JP5891973B2

JP5891973B2 - 燃料蒸気処理装置

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Publication number: JP5891973B2
Application number: JP2012148397A
Authority: JP
Inventors: 浩史小野寺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: JP2014009654A

Description

本発明は、燃料タンク内で発生する燃料蒸気を処理する燃料蒸気処理装置に関する。

従来、燃料タンクに接続する燃料蒸気流路に制御弁および逃がし弁を設けた燃料蒸気処理装置が知られている。例えば特許文献１に記載の燃料蒸気処理装置では、制御弁が閉弁すると、燃料タンクは密閉された状態となる。そのため、この状態で燃料タンクの周囲の温度が上昇した場合、燃料タンクの内圧が高くなる。燃料タンクの内圧が所定値以上に高くなると、燃料タンクに亀裂が入ったり破損を招いたりするおそれがある。

特許第３３９９４２９号公報

特許文献１の燃料蒸気処理装置では、制御弁をバイパスする流路に逃がし弁を設け、車両の駐車時等、制御弁が閉弁しているとき、逃がし弁が適宜開弁することで燃料タンクの内圧を低下させている。これにより、燃料タンクの内圧が所定値以上になることを抑制し、燃料タンクの破損の防止を図っている。
ところで、特許文献１の燃料蒸気処理装置では、逃がし弁は、常に燃料蒸気に晒される環境にある。そのため、逃がし弁の弁体が弁座に長期間着座した状態になると、燃料蒸気中に含まれる粘性の異物等により弁体が弁座に固着するおそれがある。特に逃がし弁近傍の温度が低い状態が続くと異物の粘度が高くなるため、弁体が弁座に固着し易くなる。弁体が弁座に固着すると、逃がし弁の機能が発揮されず、燃料タンクの破損を招くおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料タンクの内圧を所定範囲内に保つ第１リリーフ弁および第２リリーフ弁の機能を長期に亘って維持することが可能な燃料蒸気処理装置を提供することにある。

本発明は、燃料タンク内で発生する燃料蒸気を内燃機関に導入し処理する燃料蒸気処理装置であって、燃料蒸気流路とキャニスタと第１開閉弁と第２開閉弁と第１バイパス流路と第２バイパス流路と第１リリーフ弁と第２リリーフ弁とポンプ流路とポンプと制御手段とを備えている。燃料蒸気流路は、内燃機関に吸気を導く吸気管と燃料タンクとを接続している。キャニスタは、燃料蒸気流路に設けられ、燃料蒸気流路を流れる燃料蒸気の一部を吸着保持する。第１開閉弁は、燃料蒸気流路の燃料タンクとキャニスタとの間に設けられ、燃料蒸気流路を開閉する。第２開閉弁は、燃料蒸気流路の吸気管近傍に設けられ、燃料蒸気流路を開閉する。第１バイパス流路は、燃料蒸気流路の第１開閉弁に対し燃料タンク側とキャニスタ側とを接続している。第２バイパス流路は、燃料蒸気流路の第１開閉弁に対し燃料タンク側とキャニスタ側とを接続している。

第１リリーフ弁は、第１バイパス流路に設けられ、第１弁座および第１弁体を有している。第１リリーフ弁は、第１弁体が第１弁座から離座することにより、第１バイパス流路を燃料タンク側からキャニスタ側へ流れる流体の流れを許容する。第１リリーフ弁は、第１弁体が第１弁座に着座することにより、第１バイパス流路をキャニスタ側から燃料タンク側へ流れる流体の流れを規制する。この構成により、例えば第１開閉弁が閉弁しているとき、燃料タンク周囲の温度が上昇しても、燃料タンクの内圧が所定の上限値より高くなるのを抑制することができる。

第２リリーフ弁は、第２バイパス流路に設けられ、第２弁座および第２弁体を有している。第２リリーフ弁は、第２弁体が第２弁座から離座することにより、第２バイパス流路をキャニスタ側から燃料タンク側へ流れる流体の流れを許容する。第２リリーフ弁は、第２弁体が第２弁座に着座することにより、第２バイパス流路を燃料タンク側からキャニスタ側へ流れる流体の流れを規制する。この構成により、例えば第１開閉弁が閉弁しているとき、燃料タンクの温度が低下しても、燃料タンクの内圧が所定の下限値より低くなるのを抑制することができる。
このように、第１リリーフ弁と第２リリーフ弁とにより、燃料タンク周囲の温度にかかわらず、燃料タンクの内圧を前記下限値から前記上限値の間、すなわち所定範囲内に保つことができる。よって、燃料タンクに亀裂等の破損が生じるのを抑制することができる。

