(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を過給して内燃機関に供給する過給機を吸気通路に備え、
燃料タンク内において発生した燃料蒸気を燃料蒸気通路を介してキャニスタ内に導入して、当該キャニスタ内に設けた吸着材に吸着させ、当該吸着材が吸着した燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路にパージするパージ装置であって、
前記キャニスタと前記過給機の下流側の吸気通路とを接続する第１接続通路と、
前記第１接続通路に設けられ、当該第１接続通路を開閉する第１開閉弁と、
前記キャニスタと前記過給機の上流側の吸気通路とを接続する第２接続通路と、
前記第２接続通路に設けられ、当該第２接続通路を開閉する第２開閉弁と、
前記過給機によって吸入空気が過給されているとき、前記第１及び前記第２開閉弁を開くことによって、前記過給機下流側の吸気通路から、前記第１接続通路、前記キャニスタ、及び前記第２接続通路を介して、前記過給機上流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、前記キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路にパージさせる制御手段と、
前記キャニスタを大気に連通する大気通路と、
前記大気通路に設けられ、当該大気通路を開閉する第３開閉弁とを備え、
前記過給機の下流側には、前記内燃機関に供給される吸入空気量を調節するスロットル弁が設けられ、前記第１接続通路は、前記スロットル弁の下流側の吸気通路に接続され、
前記制御手段は、前記過給機による吸入空気の過給が実行されていないとき、前記第１及び前記第３開閉弁を開き、かつ前記第２開閉弁を閉じることによって、前記大気通路、前記キャニスタ、及び前記第１接続通路を介して、前記スロットル弁下流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、前記キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路にパージさせ、
前記キャニスタの一面を第１ポート形成面とし、当該第１ポート形成面に、前記燃料蒸気通路が接続される燃料蒸気ポートと、前記第１接続通路が接続される第１接続ポートと、前記第２接続通路が接続される第２接続ポートとを設け、前記燃料蒸気ポートは、前記第１接続ポートと前記第２接続ポートとの間に配置され、
前記キャニスタの内部において、前記燃料蒸気ポートと前記第１接続ポートとの間から前記吸着材の内部へ延びる第１の仕切板と、前記燃料蒸気ポートと前記第２接続ポートとの間から前記吸着材の内部へ延びる第２の仕切板とを形成し、当該第２の仕切板の前記吸着材内部へ延びる長さは、前記第１の仕切板が前記吸着材内部へ延びる長さよりも短く設定されていることを特徴とするパージ装置。
【請求項２】
前記第１開閉弁は、前記制御手段によって、その開弁角度が任意に制御されるものであって、前記第２開閉弁は、前記制御手段によって、開弁位置と閉弁位置とのいずれかに制御されるものであることを特徴とする請求項１に記載のパージ装置。
【請求項３】
前記キャニスタにおいて、前記大気通路が接続される大気ポートが、前記第１ポート形成面と対向する位置の第２ポート形成面に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパージ装置。
【請求項４】
前記キャニスタにおいて、前記大気通路が接続される大気ポートが、前記キャニスタ内部に設けられた吸着材を貫通することによって分離する第３の仕切板によって他のポートと区画されつつ、前記第１ポート形成面に設けられ、
前記大気通路から前記第１接続通路に向かう空気流は、前記第３の仕切板によって分離されたそれぞれの吸着材と、前記第３の仕切板の先端側に設けられたキャニスタ内空間とを介して流れることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパージ装置。
【請求項５】
吸入空気を過給して内燃機関に供給する過給機を吸気通路に備え、
燃料タンク内において発生した燃料蒸気を燃料蒸気通路を介してキャニスタ内に導入して、当該キャニスタ内に設けた吸着材に吸着させ、当該吸着材が吸着した燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路にパージするパージ装置であって、
前記キャニスタと前記過給機の下流側の吸気通路とを接続する第１接続通路と、
前記第１接続通路に設けられ、当該第１接続通路を開閉する第１開閉弁と、
前記キャニスタと前記過給機の上流側の吸気通路とを接続する第２接続通路と、
前記第２接続通路に設けられ、当該第２接続通路を開閉する第２開閉弁と、
前記過給機によって吸入空気が過給されているとき、前記第１及び前記第２開閉弁を開くことによって、前記過給機下流側の吸気通路から、前記第１接続通路、前記キャニスタ、及び前記第２接続通路を介して、前記過給機上流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、前記キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路にパージさせる制御手段と、を備え、
