(57)【要約】【課題】従来よりも蒸発燃料処理装置の構造を簡略化することが可能な技術を提供する。【解決手段】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内燃機関に接続されている吸気管に供給する。この蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタと吸気管を接続するパージ通路と、パージ通路上に配置されているポンプと、ポンプとキャニスタの間でパージ通路上に配置されており、第１絞り部を有する第１ベンチュリ部材と、第１ベンチュリ部材とポンプの間でパージ通路上に配置されており、第２絞り部を有する第２ベンチュリ部材と、一端が大気と連通しているとともに、他端が第１絞り部と第２絞り部を接続する接続通路に連通している空気導入部材を備えている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関に接続されている吸気管に供給する蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
キャニスタと吸気管を接続するパージ通路と、
パージ通路上に配置されているポンプと、
ポンプとキャニスタの間でパージ通路上に配置されており、第１絞り部を有する第１ベンチュリ部材と、
第１ベンチュリ部材とポンプの間でパージ通路上に配置されており、第２絞り部を有する第２ベンチュリ部材と、
一端が大気と連通しているとともに、他端が第１絞り部と第２絞り部を接続する接続通路に連通している空気導入部材と、を備えており、
キャニスタから第１ベンチュリ部材に供給される蒸発燃料と空気の混合ガスに含まれる蒸発燃料の割合が所定濃度より高いときに、混合ガスが第１ベンチュリ部材及び第２ベンチュリ部材を通過することにより、混合ガスが空気導入部材から供給される空気によって所定濃度に希釈される、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、
第１絞り部の面積と第２絞り部の面積との割合が、前記所定濃度に基づいて調整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、
第１ベンチュリ部材と第２ベンチュリ部材と空気導入部材を含むエゼクタを備えている蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
吸気管にパージガスを供給する制御中、ポンプが、一定の回転数で駆動している蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
ポンプより下流に、キャニスタから吸気管に向かってガスが移動することを許容するとともに、吸気管からかキャニスタに向かってガスが移動することを禁止する逆止弁が配置されている蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の蒸発燃料処理装置であって、
ポンプの駆動を制御する制御装置をさらに備えており、
制御装置は、吸気管にパージガスを供給しない期間に、逆止弁が作動する圧力未満の圧力が逆止弁に加わるようにポンプを駆動する蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
キャニスタのパージポートが、第１ベンチュリ部材を兼ねている蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置であって、
蒸発燃料処理装置は、内燃機関が生成したエネルギーによって発電を行う発電システムに含ま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】
本明細書は、蒸発燃料処理装置に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、燃料タンクで蒸発した蒸発燃料を吸気管に供給する蒸発燃料処理装置が開示されている。特許文献１の蒸発燃料処理装置は、吸気管に高濃度のパージガスが供給されることを抑制するため、エゼクタを用いて、パージ通路に外気を供給している。すなわち、特許文献１は、パージ通路内を移動するパージガスの濃度（パージガス中の蒸発燃料の割合）をガス濃度計を用いて測定し、パージガスの濃度が高い場合、パージ通路に外気を供給してパージガスの濃度を低下（パージガス中の蒸発燃料の割合を低下）させている。これにより、特許文献１は、内燃機関に供給される混合気の空燃比が大きく変化することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８０３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、パージ通路上にエゼクタを配置（パージ通路にエゼクタの吸気ポートと排気ポートを接続）して吸引ポートに負圧を発生させ、エゼクタの吸引ポートを大気に連通させることにより、パージ通路に空気を供給している。