JP5991250B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

従来の蒸発燃料処理装置としては、燃料タンクとキャニスタとを連通するベーパ通路と、キャニスタと内燃機関の吸気通路を連通するパージ通路と、ベーパ通路の導通状態を制御する封鎖弁と、パージ通路の導通状態を制御するパージ制御弁と、タンク内圧を検出するタンク内圧検出手段と、内燃機関の作動中に、パージ制御弁を制御して蒸発燃料を吸気通路にパージさせるパージ制御手段とを備え、パージの実行中に、タンク内圧が所定圧を超えると、封鎖弁を開弁するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１５６４９９号公報

しかしながら、従来の蒸発燃料処理装置においては、燃料タンク内の圧力が高いときにパージを実行し、封鎖弁を開弁すると、燃料タンク内のベーパ通路の入口に設けられた満タン検知フロートバルブ（Onboard refueling vapor recovery valve、以下、「ＯＲＶＲバルブ」という）において、燃料タンク内とベーパ通路との圧力差によって弁体が弁座に押し付けられてしまい、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができなくなることがあるといった課題があった。

そこで、本発明は、従来のものと比較して、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

本発明の蒸発燃料処理装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内に連通する連通路を介して前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記吸着器から前記内燃機関の吸気管内に蒸発燃料を吸入させるパージ動作を実行するパージ機構と、前記燃料タンクおよび前記吸着器の間で前記連通路を封鎖するよう閉弁する一方、前記連通路を開くよう開弁する封鎖弁と、前記燃料タンク内で前記連通路を開閉するフロートバルブと、前記燃料タンク内の圧力が基準圧以上に達していることを条件に前記封鎖弁を繰り返し開閉させて前記燃料タンク内の圧力を低下させる圧抜き処理を実行する圧抜き処理部と、を備えた蒸発燃料処理装置において、前記圧抜き処理部は、前記燃料タンク内の圧力が前記基準圧を超える所定圧力以上に高い状態では、前記燃料タンク内の圧力が低い状態に比べて、前記封鎖弁を繰り返し開閉させる周期および開弁時間を短くする構成を有している。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置では、燃料タンク内の圧力と封鎖弁側の連通路（ベーパ通路）内の圧力との圧力差によってフロートバルブの弁体が弁座に押し付けられる前に、封鎖弁を閉じることができ、それにより、フロートバルブの弁体が弁座に押し付けられることを抑制するため、従来のものと比較して、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができる。

なお、上記（１）に記載の蒸発燃料処理装置において、（２）前記封鎖弁が、デューティ制御され、前記圧抜き処理部は、前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力以上のとき、前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力未満のときより、前記封鎖弁のデューティ制御の周波数を高く設定するとともに、デューティ比を小さく設定するようにしてもよい。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内とベーパ通路との圧力差によって、フロートバルブの弁体が弁座に押し付けられる前に、封鎖弁を閉じることができ、フロートバルブの弁体が弁座に押し付けられることを抑制することができる。

また、上記（１）または（２）に記載の蒸発燃料処理装置において、（３）前記圧抜き処理部は、前記燃料タンク内の圧力と、前記パージ動作中における前記蒸発燃料の流速または前記連通路内の圧力とに応じて、前記封鎖弁のデューティ比を制御するようにしてもよい。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができる。

また、上記（１）ないし（３）に記載の蒸発燃料処理装置において、（４）前記圧抜き処理部は、前記封鎖弁の開弁ごとに前記燃料タンク内の圧力の低下量が予め定められた低下量以下になったことを条件として、前記封鎖弁を閉弁し、前記封鎖弁を閉弁した後に、前記燃料タンク内の圧力の変化量が予め定められた変化量以下となったことを条件として、前記封鎖弁を開弁するようにしてもよい。

この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、フロートバルブの弁体が弁座に押し付けられてしまった場合であっても、封鎖弁を閉弁することにより、フロートバルブの弁体を弁座から離隔させた上で、圧抜き処理を実行するため、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができる。