前記過給機の下流側には、前記内燃機関に供給される吸入空気量を調節するスロットル弁が設けられ、前記第１の接続通路は、前記スロットル弁の下流側の吸気通路に接続され、
前記制御手段は、前記過給機による吸入空気の過給が実行されていないとき、前記第１及び前記第２の開閉弁を開くことによって、前記過給機上流側の吸気通路から、前記第２の接続通路、前記キャニスタ、及び前記第１の接続通路を介して、前記スロットル弁下流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、前記キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を前記内燃機関の吸気通路にパージさせ、
前記キャニスタの一面をポート形成面とし、当該ポート形成面に、前記燃料蒸気通路が接続される燃料蒸気ポートと、前記第１接続通路が接続される第１接続ポートと、前記第２接続通路が接続される第２接続ポートとを設け、前記燃料蒸気ポートは、前記第１接続ポートと前記第２接続ポートとの間に配置され、
前記キャニスタの内部において、前記燃料蒸気ポートと前記第１接続ポートとの間から前記吸着材の内部へ延びる第１の仕切板と、前記燃料蒸気ポートと前記第２接続ポートとの間から前記吸着材を貫通することによって分離する第２の仕切板とが形成され、
前記第１接続通路と前記第２接続通路間に流れる空気流は、前記第２の仕切板によって分離されたそれぞれの吸着材と、前記第２の仕切板の先端側に設けられたキャニスタ内空間とを介して流れることを特徴とするパージ装置。
【請求項６】
前記第１開閉弁は、前記制御手段によって、その開弁角度が任意に制御されるものであって、前記第２開閉弁は、前記制御手段によって、開弁位置と閉弁位置とのいずれかに制御されるものであることを特徴とする請求項５に記載のパージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内において発生した燃料蒸気をキャニスタ内の吸着材に吸着し、当該吸着材に吸着した燃料蒸気を内燃機関の吸気経路にパージするパージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パージ装置は、燃料タンクで発生した燃料蒸気の大気への放散を防止するためのもので、燃料タンク内の燃料蒸気を、吸着材を収納したキャニスタ内に導入して、一時的に吸着材に吸着させる。吸着材に吸着された蒸気燃料は、内燃機関の運転時に、吸気管に発生する負圧等により吸着材から離脱して混合気となり、パージ通路を介して内燃機関の吸気管に放出（パージ）される。
【０００３】
吸気通路に過給機が設けられた内燃機関用のパージ装置として、例えば特許文献１、特許文献２に示されるものが知られている。この特許文献１に記載の装置では、過給によって吸気通路内の圧力が正圧になった場合でも、燃料蒸気のパージを可能とするために、過給機の上流側の吸気通路にパージ通路を連通させ、かつ、そのパージ通路の途中に、パージ制御弁と電動式ポンプとを設けている。そして、パージの実行時には、電動式ポンプに対して一定の駆動電流を与えつつ、要求パージエア流量に応じてパージ制御弁の開度を制御する。
【０００４】
また、特許文献２に記載の装置では、キャニスタとスロットル弁下流側の吸気通路とを連通する第１パージ通路に第１パージ弁を設け、キャニスタと過給機上流側の吸気通路とを連通する第２パージ通路に第２パージ弁を設ける。そして、過給が行われている場合には、第２パージ弁を開いて第２パージ通路から燃料蒸気をパージし、過給が行われていない場合には、第１パージ弁を開いて第１パージ通路から燃料蒸気をパージする。
【特許文献１】特開平１１−１７３２２０号公報
【特許文献２】特開平１１−２８７１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された装置のように、パージ通路に電動式ポンプを設け、この電動式ポンプによって生成される空気流によって燃料蒸気のパージを行う場合、消費電力増加、搭載性の悪化、コストＵＰなどの問題が生じる。
【０００６】
その点、特許文献２の装置では、スロットル弁や過給機の作動により、吸気通路に生じた負圧を利用して、燃料蒸気のパージを行うものであって、電動式ポンプを使用していないため、上述した問題は生じない。しかしながら、過給機の作動により、過給機上流側に発生する負圧は、概して小さいため、過給時に充分なパージ量を確保することが困難である。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、ポンプ等を用いることなく、過給機による過給時にも、十分なパージ量を確保することが可能なパージ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のパージ装置は、
吸入空気を過給して内燃機関に供給する過給機を吸気通路に備え、
燃料タンク内において発生した燃料蒸気を燃料蒸気通路を介してキャニスタ内に導入して、当該キャニスタ内に設けた吸着材に吸着させ、当該吸着材が吸着した燃料蒸気を内燃機関の吸気通路にパージするものであって、
キャニスタと過給機の下流側の吸気通路とを接続する第１接続通路と、
第１接続通路に設けられ、当該第１接続通路を開閉する第１開閉弁と、
