(57)【要約】【課題】ロータリ式のバルブと比較して通路の接続状態を瞬時に切り替え可能であり、かつ、通路の接続状態の切り替え動作中にパージポンプを停止させる必要が無い、蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】バルブユニット６０は、キャニスタ側バルブ流入口６１Ａとキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂとポンプ側バルブ流入口６２Ａとポンプ側バルブ流出口６２Ｂと吸気通路側バルブ接続口６５Ａと、パージポンプの流出口の側に接続される第１切替弁６３と、パージポンプの流入口の側に接続される第２切替弁６４とを有し、第１切替弁は、ソレノイドバルブ式であり、ポンプ側バルブ流入口の接続先を、キャニスタ側バルブ流出口または吸気通路側バルブ接続口に切り替え可能であり、第２切替弁は、ソレノイドバルブ式であり、ポンプ側バルブ流出口の接続先を、キャニスタ側バルブ流入口または吸気通路側バルブ接続口に切り替え可能である。【選択図】図３
2020041507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタで吸着した前記蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気通路へ導くパージ通路と、
前記パージガスを圧送するパージポンプと、
前記キャニスタと前記パージ通路と前記パージポンプとの接続状態を切り替えるバルブユニットと、
を有する蒸発燃料処理装置において、
前記バルブユニットは、
前記キャニスタから前記パージガスが流入するキャニスタ側バルブ流入口と、
前記キャニスタへと前記パージガスを流出することが可能なキャニスタ側バルブ流出口と、
前記パージポンプから前記パージガスが流入するポンプ側バルブ流入口と、
前記パージポンプへと前記パージガスを流出することが可能なポンプ側バルブ流出口と、
前記パージ通路を経由して前記吸気通路に接続される吸気通路側バルブ接続口と、
前記ポンプ側バルブ流入口を経由して前記パージポンプの流出口の側に接続される第１切替弁と、
前記ポンプ側バルブ流出口を経由して前記パージポンプの流入口の側に接続される第２切替弁と、
を有し、
前記第１切替弁は、
ソレノイドバルブ式であり、
前記ポンプ側バルブ流入口の接続先を、前記キャニスタ側バルブ流出口または前記吸気通路側バルブ接続口のいずれか一方に切り替え可能であり、
前記第２切替弁は、
ソレノイドバルブ式であり、
前記ポンプ側バルブ流出口の接続先を、前記キャニスタ側バルブ流入口または前記吸気通路側バルブ接続口のいずれか一方に切り替え可能である、
蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記キャニスタ側バルブ流出口と前記キャニスタ側バルブ流入口は、略平行に配置され、
前記ポンプ側バルブ流出口と前記ポンプ側バルブ流入口は、略平行に配置され、
前記キャニスタ側バルブ流出口及び前記キャニスタ側バルブ流入口の延長方向に対して、前記ポンプ側バルブ流出口及び前記ポンプ側バルブ流入口の延長方向が略直角となるように、前記ポンプ側バルブ流出口及び前記ポンプ側バルブ流入口が配置されている、
蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記第１切替弁のヨークと前記第２切替弁のヨークは、一体化されている、
蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記第１切替弁における可動体である弁体とプランジャは、一体化されており、
前記第２切替弁における可動体である弁体とプランジャは、一体化されている、
蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記第１切替弁は、非通電状態では、前記ポンプ側バルブ流入口を前記キャニスタ側バルブ流出口に接続し、
前記第２切替弁は、非通電状態では、前記ポンプ側バルブ流出口を前記キャニスタ側バルブ流入口に接続する、
蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記第１切替弁の可動体の移動方向と、前記第２切替弁の可動体の移動方向は、略平行であり、
前記移動方向は、前記蒸発燃料処理装置が車両に搭載された際、略水平方向とされている、
蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関では、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、大気中に放出しないようにキャニスタに吸着させている。そして、キャニスタに吸着させた蒸発燃料を含むパージガスを、パージ通路を経由させて吸気通路に導き、吸気とともに内燃機関に吸引させて燃焼させる、いわゆるパージシステムが利用されている。また、パージシステムの中には、キャニスタから吸気通路に至るパージ通路中にパージポンプを配置して、キャニスタからのパージガスをパージポンプにて積極的に吸気通路に吐出するパージシステムも有る。
【０００３】
例えば特許文献１には、蒸発燃料を吸着させるキャニスタからのパージガスを吸気通路に導くパージ通路と、パージ通路中に配置されたパージポンプと、パージ通路とパージポンプとの接続状態を切り替えるロータリ式のバルブユニットとを有する、パージエアポンプを備えたバルブユニットが開示されている。ロータリ式のバルブユニットは、円柱状のバルブと、バルブを回転させる回転手段と、端部を前記バルブの外周面に対向するように配置した種々の通路とを有している。前記通路には、キャニスタからの通路と、吸気通路へのパージ通路と、パージエアポンプの吸引側の通路と、パージエアポンプの吐出側の通路と、が有る。前記バルブには、前記通路を種々の経路に切り替え可能とする複数の切替経路が形成されており、バルブの回転角度に応じてパージエアポンプを含む通路の接続状態が切り替わるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１７／０１８４０５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のパージエアポンプを備えたバルブユニットは、通路の接続状態をロータリ式のバルブを回転させて切り替えているので、切り替えに時間がかかる。また、例えば、第１の接続状態から第３の接続状態に切り替える場合、バルブの回転の途中に、今回の切り替えで所望しない第２の接続状態がある場合、パージエアポンプを停止させる必要が発生する場合がある。パージエアポンプを停止させる必要が発生した場合、パージエアポンプが実際に停止するまで時間がかかるので、接続状態の切り替えに要する時間が、さらに長くなる可能性がある。