本発明によれば、従来のものと比較して、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができる蒸発燃料処理装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両における走行駆動用の内燃機関とその燃料系システムとを含む要部の概略構成図である。 図１に示すＯＲＶＲバルブの圧抜き処理時の状態を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置によって実行される圧抜き動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置によって実行される圧抜き処理の作用を説明するための第１のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置によって実行される圧抜き処理の作用を説明するための第２のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置によって実行される圧抜き処理の作用を説明するための第３のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両における走行駆動用の内燃機関とその燃料系システムとを含む要部の変形例の概略構成図である。 図８に示す蒸発燃料処理装置の変形例によって実行される圧抜き処理の作用を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明に係る蒸発燃料処理装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムとの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、走行駆動用に車両に搭載されている。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、エンジン２と、燃料供給機構３と、蒸発燃料処理装置を構成する燃料パージシステム４およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）５とを含んで構成されている。

エンジン２は、ＥＣＵ５によって制御される点火プラグ２０を用いた火花点火式の多気筒内燃機関、例えば、本実施の形態においては、４サイクルの直列４気筒エンジンによって構成されている。

エンジン２の４つの気筒２ａ（図１中に１つのみ図示する）の吸気ポート部分には、それぞれインジェクタ２１（燃料噴射弁）が装着されており、複数のインジェクタ２１は、デリバリーパイプ２２に接続されている。

デリバリーパイプ２２には、後述する燃料ポンプ３２から、揮発性の高い燃料、例えばガソリンがエンジン２に要求される燃圧（燃料圧力）に加圧されて供給されるようになっている。

また、エンジン２の吸気ポート部分には吸気管２３が接続されており、この吸気管２３には、吸気脈動や吸気干渉を抑える所定容積のサージタンク２３ａが設けられている。

吸気管２３の内部には吸気通路２３ｂが形成されており、吸気通路２３ｂ上には、スロットルアクチュエータ２４ａにより開度調整可能に駆動されるスロットルバルブ２４が設けられている。

このスロットルバルブ２４は、ＥＣＵ５からの制御により吸気通路２３ｂの開度を調整することにより、エンジン２の吸入空気量を調整するようになっている。また、スロットルバルブ２４には、その開度を検出するスロットルセンサ２４ｂが設けられている。

燃料供給機構３は、エンジン２の燃料を貯留する燃料タンク３１と、燃料タンク３１に貯留された燃料を汲み上げる燃料ポンプ３２と、燃料ポンプ３２およびデリバリーパイプ２２を接続する燃料供給管３３と、燃料ポンプ３２の上流側に設けられた吸入配管３８とを含んで構成されている。

燃料タンク３１は、車両１の車体の下部側に配置されており、エンジン２で消費される燃料を補給可能に貯留するようになっている。本実施の形態において、燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１の内部に収容されている。

燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出能力（吐出量および吐出圧）可変タイプのもので、例えば円周流ポンプによって構成されている。燃料ポンプ３２は、詳細な内部構成を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車と、その羽根車を駆動する内蔵モータとを有している。

また、燃料ポンプ３２は、内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力を変化させることができるようになっている。

このように燃料ポンプ３２の吐出能力を変化させるため、燃料供給機構３には、ＥＣＵ５の制御に応じて燃料ポンプ３２の駆動電圧を制御するＦＰＣ（Fuel Pump Controller）８４が設けられている。

燃料供給管３３は、燃料ポンプ３２の出力ポートと、デリバリーパイプ２２内とを相互に連通させる燃料供給通路を形成している。吸入配管３８は、燃料ポンプ３２の上流側に吸入通路３８ａを形成しており、吸入通路３８ａの最上流部分には、サクションフィルタ３８ｂが設けられている。このサクションフィルタ３８ｂは、燃料ポンプ３２に吸入される燃料をろ過する公知のものである。