キャニスタと過給機の上流側の吸気通路とを接続する第２接続通路と、
第２接続通路に設けられ、当該第２接続通路を開閉する第２開閉弁と、
過給機によって吸入空気が過給されているとき、第１及び第２開閉弁を開くことによって、過給機下流側の吸気通路から、第１接続通路、キャニスタ、及び第２接続通路を介して、過給機上流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を内燃機関の吸気通路にパージさせる制御手段と、
キャニスタを大気に連通する大気通路と、
大気通路に設けられ、当該大気通路を開閉する第３開閉弁とを備え、
過給機の下流側には、内燃機関に供給される吸入空気量を調節するスロットル弁が設けられ、第１接続通路は、スロットル弁の下流側の吸気通路に接続され、
制御手段は、過給機による吸入空気の過給が実行されていないとき、第１及び第３開閉弁を開き、かつ第２開閉弁を閉じることによって、大気通路、キャニスタ、及び第１接続通路を介して、スロットル弁下流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を内燃機関の吸気通路にパージさせ、
キャニスタの一面を第１ポート形成面とし、当該第１ポート形成面に、燃料蒸気通路が接続される燃料蒸気ポートと、第１接続通路が接続される第１接続ポートと、第２接続通路が接続される第２接続ポートとを設け、燃料蒸気ポートは、第１接続ポートと第２接続ポートとの間に配置され、
キャニスタの内部において、燃料蒸気ポートと第１接続ポートとの間から吸着材の内部へ延びる第１の仕切板と、燃料蒸気ポートと第２接続ポートとの間から吸着材の内部へ延びる第２の仕切板とを形成し、当該第２の仕切板の吸着材内部へ延びる長さは、第１の仕切板が吸着材内部へ延びる長さよりも短く設定されていることを特徴とする。
【０００９】
過給機が作動して、吸入空気を過給しているときには、過給機の下流側の吸気通路は正圧となり、上流側の吸気通路は負圧となる。従来は、この過給機上流側の負圧のみを利用してパージを行っていたため、パージ量の確保が困難であった。
【００１０】
それに対して、請求項１に記載のパージ装置は、第１及び第２開閉弁を開くことによって、過給機下流側の吸気通路から、第１接続通路、キャニスタ、及び第２接続通路を介して、過給機上流側の吸気通路に流れる空気流を発生させる。このようにすると、過給機上流側の負圧のみでなく、過給機下流側の正圧も利用して、パージのための空気流を発生させることができる。具体的には、その負圧と正圧との圧力差に応じた空気流が生じるため、充分なパージ量を確保することができる。
【００１１】
さらに、過給機下流側は、過給により正圧となっているため、吸気通路の空気の温度が上昇した状態となる。この高温となった空気をキャニスタ内部に流すことにより、吸着材からの燃料蒸気の離脱性が向上する。このような点も、過給時に充分なパージ量を確保することができる理由の１つである。
一方、過給機による吸入空気の過給が実行されていない（僅かに過給されている低過給時を含む）ときには、スロットル弁の作動によってスロットル弁下流側に発生する負圧を利用して、燃料蒸気をパージする必要がある。その場合には、第１及び第３開閉弁を開き、かつ第２開閉弁を閉じることによって、その負圧により、大気からキャニスタを通りスロットル弁下流側の吸気通路に流れる空気流を発生させることができる。従って、過給が実行されていないときにも、燃料蒸気をパージすることが可能になる。
なお、過給時には、第３の開閉弁を閉じる。これにより、過給機の下流側から上流側へと流れる空気流を有効に発生させることができる。
また、燃料タンク内において燃料蒸気が発生し、燃料蒸気通路を介してキャニスタ内に導入されたとき、その燃料蒸気は、まず、燃料蒸気通路が接続された燃料蒸気ポートの近くにある吸着材に吸着される。さらにキャニスタ内に燃料蒸気が導入されると、燃料蒸気を吸着する吸着材の範囲が、燃料蒸気ポートから遠方の範囲に拡大していく。この結果、燃料蒸気ポートの近くにある吸着材は、遠方にある吸着材よりも多くの燃料蒸気を吸着した状態となる。
ここで、請求項１に記載したように、第２の仕切板の吸着材内部へ延びる長さを、第１の仕切板の長さよりも短く設定することで、第１接続ポートから第２接続ポートへ向かう空気流は、燃料蒸気ポートに相対的に近い、燃料蒸気を多量に吸着した吸着材から燃料蒸気を離脱させるようになる。過給機による吸入空気の過給時には、多量の燃料蒸気をパージすることが可能であるので、このように多量の燃料蒸気を吸着した吸着材から燃料蒸気を離脱させても、十分に処理可能である。また、このようにすれば、過給時における、燃料蒸気のパージ量を充分に確保することが容易になる。
さらに、第１接続ポートと第２接続ポートとの間に燃料蒸気ポートを配置することにより、第１接続ポートと第２接続ポート間の距離を長く取ることができる。この結果、過給時に第１接続ポートから第２接続ポートへと空気流が流れるとき、キャニスタ内の広い領域の吸着材から燃料蒸気を離脱させることができる。従って、過給時により多くのパージ量を確保することができる。
【００１２】
