JP6252565B2 - 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、車両に搭載される内燃機関の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

このような蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的にキャニスタに回収（吸着保持）し、内燃機関の吸気系の負圧を利用してキャニスタ内の蒸発燃料を内燃機関の吸気系に導入（パージ）するようになっている。

具体的には、蒸発燃料処理装置は、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を回収するためのキャニスタと、燃料タンクとキャニスタとを接続するベーパ通路と、キャニスタと内燃機関の吸気系とを接続するパージ通路と、キャニスタを大気側に連通するための大気通路とを備えている。

燃料タンクには給油用のインレットパイプが設けられ、インレットパイプの給油口にはキャップが着脱可能に取り付けられている。キャップの外側には、キャップおよび給油口を覆うようにリッドが設けられている。このリッドは、リッドスイッチが操作された場合に開くように構成されている。具体的には、リッドスイッチが操作されると、その操作に伴う信号がＥＣＵに入力され、ＥＣＵがリッド開閉機構に対してリッドを開くように指示するようになっている。

ベーパ通路には、ベーパ通路を開閉する封鎖弁が設けられ、パージ通路には、吸気系への蒸発燃料の導入量を制御するためのパージ制御弁が設けられている。封鎖弁およびパージ制御弁は、常閉弁であり、ＥＣＵによって開弁タイミングが制御される。

また、ベーパ通路の下端（燃料タンク内の端部）には、満タン規制バルブおよびカットオフバルブが設けられている。満タン規制バルブは、燃料タンク内の燃料液面が上限（満タン液面）よりも低い場合に開弁し、燃料液面が上限まで上昇した場合に閉弁するように構成されている。カットオフバルブは、満タン規制バルブよりも高い位置に配置されており、通常時に開弁し、車両の横転時などに閉弁するように構成されている。

そして、このような蒸発燃料処理装置では、車両の停車時に封鎖弁が閉弁される。これにより、燃料タンクが密閉される。また、給油作業時には、利用者によってリッドスイッチが操作されると、その操作に伴う信号がＥＣＵに入力され、ＥＣＵにより封鎖弁が開弁される。このため、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに流入して回収され、燃料タンクの内圧が解放される。なお、封鎖弁は、給油が終了されるまで開弁状態で維持される。そして、燃料タンクの内圧が大気圧近傍まで低下すると、ＥＣＵがリッド開閉機構に対してリッドを開く指示を出力する。これにより、リッドが開かれ、給油を行うことが可能な状態になる。

そして、利用者により、キャップがインレットパイプの給油口から取り外され、給油ガンが給油口に挿入される。給油ガンが給油口に挿入された状態で、給油ガンから燃料が吐出され、その燃料がインレットパイプを介して燃料タンクに導入される。このとき、封鎖弁が開弁されているため、給油中の蒸発燃料がキャニスタに回収される。そして、燃料タンク内の燃料液面が上限（満タン液面）まで上昇すると、満タン規制バルブが閉弁されることにより、燃料タンクの内圧が上昇する。このため、燃料がインレットパイプの給油口付近まで満たされ、給油ガンの自動停止機能が作動して給油ガンからの給油が停止される。

特開２００４−１５６４９７号公報

しかしながら、上記のような従来の蒸発燃料処理装置では、給油中に封鎖弁が開弁されており、満タン規制バルブが閉弁しても、カットオフバルブが開弁しているため、燃料タンクの内圧が上昇して給油が自動停止された後に、上昇した燃料タンクの内圧がカットオフバルブを介してキャニスタ側に抜ける。このように、燃料タンクの内圧が低下すると、給油口付近の燃料液面が低下するので、追加給油を行うことが可能になる。そして、追加給油が行われた場合には、規定容量以上の燃料が給油され、過給油状態になるおそれがある。

そこで、給油時の蒸発燃料の回収が義務づけられていない場合（ＯＲＶＲ規制がない場合）には、給油時に封鎖弁を閉弁することが考えられる。このように構成すれば、給油が停止された後に、燃料タンクの内圧がキャニスタ側に抜けるのを抑制することが可能である。

一方、リッドスイッチが操作された後に、給油作業がすぐに行われず、しばらく放置されることがある。このような場合には、封鎖弁が閉弁されていると、燃料タンクの内圧が上昇することが考えられる。そして、燃料タンクの内圧が高い状態で、インレットパイプの給油口からキャップが取り外された場合には、給油口から内圧が抜けるので、その給油口から蒸発燃料が排出され、異臭（燃料臭）が発生するおそれがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、インレットパイプの給油口からキャップが利用者によって取り外されるときにおける燃料タンクの内圧が高くなるのを抑制しながら、過給油状態になるのを抑制することが可能な蒸発燃料処理装置を提供することである。

