JPWO2014080556A1 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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Abstract

ＥＣＵは、エンジンを一時停止させているか否かを判断し（ステップＳ１）、エンジンを一時停止させていると判断した場合には、パージ機構によるパージ動作を禁止し（ステップＳ２）、キャニスタを加熱し（ステップＳ３）、エンジンを一時停止させていないと判断した場合には、パージ機構によるパージ動作を許容する（ステップＳ４）。

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、蒸発燃料を吸収するキャニスタを含む吸収部と、キャニスタに対するパージを行うパージ機構と、バッテリが外部商用電源と結合されている間に吸収部を燃料蒸気が脱離しやすい状態に活性化するヒータを含む活性化部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような構成により、従来の蒸発燃料処理装置は、バッテリが外部商用電源と結合されている間にバッテリおよび外部商用電源の少なくとも一方から得られる電力でヒータを作動させることで、エンジンを始動させる前に、キャニスタの蒸発燃料の脱離性能を向上させていた。
特開２００８−１９５２１４号公報
すなわち、特許文献１に記載されたような従来の蒸発燃料処理装置においては、車両が駐車している状態のようにエンジンが比較的長い時間作動されていない状態から作動状態になったときに最初に行われるパージ時のキャニスタ（以下、「吸着器」ともいう）の脱離性能を向上させていた。
したがって、従来の蒸発燃料処理装置においては、エンジンが一時停止状態となって吸着器の温度が低下したときには、次回に行われるパージ時の吸着器の脱離性能を向上させることができず、吸着器の蒸発燃料の脱離性能を十分に発揮させることができない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、吸着器の脱離性能を十分に発揮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、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクから前記内燃機関に供給する燃料を汲み上げる燃料ポンプと、前記燃料タンク内に設置され、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蒸発燃料が前記内燃機関の吸気管内に導入されるパージ機構と、を備えた蒸発燃料処理装置において、前記内燃機関が一時停止状態になっていることを条件として、前記燃料ポンプから前記吸着器に伝達される熱量を増加させる伝達熱量制御部を備えた構成を有している。
この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、内燃機関が一時停止状態となっていることによりパージ動作を実行できない間に、燃料ポンプから吸着器に伝達される熱量を増加させることにより吸着器を加熱して、パージ動作を実行できるようになったときの吸着器の脱離性能を向上させるため、従来のものと比較して、吸着器の脱離性能を十分に発揮させることができる。
なお、本発明の蒸発燃料処理装置は、前記内燃機関がアイドリング運転状態にあるときに予め定められた停止条件が成立したことを条件として、前記内燃機関を停止させ、前記内燃機関を停止させた後に、予め定められた始動条件が成立したことを条件として前記内燃機関を再始動させる内燃機関制御部を更に備え、前記伝達熱量制御部は、前記内燃機関制御部によって前記内燃機関が停止されたことを条件として、前記内燃機関が一時停止状態にあると判断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、いわゆるアイドルストップ機能によって内燃機関が停止していることによりパージ動作を実行できない間に、燃料ポンプから吸着器に伝達される熱量を増加させることにより吸着器を加熱して、パージ動作を実行できるようになったときの吸着器の脱離性能を向上させるため、従来のものと比較して、吸着器の脱離性能を十分に発揮させることができる。
また、本発明の蒸発燃料処理装置は、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサを更に備え、前記伝達熱量制御部は、前記内燃機関が停止状態となっているときに前記シフトポジションセンサによって検出されたシフトポジションに対応するシフトレンジが走行用レンジであることを条件として、前記内燃機関が一時停止状態にあると判断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、ドライバの操作等よって内燃機関が一時的に停止していることによりパージ動作を実行できない間に、燃料ポンプから吸着器に伝達される熱量を増加させることにより吸着器を加熱して、パージ動作を実行できるようになったときの吸着器の脱離性能を向上させるため、従来のものと比較して、吸着器の脱離性能を十分に発揮させることができる。
また、前記伝達熱量制御部は、前記燃料ポンプから前記吸着器に前記燃料を介して伝達される熱量を増加させ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、燃料ポンプによって加熱された燃料によって吸着器を加熱することができる。