請求項２に記載したように、第１開閉弁は、制御手段によって、その開弁角度が任意に制御されるものであって、第２開閉弁は、制御手段によって、開弁位置と閉弁位置とのいずれかに制御されるものであっても良い。第１開閉弁は、過給が行われていない、或いは過給の程度が小さい低過給時に開かれて、パージ量を調節する。この場合、内燃機関に供給される燃料量は相対的に少ないので、燃料蒸気のパージ量も高精度に調節される必要がある。従って、第１開閉弁として、その開弁角度が任意に制御可能なものを採用することが好ましい。一方、第２開閉弁を介して、混合気として燃料蒸気がパージされる際、その混合気を形成するための空気はまず第１開閉弁を通過する。従って、第１開閉弁によって、混合気の流量を制御することが可能であるため、第２開閉弁は、単なるオンオフ弁を用いることができる。
【００２０】
請求項３に記載したように、大気通路が接続される大気ポートは、第１ポート形成面と対向する位置の第２ポート形成面に設けることができる。このようにすると、無過給時もしくは低過給時において、キャニスタ内を大気ポートから第１接続ポートに向かって空気が流れるときと、過給時に第１接続ポートから第２接続ポートへ向かって空気流が流れるときとで、キャニスタの吸着材内を空気流が流通する経路を異ならせることができる。これにより、燃料蒸気の吸着材からの離脱を、一部の吸着材のみを対象とすることなく、全体的に行うことができ、吸着材の吸着性を効果的に回復することができる。
【００２１】
請求項４に記載したように、大気通路が接続される大気ポートは、キャニスタ内部に設けられた吸着材を貫通することによって分離する第３の仕切板によって他のポートと区画されつつ、第１ポート形成面に設けられ、
大気通路から第１接続通路に向かう空気流は、第３の仕切板によって分離されたそれぞれの吸着材と、第３の仕切板の先端側に設けられたキャニスタ内空間とを介して流れるようにしても良い。
【００２２】
このように構成した場合にも、大気ポートから第１接続ポートに向かって空気が流れるときと、第１接続ポートから第２接続ポートへ向かって空気流が流れるときとで、空気流の流通経路を異ならせることができる。
【００２３】
請求項５に記載のパージ装置は、
吸入空気を過給して内燃機関に供給する過給機を吸気通路に備え、
燃料タンク内において発生した燃料蒸気を燃料蒸気通路を介してキャニスタ内に導入して、当該キャニスタ内に設けた吸着材に吸着させ、当該吸着材が吸着した燃料蒸気を内燃機関の吸気通路にパージするパージ装置であって、
キャニスタと過給機の下流側の吸気通路とを接続する第１接続通路と、
第１接続通路に設けられ、当該第１接続通路を開閉する第１開閉弁と、
キャニスタと過給機の上流側の吸気通路とを接続する第２接続通路と、
第２接続通路に設けられ、当該第２接続通路を開閉する第２開閉弁と、
過給機によって吸入空気が過給されているとき、第１及び第２開閉弁を開くことによって、過給機下流側の吸気通路から、第１接続通路、キャニスタ、及び第２接続通路を介して、過給機上流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を内燃機関の吸気通路にパージさせる制御手段と、を備え、
過給機の下流側には、内燃機関に供給される吸入空気量を調節するスロットル弁が設けられ、第１の接続通路は、スロットル弁の下流側の吸気通路に接続され、
制御手段は、過給機による吸入空気の過給が実行されていないとき、第１及び第２の開閉弁を開くことによって、過給機上流側の吸気通路から、第２の接続通路、キャニスタ、及び第１の接続通路を介して、スロットル弁下流側の吸気通路に流れる空気流を発生させ、この空気流によって、キャニスタ内の吸着材に吸着された燃料蒸気を内燃機関の吸気通路にパージさせ、
キャニスタの一面をポート形成面とし、当該ポート形成面に、燃料蒸気通路が接続される燃料蒸気ポートと、第１接続通路が接続される第１接続ポートと、第２接続通路が接続される第２接続ポートとを設け、燃料蒸気ポートは、第１接続ポートと第２接続ポートとの間に配置され、
キャニスタの内部において、燃料蒸気ポートと第１接続ポートとの間から吸着材の内部へ延びる第１の仕切板と、燃料蒸気ポートと第２接続ポートとの間から吸着材を貫通することによって分離する第２の仕切板とが形成され、
第１接続通路と第２接続通路間に流れる空気流は、第２の仕切板によって分離されたそれぞれの吸着材と、第２の仕切板の先端側に設けられたキャニスタ内空間とを介して流れることを特徴とする。
【００２４】
このように構成すれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏しえるとともに、大気通路や第３の開閉弁を設ける必要がないため、構成を簡略化することができる。さらに、第１接続ポートから第２接続ポートへ向かって空気流が流れるとき、及び第２接続ポートから第１接続ポートへ向かって空気流が流れるときに、その空気流は、キャニスタ内の吸着材を貫通することになる。従って、広い範囲の吸着材から燃料蒸気を離脱させることができ、吸着性能の効果的な回復を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態によるパージ装置の構成を示す構成図である。本実施形態によるパージ装置は、例えば過給機を備えた自動車のエンジンに適用される。なお、過給機には、排気圧を利用してコンプレッサを回転させて吸入空気を過給する、いわゆるターボチャージャーの他、エンジンで発生した動力を利用してコンプレッサを回転させて吸入空気を過給する、いわゆるスーパーチャージャーや、電気モータによってコンプレッサを回転させて吸入空気を過給するものも含まれる。
