JP5500182B2

JP5500182B2 - 燃料蒸発ガス排出抑止装置

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Publication number: JP5500182B2
Application number: JP2012000631A
Authority: JP
Inventors: 敏行宮田; 克則上田; 英登井出
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-01-05
Also published as: US10570857B2; US20170184058A1; US20130174813A1; JP2013139751A

Description

本発明は、燃料蒸発ガス排出抑止装置に係り、詳しくは、燃料蒸発ガス排出抑止装置の作動制御に関する。

従来、燃料タンク内で蒸発した燃料蒸発ガスの大気への放出を防止する技術として、燃料タンクと連通するキャニスタと、燃料タンクとキャニスタとを連通する経路に燃料タンクを密閉するように制御される封鎖弁（密閉弁）とを備え、給油時には密閉弁を開き燃料蒸発ガスをキャニスタに向けて流出するようにし、燃料蒸発ガスをキャニスタにて吸着させるようにしている。

ところで本システムのように、密閉弁により燃料タンクが密閉されていると、外気温が上昇した場合に燃料タンク内の燃料の蒸発により燃料タンク内の圧力が上昇し高圧となることがあり、給油に伴って燃料蒸発ガスが大気に放出される虞がある。
そこで、給油に伴う燃料蒸発ガスの大気への放出を防止するために、給油操作を検知すると密閉弁を開き、燃料タンク内の圧力が十分に低下するまで、給油口の開放を禁止するようにしている。

しかしながら、燃料タンク内の圧力が低下するまでには、長期の時間を要するため給油を開始するまでに多大な時間を要することとなる。
このようなことから、燃料タンク内の圧力が上昇した場合にエンジンの運転中でパージ処理中であれば、密閉弁を開き燃料タンク内の高圧の燃料蒸発ガスをキャニスタ内に吸着することなくエンジンの吸気通路に放出し、燃料タンク内の圧力を低下させる技術が開発されている（特許文献１）。

特許第４１１０９３２号公報

上記特許文献１の蒸発燃料処理装置では、燃料タンク内の圧力を低下させるために、高圧の燃料蒸発ガスを吸気通路に導入している。
しかしながら、エンジンの運転中に高圧の燃料蒸発ガスを吸気通路に導入するとエンジンに吸入される吸入空気と燃料との混合気の空燃比が変動する。
このような混合気の空燃比の変動は、エンジンの出力の変動及び排気性状の悪化に繋がり好ましいことではない。

本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃料蒸発ガスによる内燃機関に吸入される混合気の空燃比の変化を抑制することのできる燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の燃料蒸発ガス排出抑止装置では、内燃機関の吸気通路と燃料タンクとを連通する連通路と、該連通路内の燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、前記連通路と前記吸気通路との連通を開閉する連通路開閉手段と、前記キャニスタを前記連通路へ開放又は封鎖するように開閉するキャニスタ開封鎖手段と、前記燃料タンクを前記連通路へ開放又は封鎖するように開閉するタンク開封鎖手段と、前記燃料タンクの内圧を検出するタンク圧検出手段と、を備える燃料蒸発ガス排出抑止装置であって、前記燃料タンクの内圧が所定圧力以上、且つ、前記連通路開閉手段を閉とした状態で、前記キャニスタ開封鎖手段を閉にして前記キャニスタを封鎖すると共に前記タンク開封鎖手段を開にして前記燃料タンクを前記連通路へ開放した後、所定時間経過後に前記連通路開閉手段を開にして前記連通路と前記吸気通路とを連通させることを特徴とする。

また、請求項２の燃料蒸発ガス排出抑止装置では、請求項１において、前記所定時間は、前記タンクの内圧の変動値が所定値以内となる期間であることを特徴とする。
また、請求項３の燃料蒸発ガス排出抑止装置では、請求項１又は２において、前記所定時間は、前記燃料タンクの内圧と前記連通路の内圧とが同一の圧力になることにより変動する前記燃料タンクの内圧が安定するまでの期間であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、燃料タンクの内圧が所定圧力以上である時に、連通路開閉手段を閉とした後に、キャニスタ開封鎖手段を閉にしてキャニスタを封鎖すると共にタンク開封鎖手段を開にして燃料タンクを連通路へ開放し、所定時間経過後に連通路開閉手段を開にして連通路と吸気通路とを連通しており、キャニスタ開封鎖手段を閉にしてキャニスタを封鎖すると共にタンク開封鎖手段を開にして燃料タンクを連通路へ開放し、所定時間経過後に連通路開閉手段を開状態とすることで、燃料タンク内の高圧の燃料蒸発ガスが連通路内に流入して燃料タンクと連通路の内圧を同一にしてからパージを実行することができる。