また、前記伝達熱量制御部は、前記燃料ポンプから吐出された燃料を介して前記燃料ポンプから前記吸着器に伝達される熱量を増加させ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、燃料ポンプによって加熱されて吐出された燃料によって吸着器を加熱することができる。
また、本発明の蒸発燃料処理装置は、前記燃料タンク内に内部タンクを設け、前記内部タンクは、前記燃料ポンプおよび前記吸着器を収容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、燃料タンクと比較して容積が小さい内部タンク内に燃料ポンプと吸着器とを収容することにより、燃料ポンプから吸着器に伝達される熱量を効率的に増加させることができる。
また、前記伝達熱量制御部は、前記燃料ポンプの駆動力を増加させることにより、前記燃料ポンプから前記吸着器に伝達される熱量を増加させ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、燃料ポンプの駆動力を増加させることにより燃料ポンプを加熱させるため、燃料ポンプから吸着器に伝達される熱量を増加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、吸着器の脱離性能を十分に発揮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。
図１は、本発明の第１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２は、本発明の第１の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置のキャニスタ昇温動作を示すフローチャートである。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の他のキャニスタ昇温動作を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２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５は、本発明の第３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６は、本発明の第４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。
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。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１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、燃料タンク３１を有する燃料供給機構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、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、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。
燃料供給機構３は、燃料タンク３１と、燃料タンク３１内に設置された内部タンク８０と、燃料ポンプ３２と、デリバリーパイプ２２および燃料ポンプ３２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。内部タンク８０は、略円筒状かつ有底に形成され、燃料タンク３１の内部に設けられている。
内部タンク８０は、内部に燃料を貯留させることができるようになっている。具体的には、内部タンク８０には、燃料タンク３１内の燃料を内部タンク８０内に吸引するジェットポンプ８１が設けられている。ジェットポンプ８１は、燃料ポンプ３２の作動に応じて内部タンク８０内に燃料を吸引するようになっている。
内部タンク８０の形状としては、円筒状に限らず角筒状や箱型形状であってもよく、特にその形状が限定されるものではない。内部タンク８０の内部には、燃料ポンプ３２に加えて、キャニスタ４１と、サクションフィルタ３８ｂと、燃料フィルタ８２と、プレッシャレギュレータ８３が収容されている。
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。この燃料ポンプ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。
燃料フィルタ８２は、その筐体が保持機構７０によって燃料ポンプ３２と一体に内部タンク８０内に保持されている。燃料フィルタ８２は、燃料ポンプ３２から吐出された燃料をろ過するようになっている。本実施の形態において、燃料フィルタ８２は、筐体が燃料ポンプ３２を取り囲むように形成され、燃料ポンプ３２から吐出された燃料をろ過する公知のものである。
プレッシャレギュレータ８３は、燃料フィルタ８２の下流側に設けられたエマージェンシー用の常閉型のバルブによって構成され、燃料フィルタ８２内の燃圧が予め定められた燃圧以上になったときに開弁し、余剰燃料を内部タンク８０内に戻すようになっている。