【００２９】
内燃機関であるエンジン１の燃料タンク１１は、燃料蒸気通路であるエバポライン１２を介してキャニスタ１３と接続されている。キャニスタ１３内には吸着材１４が充填されている。燃料タンク１１内で発生した燃料蒸気が、エバポライン１２を介してキャニスタ１３内に導入されると、その燃料蒸気は吸着材１４に一時的に吸着される。
【００３０】
キャニスタ１３は、第１パージライン１７を介して、過給機４の下流側において、エンジン１の吸気管２と接続されている。その第１パージライン１７には第１パージ弁１８が設けられている。この第１パージ弁１８は、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）によって、その開き角度（開度）が任意の角度に調節可能な電磁弁である。
【００３１】
さらに、キャニスタ１３は、第２パージライン１９を介して、過給機４の上流側において、エンジン１の吸気管２と接続されている。第２パージライン１９には第２パージ弁２０が設けられている。第２パージ弁２０は、図示しないＥＣＵによって、開弁位置と平弁位置とのいずれかの位置に切り替えられるオンオフ弁である。なお、この第２パージ弁２０は、ＥＣＵからの駆動信号が与えられていないとき、閉弁する。
【００３２】
上述したエバポライン１２、第１パージライン１７及び第２パージライン１９に対応して、キャニスタ１３の上面には、図示しない燃料蒸気ポート、第１パージラインポート、及び第２パージラインポートが形成され、上述した各ライン１２，１７，１９は対応するポートに接続されて、キャニスタ１３内部に連通する。
【００３３】
キャニスタ１３の上面と対向する位置の底面には、図示しない大気ポートが形成されている。この大気ポートには、一端が大気に開放された大気ライン１５が接続されている。大気ライン１５には、図示しないＥＣＵによって開弁位置と閉弁位置とのいずれかに切り替えられる大気弁１６が設けられている。従って、大気弁１６が開弁位置となっているとき、キャニスタ１３内部に大気を導入することが可能である。なお、大気弁１６は、ＥＣＵからの駆動信号が与えられていないとき開弁する。
【００３４】
エバポライン１２が接続される燃料蒸気ポートの形成位置と、第１パージライン１７が接続される第１パージラインポートの形成位置との間において、キャニスタ１３の上面内側から、吸着材１４内に延びる第１仕切板１３ａが設けられている。また、エバポライン１２が接続される燃料蒸気ポートの形成位置と、第２パージライン１９が接続される第２パージラインポートの形成位置との間において、キャニスタ１３の上面内側から、吸着材１４内に延びる第２仕切板１３ｂが設けられている。
【００３５】
図１に示すように、キャニスタ１３の内部において、吸着材１４の上端位置とキャニスタ１３の上面との間には隙間がある。第１及び第２仕切板１３ａ，１３ｂは、エバポライン１２から導入された燃料蒸気が、吸着材１４に吸着されることなく、第１パージライン１７あるいは第２パージライン１９から放出されることを防止するものである。なお、第１の仕切板１３ａの吸着材１４内に延びる長さは、第２の仕切板１３ｂの吸着材１４内に延びる長さよりも長くなるように構成されている。
【００３６】
上記したＥＣＵは、吸気管２に設けられて吸入空気量を調整するスロットルバルブ３の開度やインジェクタ６からの燃料噴射量等を、種々のセンサによって検出された検出値に基づいて制御する。例えば、吸気管２のスロットルバルブ３の下流側に設けた吸気圧センサ５により検出される吸気圧や、図示しないエアフローセンサにより検出される吸入空気量、排気管に設けた空燃比センサにより検出される空燃比の他、イグニッション信号、エンジン回転数、エンジン冷却水温、アクセル開度等に基づいて、燃料噴射量やスロットル開度等を制御する。
【００３７】
さらに、ＥＣＵは、このような制御の他に、キャニスタ１３内に吸着された燃料蒸気を処理するためのパージ処理も実行する。このパージ処理について、以下に詳細に説明する。
【００３８】
まず、本実施形態においては、電動ポンプのような付加的な機器を用いることなく、燃料蒸気と空気との混合気（以下エバポガス）を吸気管２にパージするために、第１パージライン１７及び第２パージライン１９を設けている。
【００３９】
過給機４が作動して、吸入空気を過給しているときには、過給機４の下流側の吸気管２内の圧力は正圧となり、上流側の吸気管２の圧力は負圧となる。本実施形態では、吸入空気が過給されているときには、この正圧と負圧の圧力差を利用してエバポガスをパージするために、第１及び第２のパージ弁１８，２０を開き、大気弁１６を閉じる。これにより、過給機４の下流側の吸気管２から、第１パージライン１７、キャニスタ１３、及び第２パージライン１９を介して、過給機４の上流側の吸気管２に流れる空気流が発生する。この空気流が、キャニスタ１３内を通過する際に、吸着材１４に吸着している燃料蒸気を離脱させてエバポガスとなり、過給機４の上流側の吸気管２にパージされる。
【００４０】
このように、過給機４の上流側に発生した負圧と、過給機４の下流側に発生した正圧との圧力差を利用しているので、単に、過給機４の上流側の負圧のみを利用してエバポガスをパージする場合に比較して、充分なパージ量を確保することができる。