このように燃料タンクと連通路の内圧を同一にすることで、燃料タンクの内圧を連通路の内圧の代用とすることができ、燃料タンクの内圧と内燃機関の吸気通路の内圧と連通路開閉手段の開き度合いとに基づいて、内燃機関に吸入される燃料蒸発ガスの流量を算出することが可能となる。
したがって、算出される燃料蒸発ガスの流量に基づいて、連通路開閉手段を制御することで燃料蒸発ガスの流量を精度良く制御できるので、内燃機関に導入される混合気の空燃比の変化を抑制することができる。

更に、燃料タンクの内圧を連通路の内圧の代用とすることで、燃料蒸発ガスの流量を算出するために連通路内の圧力を検出するセンサ等を追加して、連通路の内圧を検出する必要がないので、コストの増加を抑制することができる。
また、請求項２の発明によれば、所定時間を燃料タンクの内圧の変動値が所定値以下となる期間としている。

燃料タンクの内圧は、キャニスタ開封鎖手段を閉にしてキャニスタを封鎖すると共にタンク開封鎖手段を開にして燃料タンクを連通路へ開放すると燃料タンク内の高圧の燃料蒸発ガスが連通路内に流入することにより燃料タンクの内圧が変動する。そして、連通路内に燃料蒸発ガスが充満すると、連通路内の圧力が燃料タンクの内圧と同一となり、燃料タンクの内圧の変動がなくなる。

したがって、燃料タンクの内圧の変動値の閾値を所定値以下とすることで、連通路内に燃料蒸発ガスを充満させることができ、確実に燃料タンクと連通路の内圧を同一にすることができる。
また、請求項３の発明によれば、所定時間を予め試験等で確認された燃料タンクの内圧と連通路の内圧とが同一の圧力となる期間としているので、キャニスタ開封鎖手段を閉にしてキャニスタを封鎖すると共にタンク開封鎖手段を開にして燃料タンクを連通路へ開放した後に所定時間連通路開閉手段を閉状態に保持することで確実に燃料タンクと連通路の内圧を同一にすることができる。

本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の概略構成図である。本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の高圧パージ制御の作動シーケンスを示す図である。図２（ａ），（ｂ），（ｈ）での各バルブの作動状態を示す模式図である。図２（ｃ）での各バルブの作動状態を示す模式図である。図２（ｄ），（ｅ）での各バルブの作動状態を示す模式図である。図２（ｆ）での各バルブの作動状態を示す模式図である。図２（ｇ）での各バルブの作動状態を示す模式図である。本発明の第２実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の高圧パージ制御の作動シーケンスを示す図である。

以下、本発明の燃料蒸発ガス排出抑止装置を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の概略構成図である。以下、本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑制装置の構成を説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑制装置は、大きく車両に搭載されるエンジン（内燃機関）１０と、燃料を貯留する燃料貯留部２０と、燃料貯留部２０で蒸発した燃料の蒸発ガスを処理する燃料蒸発ガス処理部３０、車両の総合的な制御を行うための制御装置であって、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）５０、車両の燃料給油口蓋２３の開閉を操作する燃料給油口蓋開閉スイッチ６１及び燃料給油口蓋２３の開閉を検出する給油口蓋センサ６２とで構成されている。

エンジン１０は、吸気通路噴射型（Multi Point Injection：ＭＰＩ）の４サイクル直列４気筒型ガソリンエンジンである。エンジン１０には、エンジン１０の燃焼室内に空気を取り込む吸気通路１１が設けられている。そして、吸気通路１１には、吸気通路１１の内圧を検出する吸気圧センサ１４が設けられている。また、吸気通路１１の下流には、エンジン１０の吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。燃料噴射弁１２には、燃料配管１３が接続され、燃料が供給される。