燃料供給管３３は、プレッシャレギュレータ８３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。燃料供給管３３には、燃料ポンプ３２から吐出された燃料の少なくとも一部を燃料タンク３１内で還流させることによって、ジェットポンプ８１に駆動流を与えるためのパイロット配管８５が接続されている。
ここで、図１中では、パイロット配管８５と燃料供給管３３を略同等な配管として図示しているが、燃料供給管３３内の燃料の最大流量に対するパイロット配管８５内の燃料の最大流量の設定比率に応じて、パイロット配管８５と燃料供給管３３の通路断面積を相違させたり、適当な絞りを設けたりしてもよい。
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キャニスタ４１（吸着器）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、内部タンク８０内にその内底面８０ａから離間するよう設置されている。このキャニスタ４１の内部（吸着材収納空間）は、エバポ配管４８および気液分離バルブ４９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。また、燃料タンク３１内の燃料の液面上昇や液面変動時には、逆止弁機能を有する気液分離バルブ４９が浮上してエバポ配管４８の先端部を閉止するようになっている。
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。
このパージ機構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。
したがって、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（放出）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。このパージ用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から脱離させる燃料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。
本実施の形態では、サクションフィルタ３８ｂと燃料ポンプ３２とを接続している吸入配管３８の一部が、キャニスタ４１の内部を通るように構成されている。
具体的には、吸入配管３８は、燃料ポンプ３２の吸入ポートに接続するポンプ側接続部６１と、サクションフィルタ３８ｂに接続するフィルタ側接続部６２と、これらポンプ側接続部６１とフィルタ側接続部６２との間に位置する熱伝達管部６３とから構成されている。
特に、熱伝達管部６３は、キャニスタ４１の内部に配置されている。熱伝達管部６３は、キャニスタ４１の内部において例えば蛇行形状とされている。これにより、燃料ポンプ３２に吸入される燃料と燃料が吸着したキャニスタ４１の吸着材４１ｂとの接触面積を大きくとることができ、熱伝達量を大きくすることができる。
なお、熱伝達管部６３の形状は、吸着材４１ｂとの接触面積を大きくすることができるものであれば、蛇行形状に限らず、例えば吸着材４１ｂ内で複数経路に分岐し、これら複数経路を並列に配置した形状や渦巻き形状等、種々の形状を採用することができる。
ここで、吸入配管３８の熱伝達管部６３は、キャニスタケース４１ａに一体的に結合されており、熱伝達管部６３の内壁面によって、キャニスタ４１の内部通路の内壁面である熱伝達面４１ｃが形成されている。
この熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２の作動時に燃料タンク３１内で流動する燃料、特に燃料ポンプ３２に吸入される燃料を吸入方向に案内することができる。また、熱伝達面４１ｃは、燃料タンク３１内の燃料のうち燃料ポンプ３２に吸入される方向に流動する吸入側の燃料とキャニスタ４１との間で熱伝達させることができるようになっている。
すなわち、熱伝達管部６３は、その吸入側の燃料とキャニスタ４１との間に温度差があるとき、熱伝達面４１ｃにおいて良好な熱伝達がなされるとともに、熱伝達管部６３から燃料を吸着した吸着材４１ｂに良好に熱が伝達できるような高熱伝導率の金属素材等で形成されている。
燃料供給管３３と吸入配管３８との間には、燃料ポンプ３２から吐出された燃料、より詳しくは、燃料ポンプ３２から吐出され燃料供給管３３およびパイロット配管８５内に供給されなかった燃料を燃料タンク３１内でキャニスタ４１より上流側の吸入通路３８ａに還流させる還流配管３９が接続されている。
具体的には、還流配管３９は、燃料タンク３１内に配置されており、還流配管３９の還流方向上流側の一端が、燃料供給管３３から分岐し、還流配管３９の還流方向下流側の一端が、吸入配管３８のフィルタ側接続部６２に接続されている。
この還流配管３９は、燃料ポンプ３２によって吐出された燃料を燃料タンク３１内で燃料ポンプ３２の吸入側に還流させることができる還流機構を構成しており、本実施の形態では、燃料ポンプ３２から吐出された燃料をキャニスタ４１より上流側の吸入配管３８内に還流させるものとなっている。
なお、図１中では、還流配管３９と燃料供給管３３を略同等な配管として図示しているが、燃料供給管３３内の燃料の最大流量に対する還流配管３９内の燃料の最大流量の設定比率に応じて、還流配管３９と燃料供給管３３の通路断面積を相違させたり、適当な絞りを設けたりすることができる。
