(57)【要約】【課題】高コスト化を抑制しつつ、外気のダストによるキャニスタ汚染を回避するようにした蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】制御ユニット（Ｃ／Ｕ）４は、三方向弁３１を制御して、パージ実行時には、車両の車室内空間（第１空間）とキャニスタ３とを連通させ、パージ停止時では、車両外部空間（第２空間）とキャニスタ３とを連通させる。【選択図】図１
2008038701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を備えた車両の蒸発燃料処理装置であって、
燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを接続する第１通路と、
前記キャニスタと内燃機関の吸気通路とを接続する第２通路と、
パージ処理時では、車両の車室内空間または車両のエアクリーナの下流側空間のいずれかである第１空間とキャニスタとを連通させ、パージ停止時では、車両外部の第２空間とキャニスタとを連通させる制御部と、
を備えた蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記第１空間、前記第２空間、および、キャニスタに接続される三方向弁を有し、
前記制御部は、パージ処理時では、前記第１空間とキャニスタとが連通し、パージ停止時では、前記第２空間とキャニスタとが連通するように、前記三方向弁を制御する
請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記第１空間とキャニスタ間に設けられる第３通路と、
前記第２空間とキャニスタ間に設けられる第４通路と、
前記第３通路に設けられる第１開閉弁と、
前記第４通路に設けられる第２開閉弁と、を有し、
前記制御部は、パージ処理時では、前記第１開閉弁を開状態にし、かつ、前記第２開閉弁を閉状態にし、パージ停止時では、前記第１開閉弁を閉状態にし、かつ、前記第２開閉弁を開状態にする
請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記第１空間とキャニスタ間に設けられる第３通路と、
前記第２空間とキャニスタ間に設けられる第４通路と、
前記第３通路に設けられ、前記第１空間からキャニスタへの方向のみ流通可能な第１逆止弁と、
前記第４通路に設けられ、キャニスタから前記第２空間への方向のみ流通可能な第２逆止弁と、を有し、
前記第３通路は、前記第２逆止弁よりもキャニスタ側において、前記第４通路に接続される
請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記三方向弁と前記第１空間間の通路に設けられ、第１空間からキャニスタへの方向のみ流通可能な第３逆止弁をさらに有する
請求項２記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記第３通路に設けられ、前記第１空間からキャニスタへの方向のみ流通可能な第４逆止弁をさらに有する
請求項３記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に内燃機関を備えた車両における蒸発燃料処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されるように、従来、内燃機関を備えた車両における蒸発燃料処理装置では、パージ実行時において、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに導いて一時的に吸着させ、そのキャニスタに吸着された蒸発燃料を新気導入口から導入される新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させることによって燃焼処理する。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２８９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の蒸発燃料処理装置では、新気導入口から外気に含まれるダストによってキャニスタ汚染が発生し、キャニスタの吸着性能が劣化する場合があった。また、外気に含まれるダストがキャニスタに取り込まれないようにするためには、高価なフィルタを新気導入口に備える必要があった。
【０００５】
以上の観点から、本発明の目的は、高コスト化を抑制しつつ、外気のダストによるキャニスタ汚染を回避するようにした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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関を備えた車両の蒸発燃料処理装置であって、キャニスタと、第１通路と、第２通路と、制御部とを有する。