燃料貯留部２０は、燃料を貯留する燃料タンク２１と、燃料タンク２１への燃料注入口である燃料給油口２２と、車両の車体に設けられる燃料給油口２２の蓋である燃料給油口蓋２３と、燃料を燃料タンク２１から燃料配管１３を介して燃料噴射弁１２に供給する燃料ポンプ２４と、燃料タンク２１内の圧力を検出する圧力センサ（タンク圧検出手段）２５と、内部に図示しないフロート弁を有し、フロート弁の作用により燃料タンク２１から燃料蒸発ガス処理部３０への燃料の流出を防止する燃料カットオフバルブ２６及び給油時に燃料タンク２１内の液面を制御するレベリングバルブ２７とで構成されている。また、燃料タンク２１内で発生した燃料の蒸発ガスは、燃料カットオフバルブ２６よりレベリングバルブ２７を経由して、燃料タンク２１外に排出される。

燃料蒸発ガス処理部３０は、キャニスタ３１と、ベーパソレノイドバルブ（キャニスタ開封鎖手段）３２と、タンク封鎖弁（タンク開封鎖手段）３３と、安全弁３４と、エアフィルタ３５と、パージソレノイドバルブ（連通路開閉手段）３７と、ベーパ配管（連通路）３８と、パージ配管（連通路）３９とで構成されている。
キャニスタ３１は、内部に活性炭を有している。また、キャニスタ３１には、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガス或いは活性炭に吸着した燃料蒸発ガスが流通する蒸発ガス流通孔３１ａが設けられている。また、キャニスタ３１には、活性炭に吸着した燃料蒸発ガスを放出するときに外気を吸入する外気吸入孔３１ｂが設けられている。また、外気吸入孔３１ｂは、外部からのゴミの侵入を防ぐ一方を大気に開放されたエアフィルタ３５の他方に連通するように接続されている。

ベーパソレノイドバルブ３２には、キャニスタ３１の蒸発ガス流通孔３１ａに連通するように接続されるキャニスタ接続口３２ａが設けられている。また、ベーパソレノイドバルブ３２には、一端が燃料タンク２１のレベリングバルブ２７と連通するように接続されるベーパ配管３８の他端が連通するように接続されるベーパ配管接続口３２ｂと、一端がエンジン１０の吸気通路１１に連通するように接続されるパージ配管３９の他端が連通するように接続されるパージ配管接続口３２ｃとが設けられている。そして、ベーパソレノイドバルブ３２のベーパ配管接続口３２ｂとパージ配管接続口３２ｃとは、それぞれベーパ配管３８とパージ配管３９とに接続されている。また、ベーパソレノイドバルブ３２は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給され通電の状態となることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。そして、ベーパソレノイドバルブ３２は、外部から駆動信号が供給され通電状態で開弁状態であるときには、キャニスタ接続口３２ａとベーパ配管接続口３２ｂとパージ配管接続口３２ｃとを連通するようにして、キャニスタ３１への燃料蒸発ガスの流出入と、エアフィルタ３５より吸入される大気のベーパ配管３８及びパージ配管３９への流入とを可能とする。また、ベーパソレノイドバルブ３２は、無通電状態で閉弁状態であるときには、キャニスタ接続口３２ａが封鎖され、ベーパ配管接続口３２ｂとパージ配管接続口３２ｃのみを連通にして、キャニスタ３１への燃料蒸発ガスの流出入とエアフィルタ３５からベーパ配管３８及びパージ配管３９への大気の流入を不可とする。即ち、ベーパソレノイドバルブ３２は、閉弁状態であれば、キャニスタ３１を封鎖し、開弁状態ではキャニスタ３１を開放する。

タンク封鎖弁３３は、ベーパ配管３８に介装されている。また、タンク封鎖弁３３は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給され通電の状態となることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。そして、タンク封鎖弁３３は、無通電状態で閉弁状態であるとベーパ配管３８を封鎖し、外部から駆動信号が供給され通電状態で開弁状態であるとペーパ配管３８を開放する。即ち、タンク封鎖弁３３は、閉弁状態であれば燃料タンク２１を密閉状態に封鎖し、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガスの燃料タンク２１外への流出を不可とし、開弁状態であればキャニスタ３１への燃料蒸発ガスの流出を可能とする。