一方、燃料タンク３１には、燃料タンク３１から車両１の側方または後方側に延びるように、給油管３４が突出して設けられている。給油管３４の突出方向の先端には、給油口３４ａが形成されている。この給油口３４ａは、車両１の図示しないボディに設けられたフューエルインレットボックス３５内に収容されている。

また、給油管３４には、燃料タンク３１の上部と給油管３４内の上流部分とを連通させる循環配管３６が設けられている。フューエルインレットボックス３５には、燃料の給油時に外部に対して開放されるフューエルリッド３７が設けられている。

燃料の給油時には、フューエルリッド３７を開放し、給油口３４ａに着脱可能に取り付けられたキャップ３４ｂを取り外すことにより、給油口３４ａから燃料タンク３１内に燃料を注入することができるようになっている。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３１と吸気管２３との間、より詳しくは、燃料タンク３１とサージタンク２３ａとの間に介装されている。燃料パージシステム４は、燃料タンク３１内で発生する蒸発燃料をエンジン２の吸気時に吸気通路２３ｂに放出させて燃焼させることができるようになっている。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３１内で生じた蒸発燃料を吸着する吸着器を構成するキャニスタ４１と、キャニスタ４１に空気を通してキャニスタ４１から脱離した燃料および空気を含むパージガスをエンジン２の吸気管２３内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構４２と、パージガスの吸気管２３内への吸入量を制御してエンジン２における空燃比の変動を抑制するパージ制御機構４５とを含んで構成されている。

キャニスタ４１は、キャニスタケース４１ａの内部に活性炭等の吸着材４１ｂを内蔵したものであり、燃料タンク３１の外部に設置されている。キャニスタ４１の内部（吸着材収納空間）は、燃料タンク３１内とキャニスタ４１との間の連通路を形成するベーパ配管４８を介して燃料タンク３１内の上部空間に連通するようになっている。

したがって、キャニスタ４１は、燃料タンク３１内で燃料が蒸発し、燃料タンク３１内の上部空間に蒸発燃料が溜まるとき、吸着材４１ｂによって蒸発燃料を吸着することができる。

燃料タンク３１内において、ベーパ配管４８には、ＯＲＶＲバルブ４９とＣＯＶ(Cut Off Valve)５０とが設けられている。ＯＲＶＲバルブ４９は、燃料より比重が小さいフロート９０と、ヒンジ９１を介してフロート９０に接続された弁体９２と、ＯＲＶＲバルブ４９が閉弁したときに弁体９２が当たる弁座９３とを含んで構成される、フロートバルブとなっている。

ＯＲＶＲバルブ４９は、給油時の液面上昇により閉弁し、ベーパ配管４８内と燃料タンク３１内との連通を遮断するようになっている。また、ＯＲＶＲバルブ４９は、車両転倒時等においてもベーパ配管４８と燃料タンク３１との連通を遮断するようになっており、ベーパ配管４８を介して燃料タンク３１内の燃料が外部に漏洩しないようになっている。

ＣＯＶ５０は、ＯＲＶＲバルブ４９と並列に配置されており、ＯＲＶＲバルブ４９の位置よりも更に液面が上昇した場合に、ベーパ配管４８内と燃料タンク３１内との連通を遮断するようになっている。

ＣＯＶ５０は、給油による液面上昇時には、ＯＲＶＲバルブ４９が閉弁した後も開弁した状態を維持するが、車両旋回による液面の動揺等により液面がＣＯＶ５０の位置まで到達した場合には閉弁し、ベーパ配管４８内と燃料タンク３１内との連通を遮断し、ベーパ配管４８を介して燃料タンク３１内の燃料が外部に漏洩しないようになっている。

ベーパ配管４８は、その途中に封鎖弁ユニット５１を備えている。封鎖弁ユニット５１は、封鎖弁５２とリリーフ弁５３とを有している。封鎖弁５２は、無通電の状態で閉弁し、通電された状態で開弁する常閉タイプの電磁弁によって構成される。