本発明による蒸発燃料処理装置は、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を回収するためのキャニスタと、燃料タンクとキャニスタとを接続する蒸発燃料通路と、蒸発燃料通路に設けられ、蒸発燃料通路を開閉する弁部材と、燃料タンクに設けられる給油用のインレットパイプと、燃料タンクとインレットパイプとを連通するブリーザパイプと、燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧センサと、弁部材の開閉を制御する制御部と、給油作業が行われる際に操作される操作部とを備える。制御部は、操作部が操作されて給油時制御が開始された場合に、弁部材を開弁して燃料タンクの内圧を解放し、燃料タンクの内圧が解放された後に弁部材を閉弁するように構成されている。そして、蒸発燃料処理装置は、弁部材が閉弁された状態で、インレットパイプを介して燃料タンクに燃料が給油されているときに、燃料タンク内の燃料液面がブリーザパイプまで到達した場合に、燃料タンクの燃料液面の上部空間が密閉されるように構成されている。また、制御部は、給油時制御中において弁部材を閉弁した後に、燃料タンクの内圧が第１所定値以上である場合に、燃料タンクの内圧の上昇速度が第２所定値未満であるときに、弁部材を開弁して燃料タンクの内圧を解放し、燃料タンクの内圧が解放された後に弁部材を閉弁するように構成されている。さらに、制御部は、給油時制御中において弁部材を閉弁した後に、燃料タンクの内圧が第１所定値以上である場合に、燃料タンクの内圧の上昇速度が第２所定値以上であるときに、弁部材の閉弁状態を維持するように構成されている。

このように、操作部が操作されて給油時制御が開始された場合に、弁部材を開弁して燃料タンクの内圧を解放し、燃料タンクの内圧が解放された後に弁部材を閉弁することにより、給油時に燃料タンク内の燃料液面がブリーザパイプまで到達したときに、燃料タンクの上部空間を密閉することができるので、給油によって上昇した燃料タンクの内圧を、給油が停止された後も保持することができる。これにより、給油口付近の燃料液面が低下しにくいので、追加給油を行うことが困難であり、過給油状態になるのを抑制することができる。また、給油時制御中において弁部材を閉弁した後に、燃料タンクの内圧が第１所定値以上であり、かつ、燃料タンクの内圧の上昇速度が第２所定値未満である場合に、弁部材を一時的に開弁して内圧を解放することにより、操作部が操作された後に放置されることなどにより内圧が緩やかに上昇した場合に、その内圧をキャニスタ側から抜くことができる。このため、インレットパイプの給油口からキャップが利用者によって取り外されるときにおける燃料タンクの内圧が高くなるのを抑制することができる。さらに、給油時制御中において弁部材を閉弁した後に、燃料タンクの内圧が第１所定値以上であり、かつ、燃料タンクの内圧の上昇速度が第２所定値以上である場合に、弁部材の閉弁状態を維持することにより、給油によって内圧が急上昇した場合に、燃料タンクの上部空間の密閉状態を維持することができる。

上記蒸発燃料処理装置において、制御部は、弁部材を開弁することにより、燃料タンクの内圧が大気圧近傍まで低下した場合に、燃料タンクの内圧が解放されたと判断するように構成されていてもよい。

このように構成すれば、燃料タンクの内圧が解放されたか否かを容易に判断することができる。

上記蒸発燃料処理装置において、制御部は、弁部材の開弁時間が第３所定値以上である場合に、燃料タンクの内圧が解放されたと判断するように構成されていてもよい。

このように構成すれば、燃料タンクの内圧が解放されたか否かを容易に判断することができる。

本発明の蒸発燃料処理装置によれば、インレットパイプの給油口からキャップが利用者によって取り外されるときにおける燃料タンクの内圧が高くなるのを抑制しながら、過給油状態になるのを抑制することができる。

本発明の一実施形態による蒸発燃料処理装置を説明するための概略構成図である。 車両の給油時における蒸発燃料処理装置の動作の一例を説明するための図であって、給油時の経過時間とタンク内圧との関係を模式的に示した図である。 車両の給油時における蒸発燃料処理装置の動作の他の例を説明するための図であって、給油時の経過時間とタンク内圧との関係を模式的に示した図である。 車両の給油時における蒸発燃料処理装置の給油時制御について説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される内燃機関の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に本発明を適用した場合について説明する。

−蒸発燃料処理装置の概略構成−
まず、図１を参照して、本実施形態による蒸発燃料処理装置１００の概略構成について説明する。

蒸発燃料処理装置１００は、図１に示すように、燃料タンク１と、キャニスタ２と、ベーパ通路３と、パージ通路４と、大気通路５と、封鎖弁ユニット６と、パージ制御弁７と、ＥＣＵ８とを備えている。この蒸発燃料処理装置１００は、内燃機関の吸気系５０に接続されている。

ここで、内燃機関の吸気系５０には、吸気の流れ方向の上流側から順に、エアクリーナ５１、吸気管５２、サージタンク５３およびインテークマニホールド５４などが設けられている。吸気管５２にはスロットルバルブ５５が設けられ、インテークマニホールド５４にはインジェクタ（燃料噴射弁）５６が取り付けられている。

燃料タンク１は、内燃機関の燃料Ｆを貯留するように構成されている。燃料タンク１の内部にはフューエルポンプ１１が設けられ、フューエルポンプ１１とインジェクタ５６とが燃料供給通路１２によって接続されている。これにより、フューエルポンプ１１が駆動された場合に、燃料タンク１内の燃料Ｆが燃料供給通路１２を介してインジェクタ５６に供給されるようになっている。

