(57)【要約】【課題】部品点数を削減することができる蒸発燃料導入装置を提供する。【解決手段】コンプレッサインペラ５２ｂが収容されるコンプレッサハウジング５２ａとコンプレッサハウジングの上流側に接続されるコンプレッサ上流ダクト（吸気ダクト）３８とを有する吸気系に蒸発燃料を導入する蒸発燃料導入装置１００は、コンプレッサハウジングと一体に形成されたハウジング側流路２０２と、コンプレッサ上流ダクトと一体に形成されたダクト側流路２０３とにより構成され、コンプレッサハウジング内であってコンプレッサインペラの下流側を流れる圧縮空気をコンプレッサ上流ダクト内へ循環させる循環流路２００と、循環流路に接続され、蒸発燃料が流通する蒸発燃料導入流路２０８と、循環流路内に設けられるエジェクタ機構２１０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサインペラが収容されるコンプレッサハウジングと該コンプレッサハウジングの上流側に接続される吸気ダクトとを有する吸気系に蒸発燃料を導入する蒸発燃料導入装置であって、
前記コンプレッサハウジングと一体に形成されたハウジング側流路と、前記吸気ダクトと一体に形成されたダクト側流路とにより構成され、該コンプレッサハウジング内であって前記コンプレッサインペラの下流側を流れる圧縮空気を該吸気ダクト内へ循環させる循環流路と、
前記循環流路に接続され、前記蒸発燃料が流通する蒸発燃料導入流路と、
前記循環流路内に設けられるエジェクタ機構と、
を備える蒸発燃料導入装置。
【請求項２】
前記ハウジング側流路は、前記コンプレッサハウジング内に形成されたコンプレッサスクロール流路から分岐する請求項１に記載の蒸発燃料導入装置。
【請求項３】
前記コンプレッサハウジングは、前記吸気ダクトとの接続面に、前記ハウジング側流路に連通するとともに所定深さだけ窪んだ凹部を有し、
前記エジェクタ機構は、上流側から下流側に向かって内径が小さくなる先細り状に形成されたエジェクタ本体を有し、
前記吸気ダクトは、前記コンプレッサハウジングとの接続面に、前記エジェクタ本体の少なくとも一部が形成されるとともに前記凹部に挿入される突出部を有する請求項１に記載の蒸発燃料導入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料をエンジンの吸気流路に導入する蒸発燃料導入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には、燃料タンクで発生する蒸発燃料をエンジンの吸気流路へ導入することで、蒸発燃料を燃焼室内で燃焼させる蒸発燃料導入装置が設けられている。
【０００３】
このような蒸発燃料導入装置として、例えば特許文献１に記載される技術が知られている。特許文献１に記載される技術にあっては、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタ内の活性炭に吸着させ、過給機によって昇圧された圧縮空気をエジェクタ装置に流通させることによって、キャニスタに吸着された蒸発燃料を活性炭から離脱させて吸気流路に導入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２４０６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の蒸発燃料導入装置は、エジェクタ装置が吸気流路とは独立してパージ流路内に設けられている。そのため、蒸発燃料導入装置には、圧縮空気を過給機からエジェクタ装置へ導くための配管や、圧縮空気および蒸発燃料をエジェクタ装置から吸気流路へ導くための配管が接続される。その結果、部品点数が増え、組み付け作業も煩雑化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、部品点数を削減することができる蒸発燃料導入装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、コンプレッサインペラが収容されるコンプレッサハウジングと該コンプレッサハウジングの上流側に接続される吸気ダクトとを有する吸気系に蒸発燃料を導入する蒸発燃料導入装置であって、前記コンプレッサハウジングと一体に形成されたハウジング側流路と、前記吸気ダクトと一体に形成されたダクト側流路とにより構成され、該コンプレッサハウジング内であって前記コンプレッサインペラの下流側を流れる圧縮空気を該吸気ダクト内へ循環させる循環流路と、前記循環流路に接続され、前記蒸発燃料が流通する蒸発燃料導入流路と、前記循環流路内に設けられるエジェクタ機構と、を備える。
【０００８】
また、前記ハウジング側流路は、前記コンプレッサハウジング内に形成されたコンプレッサスクロール流路から分岐するとよい。