安全弁３４は、タンク封鎖弁３３と並列にベーパ配管３８に介装されている。そして、安全弁３４は、燃料タンク２１内の圧力が上昇すると開弁し、圧力をキャニスタ３１へ逃がして燃料タンク２１が破裂することを防止するものである。
パージソレノイドバルブ３７は、エンジン１０の吸気通路１１とベーパソレノイドバルブ３２との間のパージ配管３９に介装されている。また、パージソレノイドバルブ３７は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給され通電の状態となることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。そして、パージソレノイドバルブ３７は、無通電状態で閉弁状態であるとパージ配管３９を封鎖し、外部から駆動信号が供給され通電状態で開弁状態であるとパージ配管３９を開放する。即ち、パージソレノイドバルブ３７は、閉弁状態であれば燃料蒸発ガス処理部３０よりエンジン１０への燃料蒸発ガスの流出を不可とし、開弁状態であればエンジン１０へ燃料蒸発ガスの流出を可能とする。

ＥＣＵ５０は、車両の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。
ＥＣＵ５０の入力側には、上記吸気圧センサ１４、圧力センサ２５、車両に備えられた燃料給油口蓋２３の開閉を行う燃料給油口開閉スイッチ６１及び燃料給油口２２の開閉を検出する給油口蓋センサ６２が接続されており、これらのセンサ類からの検出情報が入力される。

一方、ＥＣＵ５０の出力側には、上記燃料噴射弁１２、燃料ポンプ２４、ベーパソレノイドバルブ３２、タンク封鎖弁３３及びパージソレノイドバルブ３７が接続されている。
ＥＣＵ５０は、各種センサ類からの検出情報に基づいて、ベーパソレノイドバルブ３２、タンク封鎖弁３３及びパージソレノイドバルブ３７の開閉を制御し、燃料タンク２１内と、タンク封鎖弁３３とパージソレノイドバルブ３７との間のベーパ配管３８、パージ配管３９の圧力の制御、燃料蒸発ガスのキャニスタ３１への吸着及びキャニスタ３１に吸着された燃料蒸発ガスのエンジン１０の吸気通路１１への流出等の燃料蒸発ガス流れを制御するものである。
［第１実施例］
以下、このように構成された本発明の第１実施例に係るＥＣＵ５０における燃料タンク２１内が高圧時に燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをエンジン１０の吸気通路１１へ流出し燃料タンク２１の内圧を低下させる高圧パージ制御について説明する。

図２は、本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の高圧パージ制御の作動シーケンスを示す図である。図２の上段から制御モード、圧力、高圧確認タイマ、燃料タンク状態高圧フラグ、通常制御フラグ、高圧パージ開始制御フラグ、高圧制御フラグ、高圧パージ終了制御フラグ、高圧開始タイマ、高圧パージ終了時積算量、タンク封鎖弁３３の作動、ペーパソレノイドバルブ３２の作動、エンジン運転要求フラグ、パージ禁止フラグ、パージ制御フラグ、エンジン回転速度、パージ流量が示されている。図２中の制御モードとは、高圧パージ制御内の各々の制御モードを示す。図２中の圧力は、燃料タンク２１内圧とベーパ配管３８及びパージ配管３９内の圧力である管内圧を示す。そして、図２中のパージ禁止フラグは、パージソレノイドバルブ３７の作動・非作動を示し、パージ禁止フラグがＯＮである時にはパージソレノイドバルブ３７を閉弁し、ＯＦＦである時にはパージソレノイドバルブ３７を開弁する。そして、図２中のパージ制御フラグは、パージ禁止フラグと同様にパージソレノイドバルブ３７の作動・非作動を示し、パージ制御フラグがＯＮである時にはパージソレノイドバルブ３７を開弁し、ＯＦＦである時にはパージソレノイドバルブ３７を閉弁する。なお、パージ禁止フラグは、パージ制御フラグに対して優先される。また、図３から図７は、図２中の（ａ）から（ｈ）までの各バルブの作動状態を示す模式図である。

図２に示すように、燃料タンク２１内が高圧時に燃料タンク２１の内圧を低下させる高圧パージ制御は、大きく通常制御モードと、開始制御モードと、高圧パージ制御モードと、終了制御モードとに分けられる。通常制御モードは、キャニスタ３１に吸着した燃料蒸発ガスの吸気通路１１への放出等の車両の運転状態に合わせて実施される通常のパージ制御を行うモードである。開始制御モードは、燃料タンク２１の内圧が高圧である時に高圧パージを実施するための燃料タンク２１からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８及びパージ配管３９の管内圧の調整を行うモードである。また、高圧パージ制御モードは、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをベーパ配管３８及びパージ配管３９を介して吸気通路１１内に放出し燃料タンク２１の内圧の減圧を行うモードである。そして、終了制御モードは、タンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９の管内に存在する燃料蒸発ガスを吸気通路１１に放出させるモードと更に連通路パージに加えてキャニスタ３１内に吸着した燃料蒸発ガスを吸気通路１１に放出させるモードである。図２に基づいて時系列順に説明する。