還流配管３９には、燃圧調整用電磁弁５３が設けられている。燃圧調整用電磁弁５３は、還流配管３９の途中の開度を変化させることで、デリバリーパイプ２２内の燃圧を可変制御できるようになっている。
具体的には、燃圧調整用電磁弁５３は、ＥＣＵ５からの開弁信号に基づいて開弁状態に切り替えられる常閉型のものである。具体的には、燃圧調整用電磁弁５３は、例えば圧縮スプリング等の付勢部材により弁体を常時閉弁側に付勢し、ＥＣＵ５からの開弁信号に応じて電磁ソレノイドを励磁することで弁体を開弁方向に付勢する公知の常閉型の電磁弁で構成される。なお、燃圧調整用電磁弁５３は、ＥＣＵ５からの閉弁信号に基づいて閉弁状態に切り替えられる常閉型のものであってもよい。
ＥＣＵ５は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリと、入出力ポートと、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ＲＯＭ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、ＥＣＵ５のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭ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。
ＥＣＵ５の入出力ポートの入力側には、デリバリーパイプ２２の燃圧を検知する燃圧センサ５０と、アクセルペダル９０の開度を表すアクセル開度を検出するアクセル開度センサ９１、ブレーキペダル９２の操作量を検出するブレーキペダルポジションセンサ９３、車速を検出する車速センサ９４と、シフトレーバー９５の位置を表すシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ９６と、イグニッションスイッチ（以下、単に「ＩＧ」と記す）９７と、を含む各種センサ類が接続されている。
また、ＥＣＵ５の入出力ポートの出力側には、点火プラグ２０、スロットルアクチュエータ２４ａ、パージ用ＶＳＶ４６、燃圧調整用電磁弁５３、および、ＦＰＣ８４に加えて、エンジン２を始動させるためのスタータを駆動するスターターモータ５５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、スロットル開度センサ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を開弁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。
本実施の形態において、ＥＣＵ５は、いわゆるアイドルストップ機能を実現する内燃機関制御部を構成し、エンジン２がアイドリング運転状態にあるときに予め定められた停止条件が成立したことを条件として、エンジン２を停止させ、エンジン２を停止させた後に、予め定められた始動条件が成立したことを条件としてエンジン２を再始動させるようになっている。
ＥＣＵ５は、ＥＣＵ５に接続された各種センサ類から出力された検出信号に基づいて停止条件が成立したか否かを判断するようになっている。ここで、停止条件は、設計に応じた複数の条件の組合せからなる。
本実施の形態において、ＥＣＵ５は、アクセル開度センサ９１によって検出されたアクセルペダル９０の開度が略０であり、ブレーキペダルポジションセンサ９３によって検出されたブレーキペダル９２の操作量が所定量以上であり、車速センサ５３によって検出された車速が予め定められた閾値（例えば、０．５ｋｍ／ｈ）以下であるときに、停止条件が成立したと判断するものとする。
また、本実施の形態において、ＥＣＵ５は、エンジン２がアイドリング運転状態にあるときに停止条件が成立したことを条件として、点火プラグ２０による点火およびインジェクタ２１による燃料の噴射を停止することにより、エンジン２を停止させるものとする。
ＥＣＵ５は、ＥＣＵ５に接続された各種センサ類から出力された検出信号に基づいて始動条件が成立したか否かを判断するようになっている。ここで、始動条件は、設計に応じた複数の条件の組合せからなる。
本実施の形態において、ＥＣＵ５は、アクセル開度センサ９１によって検出されたアクセルペダル９０の開度が所定値以上であり、ブレーキペダルポジションセンサ９３によって検出されたブレーキペダル９２の操作量が略０であるときに、始動条件を満たしたと判断するものとする。
また、本実施の形態において、ＥＣＵ５は、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させた後に始動条件が成立したことを条件として、スターターモータ５５を駆動させると共に、点火プラグ２０による点火およびインジェクタ２１による燃料の噴射を開始させることにより、エンジン２を再始動させるものとする。
また、ＥＣＵ５は、エンジン２が一時停止状態になっていることを条件として、燃料ポンプ３２からキャニスタ４１に伝達される熱量を増加させるようになっている。例えば、ＥＣＵ５は、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させていることを条件として、一時停止状態にあると判断するようになっている。
具体的には、ＥＣＵ５は、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させていることを条件として、燃料ポンプ３２からキャニスタ４１に燃料を介して伝達される熱量を増加させるようになっている。