【０００９】
また、前記コンプレッサハウジングは、前記吸気ダクトとの接続面に、前記ハウジング側流路に連通するとともに所定深さだけ窪んだ凹部を有し、前記エジェクタ機構は、上流側から下流側に向かって内径が小さくなる先細り状に形成されたエジェクタ本体を有し、前記吸気ダクトは、前記コンプレッサハウジングとの接続面に、前記エジェクタ本体の少なくとも一部が形成されるとともに前記凹部に挿入される突出部を有するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、部品点数を削減することができる蒸発燃料導入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エンジンおよび蒸発燃料導入装置を備えた車両の構成を示す概略図である。
【図２】循環流路およびエジェクタ機構について説明する図である。
【図３】変形例の循環流路およびエジェクタ機構について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
図１は、エンジン１０および蒸発燃料導入装置１００を備えた車両１の構成を示す概略図である。まず初めにエンジン１０の概略構成について説明し、次に本実施形態の蒸発燃料導入装置１００について詳しく説明する。なお、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。
【００１４】
図１に示すように、車両１は、エンジン１０、蒸発燃料導入装置１００および燃料タンク１１０を含んで構成され、エンジン１０の動力によって走行する。
【００１５】
エンジン１０は、シリンダブロック１２と、シリンダヘッド１４と、シリンダブロック１２に形成されたシリンダボア１２ａ内で摺動可能にコネクティングロッド１６に支持されたピストン１８とが設けられている。そして、シリンダボア１２ａと、シリンダヘッド１４と、ピストン１８の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室２０となる。
【００１６】
シリンダヘッド１４には、吸気ポート２２および排気ポート２４が形成されている。また、シリンダヘッド１４には、インジェクタ２６および点火プラグ２８が設けられている。吸気ポート２２は、一端が燃焼室２０に開口するとともに吸気弁３０によって開閉され、他端が吸気流路３２と連通している。また、排気ポート２４は、一端が燃焼室２０に開口するとともに排気弁３４によって開閉され、他端が排気流路３６と連通されている。
【００１７】
エンジン１０では、吸気流路３２および吸気ポート２２を介して燃焼室２０に流入した吸気に、燃料タンク１１０から供給された燃料がインジェクタ２６によって噴射された後、噴射された燃料が点火プラグ２８によって点火されて燃焼する。この燃焼圧によってピストン１８が押圧され、不図示のクランクシャフトが回転する。そして、燃焼室２０内において燃料が燃焼することにより発生した排気ガスは、排気ポート２４および排気流路３６を介して排出される。
【００１８】
吸気流路３２には、エアクリーナ４２、過給機４４のコンプレッサ５２、チャージエアクーラ４６、スロットル弁４８が上流から順に設けられている。なお、吸気流路３２は、主に、コンプレッサ５２よりも上流側のコンプレッサ上流ダクト（吸気ダクト）３８、および、コンプレッサ５２よりも下流側のコンプレッサ下流ダクト４０によって吸気系として形成されている。
【００１９】
外気から吸気流路３２に導入された吸気はエアクリーナ４２を介して過給機４４へと導かれる。
【００２０】
過給機４４は、タービン５０、コンプレッサ５２およびロータ軸５４を備えている。タービン５０は、排気流路３６に設けられており、内部空間が排気流路３６の一部としても機能するタービンハウジング５０ａと、タービンハウジング５０ａ内に収容されたタービンインペラ５０ｂとによって構成されている。タービンインペラ５０ｂは、燃焼室２０から排出された排気ガスによって回転する。なお、図１では、排気流路３６からタービン５０に至る流路を省略して示している。
【００２１】
コンプレッサ５２は、内部空間が吸気流路３２の一部としても機能するコンプレッサハウジング５２ａと、コンプレッサハウジング５２ａ内に収容されたコンプレッサインペラ５２ｂとによって構成されている。コンプレッサインペラ５２ｂは、タービンインペラ５０ｂにロータ軸５４を介して接続されており、タービンインペラ５０ｂと一体的に回転する。コンプレッサインペラ５２ｂは、タービンインペラ５０ｂの回転動力によって回転することで、吸気を圧縮する。
【００２２】