図２（ａ）に示すように、通常時には通常制御フラグがＯＮであり、車両の運転状態に合わせて通常のパージ制御が行われている。一例として、図２(ａ)では、エンジン１０を停止し、図３のように、タンク封鎖弁３３とパージソレノイドバルブ３７は閉弁し、ベーパソレノイドバルブ３２は開弁している。そして、燃料タンク２１内の燃料が蒸発し、燃料タンク２１の内圧が上昇して圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧が第１の所定圧力以上となると、高圧確認タイマを作動させカウントの加算を開始する。ここで、燃料タンク２１の内圧が第１の所定圧力未満となると、高圧確認タイマは０にリセットされる。

次に、図２（ｂ）に示すように、燃料タンク２１の内圧が第１の所定圧力以上を継続的に保持し、高圧確認タイマのカウントが第１の所定時間になると、燃料タンク２１の内圧が高圧であるとして燃料タンク状態高圧フラグをＯＮとする。また、通常制御フラグをＯＦＦとし、高圧パージ開始制御フラグをＯＮとして開始制御モードにする。そして、開始制御モードでは、始めにエンジン運転要求フラグをＯＮとし、エンジン１０を始動し、同時にパージ禁止フラグをＯＮとし、パージソレノイドバルブ３７を閉弁する。

次に、図２（ｃ）に示すように、エンジン回転速度が所定回転速度以上となると、図４のように、タンク封鎖弁３３を開弁し、同時にベーパソレノイドバルブ３２を閉弁する。即ち、燃料タンク２１内の高圧の燃料蒸発ガスをパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９とに放出する。そして、高圧開始タイマを作動させカウントを開始する。また、放出した燃料蒸発ガスがキャニスタ３１に吸着されないようにベーパソレノイドバルブ３２を閉弁する。

次に、図２（ｄ）に示すように、高圧開始タイマのカウントが第２の所定時間（所定時間）以上となると、高圧パージ開始制御フラグをＯＦＦとし、高圧制御フラグをＯＮとして高圧パージ制御モードとする。詳しくは、パージ禁止フラグをＯＦＦとし、パージ制御フラグをＯＮとして、図５のように、パージソレノイドバルブ３７を開弁する。即ち、燃料タンク２１から吸気通路１１までを連通させ、高圧の燃料蒸発ガスを吸気通路１１に放出する。ここでの第２の所定時間は、予め試験等で確認された燃料タンク２１の内圧と、タンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧とが同一の圧力となる期間に設定されている。そして、燃料タンク２１の内圧と、ベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧、即ち管内圧とは同一となっており、圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧と、吸気圧センサ１４にて検出される吸気通路１１の圧力と、パージソレノイドバルブ３７の開き度合いより、パージ流量、即ち吸気通路１１に放出される燃料蒸発ガスの流量を算出する。

次に、図２（ｅ）に示すように、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスを吸気通路１１に放出し、燃料タンク２１の内圧が低下して第２の所定圧力以下となると、高圧確認タイマを作動させ、第１の所定時間からカウントの減算を開始する。
次に、図２（ｆ）に示すように、燃料タンク２１の内圧が第２の所定圧力以下を継続的に保持し、高圧確認タイマのカウントが０（ゼロ）になると、燃料タンク２１の内圧が低下したとして燃料タンク状態高圧フラグをＯＦＦにする。また、高圧制御フラグをＯＦＦとし、高圧パージ終了制御フラグをＯＮとして終了制御モードにする。そして、終了制御モードでは、図６のように、始めにタンク封鎖弁３３を閉弁し、タンク封鎖弁３３の閉弁からのパージによってベーパ配管３８とパージ配管３９から流出する空気量の積算量である高圧パージ終了時積算量の算出を開始する。ここで、高圧パージ終了時積算量は、以下の通り算出される。終了制御モード開始時には、ベーパ配管３８とパージ配管３９の内圧Ｐ(n)は、燃料タンク２１の内圧と同一となっており、ベーパ配管３８とパージ配管３９の内圧Ｐ(n)と、吸気圧センサ１４で検出される吸気通路１１の圧力より都度パージ流量ΔＱを算出し、都度算出されたパージ流量ΔＱより高圧パージ終了時積算量を算出する。詳しくは、時間Δｔだけパージを行った場合の、吸入した空気量ΔＶは、下記式（１）の通り、パージ流量ΔＱ（初期は、ベーパ配管３８とパージ配管３９の内圧Ｐと、吸気圧センサ１４で検出される吸気通路１１の圧力より算出される）と時間ΔＴより算出される。