ポンプは、燃料蒸気流路に接続されるポンプ流路に設けられ、ポンプ流路内、燃料蒸気流路内、第１バイパス流路内、第２バイパス流路内および燃料タンク内を減圧または加圧可能である。
制御手段は、第１開閉弁、第２開閉弁およびポンプの作動を制御する。制御手段は、第１開閉弁を開弁することにより、燃料タンク内で発生した燃料蒸気をキャニスタに吸着させる。また、制御手段は、第２開閉弁を開弁することにより、キャニスタに吸着されている燃料蒸気を、吸気管を経由して内燃機関に導入する。これにより、燃料タンク内で発生する燃料蒸気を、内燃機関で燃焼させて処理することができる。

また、制御手段は、第１開閉弁および第２開閉弁を閉弁した状態でポンプを作動させて第１バイパス流路内および第２バイパス流路内を減圧または加圧することにより、第１弁体または第２弁体を第１弁座または第２弁座から離座させることが可能である。これにより、「第１弁体または第２弁体が、第１弁座または第２弁座に長期間着座した状態になることで第１弁座または第２弁座に固着する」といった事態を回避することができる。したがって、燃料タンクの内圧を所定範囲内に保つ第１リリーフ弁および第２リリーフ弁の機能を長期に亘って維持することができる。

本発明の一実施形態による燃料蒸気処理装置を示す模式図。

以下、本発明の実施形態による燃料蒸気処理装置を図面に基づき説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による燃料蒸気処理装置を図１に示す。

燃料蒸気処理装置１は、例えば車両に搭載された内燃機関（以下、「エンジン」という）１０の吸気系に適用される。エンジン１０には、吸気管１１が接続されている。吸気管１１の内側には吸気通路１２が形成されている。吸気管１１のエンジン１０とは反対側は大気に開放されている。これにより、空気が吸気通路１２を経由してエンジン１０に吸入される。以下、エンジン１０に吸入される空気を「吸気」という。

吸気管１１の内側すなわち吸気通路１２には、スロットル弁１３が設けられている。スロットル弁１３は、吸気通路１２を開閉することにより、エンジン１０に吸入される吸気の量を調節可能である。本実施形態では、吸気管１１のスロットル弁１３に対しエンジン１０とは反対側にインジェクタ１４が設けられている。インジェクタ１４は、燃料タンク２に貯留された燃料としてのガソリンを吸気通路１２に霧状に噴射可能である。インジェクタ１４から吸気通路１２に噴射された燃料は、吸気とともにエンジン１０に導入される。エンジン１０に導入された燃料は、エンジン１０の燃焼室で燃焼し、排気管１５の内側に形成された排気通路１６を経由して大気へ排出される。以下、エンジン１０から大気へ排出される燃焼ガスを含む空気を「排気」という。
燃料タンク２の内部には、貯留されたガソリンが蒸発することにより、ガソリンの蒸気すなわち燃料蒸気（エバポ）が発生する。

燃料蒸気処理装置１は、燃料蒸気流路２１、２２、キャニスタ２３、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２、第１バイパス流路４１、第２バイパス流路４２、第１リリーフ弁５０、第２リリーフ弁６０、ポンプ流路２４、２５、ポンプ７０、および、制御手段としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）８０等を備えている。
燃料蒸気流路２１は、燃料タンク２とキャニスタ２３とを接続するよう設けられる。燃料蒸気流路２２は、キャニスタ２３と吸気管１１の吸気通路１２とを接続する。本実施形態では、燃料蒸気流路２２のキャニスタ２３とは反対側の端部は、吸気管１１のスロットル弁１３に対しエンジン１０側に接続される。これにより、燃料タンク２内で発生する燃料蒸気は、燃料蒸気流路２１、キャニスタ２３および燃料蒸気流路２２を経由して吸気通路１２に流入可能である。

キャニスタ２３は、燃料蒸気流路２１、２２を流れる燃料蒸気の一部を吸着保持する。キャニスタ２３に吸着保持された燃料蒸気の一部は、キャニスタ２３から離脱し、燃料蒸気流路２２を経由して吸気通路１２に流入する。
第１開閉弁３１は、例えば電磁駆動式の制御弁であり、燃料蒸気流路２１に設けられている。第１開閉弁３１は、燃料蒸気流路２１を開閉、すなわち開弁または閉弁することにより、燃料蒸気流路２１を燃料タンク２側からキャニスタ２３側へ流れる燃料蒸気の流れを許容または遮断する。第１開閉弁３１は、オフ状態のとき閉弁しており、オン状態のとき開弁するノーマリークローズ型の弁である。