より具体的には、ＥＣＵ５は、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させていることを条件として、ＦＰＣ８４を制御して燃料ポンプ３２の駆動電圧を上昇させることにより燃料ポンプ３２の駆動力を増加させると共に、燃圧調整用電磁弁５３を開弁させるようになっている。このように、ＥＣＵ５は、ＦＰＣ８４と協働し、伝達熱量制御部を構成する。
燃圧調整用電磁弁５３がＥＣＵ５によって開弁されると、燃料ポンプ３２の吸入側の燃料、特に、吸入配管３８の内部の燃料は、燃料ポンプ３２から吐出され還流配管３９を通して吸入側に還流される燃料と合流するため、燃料ポンプ３２から吐出された燃料とサクションフィルタ３８ｂを通して新たに吸入された燃料とを含むものとなる。
このように、燃料ポンプ３２から吐出された燃料を還流配管３９を通して燃料タンク３１内で燃料ポンプ３２の吸入側に還流させると、キャニスタ４１の熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２から吐出された燃料を含んで燃料ポンプ３２に吸入される方向に流動する吸入配管３８内の燃料とキャニスタ４１との間で熱伝達させることができるようになる。
次に、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置のキャニスタ昇温動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明するキャニスタ昇温動作は、ＥＣＵ５が起動してから停止するまでの間、繰り返し実行されるものとする。
まず、ＥＣＵ５は、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させているか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ機構４２によるパージ動作を禁止し（ステップＳ２）、キャニスタ４１を加熱する（ステップＳ３）。
具体的には、ＥＣＵ５は、キャニスタ４１を加熱している状態にない場合には、ＦＰＣ８４を制御して燃料ポンプ３２の駆動電圧を上昇させると共に、燃圧調整用電磁弁５３を開弁させることにより、キャニスタ４１の加熱を開始する。また、ＥＣＵ５は、キャニスタ４１を加熱している状態にある場合には、この状態を維持する。
一方、アイドルストップ機能によりエンジン２を停止させていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ機構４２によるパージ動作を許可する（ステップＳ４）。具体的には、ＥＣＵ５は、エンジン２が所定の運転状態にあるときに、スロットル開度センサ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を開弁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。
以上に説明したように、本実施の形態は、エンジン２が一時停止状態となっていることによりパージ動作を実行できない間に、燃料ポンプ３２からキャニスタ４１に伝達される熱量を増加させることにより、キャニスタ４１を加熱してパージ動作を実行できるようになったときのキャニスタ４１の脱離性能を向上させるため、従来のものと比較して、キャニスタ４１の脱離性能を十分に発揮させることができる。
なお、本実施の形態においては、アイドルストップ機能によってエンジン２が停止しているときに、ＥＣＵ５は、エンジン２が一時停止状態にあると判断するものとして説明した。これに対し、ＥＣＵ５は、他の条件に基づいて、エンジン２が一時停止状態にあると判断するようにしてもよい。
例えば、ＥＣＵ５は、ＩＧ９７がオフにされる等してエンジン２が停止しているときに、シフトポジションセンサ９６によって検出されたシフトポジションに対応するシフトレンジが走行用レンジであることを条件として、エンジン２が一時停止状態にあると判断するようにしてもよい。走行用レンジとしては、車両を駆動するためのレンジであり、例えば、前進用のＤ（ドライブ）レンジや後進用のＲ（リバース）レンジ等がある。
このように構成した本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置のキャニスタ昇温動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明するキャニスタ昇温動作は、ＥＣＵ５が起動してから停止するまでの間、繰り返し実行されるものとする。
まず、ＥＣＵ５は、エンジン２が停止しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、エンジン２が停止していると判断した場合には、ＥＣＵ５は、シフトポジションセンサ９６によって検出されたシフトポジションに対応するシフトレンジが走行用レンジであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
ここで、シフトポジションセンサ９６によって検出されたシフトポジションに対応するシフトレンジが走行用レンジであると判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ機構４２によるパージ動作を禁止し（ステップＳ１３）、キャニスタ４１を加熱する（ステップＳ１４）。