ΔＶ＝ΔＱ×ΔＴ・・・（１）
そして、時間Δｔのパージを行った後のベーパ配管３８とパージ配管３９内の空気量Ｖ(n)は、下記式（２）の通り、前回算出されたベーパ配管３８とパージ配管３９内の空気量Ｖ(n-1)（初期値は、ベーパ配管３８とパージ配管３９の容積Ｖ）と、吸入した空気量ΔＶより算出される。

Ｖ(n)＝Ｖ(n-1)−ΔＶ・・・（２）
そして、時間Δｔのパージを行った後のベーパ配管３８とパージ配管３９の内圧Ｐ(n)は、下記式（３）の通り、終了制御モード開始時のベーパ配管３８とパージ配管３９の内圧Ｐと、ベーパ配管３８とパージ配管３９の容積Ｖと、時間Δｔのパージを行った後のベーパ配管３８とパージ配管３９内の空気量Ｖ(n)より算出される。

Ｐ(n)＝Ｐ×Ｖ／Ｖ(n)・・・（３）
そして、算出される吸入した空気量ΔＶを積算して高圧パージ終了時積算量が算出される。
次に、図２（ｇ）に示すように、高圧パージ終了時積算量が第２の所定積算量以上となると、図７のように、ベーパソレノイドバルブ３２を開弁する。ここでの第２の所定積算量は、タンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８内とパージ配管３９内との内圧が大気圧になるまでの時間として設定されている。なお、ベーパ配管３８内とパージ配管３９内との内圧が大気圧となるまでの概算積算流量と時間の関係が予め試験等にて確認され、マップ化されてＥＣＵ５０に記憶されている。そして、ベーパ配管３８内とパージ配管３９内との内圧が大気圧になるまでの時間は、ベーパ配管３８とパージ配管３９の内圧Ｐ(n)と、吸気圧センサ１４で検出される吸気通路１１の圧力より算出されるパージ流量と上記マップより決定される。

次に、図２（ｈ）に示すように、高圧パージ終了時積算量が第１の所定積算量以上となると、高圧パージ終了制御フラグをＯＦＦとし、通常制御フラグをＯＮとして通常制御モードにする。そして、通常制御モードでは、図３のように、パージ制御フラグをＯＦＦとする。即ち、パージソレノイドバルブ３７を閉弁する。また、エンジン運転要求フラグをＯＦＦとして、エンジン１０を停止する。ここでの第１の所定積算量は、第２の所定積算量に少なくともベーパ配管３８内とパージ配管３９との容積を加算した以上の数値に設定される。もちろん、更にキャニスタ３１内の容積を加算した数値に設定してもよい。

このように、本発明の第１実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置では、燃料タンク２１の内圧が第１の所定圧力以上の高圧力状態となり（図２（ａ））、当該高圧力状態が第１の所定時間保持されると、開始制御モードとして、エンジン１０を始動し、パージソレノイドバルブ３７を閉弁する（図２（ｂ））。そして、エンジン１０の回転速度が所定回転速度となると、タンク封鎖弁３３を開弁し、ベーパソレノイドバルブ３２を閉弁して、同時に高圧開始タイマを作動させカウントの加算を開始する（図２（ｃ））。次に、高圧開始タイマのカウントが予め試験等で確認された燃料タンク２１の内圧と、タンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧とが同一の圧力となる期間に設定された第２の所定時間となると、高圧パージ制御モードとして、パージソレノイドバルブ３７を開弁する（図２（ｄ））。そして、燃料タンク２１の内圧が第２の所定圧力以下となると、高圧確認タイマを作動させ、第１の所定時間からカウントの減算を開始する（図２（ｅ））。高圧確認タイマが０（ゼロ）となると、終了制御モードとして、タンク封鎖弁３３を閉弁し、タンク封鎖弁３３の閉弁からのパージ流量の積算量である高圧パージ終了時積算量の算出を開始する（図２（ｆ））。次に高圧パージ終了時積算量がタンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８内とパージ配管３９内の内圧が大気圧(１気圧)となる第２の所定積算量以上となると、ベーパソレノイドバルブ３２を開弁する（図２（ｇ））。そして、高圧パージ終了時積算量が第２の所定積算量に少なくともパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８内とパージ配管３９内との容積を加算した数値に設定される第１の所定積算量以上となると、通常制御モードとして、パージソレノイドバルブ３７を開弁し、エンジン１０を停止するようにしている。