第２開閉弁３２は、例えば電磁駆動式の制御弁であり、燃料蒸気流路２２の吸気管１１近傍に設けられている。第２開閉弁３２は、燃料蒸気流路２２を開閉、すなわち開弁または閉弁することにより、燃料蒸気流路２２をキャニスタ２３側から吸気通路１２側へ流れる燃料蒸気の流れを許容または遮断する。第２開閉弁３２は、第１開閉弁３１と同様、オフ状態のとき閉弁しており、オン状態のとき開弁するノーマリークローズ型の弁である。

第１バイパス流路４１は、燃料蒸気流路２１の第１開閉弁３１に対し燃料タンク２側とキャニスタ２３側とを接続するよう設けられている。
第２バイパス流路４２は、第１バイパス流路４１と同様、燃料蒸気流路２１の第１開閉弁３１に対し燃料タンク２側とキャニスタ２３側とを接続するよう設けられている。すなわち、第１バイパス流路４１と第２バイパス流路４２とは、共に第１開閉弁３１をバイパスし、かつ、互いに並列となるよう設けられている。

第１リリーフ弁５０は、第１バイパス流路４１に設けられている。第１リリーフ弁５０は、第１弁座５１、第１弁体５２および第１付勢部材５３等を有している。第１付勢部材５３は、第１弁体５２が第１弁座５１に着座する方向、すなわち閉弁方向に第１弁体５２を付勢している。
例えば、第１バイパス流路４１の第１リリーフ弁５０に対し燃料タンク２側の圧力すなわち燃料タンク２の内圧が、所定の上限値より高い圧力になった場合、第１弁体５２は、第１付勢部材５３の付勢力に抗し、第１弁座５１から離座することで開弁する。これにより、燃料タンク２の内圧が低下する。ここで、「所定の上限値」とは、燃料タンク２の破損を招かない程度の燃料タンク２の内圧の上限値である。

一方、第１バイパス流路４１の第１リリーフ弁５０に対し燃料タンク２側の圧力が、前記上限値以下の圧力になった場合、第１弁体５２は、第１付勢部材５３の付勢力により第１弁座５１側へ付勢され、第１弁座５１に着座することで閉弁する。
このように、第１リリーフ弁５０は、第１弁体５２が第１弁座５１から離座することにより、第１バイパス流路４１を燃料タンク２側からキャニスタ２３側へ流れる流体（燃料蒸気を含む空気）の流れを許容する。また、第１リリーフ弁５０は、第１弁体５２が第１弁座５１に着座することにより、第１バイパス流路４１をキャニスタ２３側から燃料タンク２側へ流れる流体の流れを規制する。上記構成により、第１リリーフ弁５０は、燃料タンク２内の圧力を前記上限値以下に保つことができる。そのため、例えば燃料タンク２周囲の温度が上昇しても、燃料タンク２の内圧が前記上限値より高くなるのを抑制することができる。

第２リリーフ弁６０は、第２バイパス流路４２に設けられている。第２リリーフ弁６０は、第２弁座６１、第２弁体６２および第２付勢部材６３等を有している。第２付勢部材６３は、第２弁体６２が第２弁座６１に着座する方向、すなわち閉弁方向に第２弁体６２を付勢している。
例えば、第２バイパス流路４２の第２リリーフ弁６０に対し燃料タンク２側の圧力すなわち燃料タンク２の内圧が、所定の下限値より低い圧力になった場合、第２弁体６２は、第２付勢部材６３の付勢力に抗し、第２弁座６１から離座することで開弁する。これにより、燃料タンク２の内圧が上昇する。ここで、「所定の下限値」とは、燃料タンク２の破損を招かない程度の燃料タンク２の内圧の下限値である。