【００４１】
さらに、この場合、過給機４の下流側は、過給により正圧となって過給熱が発生するので、過給機４下流側の吸気管２内の空気は、その温度が上昇した状態となっている。この高温となった空気をキャニスタ１３内部に流すことにより、吸着材１４からの燃料蒸気の離脱性が向上する。このような要因によっても、過給時に充分なパージ量を確保することができる。
【００４２】
一方、過給機４による過給がなされていないか、僅かに過給されている低過給時においては、スロットル弁３の作動によって、スロットル弁３下流側の吸気管２内の圧力が負圧となる。このスロットル弁３の作動によって発生した負圧を利用してエバポガスをパージするため、第１パージ弁１８及び大気弁１６を開き、第２パージ弁２０を閉じる。この結果、大気ライン１５、キャニスタ１３、及び第１パージライン１７を介して、スロットル弁３の下流側の吸気管２に流れる空気流が発生する。この空気流が、キャニスタ１３内を通過する際に、吸着材１４に吸着している燃料蒸気を離脱させてエバポガスとなり、スロットル弁３の下流側の吸気管２にパージされる。
【００４３】
このようにして、本実施形態によるパージ装置によれば、無過給時もしくは低過給時はもちろんのこと、過給機４による過給時においても、十分なパージ量を確保することができる。
【００４４】
ここで、キャニスタ１３内に設けた第１及び第２の仕切板１３ａ，１３ｂに関して、第２の仕切板１３ｂの長さを第１の仕切板１３ａの長さよりも短くした理由について以下に説明する。
【００４５】
燃料タンク１１内において燃料蒸気が発生し、燃料蒸気通路１２を介してキャニスタ１３内に導入されたとき、その燃料蒸気は、まず、燃料蒸気通路１２が接続された燃料蒸気ポートの近くにある吸着材１４に吸着される。さらにキャニスタ１３内に燃料蒸気が導入されると、燃料蒸気を吸着する吸着材１４の範囲が、燃料蒸気ポートから遠方の範囲に拡大していく。この結果、燃料蒸気ポートの近くにある吸着材１４は、遠方にある吸着材１４よりも多くの燃料蒸気を吸着した状態となる。
【００４６】
第２の仕切板１３ａの長さを、第１の仕切板１３ａの長さよりも短く設定すると、過給時に、キャニスタ１３内において第１パージラインポートから第２パージラインポートへ向かう空気流は、燃料蒸気ポートに相対的に近い範囲の吸着材１４を通過するようになる。この結果、空気流は、燃料蒸気を多量に吸着した吸着材１４から燃料蒸気を離脱させ、高濃度のエバポガスを発生させることができる。過給機４による吸入空気の過給時には、多量の燃料蒸気をパージすることが可能であるので、このように多量の燃料蒸気を吸着した吸着材１４から燃料蒸気を離脱させ、高濃度のエバポガスを発生させても、十分にパージ処理可能である。また、このようにすれば、過給時における、燃料蒸気のパージ量を充分に確保することが容易になる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、図１に示すように、第１パージライン１７が接続される第１パージラインポートと、第２パージライン１９が接続される第２パージラインポートとの間に、エバポライン１２が接続される燃料蒸気ポートを配置している。このため、第１パージラインポートと第２パージラインポート間の距離を長く取ることができる。この結果、過給機４の過給時に、空気流がキャニスタ１３内を第１パージラインポートから第２パージラインポートへと流れるとき、キャニスタ１３内の広い範囲の吸着材１４から燃料蒸気を離脱させることができる。従って、このような理由からも、燃料蒸気を多量に含んだ高濃度のエバポガスを発生することができ、過給時により多くの燃料蒸気をパージすることが可能になる。
【００４８】
また、本実施形態では、キャニスタ１３の底面に大気ライン１５に接続される大気ポートを形成している。このため、無過給時もしくは低過給時において、キャニスタ１３内を大気ポートから第１パージラインポートに向かって空気が流れるときと、過給時に第１パージラインポートから第２パージラインポートへ向かって空気が流れるときとで、キャニスタ１３の吸着材１４内を空気流が流通する経路を異ならせることができる。これにより、燃料蒸気の吸着材１４からの離脱を、一部の吸着材１４からのみ行うのではなく、全体的に行うことができ、吸着材１４の吸着性を効果的に回復することができる。
【００４９】
なお、パージ処理時においては、例えば、排気管に設けられた空燃比センサの検出結果に基づいて、パージされるエバポガスによる燃料量と、インジェクタ６から噴射される燃料量との合計量により、狙いとする空燃比に一致するように、第１のパージ弁１８の開度が制御される。あるいは、エバポガスの濃度を検出するセンサなどの手段を設けて、予めエバポガスにより供給される燃料量を算出し、インジェクタ６からの燃料量との合計量が、目標燃料量に一致するように、第１のパージ弁１８の開度を制御しても良い。
【００５０】
本実施形態では、第１パージ弁１８のみが開度を調整可能な電磁弁からなり、第２パージ弁２０は単なるオンオフ弁である。しかしながら、上述したように、過給が行われていない、或いは過給の程度が小さい低過給時には、第１パージ弁１８を介して、エバポガスが吸気管２にパージされる。この場合、エンジン１に供給される燃料量は相対的に少ないので、エバポガスのパージ量も高精度に調節される必要があるが、第１パージ弁１８により、エバポガスの流量を所望の流量に制御することで対応できる。また、過給機４による過給時に、第２パージ弁２０を介して、エバポガスがパージされる際、そのエバポガスを形成するための空気はまず第１パージ弁１８を通過する。従って、第１パージ弁１８によって、エバポガスの流量を制御することが可能である。このため、第２パージ弁２０としては、構成がシンプルで低コストなオンオフ弁を用いることができる。