このように、燃料タンク２１の内圧が第１の所定圧力以上となると、パージソレノイドバルブ３７を閉弁し、エンジン１０を始動した後に、タンク封鎖弁３３を開弁し、同時にベーパソレノイドバルブ３２を閉弁する。そして、予め試験等で確認された燃料タンク２１の内圧と、タンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧、即ち管内圧とが同一の圧力となる期間に設定された第２の所定時間経過し、タンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧とを同一にしている。そして、内圧を同一にしてからパージソレノイドバルブ３７を開弁しており、圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧をタンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧、即ち管内圧の代用し、燃料タンク２１の内圧と、吸気圧センサ１４にて検出される吸気通路１１の圧力と、パージソレノイドバルブ３７の開き度合いより、パージ流量、即ち吸気通路１１に放出される燃料蒸発ガスの流量を算出することが可能となる。

したがって、算出される燃料蒸発ガスの流量に基づいて、パージソレノイドバルブ３７を制御することで燃料蒸発ガスの流量を精度良く制御できので、エンジン１０に導入される混合気の空燃比の変化を抑制することができる。
また、燃料タンク２１の内圧をタンク封鎖弁３３からパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧として代用しているので、燃料蒸発ガスの流量を算出するためにパージソレノイドバルブ３７より燃料タンク２１側のベーパ配管３８或いはパージ配管３９にベーパ配管３８及びパージ配管３９の内圧を検出する圧力センサ等を追加する必要がないので、コストの増加を抑制することができる。
［第２実施例］
以下、本発明の第２実施例に係るＥＣＵ５０における燃料タンク２１内が高圧時に燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをエンジン１０の吸気通路１１へ流出し燃料タンク２１の内圧を低下させる高圧パージ制御について説明する。

図８は、本発明の第２実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の高圧パージ制御の作動シーケンスを示す図である。図８の上段から制御モード、圧力、高圧確認タイマ、燃料タンク状態高圧フラグ、通常制御フラグ、高圧パージ開始制御フラグ、高圧制御フラグ、高圧パージ終了制御フラグ、燃料タンク内圧変動、高圧パージ終了時積算量、タンク封鎖弁３３の作動、ペーパソレノイドバルブ３２の作動、エンジン運転要求フラグ、パージ禁止フラグ、パージ制御フラグ、エンジン回転速度、パージ流量が示されている。図８中の制御モードとは、高圧パージ制御内の各々の制御モードを示す。図８中の圧力は、燃料タンク２１内圧とベーパ配管３８及びパージ配管３９内の圧力である管内圧を示す。そして、図８中のパージ禁止フラグは、パージソレノイドバルブ３７の作動・非作動を示し、パージ禁止フラグがＯＮである時にはパージソレノイドバルブ３７を閉弁し、ＯＦＦである時にはパージソレノイドバルブ３７を開弁する。そして、図８中のパージ制御フラグは、パージ禁止フラグと同様にパージソレノイドバルブ３７の作動・非作動を示し、パージ制御フラグがＯＮである時にはパージソレノイドバルブ３７を開弁し、ＯＦＦである時にはパージソレノイドバルブ３７を閉弁する。なお、パージ禁止フラグは、パージ制御フラグに対して優先される。第１実施例の図２（ｄ）では、高圧開始タイマのカウントが第２の所定時間以上となると高圧制御フラグのＯＮとするようにしているが、第２実施例では、燃料タンク２１の内圧の変動値が所定値以下である場合に高圧制御フラグをＯＮとするようにしていることが異なっている。以下にＥＣＵ５０での第１実施例と異なる図８（ｃ’）と（ｄ’）について説明する。