一方、第２バイパス流路４２の第２リリーフ弁６０に対し燃料タンク２側の圧力が、前記下限値以上の圧力になった場合、第２弁体６２は、第２付勢部材６３の付勢力により第２弁座６１側へ付勢され、第２弁座６１に着座することで閉弁する。
このように、第２リリーフ弁６０は、第２弁体６２が第２弁座６１から離座することにより、第２バイパス流路４２をキャニスタ２３側から燃料タンク２側へ流れる流体の流れを許容する。また、第２リリーフ弁６０は、第２弁体６２が第２弁座６１に着座することにより、第２バイパス流路４２を燃料タンク２側からキャニスタ２３側へ流れる流体の流れを規制する。上記構成により、第２リリーフ弁６０は、燃料タンク２内の圧力を前記下限値以上に保つことができる。そのため、例えば燃料タンク２周囲の温度が低下しても、燃料タンク２の内圧が前記下限値より低くなるのを抑制することができる。
本実施形態では、第１リリーフ弁５０と第２リリーフ弁６０とにより、燃料タンク２周囲の温度にかかわらず、燃料タンク２の内圧を概ね前記下限値から前記上限値の間、すなわち所定範囲内に保つことができる。よって、燃料タンク２に亀裂等の破損が生じるのを抑制することができる。

ポンプ流路２４は、一端がキャニスタ２３に接続するよう設けられている。ポンプ流路２４の他端には、切換弁３３が接続されている。ポンプ流路２５は、一端が切換弁３３に接続するよう設けられている。
ポンプ７０は、ポンプ流路２５の他端に接続するよう設けられている。ポンプ７０は、例えば流体を吸入または吐出可能な電動ポンプである。ポンプ７０は、例えば切換弁３３によりポンプ流路２４とポンプ流路２５とが接続され、第１開閉弁３１および第２開閉弁３２が共に閉弁した状態では、駆動することにより、ポンプ流路２５、２４内、キャニスタ２３内、燃料蒸気流路２１、２２内、第１バイパス流路４１の第１リリーフ弁５０に対しキャニスタ２３側、および、第２バイパス流路４２の第２リリーフ弁６０に対しキャニスタ２３側を減圧または加圧可能である。

ポンプ７０には、大気流路２６の一端が接続されている。大気流路２６の他端は大気に開放され、この他端にフィルタ４が設けられている。フィルタ４は、大気流路２６に流入する空気中の異物を捕集する。大気流路２６と切換弁３３との間には、大気流路２６と切換弁３３とを接続する接続流路２７が設けられている。
切換弁３３は、例えば電磁駆動式の制御弁である。切換弁３３は、オフ状態のとき、接続流路２７とポンプ流路２４とを接続しつつ、ポンプ流路２５とポンプ流路２４との接続を遮断する。一方、切換弁３３は、オン状態のとき、ポンプ流路２５とポンプ流路２４とを接続しつつ、接続流路２７とポンプ流路２４との接続を遮断する。このように、切換弁３３は、ポンプ流路２４と接続流路２７またはポンプ流路２５との接続状態を切り換えることができる。

ＥＣＵ８０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ８０は、車両に搭載されたセンサ類からの信号等に基づき、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い車両の各部および各種機器類の作動を制御する。
本実施形態では、ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２、切換弁３３およびポンプ７０の作動を制御する。

ＥＣＵ８０は、図示しないバッテリからの電力を第１開閉弁３１に供給することで第１開閉弁３１をオン状態にして開弁することにより、燃料タンク２内で発生した燃料蒸気をキャニスタ２３に吸着させる。一方、第１開閉弁３１にバッテリからの電力が供給されていないとき、すなわち、第１開閉弁３１がオフ状態のとき、第１開閉弁３１は閉弁しているため、燃料タンク２は密閉された状態となる。このように、第１開閉弁３１は、燃料タンク２を密閉可能な「タンク密閉システム」の一部を構成している。

ＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転中、吸気管１１の吸気通路１２に負圧が発生しているとき、図示しないバッテリからの電力を第２開閉弁３２に供給することで第２開閉弁３２をオン状態にして開弁することにより、キャニスタ２３に吸着されている燃料蒸気を、吸気管１１の吸気通路１２に流入させ、吸気通路１２を経由してエンジン１０に導入する。これにより、燃料タンク２内で発生する燃料蒸気を、エンジン１０で燃焼させて処理（パージ）することができる。このように、第２開閉弁３２は、「パージ弁」を構成している。ＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転状態に基づき目標パージ量を算出し、当該目標パージ量に基づき第１開閉弁３１および第２開閉弁３２の作動を制御する。
なお、ＥＣＵ８０は、第２開閉弁３２を開弁して燃料蒸気をパージするとき、切換弁３３をオフ状態にすることで接続流路２７とポンプ流路２４とを接続する。これにより、燃料蒸気をパージするとき、空気が大気流路２６、接続流路２７およびポンプ流路２４を経由してキャニスタ２３に流入する。

ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１および第２開閉弁３２を閉弁し、切換弁３３をオン状態にすることでポンプ流路２５とポンプ流路２４とを接続した状態で、ポンプ７０を作動させて第１バイパス流路４１内の第１リリーフ弁５０に対しキャニスタ２３側を減圧することにより、第１弁体５２を第１弁座５１から強制的に離座させることができる。一方、ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１および第２開閉弁３２を閉弁し、切換弁３３をオン状態にすることでポンプ流路２５とポンプ流路２４とを接続した状態で、ポンプ７０を作動させて第２バイパス流路４２内の第２リリーフ弁６０に対しキャニスタ２３側を加圧することにより、第２弁体６２を第２弁座６１から強制的に離座させることができる。
このように、ＥＣＵ８０は、任意のタイミングで第１弁体５２または第２弁体６２を第１弁座５１または第２弁座６１から強制的に離座させることにより、「第１弁体５２または第２弁体６２が、第１弁座５１または第２弁座６１に長期間着座した状態になることで第１弁座５１または第２弁座６１に固着する」といった事態を回避することができる。

本実施形態では、燃料蒸気処理装置１は、オリフィス流路２８、オリフィス２９、圧力検出手段としての圧力センサ８１および温度検出手段としての温度センサ８２をさらに備えている。
オリフィス流路２８は、ポンプ流路２４とポンプ流路２５とを接続するよう設けられている。オリフィス２９は、オリフィス流路２８に設けられている。ここで、オリフィス２９は、燃料タンク２における燃料蒸気漏れ（エバポリーク）が許容される開口の大きさに対応している。例えば、ＣＡＲＢおよびＥＰＡの基準では、燃料タンク２からのエバポリークの検出精度としてφ０．５ｍｍ相当の開口からのエバポリークの検出が要求されている。そのため、本実施形態では、オリフィス流路２８に例えばφ０．５ｍｍ以下に設定された開口からなるオリフィス２９を配置している。

圧力センサ８１は、ポンプ流路２５に設けられ、ポンプ流路２５内の圧力を検出可能である。圧力センサ８１は、検出した圧力に関する信号をＥＣＵ８０に伝達する。これにより、ＥＣＵ８０は、ポンプ流路２５内の圧力を検出することができる。
温度センサ８２は、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍に設けられ、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度を検出可能である。温度センサ８２は、検出した温度に関する信号をＥＣＵ８０に伝達する。これにより、ＥＣＵ８０は、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度を検出することができる。

ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１および第２開閉弁３２を閉弁し、切換弁３３をオフ状態にすることで接続流路２７とポンプ流路２４とを接続しつつ、ポンプ流路２５とポンプ流路２４との接続を遮断した状態で、ポンプ７０を作動させ、このとき圧力センサ８１で検出したポンプ流路２５内の圧力を基準圧力としてＲＡＭ等に記憶しておく。
続いて、ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１を開弁し、第２開閉弁３２を閉弁し、切換弁３３をオン状態にすることでポンプ流路２５とポンプ流路２４とを接続しつつ、接続流路２７とポンプ流路２４との接続を遮断した状態で、ポンプ７０を作動させて燃料タンク２内を減圧または加圧し、このとき圧力センサ８１で検出したポンプ流路２５内の圧力と基準圧力とに基づき、燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れが許容範囲内か否かを判定可能である。

例えば、ポンプ７０により燃料タンク２内を減圧したときのポンプ流路２５内の圧力が基準圧力以下の場合、「燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れは、許容範囲内である、すなわち、燃料タンク２から燃料蒸気の漏れは発生していない」と判定する。一方、ポンプ７０により燃料タンク２内を減圧したときのポンプ流路２５内の圧力が基準圧力より高い場合、「燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れは、許容範囲外である、すなわち、燃料タンク２から燃料蒸気の漏れが発生している」と判定する。
また、例えば、ポンプ７０により燃料タンク２内を加圧したときのポンプ流路２５内の圧力が基準圧力以上の場合、「燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れは、許容範囲内である、すなわち、燃料タンク２から燃料蒸気の漏れは発生していない」と判定する。一方、ポンプ７０により燃料タンク２内を加圧したときのポンプ流路２５内の圧力が基準圧力より低い場合、「燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れは、許容範囲外である、すなわち、燃料タンク２から燃料蒸気の漏れが発生している」と判定する。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ８０、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２、切換弁３３、ポンプ７０、オリフィス流路２８、オリフィス２９および圧力センサ８１は、燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れを検出可能な燃料蒸気漏れ検出装置３を構成している。