この燃料タンク１には、内部に貯留されている燃料Ｆの液面を検出するための液面センサ１３が設けられるとともに、液面の上部空間Ｓの圧力（タンク内圧）を検出するためのタンク内圧センサ１４が設けられている。

また、燃料タンク１には、給油用のインレットパイプ１５が接続されている。インレットパイプ１５には上端に給油口１５ａが形成され、その給油口１５ａには着脱可能にキャップ１５ｂが取り付けられている。インレットパイプ１５の下端付近には、逆止弁１５ｃが設けられている。逆止弁１５ｃは、インレットパイプ１５から燃料タンク１への燃料の移動を許容するとともに、燃料タンク１からインレットパイプ１５への燃料の移動を阻止するように構成されている。

また、インレットパイプ１５の給油口１５ａ近傍と燃料タンク１の上部空間Ｓとがブリーザパイプ１６によって接続（連通）されている。このブリーザパイプ１６は、インレットパイプ１５を介して燃料タンク１に燃料が給油されるときに、燃料タンク１の上部空間Ｓの空気を給油口１５ａに排出するために設けられている。

給油口１５ａに取り付けられたキャップ１５ｂの外側には、キャップ１５ｂおよび給油口１５ａを覆うようにリッド９が設けられている。このリッド９は、リッド開閉機構９１によって開閉されるように構成されている。また、リッド９の近傍には、リッド９の開閉状態を検出するためのリッド開閉センサ９２が設けられている。

リッド開閉機構９１は、リッド９を開く方向に付勢する付勢部材と、リッド９が閉じられた状態で保持する保持部材とを有する。また、リッド開閉機構９１には、ＥＣＵ８が接続されるとともに、利用者が手動でリッド９を開くための手動開閉装置９３が接続されている。そして、リッド開閉機構９１は、ＥＣＵ８からリッド９を開く指示が入力された場合、および、手動開閉装置９３に対してリッド９の開操作がされた場合に、保持部材によるリッド９の保持を解除してリッド９を開くように構成されている。なお、手動開閉装置９３は、後述するリッドスイッチ８１の故障時などに利用者がリッド９を開くために設けられている。

キャニスタ２は、内部に活性炭などの吸着剤が収容され、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料を回収（吸着保持）するように構成されている。キャニスタ２には、ベーパ通路３、パージ通路４および大気通路５が接続されている。

ベーパ通路３は、燃料タンク１とキャニスタ２とを接続しており、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料をキャニスタ２内に導入するために設けられている。なお、ベーパ通路３は、本発明の「蒸発燃料通路」の一例である。このベーパ通路３の下端（燃料タンク１内の端部）には、満タン規制バルブ３１およびカットオフバルブ３２が設けられている。

満タン規制バルブ３１は、燃料タンク１内の燃料液面が上限（満タン液面）よりも低い場合に開弁し、燃料液面が上限まで上昇した場合に閉弁するように構成されている。カットオフバルブ３２は、満タン規制バルブ３１よりも高い位置に配置されており、通常時に開弁し、車両の横転時などに閉弁するように構成されている。満タン規制バルブ３１およびカットオフバルブ３２により、ベーパ通路３内への液相燃料の浸入を抑制することが可能である。

また、ベーパ通路３には、封鎖弁ユニット６が設けられている。この封鎖弁ユニット６は、封鎖弁６１と、その封鎖弁６１と並列に設けられた双方向逆止弁６２とを含んでいる。

封鎖弁６１は、ＥＣＵ８によって開閉される電磁弁であり、非通電状態では閉弁し、通電により開弁するように構成されている。そして、封鎖弁６１が開弁したときに、燃料タンク１とキャニスタ２とが連通され、封鎖弁６１が閉弁したときに、燃料タンク１とキャニスタ２とが遮断されるようになっている。なお、封鎖弁６１は、本発明の「弁部材」の一例である。

双方向逆止弁６２は、正方向リリーフ弁および逆方向リリーフ弁を有する。正方向リリーフ弁は、燃料タンク１内の圧力がキャニスタ２内の圧力に比べて大幅に高くなった場合に開弁するように構成されている。一方、逆方向リリーフ弁は、燃料タンク１内の圧力がキャニスタ２内の圧力に比べて大幅に低くなった場合に開弁するように構成されている。たとえば、正方向リリーフ弁の開弁圧は２０ｋＰａに設定され、逆方向リリーフ弁の開弁圧は１５ｋＰａに設定されている。

パージ通路４は、キャニスタ２と内燃機関の吸気系５０とを接続しており、キャニスタ２に回収された蒸発燃料を内燃機関の吸気系５０に導入するために設けられている。このパージ通路４には、開度調整可能なＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）であるパージ制御弁７が設けられている。このパージ制御弁７は、ＥＣＵ８によって制御される常閉弁であり、所定のパージ条件が成立した場合に開弁するように構成されている。

大気通路５は、一端がキャニスタ２に接続されるとともに、他端が給油口１５ａ近傍で大気に開放されている。すなわち、大気通路５は、キャニスタ２を大気側に連通するために設けられている。この大気通路５には、エアフィルタ５ａが設けられている。