ここで、封鎖弁５２としては、小口径と大口径とを有する２段弁によって構成されるものがあるが、本実施の形態においては、給油時に大口径に開口することにより、より多くの蒸発燃料をキャニスタ４１に吸着させるため、大口径のみの１段弁によって構成される。

リリーフ弁５３は、燃料タンク３１側の圧力がキャニスタ４１側の圧力に比して十分に高くなった場合に開弁する正方向リリーフ弁と、燃料タンク３１側の圧力がキャニスタ４１側の圧力に比して十分に低くなった場合に開弁する逆方向リリーフ弁とからなる機械式の双方向逆止弁によって構成される。例えば、リリーフ弁５３の開弁圧は、正方向が２０ｋＰａ、逆方向が１０ｋＰａ程度に設定されている。

パージ機構４２は、キャニスタ４１の内部を吸気管２３の吸気通路２３ｂのうちサージタンク２３ａの内部部分に連通させるパージ配管４３と、キャニスタ４１の内部を大気側、例えばフューエルインレットボックス３５の内方の大気圧空間に開放させる大気配管４４とを有している。

パージ機構４２は、エンジン２の運転時にサージタンク２３ａの内部に吸気負圧が発生するとき、キャニスタ４１の内部の一端側にパージ配管４３を通して吸気負圧を導入させつつ、キャニスタ４１の内部の他端側に大気配管４４を通して大気を導入させることができる。

このように、パージ機構４２は、キャニスタ４１の吸着材４１ｂに吸着されてキャニスタ４１内に保持されている燃料を、キャニスタ４１から脱離させてサージタンク２３ａの内部に吸入させることができる。

パージ制御機構４５は、ＥＣＵ５によって制御されるパージ用のバキュームソレノイドバルブ（以下、「パージ用ＶＳＶ」という）４６を含んで構成されている。パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中に設けられている。パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中の開度を変化させることで、キャニスタ４１から脱離させる蒸発燃料の流量を可変制御できるようになっている。

具体的には、パージ用ＶＳＶ４６は、その励磁電流がＥＣＵ５によってデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管２３内の吸気負圧によりキャニスタ４１から脱離した蒸発燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク２３ａ内に吸入させることができる。

図１において、ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２と、フラッシュメモリ７３と、入出力ポート（以下、「Ｉ／Ｏポート」という）７４とを備えたマイクロプロセッサによって構成されている。

ＥＣＵ５のＲＯＭ７２には、当該マイクロプロセッサをＥＣＵ５として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ７０がＲＡＭ７１を作業領域としてＲＯＭ７２に記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＥＣＵ５として機能する。

Ｉ／Ｏポート７４の入力側には、スロットルセンサ２４ｂに加えて、燃料タンク３１内の圧力を検出する圧力センサ５５を含む各種センサ類が接続されている。また、Ｉ／Ｏポート７４の出力側には、点火プラグ２０、スロットルアクチュエータ２４ａ、パージ用ＶＳＶ４６、封鎖弁５２およびＦＰＣ８４等の各種制御対象類が接続されている。

ＥＣＵ５は、各種センサ情報に基づいて、パージ用ＶＳＶ４６をデューティ制御することにより、パージ率を制御することができるようになっている。例えば、ＥＣＵ５は、エンジン２が所定の運転状態にあるときに、スロットルセンサ２４ｂより得られるスロットルバルブ２４の開度が予め設定された設定開度より小さい状態となることを条件として、パージ用ＶＳＶ４６を作動させることによりパージ機構４２にパージ動作を実行させるようになっている。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ５は、パージ機構４２にパージ動作を実行させていることを条件として、封鎖弁５２の開閉時間を制御することにより、燃料タンク３１内の圧力を低下させる圧抜き処理を実行する圧抜き処理部を構成する。ＥＣＵ５は、燃料タンク３１内の圧力が高い状態では、燃料タンク３１内の圧力が低い状態に比べて、封鎖弁５２の開時間を短くするようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５は、燃料タンク３１内の圧力に応じた封鎖弁５２の開閉周期を表す封鎖弁駆動マップに基づいて、封鎖弁５２の開閉時間を制御するようになっている。ここで、封鎖弁駆動マップは、実験的に求められ、ＲＯＭ７２に予め格納されている。