次に、燃料蒸気処理装置１および燃料蒸気漏れ検出装置３の一作動例について説明する。
エンジン１０の運転中、ＥＣＵ８０は、エンジン１０の運転状態に基づき第１開閉弁３１および第２開閉弁３２の作動を制御することによって、キャニスタ２３に吸着された燃料蒸気を、吸気管１１の吸気通路１２を経由してエンジン１０に導入することにより処理（パージ）する。

車両およびエンジン１０の運転が停止し燃料タンク２およびエンジン１０の温度が所定値以下の安定した温度になると、ＥＣＵ８０は、燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れのチェックすなわちエバポリークチェックを開始する。ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２および切換弁３３をすべてオフにした状態で、ポンプ７０を作動させ、基準圧力を記憶する。続いて、ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１を開弁し、第２開閉弁３２を閉弁し、切換弁３３をオン状態にし、ポンプ７０を作動させて燃料タンク２内を減圧または加圧し、このとき圧力センサ８１で検出したポンプ流路２５内の圧力と基準圧力とに基づき、燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れが許容範囲内か否かを判定する。燃料蒸気の漏れが許容範囲外であった場合、ＥＣＵ８０は、例えば車室内の警告灯を点灯させる等して「燃料タンク２に燃料蒸気漏れが発生している」ことを運転者に通知する。

また、ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１および第２開閉弁３２を閉弁し、切換弁３３をオン状態にし、ポンプ７０を作動させて第１バイパス流路４１内および第２バイパス流路４２内を減圧または加圧することにより、第１弁体５２または第２弁体６２を第１弁座５１または第２弁座６１から強制的に離座させる。これにより、第１弁体５２または第２弁体６２の第１弁座５１または第２弁座６１への固着が抑制される。

本実施形態では、上述の第１弁体５２または第２弁体６２を強制的に離座させるためのポンプ７０の作動は、所定間隔で行われる。例えば、数日間または数週間間隔で行われる。また、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、温度センサ８２で検出した第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度に基づき、前記所定間隔の長さを変更する。例えば、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度が低いときほど、前記所定間隔の長さを短く設定し、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度が高いときほど、前記所定間隔の長さを長く設定する。

以上説明したように、（１）本実施形態では、第１リリーフ弁５０は、第１バイパス流路４１に設けられ、第１弁座５１および第１弁体５２を有している。第１リリーフ弁５０は、第１弁体５２が第１弁座５１から離座することにより、第１バイパス流路４１を燃料タンク２側からキャニスタ２３側へ流れる流体の流れを許容する。第１リリーフ弁５０は、第１弁体５２が第１弁座５１に着座することにより、第１バイパス流路４１をキャニスタ２３側から燃料タンク２側へ流れる流体の流れを規制する。この構成により、例えば第１開閉弁３１が閉弁しているとき、燃料タンク２周囲の温度が上昇しても、燃料タンク２の内圧が所定の上限値より高くなるのを抑制することができる。

第２リリーフ弁６０は、第２バイパス流路４２に設けられ、第２弁座６１および第２弁体６２を有している。第２リリーフ弁６０は、第２弁体６２が第２弁座６１から離座することにより、第２バイパス流路４２をキャニスタ２３側から燃料タンク２側へ流れる流体の流れを許容する。第２リリーフ弁６０は、第２弁体６２が第２弁座６１に着座することにより、第２バイパス流路４２を燃料タンク２側からキャニスタ２３側へ流れる流体の流れを規制する。この構成により、例えば第１開閉弁３１が閉弁しているとき、燃料タンク２の温度が低下しても、燃料タンク２の内圧が所定の下限値より低くなるのを抑制することができる。
このように、第１リリーフ弁５０と第２リリーフ弁６０とにより、燃料タンク２周囲の温度にかかわらず、燃料タンク２の内圧を概ね前記下限値から前記上限値の間、すなわち所定範囲内に保つことができる。よって、燃料タンク２に亀裂等の破損が生じるのを抑制することができる。