チャージエアクーラ４６は、コンプレッサ５２で圧縮されることにより昇温した空気を冷却する。スロットル弁４８は、不図示のアクチュエータにより開度が可変であり、アクセルの開度に応じてアクチュエータが制御されることで開度が制御され、エンジン１０へ送出される空気量を調節する。
【００２３】
ところで、燃料タンク１１０では、燃料が蒸発して蒸発燃料が発生する。この蒸発燃料の外気中への漏出を防止するため、車両１には蒸発燃料導入装置１００が設けられている。蒸発燃料導入装置１００は、蒸発燃料を吸気流路３２に導入し、吸気とともに燃焼室２０内で燃焼させる。
【００２４】
蒸発燃料導入装置１００では、燃料タンク１１０とキャニスタ１１２とがベーパ流路１１４を介して連通されている。キャニスタ１１２は、内部に活性炭（吸着材）が充填されている。燃料タンク１１０で発生した蒸発燃料は、ベーパ流路１１４を介してキャニスタ１１２へ流入すると、内部に充填されている活性炭に吸着される。
【００２５】
また、キャニスタ１１２には、外気に連通する外気導入流路１１６、および、吸気流路３２に連通するパージ流路１１８が接続されている。
【００２６】
そして、パージ流路１１８が負圧となると、外気導入流路１１６から外気が吸引され、キャニスタ１１２の内部を通過してパージ流路１１８に外気が流入する。このとき、キャニスタ１１２の活性炭に吸着した蒸発燃料が、外気によって活性炭から離脱（パージ）される。そして、パージされた蒸発燃料は、外気とともにパージ流路１１８に導かれ、吸気流路３２で吸気と合流して、燃焼室２０で燃焼される。
【００２７】
パージ流路１１８は、図１に示す分岐箇所Ａにおいて、下流側パージ流路１２０と上流側パージ流路１２２とに分岐しており、分岐した下流側パージ流路１２０、上流側パージ流路１２２がそれぞれ吸気流路３２に連通されている。
【００２８】
また、パージ流路１１８の分岐箇所Ａには、パージソレノイドバルブ１３０が設けられ、下流側パージ流路１２０および上流側パージ流路１２２には、蒸発燃料の逆流を防止する逆止弁１３２、１３４がそれぞれ設けられている。
【００２９】
下流側パージ流路１２０は、吸気流路３２のうち、スロットル弁４８（コンプレッサ５２）の下流側に連通されている。
【００３０】
上流側パージ流路１２２は、吸気流路３２におけるコンプレッサ５２の上流側に、後述する圧縮空気の循環流路２００を介して連通されている。循環流路２００は、コンプレッサハウジング５２ａ内であってコンプレッサインペラ５２ｂの下流側を流れる圧縮空気をコンプレッサ上流ダクト３８へ循環させる流路であり、コンプレッサハウジング５２ａおよびコンプレッサ上流ダクト３８に一体的に形成されている。そして、この循環流路２００内にエジェクタ機構２１０が設けられている。
【００３１】
過給機４４によって実質的に過給されていない場合、エンジン１０の吸入行程により発生する吸気流路３２内の負圧によって、外気が外気導入流路１１６を介して吸引され、キャニスタ１１２内に吸着された蒸発燃料が離脱される。なお、このとき、パージソレノイドバルブ１３０は、パージ流路１１８と下流側パージ流路１２０を連通させるように制御部（図示せず）によって制御されている。
【００３２】
キャニスタ１１２から離脱された蒸発燃料は、下流側パージ流路１２０、逆止弁１３２を介して、吸気流路３２におけるスロットル弁４８よりも下流側に外気とともに吸引される。
【００３３】
一方、過給機４４によって過給されている場合、コンプレッサ５２で圧縮された圧縮空気は循環流路２００内に導かれ、循環流路２００内に配置されたエジェクタ機構２１０を通過することでベンチュリ効果により増速および減圧される。エジェクタ機構２１０で生じた負圧により、外気が外気導入流路１１６を介して吸引され、キャニスタ１１２内に吸着された蒸発燃料が離脱される。なお、このとき、パージソレノイドバルブ１３０は、パージ流路１１８と上流側パージ流路１２２を連通させるように制御部によって制御されている。そして、キャニスタ１１２から離脱された蒸発燃料は、上流側パージ流路１２２、逆止弁１３４を介してコンプレッサ上流ダクト３８内の吸気流路３２に外気とともに導入される。
【００３４】
なお、過給機４４の駆動状態を判断するために、吸気流路３２のうち、コンプレッサ５２の上流側や、スロットル弁４８よりも下流側に圧力センサを設け、この圧力センサによって計測される圧力に基づいてパージソレノイドバルブ１３０を制御するようにしてもよい。
【００３５】
図２は、循環流路２００およびエジェクタ機構２１０について説明する図である。図２に示すように、循環流路２００は、コンプレッサハウジング５２ａと一体に形成されたハウジング側流路２０２と、コンプレッサ上流ダクト３８と一体に形成されたダクト側流路２０３とによって構成され、この循環流路２００内にエジェクタ機構２１０が設けられている。なお、コンプレッサハウジング５２ａおよびコンプレッサ上流ダクト３８には、それぞれに図示省略のフランジ面が形成されており、これらのフランジ面が図示省略のボルトによってボルト締結されている。また、循環流路２００における圧縮空気の流れを図２中、一点鎖線の矢印で示す。