具体的には、ＥＣＵ５は、キャニスタ４１を加熱している状態にない場合には、ＦＰＣ８４を制御して燃料ポンプ３２の駆動電圧を上昇させると共に、燃圧調整用電磁弁５３を開弁させることにより、キャニスタ４１の加熱を開始する。また、ＥＣＵ５は、キャニスタ４１を加熱している状態にある場合には、この状態を維持する。
ステップＳ１１において、エンジン２が停止していないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、パージ動作を許可する（ステップＳ１５）。具体的には、ＥＣＵ５は、エンジン２が所定の運転状態にあるときに、スロットル開度センサ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を開弁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。
また、ステップＳ１２において、シフトポジションセンサ９６によって検出されたシフトポジションに対応するシフトレンジが走行用レンジでないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、キャニスタ昇温動作を終了する。
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２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。
本実施の形態は、キャニスタおよびその近傍の構成が第１の実施の形態と相違するものの、他の主要構成は第１の実施の形態と同様なものである。したがって、第１の実施の形態と同様な構成要素については、図１中に示す対応する構成要素と同一の符号で示し、第１の実施の形態との相違点について、以下に説明する。
本発明の第１の実施の形態においては、サクションフィルタ３８ｂと燃料ポンプ３２とを接続している吸入配管３８の一部が、キャニスタ４１の内部を通るように構成されていたが、本実施の形態では、プレッシャレギュレータ８３とデリバリーパイプ２２とを接続している燃料供給管３３の一部が、キャニスタ４１の内部を通るように構成されている。
具体的には、燃料供給管３３は、プレッシャレギュレータ８３の出力ポートに接続するレギュレータ側接続部７１と、デリバリーパイプ２２に接続するデリバリーパイプ側接続部７２と、これらレギュレータ側接続部７１とデリバリーパイプ側接続部７２との間に位置する熱伝達管部７３とから構成されている。
特に、熱伝達管部７３は、キャニスタ４１の内部に配置されている。熱伝達管部７３は、キャニスタ４１の内部において例えば蛇行形状とされている。これにより、燃料ポンプ３２から吐出される燃料と燃料が吸着したキャニスタ４１の吸着材４１ｂとの接触面積を大きくとることができ、熱伝達量を大きくすることができる。
なお、熱伝達管部７３の形状は、吸着材４１ｂとの接触面積を大きくすることができるものであれば、蛇行形状に限らず、例えば吸着材４１ｂ内で複数経路に分岐し、これら複数経路を並列に配置した形状や渦巻き形状等、種々の形状を採用することができる。
ここで、燃料供給管３３の熱伝達管部７３は、キャニスタケース４１ａに一体的に結合されており、熱伝達管部７３の内壁面によって、キャニスタ４１の内部通路の内壁面である熱伝達面４１ｃが形成されている。
この熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２の作動時に燃料タンク３１内で流動する燃料、特に、燃料ポンプ３２から吐出される燃料をデリバリーパイプ２２に案内することができる。また、熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２から吐出される方向に流動する燃料とキャニスタ４１との間で熱伝達させることができるようになっている。
すなわち、熱伝達管部７３は、その吸入側の燃料とキャニスタ４１との間に温度差があるとき、熱伝達面４１ｃにおいて良好な熱伝達がなされるとともに、熱伝達管部７３から燃料を吸着した吸着材４１ｂに良好に熱が伝達できるような高熱伝導率の金属素材等で形成されている。
また、本発明の第１の実施の形態における還流配管３９は、還流方向下流側の一端が吸入配管３８に接続されていたが、本実施の形態における還流配管３９は、還流方向下流側の一端が内部タンク８０の内底面８０ａに向けて開口している。
したがって、還流配管３９は、燃料ポンプ３２によって吐出された燃料、より詳しくは、燃料ポンプ３２から吐出され燃料供給管３３およびパイロット配管８５内に供給されなかった燃料を内部タンク８０の内底面８０ａ付近に設けられたサクションフィルタ３８ｂの周囲に還流させることができる。
本実施の形態におけるＥＣＵ５によるキャニスタ昇温動作については、本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵ５によるキャニスタ昇温動作と同一であるため、説明を省略する。
以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。特に、本実施の形態は、燃料供給通路の一部がキャニスタ４１によって形成されているため、燃料ポンプ３２から吐出された燃料がキャニスタ４１内を通る際に熱伝達がなされることにより、キャニスタ４１を加熱することができる。
