吸着剤50a、50bを加熱することにより少ないヒータ電力で吸着剤から効率的に蒸発燃料を脱離させることが可能となる。
【0046】
ステップ319から327の操作では、まずステップ319でCCV17が閉弁され、ステップ321ではヒータ20a、20bがオン(通電)される。また、ステップ323ではカウンタCTの値が1増大される。カウンタCTの値はヒータ加熱を実行していないときには常にステップ307で0に設定されている。また、本操作は一定時間毎に実行されるため、ステップ323で増大後のCTの値はヒータ加熱を開始してからの経過時間を表す。
【0047】
ステップ325から327では、カウンタCTの値が所定値CT0に到達するまでCCV17を閉弁した状態でヒータ20a、20bにより吸着剤50a、50bを加熱し、加熱開始後CT0に相当する時間経過後フラグXPGの値を0にセットする。
フラグXPGの値が0にセットされると、次回の操作実行時からステップ301の後にステップ303以下が実行されるようになり、CCV17が開弁され、ヒータ20a、20bの通電は停止される。すなわち、この場合にはヒータ加熱と吸収剤50の負圧保持とを行わない通常のパージが実行されるようになる。
【0048】
ステップ325における所定値CT0は、キャニスタ内を負圧に保持して吸着剤を加熱した場合に、吸着剤に吸着された蒸発燃料を完全に脱離させるのに充分な時間に相当するカウンタ値であり、詳細には実際のキャニスタを用いた実験により設定される。
【0049】
なお、本実施形態では、図2に示したように主室10cと副室10dとに個別のヒータ20a、20bを設けた場合を例にとって説明しているが、主室10cと副室10dの吸着剤を同時に加熱する単一のヒータを用いた場合でも同様な制御が可能であることはいうまでもない。
【0050】
次に、本発明のパージ制御操作の上記とは別の実施形態について説明する。
上述の実施形態では、CCV17を閉弁し、パージ制御弁15を開弁した状態で保持することにより、キャニスタ10内を負圧に保持していた。しかし、このようにパージ制御弁15を開弁したままで吸着剤のヒータ加熱を行うと、吸着剤からの蒸発燃料蒸発速度(脱離速度)が大きくなり、吸着剤から奪われる気化熱も増大するため、ヒータ20a、20bの熱量によっては吸着剤温度が低い状態で気化熱とヒータ入熱とが平衡してしまい、ヒータの単位電力当りの蒸発燃料の脱離量が比較的小さくなる場合が生じる。
【0051】
本実施形態では、図3の場合と同様にパージ制御弁15を開弁した状態でCCV17を閉弁し、キャニスタ内の圧力を低下させるが、キャニスタ内圧力が低下した時点でパージ制御弁15を閉弁し、キャニスタ内を負圧密閉状態に維持する。密閉状態では、キャニスタ内の燃料蒸気圧は吸着剤から脱離した蒸発燃料により上昇するため、吸着剤からの蒸発燃料脱離量は徐々に減少し、キャニスタ内の燃料蒸気圧が燃料の飽和蒸気圧に到達した時点で吸着剤からの脱離が生じなくなる。しかし、この場合には蒸発燃料脱離量の減少とともに蒸発燃料に奪われる気化熱も減少するため、吸着剤温度の低下は少なくなる。
【0052】
本実施形態では、キャニスタを負圧密閉した状態で吸着剤をヒータ加熱しながら所定時間保持し、所定時間経過後にパージ制御弁15を開弁しキャニスタ内の蒸発燃料を吸気通路に吸入するとともに、キャニスタ内圧力を再度吸気負圧付近まで低下させ、その後パージ制御弁15を閉弁する操作を繰返すことにより吸着剤50から蒸発燃料を脱離させる。
すなわち、本実施形態ではCCV17を閉弁したままで、パージ制御弁15を一定時間閉弁した後開弁する操作を繰返すことにより、吸着剤50からの蒸発燃料のパージを行う。
【0053】
このように、密閉状態での蒸発燃料脱離を繰返した場合には、パージ制御弁15を開弁したままで脱離を行う場合に較べて、蒸発燃料の脱離速度は低くなるが、脱離速度が低くなった分だけ吸着剤の加熱に要する電力を削減することが可能となる。このため、少ないヒータ加熱電力で吸着剤からの蒸発燃料の脱離を行うことが可能となる。
【0054】
図4、図5は、本実施形態の具体的な操作を示すフローチャートである。本操作は、ECU30により一定時間毎に実行されるルーチンにより行われる。
図4、ステップ401では、フラグXPGの値が1にセットされているか否かが判定される。前述の第3の実施形態と同様、XPGは現在吸着剤50のヒータ加熱が実行されているか否かを表すフラグであり、XPG=1は現在ヒータ加熱実行中、XPG=0は現在ヒータ加熱が実行されていないことを意味する。
ステップ401でXPG≠1であった場合には、次にステップ403でカウンタCT1とCT2、CT3の値を0にセットする。
【0055】
そして、ステップ405では吸気酸素濃度センサ33から吸気中の酸素濃度を読込んで、ステップ407ではパージガス中の蒸発燃料濃度FGPGを算出する。これらの操作は図3、図4と同様な操作である。
上記により蒸発燃料濃度FGPGを算出後、ステップ409ではFGPGが上限値GPGHと下限値GPGLとの間にあるか否かが判定される。GPGH、GPGLは図3の実施形態と同一の値である。
【0056】
ステップ409でFGPGの値が、GPGH>FGPG>GPGLの範囲にない場合には、ステップ411でフラグXPGの値は0にセットされる。この場合には本実施形態においてもヒータ加熱は実施されず、ステップ413と415ではCCV17とパージ制御弁15とがそれぞれ開弁保持され、ステップ417でヒータ20a、20bがオフ状態に保持される。これにより、キャニスタ10内は負圧保持も加熱も行わない通常のパージが行われるようになる。
一方、ステップ409でFGPGの値が、GPGH>FGPG>GPGLの範囲にある場合には、ステップ419でフラグXPGの値は1にセットされる。これにより、本操作が次に実行されるとステップ401の後に図5のステップ421から443のヒータ加熱操作が実行されるようになる。
【0057】
図5、ステップ421から443では、CCV17とパージ制御弁15とを閉弁してキャニスタ内を負圧状態で密閉した状態で所定時間ヒータ加熱を行い、その後パージ制御弁15を開弁する操作を行う。
すなわち、図5ステップ421ではCCV17が閉弁保持され、ステップ423ではパージ制御弁15が開弁保持され、ステップ425ではカウンタCT2の値が1増大される。そして、ステップ427では増大したカウンタCT2の値が所定値T2に到達するのを待つ。ステップ427でカウンタCT2の値が所定値T2に到達すると、次にステップ429以下の操作が実行される。