吸引ポートに生じる負圧は、エゼクタ（吸気ポート）に供給されるパージガスの濃度（ガス密度）によって変化する。そのため、特許文献１の蒸発燃料処理装置の場合、パージガスの濃度に応じてパージ通路に供給される空気の流量が変化し、結果として、吸気管に供給されるパージガス（空気によって希釈された後のパージガス）の流量が変化する。そのため、特許文献１の蒸発燃料処理装置では、パージ制御バルブの開度を調整し、吸気管に供給するパージガスの流量を調整している。例えば、ガス濃度が一定に調整されたパージガスを、一定の流量で吸気管に供給することができれば、これらの調整が不要となり、蒸発燃料処理装置の構造を簡略化することができる。本明細書は、従来よりも蒸発燃料処理装置の構造を簡略化することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示する第１技術は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関に接続されている吸気管に供給する蒸発燃料処理装置である。その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吸着するキャニスタと、キャニスタと吸気管を接続するパージ通路と、パージ通路上に配置されているポンプと、ポンプとキャニスタの間でパージ通路上に配置されており、第１絞り部を有する第１ベンチュリ部材と、第１ベンチュリ部材とポンプの間でパージ通路上に配置されており、第２絞り部を有する第２ベンチュリ部材と、一端が大気と連通しているとともに、他端が第１絞り部と第２絞り部を接続する接続通路に連通している空気導入部材を備えていてよい。また、その蒸発燃料処理装置では、キャニスタから第１ベンチュリ部材に供給される蒸発燃料と空気の混合ガスに含まれる蒸発燃料の割合が所定濃度より高いときに、混合ガスが第１ベンチュリ部材及び第２ベンチュリ部材を通過することにより、混合ガスが空気導入部材から供給される空気によって所定濃度に希釈されてよい。
【０００６】
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術の蒸発燃料処理装置であって、第１絞り部の面積と第２絞り部の面積との割合が、上記した所定濃度に基づいて調整されていてよい。
【０００７】
本明細書で開示する第３技術は、上記第１または第２技術の蒸発燃料処理装置であって、第１ベンチュリ部材と第２ベンチュリ部材と空気導入部材を含むエゼクタを備えていてよい。
【０００８】
本明細書で開示する第４技術は、上記第１から第３技術のいずれかの蒸発燃料処理装置であって、吸気管にパージガスを供給する制御中、ポンプが、一定の回転数で駆動していてよい。
【０００９】
本明細書で開示する第５技術は、上記第１から第３技術のいずれかの蒸発燃料処理装置であって、ポンプより下流に、キャニスタから吸気管に向かってガスが移動することを許容するとともに、吸気管からかキャニスタに向かってガスが移動することを禁止する逆止弁が配置されていてよい。
【００１０】
本明細書で開示する第６技術は、上記第５技術の蒸発燃料処理装置であって、ポンプの駆動を制御する制御装置をさらに備えていてよい。この蒸発燃料処理装置では、制御装置は、吸気管に第２混合ガスを供給しない期間に、逆止弁が作動する圧力未満の圧力が逆止弁に加わるようにポンプを駆動してよい。
【００１１】
本明細書で開示する第７技術は、上記第１から第６技術のいずれかの蒸発燃料処理装置であって、キャニスタのパージポートが、第１ベンチュリ部材を兼ねていてよい。
【００１２】
本明細書で開示する第８技術は、上記第１から第７技術のいずれかの蒸発燃料処理装置であって、蒸発燃料処理装置は、内燃機関が生成したエネルギーによって発電を行う発電システムに含まれていてよい。
【発明の効果】
【００１３】
第１技術によると、一定流量のパージガスを吸気管に供給することができる。具体的には、パージ通路において、ポンプが、第１ベンチュリ部材，第２ベンチュリ部材及び空気導入部材よりも下流に配置されている。そのため、キャニスタからパージ通路に供給される混合ガス（蒸発燃料と空気の混合ガス）の流量、空気導入部材からパージ通路に供給される空気の流量（流量ゼロを含む）に関わらず、ポンプの能力によって吸気管に供給するパージガス（キャニスタからパージ通路に供給される混合ガスと空気導入部材から供給される空気とが混合した混合ガス）の流量を制御することができる。以下の説明では、キャニスタからパージ通路（第１ベンチュリ部材）に供給される混合ガスを第１混合ガスと称し、パージ通路（第２ベンチュリ部材より下流のパージ通路）から吸気管に供給される混合ガス（パージガス）を第２混合ガスと称することがある。上記したように、第１技術によると、第１混合ガスの濃度（第１混合ガス中の蒸発燃料の割合，ガス密度）に応じて空気導入部材から供給される空気の流量が変化しても、一定流量のパージガスを吸気管に供給することができる。そのため、開度調整を行う（デューティ制御を行う）タイプのパージ制御バルブを用いることなく、吸気管に供給されるパージガス量を一定流量に調整することができる。