ポンプ７０は、燃料蒸気流路２１、２２に接続されるポンプ流路２４、２５に設けられ、ポンプ流路２４、２５内、燃料蒸気流路２１、２２内、第１バイパス流路４１内、第２バイパス流路４２内および燃料タンク２内を減圧または加圧可能である。
ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１、第２開閉弁３２およびポンプ７０の作動を制御する。ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１を開弁することにより、燃料タンク２内で発生した燃料蒸気をキャニスタ２３に吸着させる。また、ＥＣＵ８０は、第２開閉弁３２を開弁することにより、キャニスタ２３に吸着されている燃料蒸気を、吸気管１１を経由してエンジン１０に導入する。これにより、燃料タンク２内で発生する燃料蒸気を、エンジン１０で燃焼させて処理することができる。

また、ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１および第２開閉弁３２を閉弁した状態でポンプ７０を作動させて第１バイパス流路４１内および第２バイパス流路４２内を減圧または加圧することにより、第１弁体５２または第２弁体６２を第１弁座５１または第２弁座６１から離座させることが可能である。これにより、「第１弁体５２または第２弁体６２が、第１弁座５１または第２弁座６１に長期間着座した状態になることで第１弁座５１または第２弁座６１に固着する」といった事態を回避することができる。したがって、燃料タンク２の破損を防止する第１リリーフ弁５０または第２リリーフ弁６０の機能を長期に亘って維持することができる。

また、（２）本実施形態では、ＥＣＵ８０は、第１弁体５２または第２弁体６２を第１弁座５１または第２弁座６１から離座させるため、所定間隔でポンプ７０を作動させる。これにより、ポンプ７０の消費電力を抑えつつ、第１弁体５２または第２弁体６２の第１弁座５１または第２弁座６１への固着を抑制することができる。

また、（３）本実施形態では、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度を検出可能な温度センサ８２をさらに備えている。ＥＣＵ８０は、温度センサ８２で検出した温度に基づき、前記所定間隔の長さを変更する。例えば、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度が低いときほど、前記所定間隔の長さを短く設定し、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度が高いときほど、前記所定間隔の長さを長く設定する。
ところで、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度が低いときほど異物の粘度が高くなるため、第１弁体５２または第２弁体６２は第１弁座５１または第２弁座６１に固着し易く、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度が高いときほど異物の粘度が低くなるため、第１弁体５２または第２弁体６２は第１弁座５１または第２弁座６１に固着し難い。よって、第１リリーフ弁５０および第２リリーフ弁６０近傍の温度に合わせて前記所定間隔を変更することにより、ポンプ７０の消費電力をより効果的に抑えつつ、第１弁体５２または第２弁体６２の第１弁座５１または第２弁座６１への固着を抑制することができる。

また、（４）本実施形態では、ポンプ流路２５内の圧力を検出可能な圧力センサ８１をさらに備えている。ＥＣＵ８０は、第１開閉弁３１を開弁し第２開閉弁３２を閉弁した状態でポンプ７０を作動させて燃料タンク２内を減圧または加圧し、圧力センサ８１により検出した圧力に基づき、燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れが許容範囲内か否かを判定可能である。このように、本実施形態の燃料蒸気処理装置１は、燃料蒸気漏れ検出装置３を含み、燃料タンク２からの燃料蒸気の漏れを検出可能である。つまり、本実施形態では、「燃料蒸気漏れを検出するためのポンプ７０を、第１弁体５２または第２弁体６２を第１弁座５１または第２弁座６１から強制的に離座させるためのポンプ（７０）として用いている」ともいえる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、制御手段は、数日間または数週間等所定間隔でポンプを作動させて第１弁体または第２弁体を強制的に離座させる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、前記所定間隔は、数時間間隔あるいは数ヶ月間間隔等、任意の間隔に設定できる。また、制御手段は、所定間隔ではなく、例えば車両および内燃機関の運転が停止した後、毎回、ポンプを作動させて第１弁体または第２弁体を強制的に離座させることとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、第１リリーフ弁および第２リリーフ弁近傍の温度を検出可能な温度検出手段を備えない構成であってもよい。また、前記所定間隔は変更不可に設定されていてもよい。
また、上述の実施形態では、ポンプ流路がキャニスタに接続される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ポンプ流路は、キャニスタに限らず、燃料蒸気流路に接続されていてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、ポンプ流路内の圧力を検出可能な圧力検出手段を備えていなくてもよい。すなわち、燃料蒸気漏れ検出装置を含まない構成であってもよい。
このように、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１・・・・燃料蒸気処理装置
２１、２２・・・燃料蒸気流路
２３・・・キャニスタ
２４、２５・・・ポンプ流路
３１・・・第１開閉弁
３２・・・第２開閉弁
４１・・・第１バイパス流路
４２・・・第２バイパス流路
５０・・・第１リリーフ弁
５１・・・第１弁座
５２・・・第１弁体
６０・・・第２リリーフ弁
６１・・・第２弁座
６２・・・第２弁体
７０・・・ポンプ
８０・・・制御手段（ＥＣＵ）