【００３６】
（循環流路２００）
図２に示すように、コンプレッサハウジング５２ａには、回転自在に軸支されたロータ軸５４の端部に設けられたコンプレッサインペラ５２ｂが収容されている。また、コンプレッサハウジング５２ａには、ディフューザ流路６０と、ディフューザ流路６０よりもコンプレッサインペラ５２ｂの径方向外側に位置する環状のコンプレッサスクロール流路６２とが設けられている。
【００３７】
コンプレッサスクロール流路６２は、コンプレッサインペラ５２ｂの回転に伴って昇圧された空気が流通する流路である。コンプレッサハウジング５２ａには、コンプレッサスクロール流路６２からコンプレッサ上流ダクト３８側に向かって、循環流路２００の一部として機能する前述のハウジング側流路２０２が形成されている。すなわち、ハウジング側流路２０２は、コンプレッサスクロール流路６２から分岐する分岐路として形成されている。
【００３８】
また、コンプレッサハウジング５２ａは、コンプレッサ上流ダクト３８との接続面６４に、コンプレッサインペラ５２ｂの回転軸方向（ロータ軸５４の軸方向）に沿って所定の深さだけ窪んだ凹部２０４が、ハウジング側流路２０２と連通するように形成されている。
【００３９】
コンプレッサ上流ダクト３８には、コンプレッサハウジング５２ａの凹部２０４と対向する位置に、コンプレッサハウジング５２ａ側に突出した突出部２０６が形成されており、突出部２０６が凹部２０４内に挿入されている。
【００４０】
そして、コンプレッサ上流ダクト３８には、突出部２０６から、吸気流路３２に並行するように、循環流路２００の一部として機能するダクト側流路２０３が吸気流路３２と隔てて形成されており、このダクト側流路２０３にエジェクタ機構２１０が設けられている。そして、エジェクタ機構２１０の末端が吸気流路３２に連通されている。
【００４１】
なお、コンプレッサ上流ダクト３８の突出部２０６の外径は、コンプレッサハウジング５２ａの凹部２０４の内径よりも若干小さくなっている。これにより、コンプレッサ上流ダクト３８の突出部２０６とコンプレッサハウジング５２ａの凹部２０４との間には、所定の間隙が保たれる。また、コンプレッサ上流ダクト３８とコンプレッサハウジング５２ａとの接続面６４には、吸気流路３２および突出部２０６を囲むようにＯリング７０が介装されている。これにより、コンプレッサ上流ダクト３８とコンプレッサハウジング５２ａとの接続面６４における気密性が確保されている。
【００４２】
（エジェクタ機構２１０）
エジェクタ機構２１０は、蒸発燃料用の流体ポンプであり、コンプレッサインペラ５２ｂで昇圧された圧縮空気を内部に流入させて、コンプレッサインペラ５２ｂの上流側に循環させる。そして、エジェクタ機構２１０は、圧縮空気が内部を流通する際に発生する負圧により、循環流路２００に接続された蒸発燃料導入流路（パージ導入路）２０８から蒸発燃料を吸引する。
【００４３】
エジェクタ機構２１０は、エジェクタ本体２１２と、チャンファ部２１４と、ディフューザ部２１６とを備えている。エジェクタ本体２１２は、上流側から下流側に向かって内径が小さくなる先細り状に形成されている。
【００４４】
エジェクタ本体２１２は、上流側の端部２２０が突出部２０６の先端（循環流路２００における上流端）に位置するように、コンプレッサ上流ダクト３８の突出部２０６の内周面に、コンプレッサハウジング５２ａ側から挿入されて溶着固定されている。したがって、エジェクタ本体２１２の上流側の端部２２０は、コンプレッサハウジング５２ａの凹部２０４内に挿通されることになる。すなわち、突出部２０６は、その内部にエジェクタ本体２１２の少なくとも一部が形成され、凹部２０４内に挿入される。また、エジェクタ本体２１２は、循環流路２００において蒸発燃料導入流路２０８が接続される位置よりも上流側に配置される。
【００４５】
チャンファ部２１４は、循環流路２００におけるエジェクタ本体２１２の下流側に形成されている。チャンファ部２１４の内径は、エジェクタ本体２１２の下流側の端部２３０の外径よりも大きく、エジェクタ本体２１２の下流側の端部２３０は、チャンファ部２１４の内部に位置している。
【００４６】
また、蒸発燃料導入流路２０８は、チャンファ部２１４に接続されている。蒸発燃料導入流路２０８は、循環流路２００に対して大凡直交する向きに突出しており、上流側パージ流路１２２と連通される。これにより、キャニスタ１１２から離脱して上流側パージ流路１２２を流れた蒸発燃料は、蒸発燃料導入流路２０８を介し、循環流路２００に対して大凡直交する方向からチャンファ部２１４に導入される。