【００１４】
また、第１技術によると、第１混合ガスの濃度が所定濃度より高いときに、第１混合ガスが空気導入部材から供給される空気によって所定濃度に希釈される（所定濃度の第２混合ガスが生成される）。すなわち、第１技術では、第１混合ガスの濃度（ガス密度）に応じて空気導入部材からパージ通路（接続通路）に供給される空気量が変化することに着目し、第１混合ガスを適量の空気で希釈することによってパージガスの濃度を所定濃度に調整することができる。そのため、第１技術によると、一定濃度（予め設定された所定濃度）のパージガスを、一定流量で吸気管に供給することができる。吸気管に供給される蒸発燃料の「量」を一定にすることができるため、パージ通路内のパージガス濃度を測定したり、吸気管に供給するパージガスの流量を調整することを省略することができ、蒸発燃料処理装置の構造を簡略化することができる。
【００１５】
特に限定されないが、吸気管に供給するパージガスの濃度（所定濃度）は、５体積％以上９０体積％以下に設定することができる。パージガスの濃度が５体積％未満であると、キャニスタに吸着している蒸発燃料を効率よく処理することが困難になる。また、パージガスの濃度が９０体積％を超えると、内燃機関（エンジン）の空燃比が大きく変動したり、必要なタイミングで吸気管にパージガスを供給することが困難になる。パージガスの濃度は、好ましくは、２０％以上８０％以下の間で設定される。
【００１６】
第２技術によると、吸気管に供給するパージガスの濃度を、第１絞り部の面積（以下、面積Ｓ１と称する）と第２絞り部の面積（以下、面積Ｓ２）との割合を調整するだけで変更することができる。具体的には、所望するパージガスの濃度に応じて面積Ｓ１と面積Ｓ２の比を調整し、空気導入部材に生じる負圧を調整することによってパージ通路に供給される空気量を調整する。例えば、第１混合ガスの濃度が一定の場合、「面積Ｓ２／面積Ｓ１」が大きくなるほど、空気導入部材（接続通路）に生じる負圧が大きくなり、空気導入部材から供給される空気量が多くなる。すなわち、「面積Ｓ２／面積Ｓ１」を大きくするだけで、パージガスの濃度を低くすることができる。なお、面積Ｓ１と面積Ｓ２の割合の調整は、吸気管に供給するパージガスの濃度（所定濃度）を決定すれば、簡単な実験、あるいは、計算により行うことができる。
【００１７】
なお、一般的に、第１ベンチュリ部材と第２ベンチュリ部材の間の接続通路（空気導入部材）に確実に負圧を生じさせるため、面積Ｓ２が面積Ｓ１より大きくなるように両者の割合が調整される。特に限定されないが、面積Ｓ１に対する面積Ｓ２の割合（Ｓ２／Ｓ１）は、２．０以上であってよいし、２．２５以上であってよいし、２．５以上であってよいし、３．０以上であってもよい。また、割合（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５以下であってよいし、４．４以下であってよいし、４．０以下であってもよい。割合（Ｓ２／Ｓ１）が低すぎると、空気導入部材から供給される空気量が少なくなり、吸気管に供給するパージガスの濃度を低く設定することが困難になる。キャニスタに吸着している蒸発燃料が枯渇し、必要なタイミングで吸気管にパージガスを供給することが困難になる。一方、割合（Ｓ２／Ｓ１）が高すぎると、吸気管に供給するパージガスの濃度を高く設定することが困難になる。キャニスタが破過状態（蒸発燃料の限界吸着量を超えること）に達し易くなり、キャニスタに吸着している蒸発燃料を効率よく処理することが困難になる。好ましくは、割合（Ｓ２／Ｓ１）は、２．２５〜４．４１の間で調整される。なお、第１絞り部及び第２絞り部の流路が円形であり、各々内径（直径）がｄ１，ｄ２の場合、「Ｓ２／Ｓ１＝２．２５〜４．４１」は、「ｄ２／ｄ１＝１．５〜２．１」に相当する。
【００１８】
第３技術によると、第１ベンチュリ部材，第２ベンチュリ部材及び空気導入部材をパージ通路に各々配置する形態と比較して、蒸発燃料処理装置の構造を簡単にすることができるとともに、蒸発燃料処理装置の製造を容易にすることができる。例えば、第１ベンチュリ部材と第２ベンチュリ部材を接続するための配管（接続通路を構成する配管）を省略することができる。
【００１９】
第４技術によると、吸気管に対して、一定流量のパージガスを安定して供給することができる。なお、第４技術では、回転数が可変のポンプを一定の回転数で駆動するように制御してもよいし、回転数が可変でない（一定速度で回転する）ポンプを用いてもよい。回転数が可変でないポンプは、回転数が可変であるポンプと比較して低価格である。そのため、回転数が可変でないポンプを利用すると、比較的低価格の蒸発燃料処理装置を実現することができる。
【００２０】