ＥＣＵ８は、蒸発燃料処理装置１００を制御するために設けられている。このＥＣＵ８は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、バックアップＲＡＭと、入力インターフェースと、出力インターフェースとを備えている。なお、ＥＣＵ８は、本発明の「制御部」の一例である。

ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップなどに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果や各種センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭは、電源がオフされる際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

入力インターフェースには、液面センサ１３、タンク内圧センサ１４、リッド開閉センサ９２、リッドスイッチ８１および車速センサ８２などが接続されている。リッドスイッチ８１は、たとえば車室内に設けられており、利用者が給油作業を行うためにリッド９を開くときに操作されるスイッチである。このリッドスイッチ８１は、たとえばモメンタリースイッチであり、利用者によって操作された場合に信号をＥＣＵ８に出力するように構成されている。なお、リッドスイッチ８１は、本発明の「操作部」の一例である。車速センサ８２は、車両の速度を検出するために設けられている。

出力インターフェースには、封鎖弁６１、パージ制御弁７およびリッド開閉機構９１などが接続されている。そして、ＥＣＵ８は、各種センサの検出結果などに基づいて、封鎖弁６１、パージ制御弁７およびリッド開閉機構９１を制御するように構成されている。また、ＥＣＵ８は、タイマ機能を有する。

具体的には、ＥＣＵ８は、リッドスイッチ８１が操作されたときに、リッド開条件が成立して給油時制御が開始された場合に、封鎖弁６１を開弁してタンク内圧を解放し、タンク内圧が解放された後に封鎖弁６１を閉弁するように構成されている。その後、ＥＣＵ８がリッド９を開くことにより、利用者が燃料タンク１に対して燃料を給油可能な状態になる。蒸発燃料処理装置１００では、封鎖弁６１が閉弁された状態で、インレットパイプ１５を介して燃料タンク１に燃料が給油されているときに、燃料タンク１内の燃料液面がブリーザパイプ１６まで到達した場合に、燃料タンク１の上部空間Ｓが密閉されるようになっている。

また、ＥＣＵ８は、給油時制御中において封鎖弁６１を閉弁した後に、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上である場合に、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２未満であるときに、封鎖弁６１を開弁してタンク内圧を解放し、タンク内圧が解放された後に封鎖弁６１を閉弁するように構成されている。さらに、ＥＣＵ８は、給油時制御中において封鎖弁６１を閉弁した後に、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上である場合に、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上であるときに、封鎖弁６１の閉弁状態を維持するように構成されている。なお、所定値Ｔｈ１およびＴｈ２は、それぞれ、本発明の「第１所定値」および「第２所定値」の一例である。

−蒸発燃料処理装置の動作−
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置１００の動作について説明する。なお、以下では、車両の停車時および走行時の動作について説明した後に、車両の給油時の動作について説明する。

（車両の停車時）
蒸発燃料処理装置１００では、車両の停車時に、封鎖弁６１が閉弁される。これにより、双方向逆止弁６２が開弁されない限り、燃料タンク１が密閉される。なお、パージ制御弁７も閉弁される。

（車両の走行時）
蒸発燃料処理装置１００では、車両の走行時に、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ２に吸着された蒸発燃料が内燃機関の吸気系５０に導入される。具体的には、パージ制御弁７が開弁され、キャニスタ２に内燃機関の吸気系５０の負圧が作用すると、キャニスタ２に大気通路５から大気が導入される。このため、その大気とともにキャニスタ２内の蒸発燃料が、パージ通路４を経て内燃機関の吸気系５０に導入される。これにより、蒸発燃料が内燃機関で燃焼されるため、蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制することが可能である。

なお、車両の走行時に、燃料タンク１のタンク内圧を大気圧近傍に保つために、封鎖弁６１を適宜開弁するようにしてもよい。この封鎖弁６１の開弁は、パージ制御弁７が開弁しているとき、すなわち、キャニスタ２に負圧が作用しているときに行うことが好ましい。このようにすれば、燃料タンク１内の蒸発燃料が、キャニスタ２で回収されずに、内燃機関の吸気系５０に直接導入されやすくなる。したがって、車両の走行時に、キャニスタ２に吸着される蒸発燃料が増加するのを抑制することが可能である。

（車両の給油時）
［給油時の動作の一例］
まず、図２を参照して、車両の給油時における蒸発燃料処理装置１００の動作の一例について説明する。なお、この動作の一例では、リッドスイッチ８１が操作されてからキャップ１５ｂが取り外されるまでの間に、タンク内圧が高くならない場合について説明する。

まず、図２の時点ｔ１において、利用者によりリッドスイッチ８１が操作され、ＥＣＵ８によりリッド開条件が成立すると判断されると、給油時制御が開始され、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が開弁される。これにより、燃料タンク１内の蒸発燃料がキャニスタ２に導入されて回収される。なお、蒸発燃料以外の気体成分は、大気通路５から大気中に排出される。このとき、燃料タンク１のタンク内圧が解放されることにより、タンク内圧が大気圧近傍になる。

そして、時点ｔ２において、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されたと判断されると、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が閉弁される。また、ＥＣＵ８からリッド９を開く指示が出力され、その指示がリッド開閉機構９１に入力されることにより、リッド開閉機構９１では保持部材によるリッド９の保持が解除されてリッド９が開かれる。これにより、利用者が燃料タンク１に燃料を給油可能な状態になる。