キャニスタは、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着する。第１通路は、燃料タンクとキャニスタとを接続する。第２通路は、キャニスタと内燃機関の吸気通路とを接続する。制御部は、パージ処理時では、車両の車室内空間または車両のエアクリーナの下流側空間のいずれかである第１空間とキャニスタとを連通させ、パージ停止時では、車両外部の第２空間とキャニスタとを連通させる。
【０００７】
この発明の蒸発燃料処理装置によれば、燃料タンクで発生する蒸発燃料が第１通路を介してキャニスタに導入される。
パージ処理時には、車両の車室内空間または車両のエアクリーナの下流側空間のいずれかである第１空間とキャニスタとが連通する。すなわち、車両外部の第２空間よりも清浄な車室内空気を含む第１空間の空気がキャニスタに導入される。そして、蒸発燃料は、第１空間内の空気とともに第２通路を介して内燃機関の吸気通路に導かれ、燃焼処理される（パージ処理される）。
パージ停止時には、車両外部の第２空間とキャニスタとが連通する。したがって、燃料タンクの内圧上昇が回避される。このとき、第１空間とキャニスタとは連通せず、車室内等に蒸発燃料が漏れ出すことはない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車室内空間等の清浄な車室内空気をキャニスタに導入するため、フィルタの追加等の高コスト化を抑制しつつ、外気のダストによるキャニスタ汚染を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の蒸発燃料処理装置の好ましい実施形態について説明する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。この蒸発燃料処理装置１は、内燃機関を備えた車両に搭載される。図に示すように、この蒸発燃料処理装置１は、キャニスタ３と、蒸発燃料通路１０と、パージ通路１１と、空気通路１２〜１４と、パージ制御弁３０と、三方向弁３１と、逆止弁３２と、圧力センサ４０とを含んで構成される。蒸発燃料通路１０は、キャニスタ３と燃料タンク２とを連通している。パージ通路１１は、キャニスタ３とスロットルバルブ５１の下流側の吸気管５とを連通している。
【００１１】
空気通路１２〜１４の一端は、三方向弁３１に接続される。空気通路１２の他端は、キャニスタ３に接続される。空気通路１３の他端は、車両の車室内空間（トランクルームも含む）もしくは車両のエアクリーナの下流側空間のいずれか（第１空間）に接続される。空気通路１４の他端は、車両外部の空間（第２空間）に接続される。なお、他の実施形態も含め、以下の説明では、第１空間が車室内空間である場合について説明する。
【００１２】
三方向弁３１は、ドレインカットバルブとも称する。三方向弁３１は、制御ユニット４のパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬによって動作し、空気通路１２を空気通路１３または空気通路１４のいずれかと接続する。すなわち、三方向弁３１は、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬが「パージ実行」を示す場合には、空気通路１２を空気通路１３と接続し、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬが「パージ停止」を示す場合には、空気通路１２を空気通路１４と接続する。
また、三方向弁３１は、後述するリーク診断が行われるときには、「リーク診断」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬを受け、空気通路１２を空気通路１３，１４のいずれとも接続しないようにする。
【００１３】
キャニスタ３には、活性炭等の吸着剤３５が収容されており、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を蒸発燃料通路１０により導いて一時的に吸着する。また、キャニスタ３に設けられた通気口３ａには、空気通路１２が接続される。上記三方向弁３１の動作に応じて、キャニスタ３の通気口３ａは、車両の車室内空間（第１空間）、または、車両外部の空間（第２空間）と連通する。
【００１４】
パージ制御弁３０は、常閉型の電磁弁で構成される開閉弁（オンオフ弁）であって、パージ通路１１に設けられている。パージ制御弁３０は、制御ユニット４のパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬによって動作する。すなわち、パージ制御弁３０は、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬが「パージ実行」を示す場合には開状態となり、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬが「パージ停止」を示す場合には閉状態のままである。
【００１５】