【００５１】
次に、パージ処理を行う際のＥＣＵの制御処理について、図２のフローチャートに基づいて説明する。なお、図２に示すパージ処理は、パージ実施条件が成立したときに実行される。パージ実施条件は、エンジン水温、油温、エンジン回転数などの運転状態に基づいて判断され、例えば、例えばエンジン冷却水温が所定値以上となってエンジン暖機完了と判断されると成立するように設定される。また、エンジン運転中であっても、例えば減速により燃料カットが実行されている場合には、実施条件不成立となり、パージが停止されるように設定される。
【００５２】
パージ実施条件が成立すると、まずステップＳ１１０において、過給機４による過給状態を検出する。この過給状態の検出は、例えば吸気圧センサ５によって過給機４の下流側の吸気管２圧力を検出したり、スロットル弁３の開度を検出することによって行われる。つまり、過給機４による過給が行われている場合には、吸気圧センサ５が検出する吸気圧が所定圧以上の正圧となったり、スロットル弁３の開度が所定開度以上まで開かれたりする。このため、吸気管圧力やスロットル弁開度から過給状態を判定することができるのである。
【００５３】
続くステップＳ１２０では、検出した過給状態に基づいて、過給機４による過給が行われている状態であるか、無過給、或いは無過給とみなしえる僅かな過給状態（低過給状態）であるかを判定する。なお、低過給状態とは、過給機４による過給が僅かであるため、スロットル弁３の作動により、スロットル弁３下流側の吸気管圧力が負圧となる状態を言う。
このとき、過給が行われている状態であると判定されると、ステップＳ１３０に進み、無過給或いは低過給状態であると判定されると、ステップＳ１４０に進む。
【００５４】
ステップＳ１３０では、第１パージ弁１８の開度を制御しつつ、第２パージ弁を開弁位置に切り替える。これにより、過給機４の下流側の吸気管２から、キャニスタ１３を介して過給機４の上流側の吸気管２に達する経路が形成される。従って、過給機４下流側の正圧と上流側の負圧との圧力差に基づく空気流が発生し、高濃度のエバポガスが吸気管２にパージされる。
【００５５】
一方、ステップＳ１４０では、大気弁１６を開いた状態で、第１パージ弁１８の開度を制御する。このとき、第２パージ弁２０は閉弁されたままである。従って、スロットル弁３下流側の負圧により、大気ライン１５からキャニスタ１３、第１パージライン１７を通過する空気流が発生して、エバポガスがパージされる。
【００５６】
上述した第１実施形態によるパージ装置においては、大気ライン１５に接続される大気ポートが、キャニスタ１３の底面に形成されたが、図３に示すように、この大気ポートをキャニスタ１３の上面に形成しても良い。この場合、大気ポートの形成位置と、他のポートの形成位置との間において、キャニスタ１３の上面内側から、その充填深さとほぼ同じ深さまで延びる第３の仕切板１３ｃを設ける。従って、吸着材１４は、第３の仕切板１３ｃによってほぼ完全に分離される。
【００５７】
このように構成した場合、無過給時或いは低過給時に、大気ライン１５が接続された大気ポートから第１パージライン１７が接続された第１パージラインポートに向かう空気流は、第３の仕切板１３ｃによって分離されたそれぞれの吸着材１４と、第３の仕切板１３ｃの先端側に形成される、吸着材１４とキャニスタ１３の底面との間の隙間１３ｄとを介して流れる。このため、上述した第１実施形態の場合と同様に、大気ポートから第１パージラインポートに向かって空気が流れるときと、第１パージラインポートから第２パージラインポートへ向かって空気が流れるときとで、キャニスタ１３の吸着材１４内部における各々の空気流の流通経路を異ならせることができる。
【００５８】
なお、大気ポートをキャニスタ１３の上面に設ける場合、図３に示すように、大気ポートと第１パージラインポートとの間に、第２パージラインポート及び燃料蒸気ポートが位置するように配置することが好ましい。これにより、大気ポートから第１パージラインポートへと空気が流れることで、キャニスタ１３内の吸着材１４の広い範囲から燃料蒸気を離脱させることができ、吸着材１４の吸着性を効果的に回復させることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるパージ装置について説明する。なお、第１実施形態のパージ装置と同様の構成については、同じ参照番号を付与することにより、説明を省略もしくは簡略化する。
【００６０】
第２実施形態によるパージ装置では、大気ライン及び大気弁を廃止した点が、上述した第１実施形態と異なる。以下、第２実施形態によるパージ装置について、図４に基づいて説明する。
【００６１】
図４に示すように、キャニスタ１３の上面には、エバポライン１２が接続される燃料蒸気ポートと、第１パージライン１７が接続される第１パージラインポートとが形成されている。そして、燃料蒸気ポートの形成位置と、第１パージラインポートの形成位置との間において、キャニスタ１３の上面内側から、吸着材１４内に延びる第１仕切板１３ａが設けられている。一方、キャニスタ１３の底面には、第２パージラインが接続される第２パージラインポートが形成されている。