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３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。
本実施の形態は、キャニスタおよびその近傍の構成が第１の実施の形態と相違するものの、他の主要構成は第１の実施の形態と同様なものである。したがって、第１の実施の形態と同様な構成要素については、図１中に示す対応する構成要素と同一の符号で示し、第１の実施の形態との相違点について、以下に説明する。
本実施の形態では、還流配管３９が、燃料ポンプ３２の吐出側近傍の一端側において燃料供給管３３から分岐し、他端側において燃料タンク３１の内底部付近に下向きに開放されている。
また、還流配管３９の一部は、キャニスタ４１の内部を通るように構成されている。具体的には、還流配管３９は、燃料供給管３３に接続するポンプ側接続部７５と、開放側の開放部７６と、これらポンプ側接続部７５と開放部７６との間に位置する熱伝達管部７７とから構成されている。
特に、熱伝達管部７７は、キャニスタ４１の内部に配置されている。熱伝達管部６３は、キャニスタ４１の内部において例えば蛇行形状とされている。これにより、燃料ポンプ３２に吸入される燃料と燃料吸着したキャニスタ４１の吸着材４１ｂとの接触面積を大きくとることができ、熱伝達量を大きくすることができる。
なお、熱伝達管部７７の形状は、吸着材４１ｂとの接触面積を大きくすることができるものであれば、蛇行形状に限らず、例えば吸着材４１ｂ内で複数経路に分岐し、これら複数経路を並列に配置した形状や渦巻き形状等、種々の形状を採用することができる。
ここで、還流配管３９の熱伝達管部７７は、キャニスタケース４１ａに一体的に結合されており、熱伝達管部７７の内壁面によって、キャニスタ４１の内部通路の内壁面である熱伝達面４１ｃが形成されている。
この熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２の作動時に燃料タンク３１内で流動する燃料、特に、燃料ポンプ３２から吐出された燃料を燃料タンク３１内に案内することができる。また、熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２から吐出される方向に流動する燃料とキャニスタ４１との間で熱伝達させることができるようになっている。
すなわち、熱伝達管部７７は、その吐出側の燃料とキャニスタ４１との間に温度差があるとき、熱伝達面４１ｃにおいて良好な熱伝達がなされるとともに、熱伝達管部７７から燃料を吸着した吸着材４１ｂに良好に熱が伝達できるような高熱伝導率の金属素材等で形成されている。
本実施の形態におけるＥＣＵ５によるキャニスタ昇温動作については、本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵ５によるキャニスタ昇温動作と同一であるため、説明を省略する。
以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。特に、本実施の形態は、還流通路の一部がキャニスタ４１によって形成されているため、燃料ポンプ３２から吐出されて還流配管３９内に還流された燃料がキャニスタ４１内を通る際に熱伝達がなされることにより、キャニスタ４１を加熱することができる。
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４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。
本実施の形態は、キャニスタおよびその近傍の構成が第１の実施の形態と相違するものの、他の主要構成は第１の実施の形態と同様なものである。したがって、第１の実施の形態と同様な構成要素については、図１中に示す対応する構成要素と同一の符号で示し、第１の実施の形態との相違点について、以下に説明する。
本実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態におけるキャニスタ４１が内部タンク８０を構成する。内部タンク８０、すなわち、キャニスタ４１は、略円筒状かつ有底に形成され、燃料タンク３１の内部に設けられている。
キャニスタ４１は、筒内部に燃料を貯留させることができるようになっている。具体的には、キャニスタ４１には、燃料タンク３１内の燃料をキャニスタ４１によって形成された筒内に吸引するジェットポンプ８１が設けられている。ジェットポンプ８１は、燃料ポンプ３２の作動量に応じて吸引量が可変するようになっている。
キャニスタ４１の形状としては、円筒状に限らず角筒状や箱型形状であってもよく、特にその形状が限定されるものではない。キャニスタ４１によって形成された筒内部には、燃料ポンプ３２、サクションフィルタ３８ｂ、燃料フィルタ８２およびプレッシャレギュレータ８３が収容される。
ここで、キャニスタ４１によって形成された筒の内面は、熱伝達面４１ｃを形成している。この熱伝達面４１ｃは、燃料ポンプ３２の作動時に燃料タンク３１内で流動する燃料、特に、燃料ポンプ３２から吐出される燃料を吸入方向に案内することができる。
また、熱伝達面４１ｃは、燃料タンク３１内の燃料のうち燃料ポンプ３２から吐出される方向に流動する燃料とキャニスタ４１との間で熱伝達させることができるようになっている。
すなわち、熱伝達面４１ｃは、その吸入側の燃料とキャニスタ４１との間に温度差があるときにおいて良好な熱伝達がなされるとともに、燃料を吸着した吸着材４１ｂに良好に熱が伝達できるような高熱伝導率の金属素材等で形成されている。