封鎖弁駆動マップには、燃料タンク３１内の圧力が所定圧力、例えば１５ｋＰａ以上である場合に、封鎖弁５２の開閉周期として７Ｈｚが対応付けられ、燃料タンク３１内の圧力が１５ｋＰａ未満である場合に、封鎖弁５２の開閉周期として０．５Ｈｚが対応付けられている。

ここで、図２を参照して、圧抜き処理時のＯＲＶＲバルブ４９の状態について説明する。

まず、符号１００で示すように、燃料タンク３１内の圧力が比較的低い場合には（例えば、１５ｋＰａ未満）、パージ動作が実行されているときに封鎖弁５２が開弁されると、燃料タンク３１内の蒸発燃料は、ＯＲＶＲバルブ４９を介して比較的低い圧力で吸引される。

このため、フロート９０は、ＯＲＶＲバルブ４９の中で若干浮き上がるが、弁体９２が弁座９３に当たらないため、蒸発燃料は、ベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引される。

一方、符号１０１で示すように、燃料タンク３１内の圧力が所定圧以上、例えば１５ｋＰａ以上に高い場合、パージ動作が実行されているときに封鎖弁５２が開弁されると、燃料タンク３１内の蒸発燃料は、ＯＲＶＲバルブ４９の封鎖弁５２側に比較的高い圧力差で吸引される。

このため、フロート９０は、ＯＲＶＲバルブ４９の中で浮き上がり、弁体９２が弁座９３に当たると、蒸発燃料は、ベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引されなくなり、燃料タンク３１内の圧力を低下させることができなくなる。

さらに、この状態では、弁体９２が弁座９３に高い圧力で押し付けられるため、弁体９２が弁座９３に貼りついてしまうことがある。ここで、封鎖弁５２を閉弁すると、符号１０２で示すように、フロート９０が自重で下がる。

これにより、フロート９０と弁体９２との間に隙間ができ、この隙間を介して蒸発燃料が微量に流れることにより、燃料タンク３１内の圧力が微量に下がる。この結果、燃料タンク３１内の圧力と、ＯＲＶＲバルブ４９の封鎖弁５２側との圧力差が減少し、弁体９２が弁座９３から離隔し、ＯＲＶＲバルブ４９においてフロート９０が正常な位置に復帰する。

そこで、ＥＣＵ５は、所定周期で開閉制御される封鎖弁５２の開弁状態で、燃料タンク３１内の圧力の低下量（封鎖弁５２の開弁ごとの圧力低下量）が予め定められた低下量ＴＨｄ以下であることを条件として、蒸発燃料がベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引されなくなったと判断し、封鎖弁５２を閉弁するようになっている。なお、低下量ＴＨｄは、実験的に求められ、ＲＯＭ７２に予め格納されている。

また、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２を閉弁した後に、燃料タンク３１内の圧力の変化量が予め定められた変化量ＴＨｃ以下（実質的に、略０）となったことを条件として、封鎖弁５２を開弁し、圧抜き処理を再開するようになっている。なお、変化量ＴＨｃは、実験的に求められ、ＲＯＭ７２に予め格納されている。

次に、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の圧抜き動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明する圧抜き動作は、パージ動作と並列にＥＣＵ５によって繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２をオフ、すなわち、閉弁する（ステップＳ１）。次いで、ＥＣＵ５は、パージ機構４２にパージ動作を実行させているか否かを判断する（ステップＳ２）。

ここで、パージ動作を実行させていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、圧抜き動作を終了する。一方、パージ動作を実行させていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された燃料タンク３１内の圧力（図中、「タンク内圧」と記す）が予め設定された圧力値（基準圧）、例えば、２．２ｋＰａ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。

ここで、燃料タンク３１内の圧力が２．２ｋＰａ以上でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、圧抜き動作を終了する。一方、燃料タンク３１内の圧力が２．２ｋＰａ以上であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、ＲＯＭ７２に記憶された封鎖弁駆動マップに基づいて、封鎖弁５２の開閉時間を制御する圧抜き処理を実行する（ステップＳ４）。

次いで、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された燃料タンク３１内の圧力の低下量が低下量ＴＨｄ以下であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、燃料タンク３１内の圧力の低下量が低下量ＴＨｄ以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、後述するステップＳ８を実行する。

一方、燃料タンク３１内の圧力の低下量が低下量ＴＨｄ以下であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２を閉弁する（ステップＳ６）。封鎖弁５２を閉弁した後、ＥＣＵ５は、圧力センサ５５によって検出された燃料タンク３１内の圧力の変化量が変化量ＴＨｃ以下となったか否かを判断する（ステップＳ７）。

ここで、燃料タンク３１内の圧力の変化量が変化量ＴＨｃ以下となっていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、ステップＳ７を再び実行し、燃料タンク３１内の圧力の変化量が変化量ＴＨｃ以下となるまで待つ。

一方、燃料タンク３１内の圧力の変化量が変化量ＴＨｃ以下となったと判断した場合、または、ステップＳ５において、燃料タンク３１内の圧力の低下量が低下量ＴＨｄ以下でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ機構４２にパージ動作を実行させているか否かを判断する（ステップＳ８）。

ここで、パージ動作を実行させていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２をオフし（ステップＳ９）、圧抜き動作を終了する。一方、パージ動作を実行させていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、ステップＳ３を実行する。

次に、図４〜図６を参照して本実施の形態の作用について説明する。

図４に示すように、燃料タンク３１内の圧力が比較的高い状態で、ＥＣＵ５が０．５Ｈｚで封鎖弁５２を開閉した場合には、時刻ｔ１で、フロート９０がＯＲＶＲバルブ４９の中で浮き上がり、弁体９２が弁座９３に当たり、フロート９０と弁体９２との間の隙間もなくなるため、蒸発燃料は、ベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引されなくなる。

このため、一点鎖線で示すように、燃料タンク３１内の圧力が低下していかなければならないところ、燃料タンク３１内の圧力は、低下せずに、逆に、燃料の蒸発により、若干上昇してしまう。

これに対し、図５に示すように、燃料タンク３１内の圧力が比較的高い状態で、ＥＣＵ５が７Ｈｚで封鎖弁５２を開閉した場合には、フロート９０は、ＯＲＶＲバルブ４９の中で若干浮き上がるが、弁体９２が弁座９３に当たらないため、蒸発燃料は、ベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引される。

また、図６に実線で示すように、時刻ｔ２で燃料タンク３１内の圧力の低下量の変化（図４中に実線で示すのと同様の変化）により、蒸発燃料がベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引されなくなったことがＥＣＵ５によって検出されると、ＥＣＵ５による封鎖弁５２の作動が許可状態から禁止状態になる。このため、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの封鎖弁５２の開弁が禁止される。

時刻ｔ５において、燃料タンク３１内の圧力の変化量（上昇量）が変化量ＴＨｃ以下になったことにより、ＯＲＶＲバルブ４９の弁体９２が弁座９３から離隔したことがＥＣＵ５によって検出されると、ＥＣＵ５による封鎖弁５２の作動が禁止状態から許可状態になる。以降、封鎖弁５２が開弁されているときに燃料タンク３１内の圧力の低下量が低下量ＴＨｄ以下とならない限り、所定の周期でＥＣＵ５によって封鎖弁５２が開閉制御される。