【0058】
カウンタCT2の値は、ステップ403で0にセットされているため、ステップ427におけるカウンタCT2の値はステップ421でCCV17が閉弁され、ステップ423でパージ制御弁15が開弁された後の経過時間を示している。また、ステップ427の所定値T2はCCV17の閉弁とパージ制御弁15の開弁とにより、キャニスタ10内が吸気負圧と同程度の負圧になるのに充分な時間に相当するカウンタ値に設定されている。
すなわち、ステップ427でCT2≧T2である場合には、キャニスタ10内は充分な負圧になったと判断できるため、次にステップ429でパージ制御弁15を閉弁するとともに、ステップ431でヒータ20a、20bをオンにして、キャニスタ10を負圧密閉状態に保持して吸着剤50a、50bの加熱を行う。
【0059】
ステップ433、435ではキャニスタの負圧密閉状態での加熱が所定時間(カウンタCT1の値が所定値T1に到達するまでの時間)継続される。T1は、図3の操作における加熱継続時間CT0より短い時間に設定されている。
ステップ435でカウンタCT1の値が所定値T1に到達すると、ステップ437、439ではパージ制御弁15の開弁とヒータ20a、20bの通電停止が行われ、ステップ441、443ではこの状態がカウンタCT3の値が所定値T3に到達するまで保持される。所定値T3は、キャニスタ10内の負圧が再度吸気通路負圧に相当する圧力まで低下するのに必要な時間に対応する値に設定されている。
【0060】
カウンタCT3が所定値T3に到達した後は再度図4、ステップ403以下の操作が繰返される。すなわち、本実施形態では、密閉加熱後にパージ制御弁15を開弁した後のパージガス蒸発燃料濃度が図4ステップ409で下限値GPGLに低下するまでCCV17を閉弁したままでパージ制御弁15の開閉とヒータ加熱とが繰返されることになる。これにより、少ないヒータ電力で吸着剤からの蒸発燃料の脱離を完全に行うことが可能となる。
【0061】
なお、本実施形態においても、個別のヒータを用いる代りに、キャニスタ10の主室10cと副室10dの吸着剤50a、50bを単一のヒータで加熱するようにしても良い。
【0062】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、吸着剤のヒータ加熱により吸着剤から蒸発燃料を脱離させる際に、ヒータの加熱エネルギーを低減し効率的に吸着剤からの蒸発燃料の脱離を行うことが可能となる共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を自動車用内燃機関に適用した実施形態の概略構成を示す図である。
【図2】図1のキャニスタの構成の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図3】図2のキャニスタのパージ制御操作の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図4】図2のキャニスタのパージ制御操作の別の実施形態を説明するフローチャートの一部である。
【図5】図2のキャニスタのパージ制御操作の別の実施形態を説明するフローチャートの一部である。
【符号の説明】
1…吸気通路
10…キャニスタ
11…燃料タンク
15…パージ制御弁
17…CCV
20a、20b…ヒータ
30…電子制御ユニット(ECU)
100…内燃機関本体
Claims (3)
- 内部に吸着剤を収容するハウジングと、それぞれ前記ハウジングに設けられ、ハウジング内部を内燃機関の吸気通路に連通するパージポートと、ハウジング内部を内燃機関の燃料タンク内の液面上部空間に連通するベーパーポートと、ハウジング内部を大気に連通する大気ポートとを備え、燃料タンク内の蒸発燃料を前記ベーパーポートを介してハウジング内に導入して前記吸着剤に吸着させ、内燃機関運転中に前記大気ポートからハウジング内に大気を導入して前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から脱離させるとともに脱離した蒸発燃料を前記パージポートから内燃機関の吸気通路に供給するキャニスタパージシステムであって、
更に、前記吸着剤を加熱するヒータと、
前記大気ポートからのハウジングへの大気の導入を遮断して、ハウジング内を負圧に保持する負圧保持手段と、
前記ヒータと前記負圧保持手段との両方を非作動とし、前記大気ポートからハウジング内に大気を導入して前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から脱離させるとともに脱離した蒸発燃料を前記パージポートから内燃機関の吸気通路に供給するパージと、前記ヒータと前記負圧保持手段との両方を作動させ、ハウジング内を負圧に保持しつつ前記吸着剤を加熱して、前記吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から脱離させるバージとを、機関運転中に切換えて実施するパージ制御手段と、
を備えたキャニスタパージシステム。 - 前記負圧保持手段は、前記大気ポートからのハウジングへの大気の導入を遮断した状態で前記パージポートから内燃機関の吸気通路負圧をハウジング内に導入することによりハウジング内を負圧に保持する、請求項1に記載のキャニスタパージシステム。
- 前記負圧保持手段は、前記パージポートからハウジング内に負圧を導入後、ハウジング内が負圧になった状態で前記パージポートと吸気通路との連通を遮断してハウジング内を負圧に保持する、請求項2に記載のキャニスタパージシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001133592A JP4165031B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | キャニスタパージシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001133592A JP4165031B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | キャニスタパージシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002327655A JP2002327655A (ja) | 2002-11-15 |