本実施の形態におけるＥＣＵ５によるキャニスタ昇温動作については、本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵ５によるキャニスタ昇温動作と同一であるため、説明を省略する。
以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。特に、本実施の形態は、燃料ポンプ３２から吐出された燃料を積極的にキャニスタ４１の筒内に吸入させるため、燃料タンク３１内の燃料が少なくなったとしても、キャニスタ４１を筒内部から加熱することができる。
なお、本発明の第１ないし第４の実施の形態において、ＥＣＵ５が燃料ポンプ３２からキャニスタ４１に伝達される熱量を増加させる各構成について説明したが、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、ＥＣＵ５が燃料ポンプ３２からキャニスタ４１に伝達される熱量を増加させることができる構成であれば、他の構成を採用してもよい。
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、吸着器の脱離性能を十分に発揮させることができるという効果を奏するものであり、燃料タンク内に吸着器が設けられた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）、３...燃料供給機構、４...燃料パージシステム、５...ＥＣＵ（内燃機関制御部、伝達熱量制御部）、２１...インジェクタ、２２...デリバリーパイプ、２３...吸気管、２３ｂ...吸気通路、２４...スロットルバルブ、３１...燃料タンク、３２...燃料ポンプ、３３...燃料供給管、３８...吸入配管、３８ａ...吸入通路、４１...キャニスタ（吸着器）、４１ｂ......吸着材、４１ｃ...熱伝達面、４２...パージ機構、４３...パージ配管、４４...大気配管、４５...パージ制御機構、４６...パージ用ＶＳＶ、５３...燃圧調整用電磁弁、８０...内部タンク、８１...ジェットポンプ、８４...ＦＰＣ（伝達熱量制御部）、９６...シフトポジションセンサ

Claims (7)

  1. 内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、
    前記燃料タンクから前記内燃機関に供給する燃料を汲み上げる燃料ポンプと、
    前記燃料タンク内に設置され、該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蒸発燃料が前記内燃機関の吸気管内に導入されるパージ機構と、
    を備えた蒸発燃料処理装置において、
    前記内燃機関が一時停止状態になっていることを条件として、前記燃料ポンプから前記吸着器に伝達される熱量を増加させる伝達熱量制御部を備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
  2. 前記内燃機関がアイドリング運転状態にあるときに予め定められた停止条件が成立したことを条件として、前記内燃機関を停止させ、前記内燃機関を停止させた後に、予め定められた始動条件が成立したことを条件として前記内燃機関を再始動させる内燃機関制御部を更に備え、
    前記伝達熱量制御部は、前記内燃機関制御部によって前記内燃機関が停止されたことを条件として、前記内燃機関が一時停止状態にあると判断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. シフトポジションを検出するシフトポジションセンサを更に備え、
    前記伝達熱量制御部は、前記内燃機関が停止状態となっているときに前記シフトポジションセンサによって検出されたシフトポジションに対応するシフトレンジが走行用レンジであることを条件として、前記内燃機関が一時停止状態にあると判断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。
  4. 前記伝達熱量制御部は、前記燃料ポンプから前記吸着器に前記燃料を介して伝達される熱量を増加させ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。
  5. 前記伝達熱量制御部は、前記燃料ポンプから吐出された燃料を介して前記燃料ポンプから前記吸着器に伝達される熱量を増加させることを特徴とする請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
  6. 前記燃料タンク内に内部タンクを設け、
    前記内部タンクは、前記燃料ポンプおよび前記吸着器を収容することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の蒸発燃料処理装置。
  7. 前記伝達熱量制御部は、前記燃料ポンプの駆動力を増加させることにより、前記燃料ポンプから前記吸着器に伝達される熱量を増加させることを特徴とする請求項１ないし請求項６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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