【０００６】
上記問題点を解決するための、本明細書が開示する技術の課題は、キャニスタとパージ通路とパージポンプとバルブユニットとを有する蒸発燃料処理装置において、ロータリ式のバルブと比較して通路の接続状態を瞬時に切り替え可能であり、かつ、通路の接続状態の切り替え動作中にパージポンプを停止させる必要が無い、蒸発燃料処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本明細書に開示の蒸発燃料処理装置は、次の手段をとる。
【０００８】
第１の手段は、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記キャニスタで吸着した前記蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気通路へ導くパージ通路と、前記パージガスを圧送するパージポンプと、前記キャニスタと前記パージ通路と前記パージポンプとの接続状態を切り替えるバルブユニットと、を有する蒸発燃料処理装置において、前記バルブユニットは、前記キャニスタから前記パージガスが流入するキャニスタ側バルブ流入口と、前記キャニスタへと前記パージガスを流出することが可能なキャニスタ側バルブ流出口と、前記パージポンプから前記パージガスが流入するポンプ側バルブ流入口と、前記パージポンプへと前記パージガスを流出することが可能なポンプ側バルブ流出口と、前記パージ通路を経由して前記吸気通路に接続される吸気通路側バルブ接続口と、前記ポンプ側バルブ流入口を経由して前記パージポンプの流出口の側に接続される第１切替弁と、前記ポンプ側バルブ流出口を経由して前記パージポンプの流入口の側に接続される第２切替弁と、を有し、前記第１切替弁は、ソレノイドバルブ式であり、前記ポンプ側バルブ流入口の接続先を、前記キャニスタ側バルブ流出口または前記吸気通路側バルブ接続口のいずれか一方に切り替え可能であり、前記第２切替弁は、ソレノイドバルブ式であり、前記ポンプ側バルブ流出口の接続先を、前記キャニスタ側バルブ流入口または前記吸気通路側バルブ接続口のいずれか一方に切り替え可能である、蒸発燃料処理装置である。
【０００９】
上記第１の手段によれば、第１切替弁及び第２切替弁がソレノイドバルブ式であるので、ロータリ式のバルブと比較して、通路の接続状態を瞬時に切り替え可能である。また、第１切替弁は、ポンプ側バルブ流入口を、キャニスタ側バルブ流出口または吸気通路側バルブ接続口のいずれか一方に切り替え可能であり、切り替えの途中で、他の接続状態になることは無い。従って、切り替え動作中にパージポンプを停止させる必要が無い。また、第２切替弁は、ポンプ側バルブ流出口を、キャニスタ側バルブ流入口または吸気通路側バルブ接続口のいずれか一方に切り替え可能であり、切り替えの途中で、他の接続状態になることは無い。従って、切り替え動作中にパージポンプを停止させる必要が無い。
【００１０】
第２の手段は、上記第１の手段に係る蒸発燃料処理装置であって、前記キャニスタ側バルブ流出口と前記キャニスタ側バルブ流入口は、略平行に配置され、前記ポンプ側バルブ流出口と前記ポンプ側バルブ流入口は、略平行に配置され、前記キャニスタ側バルブ流出口及び前記キャニスタ側バルブ流入口の延長方向に対して、前記ポンプ側バルブ流出口及び前記ポンプ側バルブ流入口の延長方向が略直角となるように、前記ポンプ側バルブ流出口及び前記ポンプ側バルブ流入口が配置されている、蒸発燃料処理装置である。
【００１１】
上記第２の手段によれば、構成が簡素となってバルブユニットをより小型化することが可能となり、バルブユニットのコストをより低く抑えることができる。また、バルブユニットのキャニスタ側バルブ流入口に対応するキャニスタの流出口と、バルブユニットのキャニスタ側バルブ流出口に対応するキャニスタの流入口と、を略平行に配置すれば、キャニスタとバルブユニットとをワンタッチで接続することが可能となる。また、バルブユニットのポンプ側バルブ流入口に対応するパージポンプの流出口と、バルブユニットのポンプ側バルブ流出口に対応するパージポンプの流入口と、を略平行に配置すれば、パージポンプとバルブユニットとをワンタッチで接続することが可能となる。また、キャニスタ側バルブ流出口及びキャニスタ側バルブ流入口の延長方向と、ポンプ側バルブ流出口及びポンプ側バルブ流入口の延長方向と、を略直角に配置することで、キャニスタに取り付けたバルブユニットと、バルブユニットに取り付けたパージポンプと、をより狭い領域に収めることが可能となる。従って、キャニスタとバルブユニットとパージポンプとをよりコンパクトにまとめることができるので、例えば車両に搭載する搭載スペースをより小さくすることができる。
【００１２】
第３の手段は、上記第１の手段または第２の手段に係る蒸発燃料処理装置であって、前記第１切替弁のヨークと前記第２切替弁のヨークは、一体化されている、蒸発燃料処理装置である。
【００１３】
上記第３の手段によれば、第１切替弁のヨークと第２切替弁のヨークとを一体化させているので、ヨークを別体にした場合と比較して、部品点数、ヨークの製造工程と組み付け工程を低減できるとともに、バルブユニットを、より小型化、より軽量化できる。
【００１４】
第４の手段は、上記第１の手段〜第３の手段のいずれか１つに係る蒸発燃料処理装置であって、前記第１切替弁における可動体である弁体とプランジャは、一体化されており、前記第２切替弁における可動体である弁体とプランジャは、一体化されている、蒸発燃料処理装置である。
【００１５】
上記第４の手段によれば、第１切替弁の弁体とプランジャを一体化し、第２切替弁の弁体とプランジャを一体化させているので、弁体とプランジャを別体で構成した場合と比較して、部品点数、製造工程と組み付け工程を低減できる。また、第１切替弁のコイルで発生した熱を、プランジャを介して弁体（流れているパージガスに接している弁体）で放熱することが可能となり、より好ましい。同様に、第２切替弁のコイルで発生した熱を、プランジャを介して弁体（流れているパージガスに接している弁体）で放熱することが可能となり、より好ましい。
【００１６】
第５の手段は、上記第１の手段〜第４の手段のいずれか１つに係る蒸発燃料処理装置であって、前記第１切替弁は、非通電状態では、前記ポンプ側バルブ流入口を前記キャニスタ側バルブ流出口に接続し、前記第２切替弁は、非通電状態では、前記ポンプ側バルブ流出口を前記キャニスタ側バルブ流入口に接続する、蒸発燃料処理装置である。
【００１７】
上記第５の手段によれば、第１切替弁と第２切替弁の双方を非通電状態とした場合、キャニスタからのパージガスは、キャニスタ側バルブ流入口からポンプ側バルブ流出口へ、さらにパージポンプにて圧送されて、ポンプ側バルブ流入口からキャニスタ側バルブ流出口へ、と導かれてキャニスタに戻される（つまり、循環モードの動作となる）。蒸発燃料処理装置の動作モードとしては、キャニスタからのパージガスを内燃機関の吸気通路に導くパージモードと、キャニスタからのパージガスをパージポンプを経由させてキャニスタに戻す循環モードと、内燃機関の吸気通路内のガスをキャニスタに導く逆流モードと、の３つのモードが想定される。そして、この３つのモードの中で、最も使用頻度の高いモードは循環モードであり、この循環モードでは、第１切替弁と第２切替弁は非通電状態であるので、電力消費量をより低減することができる。
【００１８】
第６の手段は、上記第１の手段〜第５の手段のいずれか１つに係る蒸発燃料処理装置であって、前記第１切替弁の可動体の移動方向と、前記第２切替弁の可動体の移動方向は、略平行であり、前記移動方向は、前記蒸発燃料処理装置が車両に搭載された際、略水平方向とされている、蒸発燃料処理装置である。
【００１９】
車両では、鉛直方向の振動レベルと比較して水平方向の振動レベルは非常に小さいので、上記第６の手段によれば、第１切替弁と第２切替弁の誤作動の発生をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本明細書に開示の蒸発燃料処理装置は、上述の手段をとることにより、キャニスタとパージ通路とパージポンプとバルブユニットとを有する蒸発燃料処理装置において、ロータリ式のバルブと比較して通路の接続状態を瞬時に切り替え可能であり、かつ、通路の接続状態の切り替え動作中にパージポンプを停止させる必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蒸発燃料処理装置を含むエンジン制御システムの例を説明する図である。
【図２】蒸発燃料処理装置を構成するキャニスタ、パージ通路、パージポンプ、バルブユニットの外観と接続の例を説明する斜視図である。
【図３】バルブユニットの構造を説明する断面図である。
【図４】一体化されたヨーク、一体化された弁体とプランジャ、の外観の例を説明する斜視図である。
【図５】パージモード時における、第１切替弁と第２切替弁の状態と、パージガスの流れを説明する図である。
【図６】循環モード時における、第１切替弁と第２切替弁の状態と、パージガスの流れを説明する図である。
【図７】逆流モード時における、第１切替弁と第２切替弁の状態と、パージガスの流れを説明する図である。
【図８】プランジャの移動方向が水平方向となるように、蒸発燃料処理装置を車両に搭載した例を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
●［蒸発燃料処理装置１００を含む内燃機関制御システム１の全体構成（図１）］
以下に、本明細書の開示技術を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、車両に搭載された内燃機関制御システム１（蒸発燃料処理装置１００を含む）の全体構成の例を示している。なお本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、ガソリンエンジンを例として説明する。
【００２４】
図１に示すように、内燃機関制御システム１は、制御装置４０によって制御されており、吸気の側から排気の側に向かって、エアクリーナ１０、吸気通路２１、スロットル１３、吸気通路２２、吸気通路２４（サージタンク）、吸気マニホルド２５、燃焼室２６、排気マニホルド２７、排気通路２８、触媒２９Ｐ、排気通路２９、消音器１５、等が順に配置されている。なお制御装置４０は、例えばＣＰＵを備えたエンジンコントロールユニットである。またスロットル１３の下流側の吸気通路２２には、蒸発燃料処理装置１００からのパージ通路６５が接続されている。なお、パージ通路６５は、スロットル１３の上流側の吸気通路２１に接続されていてもよく、本実施の形態では、スロットル１３の下流側の吸気通路２２にパージ通路６５を接続した例で説明する。
【００２５】
エアクリーナ１０は、吸気に含まれているゴミ等の異物を除去する装置であり、内部には、吸入空気量（流量）を検出するための吸入空気量検出手段１０Ｓ（例えばエアフロセンサ）、吸入空気の温度を検出するための吸気温度検出手段１０Ｔ（例えば吸気温センサ）が設けられている。そして吸入空気量検出手段１０Ｓは検出信号を制御装置４０に出力し、吸気温度検出手段１０Ｔは検出信号を制御装置４０に出力する。
【００２６】
スロットル１３は、回転角度が制御されることで吸気通路の開口面積を可変なスロットルバルブを備えている。そしてスロットルバルブの回転角度は、ユーザからのアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段（図示省略）からの検出信号に基づいたアクセル踏込量と、内燃機関の種々の運転状態等に基づいて、制御装置４０から制御される。またスロットルバルブの回転角度は、回転角度検出手段１３Ｓ（例えばスロットル角度センサ）にて検出される。そして回転角度検出手段１３Ｓは検出信号を制御装置４０に出力する。
【００２７】
蒸発燃料処理装置１００は、キャニスタ５０、バルブユニット６０、パージポンプ７０、パージ通路６５等を有し、パージ通路６５にて吸気通路２２に接続されている。キャニスタ５０は蒸発燃料導入通路５３にて燃料タンク３０と接続されており、燃料タンク３０内で発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入通路５３を経由してキャニスタ５０内の活性炭に吸着される。またキャニスタ５０には、大気導入通路５４が接続されており、大気導入通路５４には、大気がキャニスタ５０に流入することを許容するとともにキャニスタ５０から大気の側に蒸発燃料が流出することを禁止する逆流防止弁８２が設けられている。逆流防止弁８２は、大気導入通路５４を開状態または閉状態にすることが可能な、非通電状態で開状態となる電磁弁であり、制御装置４０にて制御される。
【００２８】
またキャニスタ５０とバルブユニット６０は、第１キャニスタ通路５１、第２キャニスタ通路５２にて接続されており、パージポンプ７０とバルブユニット６０は、第１ポンプ通路７１と第２ポンプ通路７２にて接続されている。またバルブユニット６０には、圧力検出手段６８が設けられており、圧力検出手段６８（例えば圧力センサ）は、バルブユニット６０内の所定の通路内のパージガスの圧力に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。またバルブユニット６０には、パージ通路６５の一方端が接続されており、パージ通路６５の他方端は吸気通路２２に接続されている。そしてパージ通路６５には、パージ弁８１が設けられている。パージ弁８１は、パージ通路６５の開度を調整可能な電磁弁であり、制御装置４０は、パージ弁８１を任意の開度（全閉、全開を含む）に制御可能である。例えば上記のパージ制御を実行する際、制御装置４０は、内燃機関の運転状態に応じて求めたバルブ開度となるように、パージ弁８１に制御信号を出力する。なお、蒸発燃料処理装置１００の構成等の詳細については後述する。
【００２９】
吸気通路２４はサージタンクであり、吸気通路２４には、吸気通路２４内の圧力（吸気通路２２、２４、吸気マニホルド２５の圧力）を検出可能な圧力検出手段２４Ｓ（例えば圧力センサ）が設けられている。そして圧力検出手段２４Ｓは、検出した圧力に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。
【００３０】
吸気マニホルド２５には、燃料を噴射するインジェクタ２５Ａが設けられている。そしてインジェクタ２５Ａには燃料タンク３０からの液体燃料が供給されており、インジェクタ２５Ａは、制御装置４０からの制御信号に基づいて開弁時間が制御され、霧化した燃料を、燃焼室２６に向けて噴射する。なお、吸気バルブ２５Ｖ、排気バルブ２７Ｖ、ピストン２６Ｐについては説明を省略する。また、インジェクタ２５Ａは、燃焼室２６内に燃料を直接噴射する位置に設けられていてもよい。
【００３１】
燃焼室２６には、点火プラグ２６Ａが設けられている。そして点火プラグ２６Ａは、制御装置４０からの制御信号に基づいて、燃焼室２６内でスパークを発生して燃焼室２６内の圧縮混合気を燃焼・爆発させる。
【００３２】
燃焼室２６を含むエンジンＥには、クランクシャフト２６Ｃの回転を検出するクランク回転検出手段２６Ｎ（例えば回転検出センサ）、エンジンＥの冷却用クーラントの温度を検出する水温検出手段２６Ｗ（例えば水温センサ）、エンジンＥのカムシャフト等の回転に基づいて所定気筒の所定回転角度を検出する気筒検出手段２６Ｇ（例えば回転検出センサ）、等が設けられている。そしてクランク回転検出手段２６Ｎ、気筒検出手段２６Ｇ、水温検出手段２６Ｗのそれぞれは、検出信号を制御装置４０に出力する。
【００３３】
排気マニホルド２７には、燃焼室２６にて燃焼・爆発後の排気から空燃比を検出するための空燃比検出手段２７Ｓ（例えばＡ／Ｆセンサ）が設けられている。空燃比検出手段２７Ｓは、検出した空燃比に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。
【００３４】
触媒２９Ｐは、いわゆる三元触媒であり、空燃比検出手段２７Ｓにて検出された空燃比が、理論空燃比（λ＝１．０）に対して所定範囲内である場合に、排気中の有害物質を最も効率よく浄化する。
【００３５】
触媒２９Ｐの下流側には、Ｏ2検出手段２９Ｓ（例えばＯ2センサ）が設けられている。Ｏ2検出手段２９Ｓは、触媒２９Ｐを通過してきた排気に含まれている酸素の有無を検出し、検出信号を制御装置４０に出力する。なお、消音器１５（いわゆるマフラ）については説明を省略する。
【００３６】
●［蒸発燃料処理装置１００の各構成要素の外観と、各構成要素の接続（図２）］
次に図２を用いて、蒸発燃料処理装置１００を構成する各構成要素の外観と、各構成要素の接続について説明する。蒸発燃料処理装置１００の構成要素としては、上述したように、パージ通路６５、パージポンプ７０、バルブユニット６０、キャニスタ５０が有る。なお、図２中に示した太点線矢印は、パージガスの流れる方向を示している。
【００３７】
パージ通路６５は、一般的な配管であり、図２に示すように、一方端はバルブユニット６０の吸気通路側バルブ接続口６５Ａに接続され、他方端は吸気通路２２に接続（図１参照）されている。またパージ通路６５には、制御装置４０からの制御信号に応じてパージ通路６５の開度を調整可能なパージ弁８１が設けられている。パージ通路６５は、キャニスタ５０で吸着した蒸発燃料を含むパージガスを、内燃機関の吸気通路２２に導くことが可能である。
【００３８】
パージポンプ７０は、ポンプ流入口７１Ａとポンプ流出口７１Ｂとを有しており、制御装置４０からの制御信号に応じて駆動され、ポンプ流入口７１Ａから流入されたパージガスをポンプ流出口７１Ｂから圧送する。またポンプ流入口７１Ａは、バルブユニット６０のポンプ側バルブ流出口６２Ｂに接続され、ポンプ流出口７１Ｂは、バルブユニット６０のポンプ側バルブ流入口６２Ａに接続される。
【００３９】
バルブユニット６０は、キャニスタ５０からパージガスが流入するキャニスタ側バルブ流入口６１Ａと、キャニスタ５０へとパージガスを流出することが可能なキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂとを有している。またバルブユニット６０は、パージポンプ７０からパージガスが流入するポンプ側バルブ流入口６２Ａと、パージポンプ７０へとパージガスを流出することが可能なポンプ側バルブ流出口６２Ｂとを有している。またバルブユニット６０は、パージ通路６５を経由して吸気通路２２（図１参照）に接続される吸気通路側バルブ接続口６５Ａを有している。
【００４０】
また、キャニスタ流入口５１Ａとキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂが接続されて第１キャニスタ通路５１が形成され、キャニスタ流出口５１Ｂとキャニスタ側バルブ流入口６１Ａが接続されて第２キャニスタ通路５２が形成されている。また、ポンプ流入口７１Ａとポンプ側バルブ流出口６２Ｂが接続されて第１ポンプ通路７１が形成され、ポンプ流出口７１Ｂとポンプ側バルブ流入口６２Ａが接続されて第２ポンプ通路７２が形成されている。
【００４１】
またバルブユニット６０は、内部に収容されている第１切替弁６３と第２切替弁６４（図３参照）を制御装置４０からの制御信号にて制御することで、各接続口の接続状態（キャニスタとパージ通路とパージポンプの接続状態）を切り替えることができる。この接続状態としては、パージモード、循環モード、逆流モード、の３つのモードが有り、これらについては後述する。またバルブユニット６０には、圧力検出手段６８が設けられている。圧力検出手段６８は、図３に示すように、キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂ内を流れるパージガスの圧力に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。
【００４２】
キャニスタ５０は、蒸発燃料を吸着するための活性炭を収容しており、蒸発燃料導入通路５３、大気導入通路５４、キャニスタ流入口５１Ａ、キャニスタ流出口５１Ｂが接続されている。燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入通路５３を介してキャニスタ５０に導かれ、キャニスタ５０内の活性炭に吸着される。また大気導入通路５４には、逆流防止弁８２が設けられている。なお、キャニスタ流入口５１Ａ、キャニスタ流出口５１Ｂの接続先については、上述しているので説明を省略する。
【００４３】
また、ポンプ側バルブ流入口６２Ａとポンプ側バルブ流出口６２Ｂは所定間隔をあけて略平行に配置されており、ポンプ流出口７１Ｂとポンプ流入口７１Ａも所定間隔をあけて略平行に配置されている。このため、バルブユニット６０にパージポンプ７０を接続する場合、ポンプ流入口７１Ａをポンプ側バルブ流出口６２Ｂに外嵌するとともに、ポンプ側バルブ流入口６２Ａをポンプ流出口７１Ｂに外嵌することで、容易に接続することができる（シール材等の記載は省略している）。
【００４４】
また、キャニスタ側バルブ流入口６１Ａとキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂは所定間隔をあけて略平行に配置されており、キャニスタ流出口５１Ｂとキャニスタ流入口５１Ａも所定間隔をあけて略平行に配置されている。このため、バルブユニット６０をキャニスタ５０に接続する場合、キャニスタ側バルブ流入口６１Ａをキャニスタ流出口５１Ｂに外嵌するとともに、キャニスタ流入口５１Ａをキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂに外嵌することで、容易に接続することができる（シール材等の記載は省略している）。なお、吸気通路側バルブ接続口６５Ａ、ポンプ側バルブ流入口６２Ａ、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂの接続先については、上述しているので説明を省略する。
【００４５】
また、キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂ及びキャニスタ側バルブ流入口６１Ａの延長方向に対して、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂ及びポンプ側バルブ流入口６２Ａの延長方向が略直角となるように、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂ及びポンプ側バルブ流入口６２Ａが配置されている。これにより、バルブユニット６０に対して略直角となる方向にパージポンプ７０が接続された状態となるので、バルブユニット６０に対して所定傾斜角度で傾斜した方向にパージポンプ７０が接続された状態と比較して、パージポンプ７０を接続したバルブユニット６０の体格をよりコンパクトに収めることができる。
【００４６】
以上の構成により、蒸発燃料処理装置１００を組み立てる際には、キャニスタ５０にバルブユニット６０を接続し、バルブユニット６０にパージポンプ７０を接続し、バルブユニット６０にパージ通路６５を接続すればよい。つまり、長尺状の一般的な配管は、パージ通路６５のみであるので、組み立てが容易である。
【００４７】
●［バルブユニット６０の内部構造（図３、図４）］
次に図３及び図４を用いて、バルブユニット６０の内部構造について説明する。図３はバルブユニット６０の断面図を示し、図４は第１切替弁６３、第２切替弁６４の分解斜視図を示している。なお図３では、説明を容易にするため、図２に示すポンプ側バルブ流入口６２Ａを図３中の領域Ｒ６２Ａの近傍に記載する代わりに図３中の右部に記載し、図２に示すポンプ側バルブ流出口６２Ｂを図３中の領域Ｒ６２Ｂの近傍に記載する代わりに図３中の右上部に記載している。また、図３中において、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂの通路Ｔ２Ｂ１は、通路Ｔ２Ｂ２と連通している。
【００４８】
図３に示すように、バルブユニット６０は、他の機器等と接続される接続口として、吸気通路側バルブ接続口６５Ａ、キャニスタ側バルブ流入口６１Ａ、キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂ、ポンプ側バルブ流入口６２Ａ、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂを有している。またバルブユニット６０は、自身の内部に形成された通路の接続状態を切り替える第１切替弁６３と第２切替弁６４とを有している。第１切替弁６３、第２切替弁６４は、例えば三方弁である。
【００４９】
またバルブユニット６０は、第１切替弁６３に接続されている通路として、第１切替弁６３から吸気通路側バルブ接続口６５Ａに至る通路Ｔ１Ａ、第１切替弁６３からポンプ側バルブ流入口６２Ａに至る通路Ｔ１Ｂ、第１切替弁６３からキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂに至る通路Ｔ１Ｃを有している。第１切替弁６３は、通路Ｔ１Ｂ及びポンプ側バルブ流入口６２Ａを経由してパージポンプ７０の流出口の側に接続されている。
【００５０】
またバルブユニット６０は、第２切替弁６４に接続されている通路として、第２切替弁６４から吸気通路側バルブ接続口６５Ａに至る通路Ｔ２Ａ、第２切替弁６４からポンプ側バルブ流出口６２Ｂに至る通路Ｔ２Ｂ２、Ｔ２Ｂ１、第２切替弁６４からキャニスタ側バルブ流入口６１Ａに至る通路Ｔ２Ｃを有している。第２切替弁６４は、通路Ｔ２Ｂ２、Ｔ２Ｂ１及びポンプ側バルブ流出口６２Ｂを経由してパージポンプ７０の流入口の側に接続されている。
【００５１】
第１切替弁６３からキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂに至る通路Ｔ１Ｃの途中には、絞り部６１ＢＳが形成されており、通路Ｔ１Ｃにおける絞り部６１ＢＳと第１切替弁６３との間の圧力は、圧力検出手段６８にて検出される。また、第２切替弁６４から吸気通路側バルブ接続口６５Ａに至る通路Ｔ２Ａの途中には、絞り部６５ＡＳが形成されている。
【００５２】
第１切替弁６３は、図３及び図４に示すように、ソレノイドバルブ式であり、ヨーク６３Ｙ、コイル６３Ｃ、弾性体６３Ｄ、プランジャ６３Ｐ、弁体６３Ｖ、シール部材６３Ｒ、６３Ｓ等を有している。同様に第２切替弁６４は、図３及び図４に示すように、ソレノイドバルブ式であり、ヨーク６４Ｙ、コイル６４Ｃ、弾性体６４Ｄ、プランジャ６４Ｐ、弁体６４Ｖ、シール部材６４Ｒ、６４Ｓ等を有している。第１切替弁６３及び第２切替弁６４がソレノイドバルブ式であるので、ロータリ式のバルブと比較して、通路の接続状態を瞬時に切り替え可能である。
【００５３】
また第１切替弁６３のヨーク６３Ｙと第２切替弁６４のヨーク６４Ｙは一体化されている。このため、ヨークを別体にした場合と比較して、部品点数、ヨークの製造工程と組み付け工程を低減できるとともに、バルブユニットを、より小型化、より軽量化できる。また第１切替弁６３のプランジャ６３Ｐと弁体６３Ｖは一体化されており、第２切替弁６４のプランジャ６４Ｐと弁体６４Ｖは一体化されている。このため、弁体とプランジャを別体で構成した場合と比較して、部品点数、製造工程と組み付け工程を低減できる。またコイルで発生した熱を、プランジャを介して弁体（流れているパージガスに接している弁体）にて適切に放熱できる。
【００５４】
また図３に示すように、弁体６３Ｖにおける通路Ｔ１Ａの側には環状の弾性体であるシール部材６３Ｒが設けられ、弁体６３Ｖにおける通路Ｔ１Ｃの側には環状の弾性体であるシール部材６３Ｓが設けられている。またプランジャ６３Ｐと弁体６３Ｖとの間には、貫通孔６３Ｈが形成されている。同様に、弁体６４Ｖにおける通路Ｔ２Ａの側には環状の弾性体であるシール部材６４Ｒが設けられ、弁体６４Ｖにおける通路Ｔ２Ｃの側には環状の弾性体であるシール部材６４Ｓが設けられている。またプランジャ６４Ｐと弁体６４Ｖとの間には、貫通孔６４Ｈが形成されている。
【００５５】
図３に示すように、第１切替弁６３が非通電状態の場合、弾性体６３Ｄによってプランジャ６３Ｐ及び弁体６３Ｖが通路Ｔ１Ａの側に付勢され、弁体６３Ｖ及びシール部材６３Ｒによって通路Ｔ１Ａの開口部が閉鎖されるとともに通路Ｔ１Ｂと通路Ｔ１Ｃが貫通孔６３Ｈによって連通される。従って、第１切替弁６３は、非通電状態の場合、ポンプ側バルブ流入口６２Ａをキャニスタ側バルブ流出口６１Ｂに接続する。また第１切替弁６３が通電状態の場合、プランジャ６３Ｐ及び弁体６３Ｖが通路Ｔ１Ｃの側に吸引され、弁体６３Ｖ及びシール部材６３Ｓによって通路Ｔ１Ｃの開口部が閉鎖されるとともに通路Ｔ１Ｂと通路Ｔ１Ａが連通される。従って、第１切替弁６３は、通電状態の場合、ポンプ側バルブ流入口６２Ａを吸気通路側バルブ接続口６５Ａに接続する。このように、第１切替弁６３は、ポンプ側バルブ流入口６２Ａ（通路Ｔ１Ｂ）の接続先を、キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂ（通路Ｔ１Ｃ）または吸気通路側バルブ接続口６５Ａ（通路Ｔ１Ａ）のいずれか一方に切り替え可能である。
【００５６】
同様に、図３に示すように、第２切替弁６４が非通電状態の場合、弾性体６４Ｄによってプランジャ６４Ｐ及び弁体６４Ｖが通路Ｔ２Ａの側に付勢され、弁体６４Ｖ及びシール部材６４Ｒによって通路Ｔ２Ａの開口部が閉鎖されるとともに通路Ｔ２Ｂ２（及び通路Ｔ２Ｂ１）と通路Ｔ２Ｃが貫通孔６４Ｈによって連通される。従って、第２切替弁６４は、非通電状態の場合、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂをキャニスタ側バルブ流入口６１Ａに接続する。また第２切替弁６４が通電状態の場合、プランジャ６４Ｐ及び弁体６４Ｖが通路Ｔ２Ｃの側に吸引され、弁体６４Ｖ及びシール部材６４Ｓによって通路Ｔ２Ｃの開口部が閉鎖されるとともに通路Ｔ２Ｂ２（及び通路Ｔ２Ｂ１）と通路Ｔ２Ａが連通される。従って、第２切替弁６４は、通電状態の場合、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂを吸気通路側バルブ接続口６５Ａに接続する。このように、第２切替弁６４は、ポンプ側バルブ流出口６２Ｂ（通路Ｔ２Ｂ１、Ｔ２Ｂ２）の接続先を、キャニスタ側バルブ流入口６１Ａ（通路Ｔ２Ｃ）または吸気通路側バルブ接続口６５Ａ（通路Ｔ２Ａ）のいずれか一方に切り替え可能である。
【００５７】
●［蒸発燃料処理装置１００の動作モードと、通路の接続状態（図５〜図７）］
次に図５〜図７を用いて、蒸発燃料処理装置１００の動作モードについて説明する。動作モードには、パージモード、循環モード、逆流モード、の３つがある。
【００５８】
［パージモード（図５）］
図５に示すパージモードは、例えば、内燃機関の空燃比が安定した運転状態の場合、かつ、キャニスタ５０に所定量以上の蒸発燃料が吸着されたと推定された場合等において、パージポンプ７０を用いて、キャニスタ５０から内燃機関の吸気通路２２（図１参照）に向けて、蒸発燃料を含むパージガスを吐出する動作モードである。パージモードでは、第１切替弁６３が通電状態とされ、第２切替弁６４が非通電状態とされる。パージモードでは、パージポンプ７０は、パージガス中の蒸発燃料の濃度等に応じて回転数が変更される。
【００５９】
なお図５〜図７中において、第１切替弁６３の黒色三角記号は通路を閉鎖していることを示し（図５の場合、第１キャニスタ通路５１、キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂを閉鎖）、第１切替弁６３の白色三角記号は通路を開口していることを示している（図５の場合、パージ通路６５、吸気通路側バルブ接続口６５Ａを開口）。同様に、図５〜図７中において、第２切替弁６４の黒色三角記号は通路を閉鎖していることを示し（図５の場合、パージ通路６５、吸気通路側バルブ接続口６５Ａを閉鎖）、第２切替弁６４の白色三角記号は通路を開口していることを示している（図５の場合、第２キャニスタ通路５２、キャニスタ側バルブ流入口６１Ａを開口）。
【００６０】
パージモードでは、逆流防止弁８２は制御装置４０（図１参照）によって開状態（非通電状態）に制御されて大気導入通路５４が開口されてキャニスタ５０は大気を吸引可能であり、パージ弁８１は制御装置４０（図１参照）によって所定開度の開状態（通電状態）とされている。またパージポンプ７０は制御装置４０（図１参照）から駆動され、第１切替弁６３は制御装置４０（図１参照）にて通電状態とされ、第２切替弁６４は制御装置４０（図１参照）によって非通電状態とされている。また図５中における点線矢印は、パージガスの流れる方向を示している。
【００６１】
キャニスタ５０内の蒸発燃料は、当該蒸発燃料を含むパージガスとなって第２キャニスタ通路５２（キャニスタ側バルブ流入口６１Ａ）から第２切替弁６４と第１ポンプ通路７１（ポンプ側バルブ流出口６２Ｂ）を経由してパージポンプ７０の流入口に至る。パージポンプ７０は、自身の流出口からパージガスを圧送し、圧送されたパージガスは、第２ポンプ通路７２（ポンプ側バルブ流入口６２Ａ）と第１切替弁６３を経由してパージ通路６５（吸気通路側バルブ接続口６５Ａ）に至り、吸気通路２２内に吐出される。
【００６２】
［循環モード（図６）］
図６に示す循環モードは、例えば、内燃機関の空燃比が安定していない運転状態（過渡状態等）や、内燃機関の運転を停止した場合に実行される動作モードであり、最も頻度が高い動作モードである。この循環モードでは、パージポンプ７０を駆動してもよいし、駆動しなくてもよい。循環モードでは、第１切替弁６３及び第２切替弁６４が非通電状態とされている。最も頻度が高い循環モードにて、第１切替弁６３及び第２切替弁６４を非通電状態とすればよいので、電力消費量をより抑制することができる。なお、循環モードでは、パージポンプ７０が駆動された場合、パージポンプ７０は、比較的低回転でほぼ一定回転数に制御される。
【００６３】
循環モードでは、逆流防止弁８２は制御装置４０（図１参照）によって開状態（非通電状態）に制御されて大気導入通路５４が開口され、パージ弁８１は制御装置４０（図１参照）によって閉状態（非通電状態）に制御されてパージ通路６５が閉鎖されている。また、第１切替弁６３は制御装置４０（図１参照）にて非通電状態とされ、第２切替弁６４は制御装置４０（図１参照）によって非通電状態とされている。なお、以下ではパージポンプ７０が制御装置４０から駆動されている状態にて説明する。また図６中における点線矢印は、パージガスの流れる方向を示している。
【００６４】
キャニスタ５０内の蒸発燃料は、当該蒸発燃料を含むパージガスとなって第２キャニスタ通路５２（キャニスタ側バルブ流入口６１Ａ）から第２切替弁６４と第１ポンプ通路７１（ポンプ側バルブ流出口６２Ｂ）を経由してパージポンプ７０の流入口に至る。パージポンプ７０は、自身の流出口からパージガスを圧送し、圧送されたパージガスは、第２ポンプ通路７２（ポンプ側バルブ流入口６２Ａ）と第１切替弁６３と第１キャニスタ通路５１（キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂ）を経由してキャニスタ５０に戻る。
【００６５】
［逆流モード（図７）］
図７に示す逆流モードは、例えば、内燃機関の運転状態時における急加速時や、内燃機関の運転を停止した直後の所定期間の間、に実行される動作モードである。逆流モードでは、第１切替弁６３が非通電状態とされ、第２切替弁６４が通電状態とされている。なお、逆流モードでは、パージポンプ７０は所定期間の間駆動され、吸気通路２２内のガスをキャニスタ５０に向けて吸引する。