第５技術によると、パージガスのオン・オフ（吸気管へのパージガスの供給・非供給）を制御するためのパージ制御バルブ（典型的に電子バルブ）を省略することができる。一般的に、逆止弁は、電子バルブと比較して低価格である。そのため、第５技術においても、比較的低価格の蒸発燃料処理装置を実現することができる。また、逆止弁は、自身に加わる圧力に応じて機械的に作動するため、パージ制御バルブを用いてパージガスのオン・オフを制御する形態と比較して、制御回路を簡単にすることができる。
【００２１】
第６技術によると、パージガス（第２混合ガス）を吸気管に供給する制御の開始（パージ開始）から、実際にパージガスが吸気管に供給されるまでの時間（応答時間）を短くすることができ、内燃機関の空燃比が設定値からずれることを抑制することができる。なお、パージガスを吸気管に供給しない期間（パージ停止期間）にポンプを完全に停止すると、パージ開始によりポンプが駆動を開始してから、ポンプの吐出圧が逆止弁の作動圧に達するまでに相応の時間がかかる。パージ停止期間に逆止弁に所定の圧力（逆止弁が作動しない程度の圧力）が加わるようにポンプを制御することにより、パージ開始後にポンプの吐出圧が逆止弁の作動圧に達する時間を短くすることができる。なお、パージ停止期間のポンプの吐出圧は、逆止弁の作動圧の５０％以上であってよいし、６０％以上であってよいし、７０％以上であってよいし、８０％以上であってもよい。逆止弁の作動圧に対するポンプの吐出圧が高い程、応答時間を短くすることができる。また、パージ停止期間のポンプの吐出圧は、逆止弁の作動圧の９０％以下であってよい。パージ停止期間中に逆止弁が誤作動する（パージガスが吸気管に供給される）ことを抑制することができる。
【００２２】
第７技術によると、蒸発燃料処理装置の部品数、及び、製造工程を簡略化することができる。
【００２３】
第８技術によると、本明細書に開示する蒸発燃料処理装置の利点を十分に発揮することができる。内燃機関で生成したエネルギーを発電システムに用いる場合、内燃機関で生成したエネルギーで車両の駆動輪を駆動する形態と比較して、加減速に伴う吸気管への吸気量の変化が少ない。そのため、本明細書に開示する蒸発燃料処理装置のように一定流量のパージガスを吸気管に供給することにより、吸気管を通過する気体流量の変動をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】蒸発燃料処理装置を含む燃料供給システムの概略図を示す。
【図２】エゼクタの概略図を示す。
【図３】図２の破線IIIで囲った範囲の拡大図を示す。
【図４】ガス濃度とエゼクタの吸気ポートに生じる圧力の関係を示す。
【図５】吸気ポート，排気ポート及び吸引ポートを通過するガス流量を示す。
【図６】変形例の蒸発燃料処理装置を含む燃料供給システムの概略図を示す。
【図７】キャニスタの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（燃料供給システム）
図１を参照し、蒸発燃料処理装置３０を備える燃料供給システム６について説明する。燃料供給システム６は、自動車等の車両に搭載され、燃料タンク１４内に貯留されている燃料をエンジン２に供給するためのメイン供給経路１０と、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料をエンジン２に供給するためのパージガス供給経路３２を備えている。詳細は後述するが、燃料供給システム６は、一定濃度のパージガスを、一定流量で吸気管６４に供給することができる。そのため、燃料供給システム６は、吸気管６４に供給される（エンジン２に供給される）気体流量の変動が少ない機構、例えば、エンジン２で生成したエネルギーによって発電を行う発電システム、及び、そのような発電システムを搭載した車両で好適に用いられる。しかしながら、燃料供給システム６は、エンジン２で生成したエネルギーによって駆動輪を駆動するタイプの車両で用いることもできる。
【００２６】
（メイン供給経路）
メイン供給経路１０には、燃料ポンプユニット１６と、燃料供給管１２と、インジェクタ４が設けられている。燃料ポンプユニット１６は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット１６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク１４内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット１６から燃料供給管１２に供給される。燃料供給管１２は、燃料ポンプユニット１６とインジェクタ４を接続している。燃料供給管１２に供給された燃料は、燃料供給管１２を通過してインジェクタ４に達する。インジェクタ４は、ＥＣＵ１００によって開度がコントロールされる弁（図示省略）を有している。インジェクタ４の弁が開かれると、燃料供給管１２内の燃料が、エンジン２に接続されている吸気管６４に供給される。
【００２７】