以上に説明したように、本実施の形態は、燃料タンク３１内とベーパ通路との圧力差によってＯＲＶＲバルブ４９の弁体９２が弁座９３に押し付けられる前に、封鎖弁５２を閉じることにより、ＯＲＶＲバルブ４９の弁体９２が弁座９３に押し付けられることを抑制するため、従来のものと比較して、燃料タンク３１内の圧力を適切に低下させることができる。

また、本実施の形態は、ＯＲＶＲバルブ４９の弁体９２が弁座９３に押し付けられてしまった場合であっても、封鎖弁５２を閉弁することにより、ＯＲＶＲバルブ４９の弁体９２を弁座９３から離隔させた上で、圧抜き処理を実行するため、燃料タンク３１内の圧力を適切に低下させることができる。

なお、本実施の形態においては、燃料ポンプ３２が燃料タンク３１の内部に収容されているものとして説明したが、本発明においては、燃料ポンプ３２が燃料タンク３１の外部に設けられていてもよい。

また、本実施の形態においては、キャニスタ４１が燃料タンク３１の外部に設けられているものとして説明したが、本発明においては、キャニスタ４１が燃料タンク３１の内部に収容されていてもよい。

また、本実施の形態においては、ＥＣＵ５は、燃料タンク３１内の圧力に応じた封鎖弁５２の開閉周期を表す封鎖弁駆動マップに基づいて、封鎖弁５２の開閉時間を制御するものとして説明した。

これに対し、本発明においては、ＥＣＵ５は、燃料タンク３１内の圧力と、パージ通路を流れるパージガスの流速とに応じた封鎖弁５２のデューティ比を表す封鎖弁駆動マップに基づいて、封鎖弁５２の開閉時間を制御するようにしてもよい。

ここで、封鎖弁５２のデューティ比は、封鎖弁５２の開閉周期に対する封鎖弁５２の開時間の比を表し、封鎖弁駆動マップにおいては、燃料タンク３１内の圧力が高くなるにつれて小さくなり、パージガスの流速が高くなるにつれて小さくなるように設定される。

また、本発明においては、ＥＣＵ５は、燃料タンク３１内の圧力に応じた封鎖弁５２の開閉周期を表す第１封鎖弁駆動マップと、燃料タンク３１内の圧力とパージ通路を流れるパージガスの流速とに応じた封鎖弁５２のデューティ比を表す第２封鎖弁駆動マップとに基づいて、封鎖弁５２の開閉時間を制御するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２を開弁した状態で、燃料タンク３１内の圧力の低下量が予め定められた低下量ＴＨｄ以下であることを条件として、封鎖弁５２を閉弁し、封鎖弁５２を閉弁した後に、燃料タンク３１内の圧力の変化量が予め定められた変化量ＴＨｃ以下（実質的に、略０）となったことを条件として、封鎖弁５２を開弁し、圧抜き処理を再開するものとして説明した。

これに対し、本発明においては、ＯＲＶＲバルブ４９と封鎖弁５２との間のベーパ通路に、蒸発燃料の流量を検出する流量検出センサを設けてもよい。この場合には、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２を開弁した状態で、流量検出センサによって検出された流量の低下量が予め定められた低下量ＴＨｆ以下であることを条件として、封鎖弁５２を閉弁するように構成される。ここで、低下量ＴＨｆは、実験的に求められ、ＲＯＭ７２に予め格納されている。

また、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２を閉弁した後に、流量検出センサによって検出された流量の変化量が予め定められた変化量ＴＨｏ以下（実質的に、略０）となったことを条件として、封鎖弁５２を開弁し、圧抜き処理を再開するように構成される。ここで、低下量ＴＨｏは、実験的に求められ、ＲＯＭ７２に予め格納されている。

また、本実施の形態においては、圧力センサ５５は、燃料タンク３１内の圧力を検出するように設けられていた。これに対し、本発明においては、図７に示すように、ＯＲＶＲバルブ４９と封鎖弁５２との間のベーパ通路に圧力センサ５５を設けてもよい。