JP4165031B2 true JP4165031B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=18981422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001133592A Expired - Fee Related JP4165031B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | キャニスタパージシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4165031B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100508172B1 (ko) * | 2002-11-20 | 2005-08-17 | 현대자동차주식회사 | 연료 세퍼레이터의 장착 구조 |
US7775195B2 (en) * | 2007-05-03 | 2010-08-17 | Ford Global Technologies, Llc | Method for fuel vapor canister purging |
JP5290730B2 (ja) * | 2008-12-18 | 2013-09-18 | 株式会社マーレ フィルターシステムズ | 蒸発燃料処理装置 |
JP5490742B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2014-05-14 | 愛三工業株式会社 | 蒸発燃料処理装置 |
CN113775439B (zh) * | 2021-08-30 | 2022-09-09 | 东风汽车集团股份有限公司 | 主动介入式蒸发系统低负荷脱附管路流量检测方法及系统 |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001133592A patent/JP4165031B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002327655A (ja) | 2002-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5394330B2 (ja) | 蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置 | |
US6769415B2 (en) | Evaporative control system | |
JP4082004B2 (ja) | キャニスタパージシステム | |
JP5623263B2 (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
US6823851B2 (en) | Fuel vapor processing device for internal combustion engine | |
JPH08230493A (ja) | 車両用蒸発燃料処理装置 | |
JP2010281258A (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
JP2003106225A (ja) | 内燃機関の燃料蒸気吸着装置 | |
WO2014020865A1 (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
KR20030085530A (ko) | 증발 연료 처리 장치 | |
EP2878797A1 (en) | Evaporated fuel processing device | |
JPH08218922A (ja) | 内燃機関の蒸発燃料処理装置 | |
JP2002332921A (ja) | 蒸発燃料処理装置およびその故障診断装置 | |
JP4165031B2 (ja) | キャニスタパージシステム | |
JP4178763B2 (ja) | キャニスタパージシステム | |
JPH10103169A (ja) | エバポパージシステムの故障診断装置 | |
JP4182652B2 (ja) | 蒸発燃料回収装置 | |
JPH0842413A (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
JP5318802B2 (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
CN111207013B (zh) | 蒸发燃料处理装置 | |
JP2002013445A (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
JP2003013808A (ja) | 密閉燃料タンクシステムの給油制御装置 | |
JP2002370553A (ja) | 燃料タンクのリッド開放制御装置 | |
JP2002115605A (ja) | 蒸発燃料処理装置 | |
JPH06280694A (ja) | キャニスタ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060607 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080305 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080311 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080428 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080708 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080721 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |