JP4952678B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、キャニスタ(蒸発燃料回収器)内を通過する蒸発燃料の濃度を検出できるようにし、その検出結果に応じて封鎖弁の開閉制御を行うことで、封鎖弁を制御するためのマップを不要にし、また、パージバッファも不要とすることでキャニスタの小型化および構成の簡素化が図れるようにしている。
具体的に、本発明は、吸着剤が充填され且つ燃料タンク内で発生した蒸発燃料を回収するための蒸発燃料回収器と、燃料タンクと蒸発燃料回収器とを接続するベーパ通路と、このベーパ通路に備えられた開閉弁と、蒸発燃料回収器と内燃機関の吸気系とを接続するパージ通路とを備え、蒸発燃料回収器に回収されている蒸発燃料を、上記パージ通路を経て内燃機関の吸気系に導入するパージ動作が実行可能な内燃機関の蒸発燃料処理装置を前提とする。この内燃機関の蒸発燃料処理装置に対し、上記ベーパ通路から蒸発燃料回収器に流入する蒸発燃料が、上記吸着剤が充填されている領域の一部の領域をバイパス領域として通過または一時的に保持された後にパージ通路から流出する場合に、そのバイパス領域に挿入された濃度検出用配管より抽出される上記バイパス領域の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出手段を備えさせる。そして、燃料タンク内への給油期間中、上記開閉弁を開放することにより、燃料タンクから流入した蒸発燃料を、上記蒸発燃料回収器内における上記バイパス領域よりも広い領域で吸着させるようにする一方、燃料タンクの非給油時であって、内燃機関からの負圧が蒸発燃料回収器内に作用している状態において、この燃料タンクの内部圧力が所定圧力まで上昇した場合に上記開閉弁を一時的に開放して、燃料タンクから流入した蒸発燃料を上記バイパス領域のみに流すことで、このバイパス領域のみを流れた蒸発燃料と上記バイパス領域よりも広い領域で吸着されていた蒸発燃料とをそれぞれ上記パージ通路を経て内燃機関の吸気系に導入させ、その後、開閉弁を閉鎖して、上記濃度検出用配管より抽出される蒸発燃料の濃度を濃度検出手段によって検出し、この検出される蒸発燃料濃度が所定のバイパス領域通過可能濃度に低下するまで開閉弁の再度の開放動作を禁止することにより上記バイパス領域よりも広い領域での蒸発燃料の吸着を抑制する構成としている。
この図1に示すように、エンジン(内燃機関)の吸気系2は、吸気の流れ方向の上流側から順に、エアクリーナ21、吸気管22、サージタンク23、図示しないインテークマニホールドを備えている。また、上記吸気管22内にはスロットルバルブ24が配設されていると共に、上記インテークマニホールドには図示しない燃料噴射弁(インジェクタ)が取り付けられている。
キャニスタシステム1は蒸発燃料を回収するためのキャニスタ(蒸発燃料回収器)11を備えている。このキャニスタ11は、金属製または合成樹脂製の筒型のキャニスタケーシング5内に活性炭等の吸着剤6が充填された構成となっている(このキャニスタ11の構成の詳細については後述する)。これにより、燃料タンク3内で発生した燃料蒸気を吸着剤6が吸着することによって燃料蒸気が大気中に放出されることを防止している。
次に、本実施形態の特徴部分であるキャニスタ11の構成について説明する。
次に、上述の如く構成されたキャニスタシステム(給油専用キャニスタシステム)1における蒸発燃料処理の具体的な動作について説明する。この給油専用キャニスタシステム1は、基本的には、燃料タンク3への給油作業が行われる際に上記封鎖弁16aを開放し、燃料タンク3内の蒸発燃料をキャニスタ11内に回収するようにしたものとなっている。以下、駐車中、給油中、車両走行中のそれぞれにおけるキャニスタシステム1の動作について説明する。
(1)駐車中
車両の駐車中(エンジンの停止中)は、原則として上記封鎖弁16aを閉弁状態に維持する。封鎖弁16aが閉弁状態とされると、リリーフ弁16bが閉じている限り燃料タンク3はキャニスタ11から遮断される。従って、本実施形態のキャニスタシステム1においては、タンク内圧がリリーフ弁16bの正方向開弁圧(例えば20kPa)を超えない限り、車両の駐車中に蒸発燃料が新たにキャニスタ11に吸着されることはない。また、タンク内圧が、リリーフ弁16bの逆方向開弁圧(例えば−15kPa)を下回らない限り、車両の駐車中に燃料タンク3の内部に空気が吸入されることはない。
(2)給油中
車両の停車中(エンジンの停止中)にリッドスイッチ41が操作され、その操作に伴うON信号がECU4に送信されると、ECU4が起動して、先ず、封鎖弁16aが開状態とされる。この際、タンク内圧が大気圧より高圧であれば、封鎖弁16aが開くと同時に燃料タンク3内の蒸発燃料がキャニスタ11のベーパ側空間5Aに流入し、その内部の吸着剤6Aに吸着される(図2に破線で示す矢印を参照)。その結果、タンク内圧は大気圧近傍にまで低下する。
(3)走行中
車両の走行中(エンジンのアイドル運転中を含む)は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ11に吸着されている蒸発燃料をパージさせるための制御が実行される。このパージ条件は、例えば、エンジンの冷却水温度、潤滑油温度、エンジン回転数等の車両状態を表す物理量が所定範囲にある場合(例えば、冷却水温度および潤滑油温度が所定温度以上で且つエンジン回転数が所定回転数以上である場合)に成立する。
図3は、上述した走行中における制御手順を示すフローチャートである。この図3に示すルーチンは、例えば、所定時間毎に繰り返して実行される。
次に、本発明についての複数の変形例を説明する。
以上説明した実施形態および変形例では、自動車に搭載される給油専用キャニスタシステム1に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車以外のエンジンにおける吸気系に接続されるキャニスタシステムに対しても適用が可能である。
2 吸気系
3 燃料タンク
6A,6B 吸着剤
7 HC濃度検出用配管
8 HC濃度検出装置
11 キャニスタ(蒸発燃料回収器)
12 ベーパ配管(ベーパ通路)
14 パージ配管(パージ通路)
16a 封鎖弁(開閉弁)
Claims (4)
- 吸着剤が充填され且つ燃料タンク内で発生した蒸発燃料を回収するための蒸発燃料回収器と、燃料タンクと蒸発燃料回収器とを接続するベーパ通路と、このベーパ通路に備えられた開閉弁と、蒸発燃料回収器と内燃機関の吸気系とを接続するパージ通路とを備え、蒸発燃料回収器に回収されている蒸発燃料を、上記パージ通路を経て内燃機関の吸気系に導入するパージ動作が実行可能な内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
上記ベーパ通路から蒸発燃料回収器に流入する蒸発燃料が、上記吸着剤が充填されている領域の一部の領域をバイパス領域として通過または一時的に保持された後にパージ通路から流出する場合に、そのバイパス領域に挿入された濃度検出用配管より抽出される上記バイパス領域の蒸発燃料の濃度を検出する濃度検出手段が備えられ、
燃料タンク内への給油期間中、上記開閉弁を開放することにより、燃料タンクから流入した蒸発燃料を、上記蒸発燃料回収器内における上記バイパス領域よりも広い領域で吸着させるようにする一方、燃料タンクの非給油時であって、内燃機関からの負圧が蒸発燃料回収器内に作用している状態において、この燃料タンクの内部圧力が所定圧力まで上昇した場合に上記開閉弁を一時的に開放して、燃料タンクから流入した蒸発燃料を上記バイパス領域のみに流すことで、このバイパス領域のみを流れた蒸発燃料と上記バイパス領域よりも広い領域で吸着されていた蒸発燃料とをそれぞれ上記パージ通路を経て内燃機関の吸気系に導入させ、その後、開閉弁を閉鎖して、上記濃度検出用配管より抽出される蒸発燃料の濃度を濃度検出手段によって検出し、この検出される蒸発燃料濃度が所定のバイパス領域通過可能濃度に低下するまで開閉弁の再度の開放動作を禁止することにより上記バイパス領域よりも広い領域での蒸発燃料の吸着を抑制する構成となっていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 上記請求項1記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
上記パージ動作時に、上記開閉弁を一時的に開放した場合、濃度検出手段によって検出される蒸発燃料濃度が上記バイパス領域通過可能濃度に低下するまで上記パージ動作を強制的に継続させるパージ動作継続手段を備えていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 上記請求項1または2記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
上記濃度検出手段は、蒸発燃料回収器においてパージ通路が接続されるパージポート近傍での蒸発燃料濃度を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 上記請求項1または2記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
上記濃度検出手段は、蒸発燃料回収器においてベーパ通路が接続されるタンクポート近傍での蒸発燃料濃度を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
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