【００４７】
ディフューザ部２１６は、循環流路２００におけるチャンファ部２１４の下流側に、チャンファ部２１４から連続して形成されている。ディフューザ部２１６は、チャンファ部２１４との接続部分から下流側に向かうにしたがって内径が徐々に大きくなる拡径部２１８を有している。また、ディフューザ部２１６は、拡径部２１８の下流側が開口し、吸気流路３２と連通している。これにより、ディフューザ部２１６は、内部を流通する圧縮空気および蒸発燃料の流速を低下させつつ、圧力を上昇させて、圧縮空気および蒸発燃料を吸気流路３２へ導入する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の蒸発燃料導入装置１００では、圧縮空気を吸気流路３２に循環させる循環流路２００を、コンプレッサハウジング５２ａ内に形成されたハウジング側流路２０２と、コンプレッサ上流ダクト３８内に形成されたダクト側流路２０３とによって構成するとともに、この循環流路２００内にエジェクタ機構２１０を配置した。
【００４９】
これにより、従来のように、圧縮空気を過給機からエジェクタ装置へ導くための配管や、圧縮空気および蒸発燃料をエジェクタ装置から吸気流路へ導くための配管を設ける必要がなくなり、部品点数が削減され、組み付け作業が簡易となる。
【００５０】
また、従来のように、エジェクタ装置と他のダクトとを個別の配管で接続した場合、これらの配管には蒸発燃料が流れることになるため、これらの配管については接続外れを診断する必要がある。しかし、本実施形態の蒸発燃料導入装置１００では、循環流路２００が、コンプレッサハウジング５２ａ内に形成されたハウジング側流路２０２と、コンプレッサ上流ダクト３８内に形成されたダクト側流路２０３とによって構成されている。そのため、これらの配管の接続外れを診断するためのシステムが不要となり、診断に要するコストを低減することができる。
【００５１】
また、エジェクタ本体２１２は、ベンチュリ効果を実現するため、圧縮空気の流れ方向にある程度の長さが必要となる。しかし、エジェクタ本体２１２は、長さを長く取りすぎると車両内部に設けられる他の配管等とレイアウトの面で干渉してしまうおそれもある。
【００５２】
そこで、本実施形態の蒸発燃料導入装置１００では、上記のようにコンプレッサハウジング５２ａにおけるコンプレッサ上流ダクト３８との接続面６４に所定深さの凹部２０４を形成し、この凹部２０４にエジェクタ本体２１２の上流側の端部２２０を挿通させるようにした。これにより、蒸発燃料導入装置１００では、エジェクタ本体２１２を含むエジェクタ機構２１０を全体としてコンプレッサハウジング５２ａ側に寄せて配置することができ、上記したようなレイアウト面での制約を緩和することができる。
【００５３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、エジェクタ本体２１２の上流側の端部２２０が、コンプレッサハウジング５２ａに形成された凹部２０４内に挿通される例を説明したが、凹部２０４は必須の構成ではない。その場合は、図３に示すように、コンプレッサ上流ダクト３８に突出部２０６を設けずに、エジェクタ本体２１２の上流側の端部２２０と、コンプレッサ上流ダクト３８およびコンプレッサハウジング５２ａの接続面６４とが面一となるように配置すればよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、燃料タンク１１０から発生した蒸発燃料を導入ガスとして吸気流路３２へ導入する例を説明したが、蒸発燃料に代えて、エンジン１０から漏出するブローバイガスを導入ガスとして吸気流路３２に導入するようにしてもよい。その場合は、蒸発燃料導入流路２０８に対し、ブローバイガスが流れるブローバイガス流路を接続し、上記実施形態と同様に吸気流路３２に導入すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料をエンジンの吸気流路に導入する蒸発燃料導入装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
３８  コンプレッサ上流ダクト（吸気ダクト）
４４  過給機
５２  コンプレッサ
５２ａ  コンプレッサハウジング
５２ｂ  コンプレッサインペラ
６４  接続面
１００  蒸発燃料導入装置
２００  循環流路
２０２  ハウジング側流路
２０３  ダクト側流路
２０４  凹部
２０８  蒸発燃料導入流路（パージ導入路）
２１０  エジェクタ機構
２１２  エジェクタ本体
２２０  端部
【図１】
2018053735.tif 000003
【図２】
2018053735.tif 000004
【図３】
2018053735.tif 000005