Claims

燃料タンク（２）内で発生する燃料蒸気を内燃機関（１０）に導入し処理する燃料蒸気処理装置（１）であって、
前記内燃機関に吸気を導く吸気管（１１）と前記燃料タンクとを接続する燃料蒸気流路（２１、２２）と、
前記燃料蒸気流路に設けられ、前記燃料蒸気流路を流れる燃料蒸気の一部を吸着保持するキャニスタ（２３）と、
前記燃料蒸気流路の前記燃料タンクと前記キャニスタとの間に設けられ、前記燃料蒸気流路を開閉する第１開閉弁（３１）と、
前記燃料蒸気流路の前記吸気管近傍に設けられ、前記燃料蒸気流路を開閉する第２開閉弁（３２）と、
前記燃料蒸気流路の前記第１開閉弁に対し前記燃料タンク側と前記キャニスタ側とを接続する第１バイパス流路（４１）と、
前記燃料蒸気流路の前記第１開閉弁に対し前記燃料タンク側と前記キャニスタ側とを接続する第２バイパス流路（４２）と、
前記第１バイパス流路に設けられ、第１弁座（５１）および第１弁体（５２）を有し、前記第１弁体が前記第１弁座から離座することにより前記第１バイパス流路を前記燃料タンク側から前記キャニスタ側へ流れる流体の流れを許容し、前記第１弁体が前記第１弁座に着座することにより前記第１バイパス流路を前記キャニスタ側から前記燃料タンク側へ流れる流体の流れを規制する第１リリーフ弁（５０）と、
前記第２バイパス流路に設けられ、第２弁座（６１）および第２弁体（６２）を有し、前記第２弁体が前記第２弁座から離座することにより前記第２バイパス流路を前記キャニスタ側から前記燃料タンク側へ流れる流体の流れを許容し、前記第２弁体が前記第２弁座に着座することにより前記第２バイパス流路を前記燃料タンク側から前記キャニスタ側へ流れる流体の流れを規制する第２リリーフ弁（６０）と、
前記燃料蒸気流路または前記キャニスタに接続されるポンプ流路（２４、２５）と、
前記ポンプ流路に設けられ、前記ポンプ流路内、前記燃料蒸気流路内、前記第１バイパス流路内、前記第２バイパス流路内および前記燃料タンク内を減圧または加圧可能なポンプ（７０）と、
前記第１開閉弁、前記第２開閉弁および前記ポンプの作動を制御し、前記第１開閉弁を開弁することにより前記燃料タンク内で発生した燃料蒸気を前記キャニスタに吸着させ、前記第２開閉弁を開弁することにより前記キャニスタに吸着されている燃料蒸気を前記吸気管を経由して前記内燃機関に導入し、前記第１開閉弁および前記第２開閉弁を閉弁した状態で前記ポンプを作動させて前記第１バイパス流路内および前記第２バイパス流路内を減圧または加圧することにより前記第１弁体または前記第２弁体を前記第１弁座または前記第２弁座から離座させることが可能な制御手段（８０）と、
を備える燃料蒸気処理装置。
前記制御手段は、所定間隔で前記ポンプを作動させることを特徴とする請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
前記第１リリーフ弁および前記第２リリーフ弁近傍の温度を検出可能な温度検出手段（８２）をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度に基づき、前記第１リリーフ弁および前記第２リリーフ弁近傍の温度が低いときほど、前記所定間隔の長さを短く設定し、前記第１リリーフ弁および前記第２リリーフ弁近傍の温度が高いときほど、前記所定間隔の長さを長く設定するよう前記所定間隔の長さを変更することを特徴とする請求項２に記載の燃料蒸気処理装置。
前記ポンプ流路内の圧力を検出可能な圧力検出手段（８１）をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１開閉弁を開弁し第２開閉弁を閉弁した状態で前記ポンプを作動させて前記燃料タンク内を減圧または加圧し、前記圧力検出手段により検出した圧力に基づき、前記燃料タンクからの燃料蒸気の漏れが許容範囲内か否かを判定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料蒸気処理装置。