なお、吸気管６４は、エアクリーナ６０に接続されている。エアクリーナ６０は、吸気管６４に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。吸気管６４内に、スロットルバルブ６２が設けられている。スロットルバルブ６２が開くと、エアクリーナ６０からエンジン２に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ６２は、吸気管６４の開度を調整し、エンジン２に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ６２は、インジェクタ４より上流側（エアクリーナ６０側）に設けられている。
【００２８】
（パージガス供給経路）
パージガス供給経路３２には、蒸発燃料処理装置３０が設けられている。蒸発燃料処理装置３０は、キャニスタ２１と、パージ通路２２と、エゼクタ２３と、ポンプ２５と、バージ制御弁２７を備えている。キャニスタ２１と吸気管６４は、パージ通路２２によって接続されている。パージ通路２２は、スロットルバルブ６２より下流（エンジン２側）で吸気管６４に接続されている。なお、パージ通路２２は、キャニスタ２１，エゼクタ２３，ポンプ２５，バージ制御弁２７及び吸気管６４の間を接続する複数の配管（連通管）によって構成されている。また、キャニスタ２１と燃料タンク１４は、連通管２０によって接続されている。
【００２９】
キャニスタ２１は、パージポートとタンクポートと大気ポート（図示省略）を備えている。パージポートは、パージ通路２２に接続されている。タンクポートは、連通管２０に接続されている。大気ポートは、連通管２６に接続されている。燃料タンク１４内で生じた蒸発燃料は、連通管２０を通じてキャニスタ２１に供給される。キャニスタ２１内には活性炭（図示省略）が配置されており、蒸発燃料を吸着することができる。キャニスタ２１に吸着された蒸発燃料は、ポンプ２５を駆動することにより、連通管２６からキャニスタ２１に導入された空気とともに、パージ通路２２に供給される。すなわち、ポンプ２５を駆動することにより、キャニスタ２１からパージ通路２２に蒸発燃料と空気の混合ガス（第１混合ガス）が供給される。なお、キャニスタ２１として、公知のキャニスタを利用することができる。しかしながら、蒸発燃料処理装置３０においては、従来とは異なるタイプのキャニスタを利用することもできる。従来と異なるタイプのキャニスタについては後述する。
【００３０】
エゼクタ２３は、パージ通路２２上に配置されている。エゼクタ２３は、キャニスタ２１の下流に配置されている。より具体的には、エゼクタ２３は、キャニスタ２１とポンプ２５の間に配置されている。また、エゼクタ２３には、連通管２４が接続されている。連通管２４は、連通管２６（キャニスタ２１の大気ポートに接続されている配管）に接続されている。換言すると、一端が大気と連通している分岐管２８の第１分岐部（連通管２６）がキャニスタに接続されており、第２分岐部（連通管２４）がエゼクタ２３に接続されている。なお、詳細は後述するが、エゼクタ２３は、吸気ポートと排気ポートと吸引ポートを備えている。連通管２４は、エゼクタ２３の吸引ポートに接続されている。
【００３１】
ポンプ２５は、エゼクタ２３より下流でパージ通路２２上に配置されている。特に限定されないが、ポンプ２５は、いわゆる渦流ポンプ（カスケードポンプ、ウエスコポンプとも呼ぶ）、遠心ポンプ等が用いられる。ポンプ２５の駆動は、ＥＣＵ１００によって制御される。すなわち、ポンプ２５の回転数は、ＥＣＵ１００によって制御される。なお、蒸発燃料処理装置３０では、パージ制御中、回転数を一定とするポンプ制御を実施している。しかしながら、パージ制御中において、回転数を可変に制御するポンプ制御を実施してもよい。また、回転数を一定とするポンプ制御を実施する場合、ポンプ２５自体を回転数が一定のタイプとしてもよい。
【００３２】
バージ制御弁２７は、ポンプ２５の下流でパージ通路２２上に配置されている。すなわち、蒸発燃料処理装置３０では、パージ通路２２の上流側（キャニスタ２１側）から下流側（吸気管６４側）に向けて、エゼクタ２３，ポンプ２５，バージ制御弁２７の順に配置されている。なお、バージ制御弁２７は、ＥＣＵ１００によって制御される電磁弁であり、パージ通路２２をオン・オフする。バージ制御弁２７がオンすると、パージ通路２２と吸気管６４が導通し、パージガスを吸気管６４に供給可能になる。バージ制御弁２７がオフすると、パージ通路２２と吸気管６４が非導通となり、パージガスは吸気管６４に供給されない。なお、蒸発燃料処理装置３０では、バージ制御弁２７は、開度（デューティ比）を調整してパージガスの流量を制御するタイプではなく、パージ開始の際にオンしてパージ終了のときにオフする簡易的なタイプである。
【００３３】