マイクロコンピュータを内蔵する制御ユニット（Ｃ／Ｕ）４には、装置内（より具体的には、燃料タンク２〜パージ制御弁３０）の圧力Ｐを検出する圧力センサ４０、および、図示しない他のセンサ（たとえば燃温センサ等）からの検出信号が入力される。
制御ユニット４は、機関に対する各種制御を行うと共に、機関の運転条件に応じてパージ処理を実行または停止を決定し、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬによりパージ制御弁３０および三方向弁３１を制御してキャニスタ３に吸着した蒸発燃料の処理を行う。また、制御ユニット４は、三方向弁３１およびパージ制御弁３０を制御し、蒸発燃料処理装置１のリークの有無を診断するリーク診断を行う。
【００１６】
次に、蒸発燃料処理装置１の動作を、パージ実行時とパージ停止時とで場合に分けて説明する。
【００１７】
（１）パージ実行時
パージ実行・停止にかかわらず、燃料タンク２で発生した蒸発燃料は、順次蒸発燃料通路１０を通してキャニスタ３に導入され、キャニスタ３内の吸着剤３５に吸着されていく。
【００１８】
制御ユニット４は、機関の運転条件に応じてパージ処理を実行することを決定すると、「パージ実行」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬをパージ制御弁３０および三方向弁３１に送出する。これにより、パージ制御弁３０は開状態となるとともに、三方向弁３１は空気通路１２を空気通路１３と接続し、キャニスタ３の通気口３ａが車室内空間と連通する。
【００１９】
パージ制御弁３０が開状態になると、吸気管５内の吸入負圧がキャニスタ３に作用するため、車室内空間の空気が通気口３ａよりキャニスタ３内に導入される。すなわち、本実施形態の蒸発燃料処理装置１では、パージ実行時においては、車両外部空間の空気（いわゆる外気）よりも清浄な車両内空気が導入される。この導入された空気によってキャニスタ３に吸着されていた蒸発燃料は脱離され、脱離された蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１１を通って吸気管５内へと吸入され、その後、機関の燃焼室内で燃焼処理（パージ処理）される。
【００２０】
（２）パージ停止時
制御ユニット４は、機関の運転条件に応じてパージ処理を停止することを決定すると、「パージ停止」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬをパージ制御弁３０および三方向弁３１に送出する。これにより、パージ制御弁３０は閉状態となるとともに、三方向弁３１は空気通路１２を空気通路１４と接続し、キャニスタ３の通気口３ａが車両外部空間と連通する。これにより、パージ処理の停止後において、燃料タンク２の内圧が上昇することが抑制される。
【００２１】
パージ制御弁３０が閉状態になると、蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１１を通って吸気管５内へと吸入されることはなく、パージ処理が停止される。パージ処理が停止された後も、キャニスタ３では蒸発燃料の吸着が継続して行われる。
【００２２】
次に、この蒸発燃料処理装置１のリーク診断方法について説明する。
リーク診断を行う場合、制御ユニット４は、「リーク診断」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬを送出する。このとき、三方向弁３１は、空気通路１２を空気通路１３，１４のいずれとも接続しないようにする。さらに、パージ制御弁３０は、「リーク診断」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬを受けて開状態として、吸気管５から負圧の導入を開始する。これにより、吸気管５内の吸入負圧がパージ通路１１を介して導入され、装置内が負圧化される。
制御ユニット４は、負圧の導入を開始してから所定時間が経過した時点において、圧力センサ４０により検出される装置内圧力Ｐが目標負圧に到達したか（目標負圧以下となったか）否かを判定する。そして、その所定時間が経過するまでの間に、装置内圧力Ｐが目標負圧に到達しない場合には「リーク有り」と診断し、目標負圧に到達した場合には「リーク無し」と診断する。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置１によれば、パージ実行時には、車両の車室内空間（第１空間）とキャニスタ３とを連通させ、パージ停止時では、車両外部空間（第２空間）とキャニスタ３とを連通させるようにしている。したがって、パージ実行時には、ダストを多く含む外気よりも清浄な車室内空気が導入されることになるため、ダストによるキャニスタ３の汚染が防止されるとともに、ダストを除去するためのフィルタを通気口３ａ付近に装着しなくても済む。したがって、蒸発燃料処理装置１を低コストで製作することができる。
また、パージ実行時には、空気通路１３が車室内空間と接続されて、車室内空間の空気を強制的に排出できるため、車室内のエアコンを外気循環モードに設定したときの空気入れ替え時間を早期化することができる。