図８（ｃ’）に示すように、エンジン回転速度が所定回転速度以上となると、図４のように、タンク封鎖弁３３を開弁し、同時にベーパソレノイドバルブ３２を閉弁する。即ち、燃料タンク２１内の高圧の燃料蒸発ガスをパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９とに放出する。そして、圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧の変動値の監視を開始する。また、放出した燃料蒸発ガスがキャニスタ３１に吸着されないようにベーパソレノイドバルブ３２を閉弁する。

次に、図８（ｄ’）に示すように、燃料タンク２１の内圧の変動値が所定値以下となると、高圧パージ開始制御フラグをＯＦＦとし、高圧制御フラグをＯＮとして高圧パージ制御モードとする。詳しくは、パージ禁止フラグをＯＦＦとし、パージ制御フラグをＯＮとして、図５のように、パージソレノイドバルブ３７を開弁する。即ち、燃料タンク２１から吸気通路１１までを連通させ、高圧の燃料蒸発ガスを吸気通路１１に放出する。そして、燃料タンク２１の内圧と、ベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧、即ち管内圧とは同一となっており、圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧と、吸気圧センサ１４にて検出される吸気通路１１の圧力と、パージソレノイドバルブ３７の開き度合いより、パージ流量、即ち吸気通路１１に放出される燃料蒸発ガスの流量を算出する。

このように、本発明の第２実施例に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置では、燃料タンク２１に設けられて圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧の変動値より、燃料タンク２１の内圧と、ベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧、即ち管内圧とが同一であるか判別するようにしている。
燃料タンク２１の内圧は、ベーパソレノイドバルブ３２とパージソレノイドバルブ３７を閉弁し、タンク封鎖弁３３を開弁して燃料タンク２１をパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９へ開放すると燃料タンク２１内の高圧の燃料蒸発ガスがパージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９に流入すると変動する。そして、燃料タンク２１の内圧は、パージソレノイドバルブ３７までのベーパ配管３８とパージ配管３９に燃料蒸発ガスが充満し、圧力が燃料タンク２１の内圧と同一となると燃料タンク２１の内圧の変動が無くなる。

したがって、燃料タンク２１の内圧の変動値の閾値を所定値以下とすることで、燃料タンク２１の内圧と、ベーパ配管３８とパージ配管３９との内圧、即ち管内圧を同一にすることができる。
よって、圧力センサ２５にて検出される燃料タンク２１の内圧と、吸気圧センサ１４にて検出される吸気通路１１の圧力と、パージソレノイドバルブ３７の開き度合いより、パージ流量、即ち吸気通路１１に放出される燃料蒸発ガスの流量を算出することが可能となり、算出される燃料蒸発ガスの流量に基づいて、パージソレノイドバルブ３７を制御することで燃料蒸発ガスの流量を精度良く制御できので、エンジン１０に導入される混合気の空燃比の変化を抑制することができる。

１０エンジン（内燃機関）
１１吸気通路
１４吸気圧センサ
２１燃料タンク
２５圧力センサ（タンク圧検出手段）
３１キャニスタ
３２ベーパソレノイドバルブ（キャニスタ封鎖手段）
３３タンク封鎖弁（タンク開封鎖手段）
３７パージソレノイドバルブ（連通路開閉手段）
３８ベーパ配管（連通路）
３９パージ配管（連通路）
５０ＥＣＵ

Claims

内燃機関の吸気通路と燃料タンクとを連通する連通路と、
該連通路内の燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、
前記連通路と前記吸気通路との連通を開閉する連通路開閉手段と、
前記キャニスタを前記連通路へ開放又は封鎖するように開閉するキャニスタ開封鎖手段と、
前記燃料タンクを前記連通路へ開放又は封鎖するように開閉するタンク開封鎖手段と、
前記燃料タンクの内圧を検出するタンク圧検出手段と、を備える燃料蒸発ガス排出抑止装置であって、
前記燃料タンクの内圧が所定圧力以上、且つ、前記連通路開閉手段を閉とした状態で、前記キャニスタ開封鎖手段を閉にして前記キャニスタを封鎖すると共に前記タンク開封鎖手段を開にして前記燃料タンクを前記連通路へ開放した後、所定時間経過後に前記連通路開閉手段を開にして前記連通路と前記吸気通路とを連通させることを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑止装置。
前記所定時間は、前記燃料タンクの内圧の変動値が所定値以下となるまでの期間であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
前記所定時間は、前記燃料タンクの内圧と前記連通路の内圧とが同一の圧力になることにより変動する前記燃料タンクの内圧が一定となるまでの期間であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。