上記したように、蒸発燃料処理装置３０では、回転数が一定の簡易的なポンプ、あるいは、回転数が可変のポンプを利用することができる。回転数が可変のポンプを利用する場合、バージ制御弁２７として、逆止弁を利用することもできる。この場合、逆止弁は、キャニスタ２１から吸気管６４に向かってガスが移動することを許容するとともに、吸気管６４からキャニスタ２１に向かってガスが移動しない向きに配置する。また、バージ制御弁２７として逆止弁を利用する場合、ＥＣＵ１００によってポンプ２５の回転数（吐出圧）を制御することにより、パージ通路２２をオン・オフする。すなわち、パージ通路２２をオンするときは、逆止弁に、逆止弁の作動圧以上の圧力が加わるようにポンプ２５の回転数を制御し、パージ通路２２をオフするときは、逆止弁に、逆止弁の作動圧未満の圧力が加わるようにポンプ２５の回転数を制御する（ポンプ２５を停止することも含む）。なお、例えば、パージ通路２２をオフしている期間に、逆止弁に、逆止弁の作動圧未満の圧力（例えば作動圧の８０％の圧力）が加わるようにポンプ２５の回転数を制御することにより、パージ通路２２をオンしたときの応答性（パージガスの供給開始）を改善することができる。
【００３４】
（パージガスの濃度制御）
図２から図５を参照し、吸気管６４に供給されるパージガスの濃度制御について説明する。図２に示すように、エゼクタ２３は、パージ通路２２上に配置されている。具体的には、連通管２２ａによって、吸気ポート２３ａとキャニスタ２１が接続されている（図１も参照）。また、連通管２２ｂによって、排気ポート２３ｃとポンプ２５が接続されている。そのため、パージ通路２２上において、吸気ポート２３ａは、排気ポート２３ｃより上流に配置されている。吸気ポート２３ａは第１ベンチュリ部材の一例であり、排気ポート２３ｃは第２ベンチュリ部材の一例である。
【００３５】
吸気ポート２３ａの下流端に、第１絞り部４２が設けられている。排気ポート２３ｃの上流端に、第２絞り部４０が設けられている。第１絞り部４２と第２絞り部４０の間には隙間が設けられている。すなわち、吸気ポート２３ａ（第１絞り部４２）と排気ポート２３ｃ（第２絞り部４０）は直接接しておらず、両者の間に接続通路４４が介在している。接続通路４４には、吸引ポート２３ｂが接続されている。吸引ポート２３ｂは、空気導入部材の一例であり、連通管２４によって大気と連通している（図１も参照）。吸引ポート２３ｂは、一端が大気と連通しているとともに、他端が接続通路４４に連通しているといえる。また、吸引ポート２３ｂの他端が、キャニスタ２１の大気ポートに接続されているということもできる。
【００３６】
図１及び図２に示すように、バージ制御弁２７を開き、ポンプ２５を駆動すると、連通管２６からキャニスタ２１に供給された空気とキャニスタ２１に吸着されていた蒸発燃料との混合ガス（第１混合ガス）が、パージ通路２２を通じてエゼクタ２３に供給される。
【００３７】
図２に示すように、第１混合ガス３１ａは、吸気ポート２３ａ内を第１絞り部４２に向けて移動する。第１絞り部４２における流路面積（面積Ｓ１）は、吸気ポート２３ａの他の部分の流路面積より小さい。そのため、第１混合ガス３１ａの圧力（圧力Ｐ１）が第１絞り部４２の近傍で上昇し、第１混合ガス３１ａは、流速を増して第１絞り部４２から排気ポート２３ｃ（第２絞り部４０）に移動する。そのため、接続通路４４の圧力が低下し、接続通路４４に負圧が生じる。その結果、空気３１ｂが、吸引ポート２３ｂから接続通路４４に供給される。接続通路４４に供給された空気３１ｂは、第１混合ガス３１ａとともに排気ポート２３ｃに移動する。排気ポート２３ｃ内には、第１混合ガス３１ａと空気３１ｂの混合ガス（第２混合ガス３１ｃ）が生成される。すなわち、第１混合ガス３１ａは、吸気ポート２３ａ及び排気ポート２３ｃを通過することにより、吸引ポート２３ｂから供給される空気３１ｂによって希釈される。第２混合ガス３１ｃが、パージガスとして吸気管６４に供給される。なお、詳細は後述するが、第１混合ガス３１ａは、予め設定されたパージガス濃度（第２混合ガス３１ｃの濃度）になるように、空気３１ｂによって希釈される。
【００３８】
図３に示すように、第１絞り部４２における流路面積は、第２絞り部４０における流路面積より小さい。蒸発燃料処理装置３０では、第１絞り部４２及び第２絞り部４０の流路形状（流路断面）は円形である。また、蒸発燃料処理装置３０では、第２絞り部４０の流路径（直径）４０ｄは、第１絞り部４２の流路径（直径）４２ｄに対して１．５〜２．１（直径４２ｄ／直径４０ｄ＝１．５〜２．１）となるように調整されている。換言すると、第１絞り部４２の流路面積Ｓ１及び第２絞り部４０の流路面積Ｓ２は、Ｓ２／Ｓ１＝２．２５〜４．４１となるように調整されている。また、接続通路４４に効率的に負圧を発生させるため、第１絞り部４２及び第２絞り部４０の距離４４ｄは、第１絞り部４２の直径４２ｄの２倍以上に調整されている。なお、流路面積Ｓ１及び流路面積Ｓ２の割合は、吸気管６４に供給するパージガス（第２混合ガス３１ｃ）の濃度に基づいて調整されている。
【００３９】
蒸発燃料処理装置３０では、吸気ポート２３ａに第１絞り部４２を設け、第１混合ガス３１ａの圧力Ｐ１を上昇させる。圧力Ｐ１は、第１絞り部４２の流路面積Ｓ１及び第１混合ガス３１ａの濃度（ガス密度）に依存する。すなわち、流路面積Ｓ１が一定の場合、図４に示すように、第１混合ガス３１ａの濃度の上昇に伴って、圧力Ｐ１が上昇する。圧力Ｐ１の上昇に伴い、接続通路４４の負圧が大きくなり（圧力が低下し）、接続通路４４に供給される空気３１ｂの流量が増大する。すなわち、第１混合ガス３１ａの濃度が高いほど、空気３１ｂの流量が増大する。