【００６２】
このように、第２実施形態によるパージ装置では、キャニスタ１３内に大気を導入するための大気ライン及び大気弁が設けられていない。大気ライン及び大気弁を廃止しながら、過給機４による過給時はもちろんのこと、無過給時あるいは低過給時にも、エバポガスのパージを可能とするためのパージ処理について、以下に説明する。
【００６３】
まず、過給機１４による過給時においてエバポガスのパージを行う際には、第１実施形態と同様に、第１パージ弁１８と第２パージ弁２０を開く。これにより、過給機４の下流側の吸気管２から、第１パージライン１７、キャニスタ１３、及び第２パージライン１９を介して、過給機４の上流側の吸気管２に流れる空気流が発生する。この空気流が、キャニスタ１３内を通過する際に、吸着材１４に吸着している燃料蒸気を離脱させてエバポガスとなり、過給機４の上流側の吸気管２にパージされる。
【００６４】
一方、過給機４による過給がなされていないか、僅かに過給されている低過給時においてエバポガスのパージを行う際には、上述した場合と同様に、第１パージ弁１８と第２パージ弁２０を開く。無過給時あるいは低過給時に、エバポガスをパージするには、スロットル弁３の作動によって発生した負圧を利用することになる。第１及び第２パージ弁１８，２０を開くことにより、キャニスタ１３を介して、過給機４の上流側とスロットル弁３の下流側とを連通する経路が形成される。このため、スロットル弁３の作動によって発生した負圧により、過給機４の上流側からスロットル弁３の下流へと向かう空気流が発生する。この空気流が、キャニスタ１３内を通過する際に、吸着材１４に吸着している燃料蒸気を離脱させてエバポガスとなり、スロットル弁３の下流側の吸気管２にパージされる。
【００６５】
このようにして、第２実施形態によるパージ装置においても、大気ライン及び大気弁を廃止しながら、過給機４による過給時はもちろんのこと、無過給時もしくは低過給時においても、充分な量のエバポガスをパージすることができる。
【００６６】
さらに、本実施形態のパージ装置によれば、キャニスタ１３内を第１パージラインポートから第２パージラインポートへ向かって空気が流れるとき、及び第２パージラインポートから第１パージラインポートへ向かって空気が流れるときに、その空気流は、キャニスタ１３内の吸着材１４を貫通することになる。従って、広い範囲の吸着材１４から燃料蒸気を離脱させることができ、吸着性能の効果的な回復を図ることができる。
【００６７】
上述した第２実施形態によるパージ装置においては、第２パージライン１９に接続される第２パージラインポートが、キャニスタ１３の底面に形成されたが、図５に示すように、この第２パージラインポートをキャニスタ１３の上面に形成しても良い。この場合、第２パージラインポートと第１パージラインポートとの間に、燃料蒸気ポートが位置するようにそれぞれのポートを配置する。さらに、第２パージラインポートの形成位置と、燃料蒸気ポートの形成位置との間において、キャニスタ１３の上面内側から、その充填深さとほぼ同じ深さまで延びる第４の仕切板１３ｅを設ける。
【００６８】
このように構成した場合、無過給時或いは低過給時に、第２パージライン１９が接続された第２パージラインポートから第１パージライン１７が接続された第１パージラインポートに向かう空気流は、第４の仕切板１３ｅによって分離されたそれぞれの吸着材１４と、吸着材１４の下端とキャニスタ１３の底面との間の隙間１３ｄとを介して流れる。
【００６９】
このとき、第１パージラインポートと第２パージラインポートの間に燃料蒸気ポートを配置して、第１及び第２パージラインポート間の距離を長くとっているため、キャニスタ１３内の吸着材１４の広い範囲から燃料蒸気を離脱させることができ、吸着材１４の吸着性を効果的に回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態によるパージ装置の構成を示す構成図である。
【図２】パージ処理を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態のパージ装置の変形例によるキャニスタの構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるパージ装置の構成を示す構成図である。
【図５】第２実施形態のパージ装置の変形例によるキャニスタの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  エンジン
２  吸気管
３  スロットル弁
４  過給機
１１  燃料タンク
１２  エバポライン
１３  キャニスタ
１４  吸着材
１５  大気ライン
１６  大気弁
１７  第１パージライン
１８  第１パージ弁
１９  第２パージライン
２０  第２パージ弁
【図１】
0004661656.tif 000002
【図２】
0004661656.tif 000003
【図３】
0004661656.tif 000004
【図４】
0004661656.tif 000005
【図５】
0004661656.tif 000006