この場合には、ＥＣＵ５は、封鎖弁５２を開弁した状態で、ベーパ通路の圧力の低下量が予め定められた低下量ＴＨｖ以上であることを条件として、封鎖弁５２を閉弁し、封鎖弁５２を閉弁した後に、ベーパ通路の圧力の変化量が予め定められた変化量ＴＨｓ以下（実質的に、略０）となったことを条件として、封鎖弁５２を開弁し、圧抜き処理を再開するように構成する。ここで、低下量ＴＨｖおよび変化量ＴＨｓは、実験的に求められ、ＲＯＭ７２に予め格納されている。

このように構成した場合には、図８に示すように、時刻ｔ１２でベーパ通路の圧力の低下量が低下量ＴＨｖ以上であることにより、蒸発燃料がベーパ配管４８を介してキャニスタ４１に吸引されなくなったことがＥＣＵ５によって検出されると、ＥＣＵ５による封鎖弁５２の作動が許可状態から禁止状態になる。このため、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの封鎖弁５２の開弁が禁止される。

時刻ｔ１５において、燃料タンク３１内の圧力の変化量が変化量ＴＨｓ以下になったことにより、ＯＲＶＲバルブ４９の弁体９２が弁座９３から離隔したことがＥＣＵ５によって検出されると、ＥＣＵ５による封鎖弁５２の作動が禁止状態から許可状態になる。以降、封鎖弁５２が開弁されているときにベーパ通路の圧力の低下量が低下量ＴＨｖ以上とならない限り、所定の周期でＥＣＵ５によって封鎖弁５２が開弁される。

以上のように、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、従来のものと比較して、燃料タンク内の圧力を適切に低下させることができるという効果を奏するものであり、特に、内燃機関に適用される蒸発燃料処理装置に有用である。

１...車両、２...エンジン（内燃機関）、５...ＥＣＵ（圧抜き処理部）、３１...燃料タンク、４１...キャニスタ（吸着器）、４２...パージ機構、ＯＲＶＲバルブ４９（フロートバルブ）、５２...封鎖弁

Claims (4)

1. 内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンク内に連通する連通路を介して前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、
   前記吸着器から前記内燃機関の吸気管内に蒸発燃料を吸入させるパージ動作を実行するパージ機構と、
   前記燃料タンクおよび前記吸着器の間で前記連通路を封鎖するよう閉弁する一方、前記連通路を開くよう開弁する封鎖弁と、
   前記燃料タンク内で前記連通路を開閉するフロートバルブと、
   前記燃料タンク内の圧力が基準圧以上に達していることを条件に前記封鎖弁を繰り返し開閉させて前記燃料タンク内の圧力を低下させる圧抜き処理を実行する圧抜き処理部と、を備えた蒸発燃料処理装置において、
   前記圧抜き処理部は、前記燃料タンク内の圧力が前記基準圧を超える所定圧力以上に高い状態では、前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力より低い状態に比べて、前記封鎖弁を繰り返し開閉させる周期および開弁時間を短くすることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記封鎖弁が、デューティ制御され、
   前記圧抜き処理部は、前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力以上のとき、前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力未満のときより、前記封鎖弁のデューティ制御の周波数を高く設定するとともに、デューティ比を小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記圧抜き処理部は、前記燃料タンク内の圧力と、前記パージ動作中における前記蒸発燃料の流速または前記連通路内の圧力とに応じて、前記封鎖弁のデューティ比を制御することを特徴とする請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記圧抜き処理部は、前記封鎖弁の開弁ごとに前記燃料タンク内の圧力の低下量が予め定められた低下量以下になったことを条件として、前記封鎖弁を閉弁し、前記封鎖弁を閉弁した後に、前記燃料タンク内の圧力の変化量が予め定められた変化量以下となったことを条件として、前記封鎖弁を開弁することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の蒸発燃料処理装置。

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