【００４０】
上記したように、蒸発燃料処理装置３０では、エゼクタ２３の下流にポンプ２５が配置されている。そのため、接続通路４４に供給される空気３１ｂの流量の増減に関わらず、一定流量のパージガス（第２混合ガス３１ｃ）が吸気管６４に供給される。そのため、例えば、第１混合ガス３１ａの濃度の上昇に伴って接続通路４４に供給される空気３１ｂの流量が増加した場合、その分、第１混合ガス３１ａの流量が低下する。その結果、第１混合ガス３１ａの濃度が上昇しても、第２混合ガス３１ｃの濃度（パージガス濃度）が一定に維持される。反対に、第１混合ガス３１ａの濃度が低下した場合であっても、接続通路４４に供給される空気３１ｂの流量が減少し、第２混合ガス３１ｃの濃度は一定に維持される。
【００４１】
図５は、吸気管６４にパージガスを供給しているときの吸気ポート２３ａ，吸引ポート２３ｂ及び排気ポート２３ｃを流れるガス流量Ｑ１〜Ｑ３を示している。ガス流量Ｑ１は吸気ポート２３ａを流れるガス流量を示し、ガス流量Ｑ２は吸引ポート２３ｂを流れるガス流量を示し、ガス流量Ｑ３は排気ポート２３ｃを流れるガス流量（ポンプ２５の吐出流量）を示している。図５に示すように、ガス流量Ｑ３は、第１混合ガス３１ａの濃度に関わらず一定である。また、ガス流量Ｑ２は、第１混合ガス３１ａの濃度の上昇に伴って増加している。ガス流量Ｑ２が増加した分、ガス流量Ｑ１が減少している。すなわち、「Ｑ３＝Ｑ１＋Ｑ２」の関係が成立している。なお、図５に示すガス流量Ｆ１は、パージガス（第２混合ガス３１ｃ）中の蒸発燃料の流量を示している。図５に示すように、第１混合ガス３１ａの濃度上昇に伴ってガス流量Ｑ１が減少することにより、パージガス中の蒸発燃料の流量（ガス流量Ｆ１）を一定に調整することができる。
【００４２】
なお、図５に示すように、蒸発燃料処理装置３０では、第１混合ガス３１ａの濃度が所定濃度ρT以下のときは、ガス流量Ｑ２が「ゼロ」になるように、すなわち、吸引ポート２３ｂから空気が供給されないように、第１絞り部４２の流路面積Ｓ１と第２絞り部４０の流路面積Ｓ２が調整されている。蒸発燃料処理装置３０では、所定濃度ρTを２０体積％に設定している。すなわち、蒸発燃料処理装置３０では、吸気管６４に供給するパージガス（第２混合ガス３１ｃ）の濃度が２０体積％に設定され、第１混合ガス３１ａの濃度（ガス密度）が２０体積％より高いときに、空気３１ｂによって第１混合ガス３１ａを希釈し、２０体積％のパージガス（第２混合ガス３１ｃ）を生成する。例えば、第１混合ガス３１ａの濃度が１０体積％のときは、吸引ポート２３ｂから空気３１ｂが供給されず、第１混合ガス３１ａがさらに希釈されることはない。すなわち、所定濃度ρT以下のパージガスが更に希釈されることを抑制することができる。換言すると、パージガスの過剰希釈を抑制することができる。なお、所定濃度ρTは、吸引ポート２３ｂから接続通路４４に空気３１ｂが供給されるか否かの閾値濃度と称することもできる。
【００４３】
また、所定濃度ρT（吸気管６４に供給するパージガスの濃度）は、５質量％〜９０質量％の間で任意に設定することができる。所定濃度ρTは、流路面積Ｓ１及び流路面積Ｓ２の割合を変更ことによって調整することができる。なお、上記したように、パージガスの濃度が２０体積％に設定され、第１混合ガス３１ａの濃度が１０体積％の場合、第１混合ガス３１ａは希釈されない。そのため、吸気管６４には、１０体積％のパージガスが供給される。この場合、図１に示すエンジン２に取り付けられている空燃比センサ（図示省略）によってパージガス濃度が検出され、インジェクタ４から供給する燃料を増加することにより、空燃比を適切に調整することができる。
【００４４】
（燃料供給システムの変形例）
ここで、図６を参照し、燃料供給システム６ａについて説明する。燃料供給システム６ａは、燃料供給システム６の変形例であり、蒸発燃料処理装置３０ａの構造が、燃料供給システム６の蒸発燃料処理装置３０と異なる（図１も参照）。燃料供給システム６ａについて、燃料供給システム６と同一の構成については、燃料供給システム６と同じ参照番号を付すことにより説明を省略する。
【００４５】
蒸発燃料処理装置３０ａは、パージ通路２２の上流側から下流側に向けて、エゼクタ２３，ポンプ２５，バージ制御弁２７の順に配置されている。キャニスタ２１の大気ポートに連通管２６が接続されており、エゼクタ２３の吸引ポート２３ｂに連通管２４が接続されている。但し、連通管２４は、連通管２６に接続されておらず、独立して大気と連通している。上記したように、連通管２４は、大気と連通し、エゼクタ２３の吸引ポート２３ｂに空気を供給するための配管である。そのため、連通管２４は、一端が大気と連通していればよく、例えば、吸気管６４に接続されていてもよい。
【００４６】