【００２４】
なお、図１に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置１では、空気通路１３に逆止弁３２（第３逆止弁）が設けられている。逆止弁３２は、車両の車室内空間からキャニスタ３への方向のみ流通可能に構成されている。この逆止弁３２は、蒸発燃料が車室内空間に向かうことが確実にないようにする目的のために設けられている。仮に逆止弁３２がない場合であっても、パージ実行時では、吸気管５の負圧作用により蒸発燃料が車室内空間へ逆流することはなく、パージ停止時では、空気通路１２が空気通路１４と接続されるため、空気通路１３を通して車室内空間へ蒸発燃料が向かうことはない。したがって、逆止弁３２は、三方向弁３１が故障または機能不全が発生した場合であっても蒸発燃料が車室内空間に向かうことが確実にないようにするフェールセーフの目的のために設けられている。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。この蒸発燃料処理装置１００は、蒸発燃料処理装置１同様、内燃機関を備えた車両に搭載される。以下の説明において、第１の実施形態の蒸発燃料処理装置１と同一の部位については、同一の符号を付し、重複説明を行わない。
【００２６】
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置１００は、蒸発燃料処理装置１と比較して、車室内空間または車両外部空間とキャニスタとを連通させるための構成が異なる。
先ず、蒸発燃料処理装置１００におけるキャニスタ７は、前述したキャニスタ３と異なる点として、２箇所の通気口７ａ，７ｂを備えている。空気通路１６（第３通路），空気通路１７（第４通路）の一端は、それぞれキャニスタ７の通気口７ａ，７ｂに接続される。空気通路１６の他端は、車両の車室内空間（第１空間）に接続される。空気通路１７の他端は、車両外部の空間（第２空間）に接続される。
【００２７】
空気通路１６，１７上には、それぞれ開閉弁６１（第１開閉弁），開閉弁６２（第２開閉弁）が設けられる。この２つの開閉弁６１，６２は、ドレインカットバルブとして機能する。２つの開閉弁６１，６２は、制御ユニット４のパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬによって動作し、キャニスタ７を車両の車室内空間、または、車両外部の空間のいずれかと連通させる。すなわち、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬが「パージ実行」を示す場合には、開閉弁６１は開状態となり、かつ、開閉弁６２は閉状態となり、パージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬが「パージ停止」を示す場合には、開閉弁６１は閉状態となり、かつ、開閉弁６２は開状態となる。
また、２つの開閉弁６１，６２は、後述するリーク診断が行われるときには、「リーク診断」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬを受け、ともに閉状態となる。
【００２８】
本実施形態の蒸発燃料処理装置１００では、前述した蒸発燃料処理装置１同様に、パージ実行時には、車両の車室内空間（第１空間）とキャニスタ３とを連通させ、パージ停止時では、車両外部空間（第２空間）とキャニスタ３とを連通させるため、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
なお、本実施形態の蒸発燃料処理装置１００では、空気通路１６に逆止弁６７（第４逆止弁）が設けられている。逆止弁６７は、車両の車室内空間からキャニスタ３への方向のみ流通可能に構成されている。この逆止弁６７は、第１の実施形態における逆止弁３２と同様に、蒸発燃料が車室内空間に向かうことが確実にないようにする目的のために設けられている。
【００２９】
この蒸発燃料処理装置１００におけるリーク診断では、開閉弁６１，６２をともに閉状態とし、パージ制御弁３０を開状態とした後に、装置内圧力Ｐが目標負圧に到達したか否かによってリーク有無を判断する。
【００３０】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。この蒸発燃料処理装置１０１は、蒸発燃料処理装置１同様、内燃機関を備えた車両に搭載される。以下の説明において、第１の実施形態の蒸発燃料処理装置１と同一の部位については、同一の符号を付し、重複説明を行わない。
【００３１】
本実施形態に係る蒸発燃料処理装置１０１は、蒸発燃料処理装置１と比較して、車室内空間または車両外部空間とキャニスタとを連通させるための構成が異なる。
先ず、キャニスタ３の通気口３ａから車両外部の空間（第２空間）に向けて空気通路１９（第４通路）が延設される。空気通路１９上のノード１９ａから車両の車室内空間（第１空間）に向けて空気通路１８（第３通路）が延設される。すなわち、空気通路１８と空気通路１９は、ノード１９ａにて合流している。