その後、利用者により、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが取り外され、給油口１５ａに給油ガン（図示省略）が挿入される。そして、時点ｔ３では、燃料の給油が開始され、給油ガンから吐出される燃料がインレットパイプ１５を介して燃料タンク１に導かれる。なお、燃料の給油時には逆止弁１５ｃが開弁される。このとき、燃料タンク１の上部空間Ｓの空気はブリーザパイプ１６を介して給油口１５ａに排出される。また、給油ガンからの燃料の流量が一定の場合には、タンク内圧が定常状態（たとえば、１ｋＰａ程度）になる。そして、給油が継続されることにより、燃料タンク１内の燃料液面が上昇する。

その後、時点ｔ４において、燃料タンク１内の燃料液面がブリーザパイプ１６およびインレットパイプ１５に到達すると、封鎖弁６１が閉弁されていることから、燃料タンク１の上部空間Ｓが密閉される。そして、給油ガンから吐出される燃料がインレットパイプ１５内に蓄積され、そのインレットパイプ１５内の燃料液面が上昇する。このとき、タンク内圧が急上昇する。そして、時点ｔ５において、燃料がインレットパイプ１５の給油口１５ａ付近まで満たされると、給油ガンの自動停止機能が作動して給油ガンからの給油が停止される。なお、給油が停止されたときに、逆止弁１５ｃが閉弁され、燃料タンク１内の燃料がインレットパイプ１５に逆流するのが抑制される。

ここで、タンク内圧が急上昇する際に、そのタンク内圧が所定値Ｔｈ１以上になるが、そのタンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上であるので、ＥＣＵ８により封鎖弁６１の閉弁状態が維持される。このため、給油が停止された後も、燃料タンク１の上部空間Ｓが密閉されており、給油によって上昇した燃料タンク１の内圧が保持される。したがって、給油口１５ａ付近の燃料液面が低下しにくいので、追加給油を行うことが困難である。

その後、給油時制御が終了された後に、たとえば走行時に封鎖弁６１が開弁されることによりタンク内圧が解放される。すなわち、給油によって上昇したタンク内圧は、少なくとも給油時制御が終了されるまでは保持される。

［給油時の動作の他の例］
次に、図３を参照して、車両の給油時における蒸発燃料処理装置１００の動作の他の例について説明する。なお、この動作の他の例では、リッドスイッチ８１が操作されてからキャップ１５ｂが取り外されるまでの間に、タンク内圧が高くなる場合について説明する。すなわち、リッドスイッチ８１が操作された後に、給油作業がすぐに行われず、しばらく放置され、タンク内圧が上昇する場合について説明する。

まず、図３の時点ｔ１１において、利用者によりリッドスイッチ８１が操作され、ＥＣＵ８によりリッド開条件が成立すると判断されると、給油時制御が開始され、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が開弁される。これにより、燃料タンク１内の蒸発燃料がキャニスタ２に導入されて回収される。なお、蒸発燃料以外の気体成分は、大気通路５から大気中に排出される。このとき、燃料タンク１のタンク内圧が解放されることにより、タンク内圧が大気圧近傍になる。

そして、時点ｔ１２において、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されたと判断されると、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が閉弁される。また、ＥＣＵ８からリッド９を開く指示が出力され、その指示がリッド開閉機構９１に入力されることにより、リッド開閉機構９１では保持部材によるリッド９の保持が解除されてリッド９が開かれる。これにより、利用者が燃料タンク１に燃料を給油可能な状態になる。

ここで、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが取り外されることなく、放置された場合には、燃料タンク１が密閉されているため、タンク内圧が緩やかに上昇する。

その後、時点ｔ１３において、ＥＣＵ８により、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上であり、かつ、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２未満であると判断された場合に、封鎖弁６１が開弁される。これにより、燃料タンク１内の蒸発燃料がキャニスタ２に導入されて回収される。なお、蒸発燃料以外の気体成分は、大気通路５から大気中に排出される。すなわち、給油時制御中に放置されることにより、タンク内圧が高くなった場合に、そのタンク内圧をキャニスタ２側に解放することが可能である。

そして、時点ｔ１４において、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されたと判断されると、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が閉弁される。その後、利用者により、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが取り外され、給油口１５ａに給油ガン（図示省略）が挿入される。

そして、時点ｔ１５では、燃料の給油が開始され、給油ガンから吐出される燃料がインレットパイプ１５を介して燃料タンク１に導かれる。なお、燃料の給油時には逆止弁１５ｃが開弁される。このとき、燃料タンク１の上部空間Ｓの空気はブリーザパイプ１６を介して給油口１５ａに排出される。また、給油ガンからの燃料の流量が一定の場合には、タンク内圧が定常状態（たとえば、１ｋＰａ程度）になる。そして、給油が継続されることにより、燃料タンク１内の燃料液面が上昇する。

その後、時点ｔ１６において、燃料タンク１内の燃料液面がブリーザパイプ１６およびインレットパイプ１５に到達すると、封鎖弁６１が閉弁されていることから、燃料タンク１の上部空間Ｓが密閉される。そして、給油ガンから吐出される燃料がインレットパイプ１５内に蓄積され、そのインレットパイプ１５内の燃料液面が上昇する。このとき、タンク内圧が急上昇する。そして、時点ｔ１７において、燃料がインレットパイプ１５の給油口１５ａ付近まで満たされると、給油ガンの自動停止機能が作動して給油ガンからの給油が停止される。なお、給油が停止されたときに、逆止弁１５ｃが閉弁され、燃料タンク１内の燃料がインレットパイプ１５に逆流するのが抑制される。

ここで、タンク内圧が急上昇する際に、そのタンク内圧が所定値Ｔｈ１以上になるが、そのタンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上であるので、ＥＣＵ８により封鎖弁６１の閉弁状態が維持される。このため、給油が停止された後も、燃料タンク１の上部空間Ｓが密閉されており、給油によって上昇した燃料タンク１の内圧が保持される。したがって、給油口１５ａ付近の燃料液面が低下しにくいので、追加給油を行うことが困難である。

その後、給油時制御が終了された後に、たとえば走行時に封鎖弁６１が開弁されることによりタンク内圧が解放される。すなわち、給油によって上昇したタンク内圧は、少なくとも給油時制御が終了されるまでは保持される。

［ＥＣＵによる給油時制御］
次に、図４を参照して、車両の給油時における蒸発燃料処理装置１００のＥＣＵ８による給油時制御について説明する。なお、以下のフローは、内燃機関の運転中だけではなく、内燃機関が停止されているときにも繰り返し行われる。

まず、図４のステップＳ１において、ＥＣＵ８により、リッドスイッチ８１が操作されたか否かが判断される。具体的には、リッドスイッチ８１からＥＣＵ８に信号が入力された場合に、リッドスイッチ８１が利用者によって操作されたとＥＣＵ８が判断し、ステップＳ２に移る。その一方、リッドスイッチ８１からＥＣＵ８に信号が入力されていない場合には、リッドスイッチ８１が利用者によって操作されていないため、リターンに移る。

次に、ステップＳ２において、ＥＣＵ８により、リッド開条件が成立するか否かが判断される。リッド開条件は、利用者に対して給油作業を許可できる状態であるか否かを判断するためのものである。たとえば、車両が停車している場合にリッド開条件が成立すると判断される。なお、車両が停車しているか否かは、車速センサ８２の検出結果に基づいて判断される。そして、ＥＣＵ８によりリッド開条件が成立すると判断された場合には、給油時制御が開始され、ステップＳ３に移る。その一方、ＥＣＵ８によりリッド開条件が成立しないと判断された場合には、給油時制御が開始されることなく、リターンに移る。

次に、ステップＳ３において、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が開弁される。これにより、燃料タンク１内の蒸発燃料がキャニスタ２に導入されて回収される。なお、蒸発燃料以外の気体成分は、大気通路５から大気中に排出される。

そして、ステップＳ４では、ＥＣＵ８により、タンク内圧が解放されたか否かが判断される。たとえば、タンク内圧が所定値以下になった場合、および、封鎖弁６１の開弁時間が所定値以上になった場合に、タンク内圧が解放されたとＥＣＵ８が判断する。一方、タンク内圧が所定値を超過し、かつ、封鎖弁６１の開弁時間が所定値未満である場合に、タンク内圧が解放されていないとＥＣＵ８が判断する。なお、タンク内圧の所定値は、予め設定された大気圧近傍の値（たとえば、２ｋＰａ）である。開弁時間の所定値は、封鎖弁６１を開弁したときにタンク内圧が大気圧近傍まで低下するのに要する時間であって、予め設定された値（たとえば、１０秒）であり、本発明の「第３所定値」の一例である。また、タンク内圧は、タンク内圧センサ１４の検出結果に基づいて判断され、開弁時間は、ＥＣＵ８のタイマによって計時される。そして、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されたと判断された場合には、ステップＳ５に移る。その一方、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されていないと判断された場合には、ステップＳ４が繰り返し行われる。すなわち、タンク内圧が解放されるまでＥＣＵ８が待機する。

次に、ステップＳ５において、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が閉弁される。そして、ステップＳ６において、ＥＣＵ８によりリッド９が開かれる。具体的には、ＥＣＵ８からリッド９を開く指示が出力され、その指示がリッド開閉機構９１に入力される。このため、リッド開閉機構９１では、保持部材によるリッド９の保持が解除されてリッド９が開かれる。これにより、利用者が燃料タンク１に燃料を給油可能な状態になる。

次に、ステップＳ７において、ＥＣＵ８により、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上であるか否かが判断される。この所定値Ｔｈ１は、給油が行われているときの定常状態のタンク内圧よりも高い値であり、予め設定された値（たとえば、５ｋＰａ）である。そして、ＥＣＵ８によりタンク内圧が所定値Ｔｈ１以上であると判断された場合には、ステップＳ９に移る。その一方、ＥＣＵ８によりタンク内圧が所定値Ｔｈ１以上ではないと判断された場合、すなわち、タンク内圧が所定値Ｔｈ１未満である場合には、ステップＳ８に移る。

そして、ステップＳ８では、ＥＣＵ８により給油時制御が終了されるか否かが判断される。この給油時制御の終了条件は、たとえば、リッド９が閉じられたこと、車速が所定値以上になったこと、および、リッドスイッチ８１が操作されてからの経過時間が所定値以上になったことであり、これらのうちのいずれか１つが成立した場合に給油時制御が終了されると判断される。なお、リッド９が閉じられたか否かは、リッド開閉センサ９２の検出結果に基づいて判断される。また、車速の所定値は、車両が走行を開始したと判断される値であり、予め設定された値（たとえば、５ｋｍ／ｈ）である。また、経過時間の所定値は、予め設定された値（たとえば、数十分程度）である。そして、ＥＣＵ８により給油時制御が終了されると判断された場合には、給油時制御が終了され、リターンに移る。その一方、ＥＣＵ８により給油時制御が終了されないと判断された場合には、ステップＳ７に戻る。

また、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）には、ステップＳ９において、ＥＣＵ８により、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上であるか否かが判断される。この所定値Ｔｈ２は、タンク内圧の上昇の原因を判断するために予め設定された値（たとえば、１ｋＰａ／ｓｅｃ）である。なお、タンク内圧の上昇速度は、タンク内圧センサ１４の検出結果に基づいて算出される。そして、ＥＣＵ８によりタンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上であると判断された場合には、給油によってタンク内圧が急上昇している（たとえば、図２の時点ｔ５および図３の時点ｔ１７）ため、ＥＣＵ８が封鎖弁６１の閉弁状態を維持し、ステップＳ１０に移る。その一方、ＥＣＵ８によりタンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上ではないと判断された場合、すなわち、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２未満である場合には、放置されることなどによりタンク内圧が緩やかに上昇している（たとえば、図３の時点ｔ１３）ため、ステップＳ１１に移る。

そして、ステップＳ１０において、ＥＣＵ８により給油時制御が終了されるか否かが判断される。なお、この給油時制御が終了されるか否かの判断手法はステップＳ８と同様である。そして、ＥＣＵ８により給油時制御が終了されると判断された場合には、給油時制御が終了され、リターンに移る。その一方、ＥＣＵ８により給油時制御が終了されないと判断された場合には、ステップＳ１０が繰り返し行われる。すなわち、給油時制御が終了されるまでＥＣＵ８が封鎖弁６１の閉弁状態を維持したまま待機する。このため、給油によって上昇した燃料タンク１の内圧が保持される。

また、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上であり、かつ、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２未満である場合（ステップＳ９：Ｎｏ）には、ステップＳ１１において、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が開弁される。これにより、燃料タンク１内の蒸発燃料がキャニスタ２に導入されて回収される。なお、蒸発燃料以外の気体成分は、大気通路５から大気中に排出される。すなわち、給油時制御中に放置されることなどによりタンク内圧が高くなった場合に、そのタンク内圧がキャニスタ２側に解放される。

次に、ステップＳ１２において、ＥＣＵ８により、タンク内圧が解放されたか否かが判断される。なお、このタンク内圧が解放されたか否かの判断手法はステップＳ４と同様である。そして、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されたと判断された場合には、ステップＳ１３に移る。その一方、ＥＣＵ８によりタンク内圧が解放されていないと判断された場合には、ステップＳ１２が繰り返し行われる。すなわち、タンク内圧が解放されるまでＥＣＵ８が待機する。

次に、ステップＳ１３において、ＥＣＵ８により封鎖弁６１が閉弁される。その後、ステップＳ７に戻る。

−効果−
本実施形態では、上記のように、リッドスイッチ８１が操作されて給油時制御が開始された場合に、封鎖弁６１を開弁して燃料タンク１のタンク内圧を解放し、タンク内圧が解放された後に封鎖弁６１を閉弁している。このように構成することによって、給油時に燃料タンク１内の燃料液面がブリーザパイプ１６まで到達したときに、燃料タンク１の上部空間Ｓを密閉することができるので、給油によって上昇したタンク内圧を、給油が停止された後も保持することができる。これにより、給油口１５ａ付近の燃料液面が低下しにくいので、追加給油を行うことが困難であり、過給油状態になるのを抑制することができる。

また、給油時制御中において封鎖弁６１を閉弁した後に、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上である場合に、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２未満であるときに、封鎖弁６１を開弁してタンク内圧を解放し、タンク内圧が解放された後に封鎖弁６１を閉弁している。このように構成することによって、リッドスイッチ８１が操作された後に放置されることなどによりタンク内圧が緩やかに上昇した場合に、そのタンク内圧をキャニスタ２側から抜くことができる。このため、給油時制御中において、キャップ１５ｂが取り外されることなく放置された場合に、タンク内圧を所定値Ｔｈ１未満に保つことができる。これにより、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが利用者によって取り外されるときにおけるタンク内圧が高くなるのを抑制することができる。したがって、給油口１５ａからキャップ１５ｂが取り外されたときに、給油口１５ａから蒸発燃料が排出されるのを抑制することができるので、異臭（燃料臭）の発生を抑制することができる。

また、給油時制御中において封鎖弁６１を閉弁した後に、タンク内圧が所定値Ｔｈ１以上である場合に、タンク内圧の上昇速度が所定値Ｔｈ２以上であるときに、封鎖弁６１の閉弁状態を維持している。このように構成することによって、給油によってタンク内圧が急上昇した場合に、燃料タンク１の上部空間Ｓの密閉状態を維持することができる。その結果、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが利用者によって取り外されるときにおけるタンク内圧が高くなるのを抑制しながら、過給油状態になるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、タンク内圧が所定値以下になった場合、および、封鎖弁６１の開弁時間が所定値以上になった場合に、タンク内圧が解放されたと判断することによって、タンク内圧が解放されたか否かを容易に判断することができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、タンク内圧が所定値以下になった場合、および、封鎖弁６１の開弁時間が所定値以上になった場合に、タンク内圧が解放されたと判断する例を示したが、これに限らず、封鎖弁の開弁時間にかかわらず、タンク内圧が所定値以下になった場合にのみタンク内圧が解放されたと判断するようにしてもよい。また、タンク内圧にかかわらず、封鎖弁の開弁時間が所定値以上になった場合にのみタンク内圧が解放されたと判断するようにしてもよい。

また、本実施形態では、給油時制御が終了された後に、走行時に封鎖弁６１が開弁されることによりタンク内圧が解放される例を示したが、これに限らず、給油によってタンク内圧が上昇した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）において、給油時制御が終了された場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）に、封鎖弁を一時的に開弁してそのタンク内圧をキャニスタ側に抜くようにしてもよい。

また、本実施形態のステップＳ４およびＳ１２では、タンク内圧が解放されたか否かの判断手法が同じである例を示したが、これに限らず、タンク内圧が解放されたか否かの判断手法が異なっていてもよい。

また、本実施形態では、リッド開条件として車両が停車していることを示したが、これに限らず、リッド開条件は、車両が停車し、かつ、内燃機関の単位時間あたりの回転数が低いことであってもよい。

また、本実施形態では、リッドスイッチ８１が操作され（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、タンク内圧が解放された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）に、封鎖弁６１を閉弁し（ステップＳ５）、その後リッド９を開く（ステップＳ６）ようにする例を示したが、これに限らず、リッドスイッチ８１が操作され（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、タンク内圧が解放された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）に、リッド９を開いてから封鎖弁６１を閉弁するようにしてもよいし、封鎖弁６１の閉弁とリッド９の開とを同時に行うようにしてもよい。すなわち、フローチャートのステップＳ５およびＳ６の順番が逆であってもよいし、ステップＳ５およびＳ６が同時に行われるようにしてもよい。なお、タンク内圧が解放されてからキャップ１５ｂを取り外し可能にするために、タンク内圧が解放された後にリッド９を開くことが好ましい。

また、本実施形態のフローチャートは、一例であってその手順に限定されるものではない。

本発明は、車両に搭載される内燃機関の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に利用可能である。

１ 燃料タンク
２ キャニスタ
３ ベーパ通路（蒸発燃料通路）
８ ＥＣＵ（制御部）
１４ タンク内圧センサ
１５ インレットパイプ
１６ ブリーザパイプ
６１ 封鎖弁（弁部材）
８１ リッドスイッチ（操作部）
１００ 蒸発燃料処理装置

Claims (3)

1. 内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を回収するためのキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを接続する蒸発燃料通路と、
   前記蒸発燃料通路に設けられ、前記蒸発燃料通路を開閉する弁部材と、
   前記燃料タンクに設けられる給油用のインレットパイプと、
   前記燃料タンクと前記インレットパイプとを連通するブリーザパイプと、
   前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧センサと、
   前記弁部材の開閉を制御する制御部と、
   給油作業が行われる際に操作される操作部とを備える蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御部は、前記操作部が操作されて給油時制御が開始された場合に、前記弁部材を開弁して前記燃料タンクの内圧を解放し、前記燃料タンクの内圧が解放された後に前記弁部材を閉弁するように構成され、
   前記弁部材が閉弁された状態で、前記インレットパイプを介して前記燃料タンクに燃料が給油されているときに、前記燃料タンク内の燃料液面が前記ブリーザパイプまで到達した場合に、前記燃料タンクの燃料液面の上部空間が密閉されるように構成されており、
   前記制御部は、給油時制御中において前記弁部材を閉弁した後に、前記燃料タンクの内圧が第１所定値以上である場合に、前記燃料タンクの内圧の上昇速度が第２所定値未満であるときに、前記弁部材を開弁して前記燃料タンクの内圧を解放し、前記燃料タンクの内圧が解放された後に前記弁部材を閉弁するように構成され、
   前記制御部は、給油時制御中において前記弁部材を閉弁した後に、前記燃料タンクの内圧が前記第１所定値以上である場合に、前記燃料タンクの内圧の上昇速度が前記第２所定値以上であるときに、前記弁部材の閉弁状態を維持するように構成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置において、
   前記制御部は、前記弁部材を開弁することにより、前記燃料タンクの内圧が大気圧近傍まで低下した場合に、前記燃料タンクの内圧が解放されたと判断するように構成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置において、
   前記制御部は、前記弁部材の開弁時間が第３所定値以上である場合に、前記燃料タンクの内圧が解放されたと判断するように構成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。

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