蒸発燃料処理装置３０（３０ａ）の利点についてまとめる。以上のように、蒸発燃料処理装置３０（３０ａ）では、流路面積Ｓ１と流路面積Ｓ２を調整することにより、第１混合ガス３１ａ（キャニスタ２１からパージ通路２２に供給されるガスの濃度）の濃度に関わらず、第２混合ガス３１ｃ（パージ通路２２から吸気管６４に供給されるガス、すなわち、パージガス）の濃度が一定に維持される。また、ポンプ２５をエゼクタ２３の下流に配置することにより、吸気管６４に対して一定流量のパージガスを供給することができる。すなわち、蒸発燃料処理装置３０（３０ａ）は、一定濃度のパージガスを、一定流量で吸気管６４に供給することができる。これにより、エンジン２（内燃機関）の空燃比が変動することを抑制することができる。
【００４７】
さらに、蒸発燃料処理装置３０（３０ａ）では、一定濃度のパージガスを一定流量で吸気管６４に供給することができるので、バージ制御弁２７として、パージ開始の際にオンしてパージ終了のときにオフする簡易的なタイプを用いることができる。すなわち、吸気管６４に供給するパージガス量をバージ制御弁２７を用いて制御（デューティ制御）することなく、吸気管６４内における蒸発燃料の流量「量」を所定値流量に制御することができる。
【００４８】
（キャニスタ）
上記したように、蒸発燃料処理装置３０（３０ａ）では、パージ通路２２の上流側（キャニスタ２１側）から下流側（吸気管６４側）に向けて、エゼクタ２３，ポンプ２５，バージ制御弁２７の順に配置されている。すなわち、キャニスタ２１とエゼクタ２３の間に、ポンプ２５，バージ制御弁２７等が配置されていない。そのため、蒸発燃料処理装置３０（３０ａ）では、図７に示すタイプのキャニスタ１２１を用いることができる。
【００４９】
図７に示すように、キャニスタ１２１は、タンクポート１２０と、パージポート１２２と、大気ポート１２６が配置されている。各ポート１２０，１２２，１２６は、キャニスタ１２１の一端に並んで配置されている。パージポート１２２の端部には、絞り部１２３ａが形成されている。また、大気ポート１２６の側壁には、連通管１２４が接続されている。キャニスタ１２１には、カートリッジ１２８が取り付けられる。カートリッジ１２８には、吸引ポート１２３ｂと排気ポート１２３ｃが設けられている。排気ポート１２３ｃには絞り部が形成されている。そのため、吸引ポート１２３ｂを連通管１２４に接続するとともにカートリッジ１２８をパージポート１２２に接続すると、絞り部１２３ａ（第１絞り部）を有する吸気ポートと、大気と連通している吸引ポート１２３ｂと、絞り部（第２絞り部）を有する排気ポート１２３ｃを備えるエゼクタ１２３が完成する。すなわち、パージポート１２２に形成されている絞り部１２３ａは、エゼクタ１２３における吸気ポートの絞り部を兼ねている。換言すると、キャニスタ１２１では、パージポート１２２が、エゼクタ１２３の吸気ポートを兼ねている。
【００５０】
キャニスタ１２１は、パージポート１２２の先端に絞り部１２３ａを設け、吸引ポート１２３ｂと排気ポート１２３ｃ備えるカートリッジ１２８をパージポート１２２に取り付けることにより、キャニスタとエゼクタが一体となった構造を実現している。キャニスタ１２１は、キャニスタとエゼクタの間を接続するための配管を省略することができる。また、パージポート１２２（エゼクタ１２３の吸気ポート）と、エゼクタ１２３の排気ポート１２３ｃ（カートリッジ１２８）が別の部品のため、エゼクタ１２３の吸気ポートの絞り部の面積Ｓ１と排気ポート１２３ｃの絞り部の面積Ｓ２の割合を容易に変更することができる。
【００５１】
（他の実施形態）
上記実施例では、吸気ポートと排気ポートと吸引ポートを備えるエゼクタを用いているが、本実施例で開示する技術は、必ずしもこのようなエゼクタを用いる必要はない。例えば、パージ通路に対して、第１絞り部を有する第１ベンチュリ部材と、第２絞り部を有する第２ベンチュリ部材と、空気導入部材を別々に接続してもよい。少なくとも第１ベンチュリ部材と第２ベンチュリ部材が別部材であれば、第１絞り部の面積Ｓ１と第２絞り部の面積Ｓ２の割合を容易に調整することができる。
【００５２】
上記実施例では、パージ通路は、スロットルバルブより下流で吸気管に接続されている。しかしながら、パージ通路は、スロットルバルブより上流（エアクリーナとスロットルバルブの間）で吸気管に接続されてもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５４】
２：内燃機関
１４：燃料タンク
２１：キャニスタ
２２：パージ通路
２３ａ：第１ベンチュリ部材（吸気ポート）
２３ｂ：空気導入部材（吸気ポート）
２３ｃ：第２ベンチュリ部材（排気ポート）
２５：ポンプ
３０：蒸発燃料処理装置
４４：接続通路
６４：吸気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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