【００３２】
空気通路１８上には、逆止弁６３（第１逆止弁）が設けられる。逆止弁６３は、車両の車室内空間からキャニスタ３への方向のみ流通可能に構成されている。空気通路１９上には、逆止弁６４（第２逆止弁）が設けられる。逆止弁６４は、キャニスタ３から車両外部の空間への方向のみ流通可能に構成されている。逆止弁６４は、空気通路１９上のノード１９ａよりも車両外部の空間側に設けられている。
【００３３】
すなわち、空気通路１８は、逆止弁６４よりもキャニスタ３側のノード１９ａにおいて、空気通路１９に接続される。これは、仮に空気通路１８が、逆止弁６４よりも車両外部空間側のノードにおいて空気通路１９に接続されるとするならば、後述するパージ実行時において、車室内空間から送られる空気が逆止弁６４の作用よりキャニスタ３へ導入できなくなるためである。
【００３４】
空気通路１９上において、ノード１９ａよりもキャニスタ３側に開閉弁６５が設けられる。この開閉弁６５は、リーク診断時のみ閉状態となる常開型の弁である。
【００３５】
次に、蒸発燃料処理装置１０１の動作を、パージ実行時とパージ停止時とで場合に分けて説明する。
【００３６】
（１）パージ実行時
制御ユニット４は、機関の運転条件に応じてパージ処理を実行することを決定すると、「パージ実行」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬをパージ制御弁３０に送出する。これにより、パージ制御弁３０は開状態となる。
【００３７】
パージ制御弁３０が開状態になると、吸気管５内の吸入負圧がキャニスタ３に作用するため、逆止弁６３を通して、車室内空間の空気が通気口３ａよりキャニスタ３内に導入される。なお、逆止弁６４は、キャニスタ３から車両外部の空間への方向のみ流通可能に構成されているため、車両外部の空間の空気はキャニスタ３に導入されない。したがって、本実施形態の蒸発燃料処理装置１０１では、パージ実行時においては、車両外部空間の空気（いわゆる外気）よりも清浄な車室内空気が導入される。この導入された空気によってキャニスタ３に吸着されていた蒸発燃料は脱離され、脱離された蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１１を通って吸気管５内へと吸入され、その後、機関の燃焼室内で燃焼処理（パージ処理）される。
【００３８】
（２）パージ停止時
制御ユニット４は、機関の運転条件に応じてパージ処理を停止することを決定すると、「パージ停止」を示すパージ制御信号Ｐ＿ＣＴＬをパージ制御弁３０に送出する。これにより、パージ制御弁３０は閉状態となる
【００３９】
パージ制御弁３０が閉状態になると、蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１１を通って吸気管５内へと吸入されることはなく、パージ処理が停止される。パージ処理が停止された後も、キャニスタ３では蒸発燃料の吸着が継続して行われる。なお、逆止弁６３は、車両の車室内空間からキャニスタ３への方向のみ流通可能に構成されているため、蒸発燃料が逆止弁６３を介して車室内空間へ放出する（漏れ出す）ことはない。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の蒸発燃料処理装置１０１では、前述した蒸発燃料処理装置１同様に、パージ実行時には、車両の車室内空間（第１空間）とキャニスタ３とを連通させ、パージ停止時では、車両外部空間（第２空間）とキャニスタ３とを連通させるため、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４１】
なお、この蒸発燃料処理装置１０１におけるリーク診断では、開閉弁６５を閉状態とし、パージ制御弁３０を開状態とした後に、装置内圧力Ｐが目標負圧に到達したか否かによってリーク有無を判断する。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成及びシステムは本実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更や、他のシステムへの適応なども含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。
【図２】第２の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。
【図３】第３の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１００，１０１…蒸発燃料処理装置
２…燃料タンク
３…キャニスタ
４…制御ユニット（制御部）
５…吸気管
１０…蒸発燃料通路（第１通路）
１１…パージ通路（第２通路）
【図１】
2008038701.tif 000003
【図２】
2008038701.tif 000004
【図３】
2008038701.tif 000005