【００６６】
逆流モードでは、逆流防止弁８２は制御装置４０（図１参照）によって閉状態（通電状態）に制御されて大気導入通路５４が閉鎖され、パージ弁８１は制御装置４０（図１参照）によって所定開度の開状態（通電状態）とされている。またパージポンプ７０は制御装置４０（図１参照）から駆動され、第１切替弁６３は制御装置４０（図１参照）にて非通電状態とされ、第２切替弁６４は制御装置４０（図１参照）によって通電状態とされている。また図７中における点線矢印は、パージガスの流れる方向を示している。
【００６７】
吸気通路２２内のガスである吸気ガスは、パージ通路６５（吸気通路側バルブ接続口６５Ａ）と第２切替弁６４と第１ポンプ通路７１（ポンプ側バルブ流出口６２Ｂ）を経由してパージポンプ７０の流入口に至る。パージポンプ７０は、自身の流出口から吸気ガスを圧送し、圧送された吸気ガスは、第２ポンプ通路７２（ポンプ側バルブ流入口６２Ａ）と第１切替弁６３と第１キャニスタ通路５１（キャニスタ側バルブ流出口６１Ｂ）を経由してキャニスタ５０に到達する。そして吸気ガス内の蒸発燃料はキャニスタ５０に吸着される。
【００６８】
以上に説明したように、制御装置４０が、内燃機関の運転状態に応じて、パージモード、循環モード、逆流モードのいずれかの動作モードに切り替えるが、第１切替弁６３及び第２切替弁６４がソレノイド式バルブであるので、ロータリ式バルブと比較して、瞬時（数［ｍｓ］程度）に切り替え可能である。従って、切り替え中にパージポンプ７０の回転を停止させる必要が無い。また、いずれの動作モードの場合も、パージガス（または吸気ガス）の流れによって、第１切替弁６３及び第２切替弁６４の弁体及びプランジャを介してコイル６３Ｃ及び６４Ｃの熱を放熱することが可能であり、バルブユニット６０の熱を放熱することが可能である。
【００６９】
●［蒸発燃料処理装置１００を車両に搭載した状態（図８）］
図８に、蒸発燃料処理装置１００を車両Ｃに搭載した状態の例を示す。図３に示すように、バルブユニット６０内の第１切替弁６３の可動体（プランジャ６３Ｐ、弁体６３Ｖ）の移動方向と、第２切替弁６４の可動体（プランジャ６４Ｐ、弁体６４Ｖ）の移動方向は、略平行である。車両Ｃに蒸発燃料処理装置１００を搭載した際、第１切替弁６３の可動体の移動方向と、第２切替弁６４の可動体の移動方向が、略鉛直方向ではなく略水平方向となるように搭載することが好ましい。車両では、略鉛直方向の振動レベルと比較して略水平方向の振動レベルは非常に小さいので、車両の振動による第１切替弁６３と第２切替弁６４の誤作動を抑制することができる。
【００７０】
本明細書に開示の技術の蒸発燃料処理装置１００は、本実施の形態で説明した構成、構造、外観等に限定されず、本明細書に開示の技術の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
【００７１】
本実施の形態の説明では、パージ通路６５にパージ弁８１を有する例で説明したが、パージポンプ７０の回転を制御することでパージガスの流量を調整できるので、パージ弁８１を省略してもよい。
【００７２】
本実施の形態の説明では、内燃機関の例として車両のエンジンを用いて説明したが、種々の内燃機関に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１        内燃機関制御システム
１０      エアクリーナ
１０Ｓ    吸入空気量検出手段
１０Ｔ    吸気温度検出手段
１３      スロットル
１３Ｓ    回転角度検出手段
１５      消音器
２１、２２、２４      吸気通路
２４Ｓ    圧力検出手段
２５      吸気マニホルド
２５Ａ    インジェクタ
２６      燃焼室
２７      排気マニホルド
２７Ｓ    空燃比検出手段
２８、２９      排気通路
２９Ｐ    触媒
３０      燃料タンク
４０      制御装置
５０      キャニスタ
５１      第１キャニスタ通路
５１Ａ    キャニスタ流入口
５１Ｂ    キャニスタ流出口
５２      第２キャニスタ通路
５３      蒸発燃料導入通路
５４      大気導入通路
６０      バルブユニット
６１Ａ    キャニスタ側バルブ流入口
６１Ｂ    キャニスタ側バルブ流出口
６１ＢＳ    絞り部
６２Ａ    ポンプ側バルブ流入口
６２Ｂ    ポンプ側バルブ流出口
６３      第１切替弁
６３Ｃ、６４Ｃ    コイル
６３Ｄ、６４Ｄ    弾性体
６３Ｈ、６４Ｈ    貫通孔
６３Ｐ、６４Ｐ    プランジャ
６３Ｒ、６４Ｒ    シール部材
６３Ｓ、６４Ｓ    シール部材
６３Ｖ、６４Ｖ    弁体
６３Ｙ、６４Ｙ    ヨーク
６４      第２切替弁
６５      パージ通路
６５Ａ    吸気通路側バルブ接続口
６５ＡＳ    絞り部
６８      圧力検出手段
７０      パージポンプ
７１      第１ポンプ通路
７１Ａ    ポンプ流入口
７１Ｂ    ポンプ流出口
７２      第２ポンプ通路
８１      パージ弁
８２      逆流防止弁
１００    蒸発燃料処理装置
Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂ、Ｔ１Ｃ、Ｔ２Ａ、Ｔ２Ｂ１、Ｔ２Ｂ２、Ｔ２Ｃ    通路
【図１】
2020041507.tif 000003
【図２】
2020041507.tif 000004
【図３】
2020041507.tif 000005
【図４】
2020041507.tif 000006
【図５】
2020041507.tif 000007
【図６】
2020041507.tif 000008
【図７】
2020041507.tif 000009
【図８】
2020041507.tif 000010