(57)【要約】【課題】  この発明は、蒸発燃料処理装置に関し、機関停止中に吸気通路内に生じた蒸発燃料を確実に吸着処理することを目的とする。【解決手段】  吸気通路１４に連通する連通路３６を設ける。蒸発燃料を吸着する吸着材３４を吸気通路１４のエアクリーナ２４内に設ける。吸気通路１４内に滞留する蒸発燃料を含むガスを吸着材３４に供給するポンプ３８を連通路３６上に設ける。内燃機関１０の停止後に、上記ガス中の蒸発燃料濃度の上昇が収まった後の時点をポンプ３８の作動開始時期とし、当該開始時期からの所定の作動時間に渡ってポンプ３８を作動させる。【選択図】      図１
2005337162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に連通する連通路と、
前記吸気通路および前記連通路の少なくとも一方に配置され、蒸発燃料を吸着する蒸発燃料吸着材と、
前記連通路上に配置され、吸気通路内に滞留する蒸発燃料を含むガスを前記蒸発燃料吸着材に供給する供給手段と、
内燃機関の停止後に、前記ガス中の蒸発燃料濃度の上昇速度が所定値以下に達した時点を前記供給手段の作動開始時期とする作動開始時期設定手段と、
前記作動開始時期設定手段により設定された作動開始時期からの所定の作動時間に渡って前記供給手段を作動させる作動実行手段と、
を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記作動開始時期は、蒸発燃料濃度の上昇が収まった後であることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記作動時間は、前記吸気通路の内容積に相当する量の前記ガスを、前記供給手段が前記蒸発燃料吸着材に供給可能な時間に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記作動開始時期は、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記蒸発燃料吸着材は、燃料タンク内に生ずる蒸発燃料を吸着するキャニスタであり、
前記連通路は、前記キャニスタに吸着された蒸発燃料を前記吸気通路に供給するためのパージ通路と、前記キャニスタの大気連通路とを含み、
前記供給手段は、前記キャニスタの大気連通路上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
燃料タンク内に生ずる蒸発燃料を吸着するキャニスタを備え、
前記蒸発燃料吸着材は、前記吸気通路内に配置されており、
前記連通路は、前記キャニスタに吸着された蒸発燃料を前記吸気通路に供給するためのパージ通路と、前記キャニスタの大気連通路とを含み、
前記供給手段は、前記キャニスタの大気連通路上に設けられており、
前記供給手段を作動させることで少なくとも前記燃料タンク内と前記パージ通路内を負圧状態にする負圧生成動作を内燃機関の停止後に実行し、前記燃料タンクおよび前記パージ通路の気密性が充足されているか否かを診断する自己診断装置を備え、
前記蒸発燃料吸着材に供給されるガスは、前記負圧生成動作時に前記燃料タンクから排出されるガスであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、内燃機関の停止中に吸気通路内に生じた蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００３−１０６２２５号公報には、吸気通路内に、蒸発燃料を吸着する吸着材を備える内燃機関の蒸発燃料吸着装置が開示されている。この装置は、内燃機関の停止中に吸気通路内に生じた蒸発燃料を吸着材に吸着させるものである。上記従来の装置によれば、機関停止中に吸気通路内の蒸発燃料が外部に漏れ出るのを抑制することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０６２２５号公報
【特許文献２】実開昭５３−１３２５２５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、運転停止状態にある内燃機関において、吸気通路内には、その通路内のガスが熱膨脹することにより生ずるガスの移動のみしか生じない。上述した従来の装置は、積極的に蒸発燃料を吸着できる構成にはなっていないため、吸気通路内に生ずる蒸発燃料を十分に吸着させることが困難な場合がある。そして、そのような場合には、吸着材に吸着されなかった蒸発燃料は、次回の内燃機関の始動初期時において、筒内に吸入された後に燃焼に付されることなく排気通路に流出することとなり、内燃機関のエミッション性能を悪化させる恐れがある。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、機関停止中に吸気通路内に生じた蒸発燃料を確実に吸着処理し得る蒸発燃料処理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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、吸気通路に連通する連通路と、
前記吸気通路および前記連通路の少なくとも一方に配置され、蒸発燃料を吸着する蒸発燃料吸着材と、
前記連通路上に配置され、吸気通路内に滞留する蒸発燃料を含むガスを前記蒸発燃料吸着材に供給する供給手段と、
内燃機関の停止後に、前記ガス中の蒸発燃料濃度の上昇速度が所定値以下に達した時点を前記供給手段の作動開始時期とする作動開始時期設定手段と、
前記作動開始時期設定手段により設定された作動開始時期からの所定の作動時間に渡って前記供給手段を作動させる作動実行手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記作動開始時期は、蒸発燃料濃度の上昇が収まった後であることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記作動時間は、前記吸気通路の内容積に相当する量の前記ガスを、前記供給手段が前記蒸発燃料吸着材に供給可能な時間に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記作動開始時期は、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力に基づいて決定されることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記蒸発燃料吸着材は、燃料タンク内に生ずる蒸発燃料を吸着するキャニスタであり、
前記連通路は、前記キャニスタに吸着された蒸発燃料を前記吸気通路に供給するためのパージ通路と、前記キャニスタの大気連通路とを含み、
前記供給手段は、前記キャニスタの大気連通路上に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１乃至第４の発明の何れにおいて、燃料タンク内に生ずる蒸発燃料を吸着するキャニスタを備え、
前記蒸発燃料吸着材は、前記吸気通路内に配置されており、
前記連通路は、前記キャニスタに吸着された蒸発燃料を前記吸気通路に供給するためのパージ通路と、前記キャニスタの大気連通路とを含み、
前記供給手段は、前記キャニスタの大気連通路上に設けられており、
前記供給手段を作動させることで少なくとも前記燃料タンク内と前記パージ通路内を負圧状態にする負圧生成動作を内燃機関の停止後に実行し、前記燃料タンクおよび前記パージ通路の気密性が充足されているか否かを診断する自己診断装置を備え、
前記蒸発燃料吸着材に供給されるガスは、前記負圧生成動作時に前記燃料タンクから排出されるガスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、内燃機関の停止後に、供給手段によって吸気通路内に滞留する蒸発燃料を含むガスを蒸発燃料吸着材に供給するための積極的なガス流動を生じさせることができる。また、本発明によれば、上記ガス中の蒸発燃料濃度に基づき、適切なタイミングで供給手段を所定時間作動させることにより、蒸発燃料の処理に必要な電力消費を抑えることができる。このため、本発明によれば、機関停止中に吸気通路内に生じた蒸発燃料を確実に吸着処理し得る蒸発燃料処理装置を実現することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、新たに蒸発燃料が生ずることのない好適なタイミングで供給手段を作動させることができる。このため、本発明によれば、吸気通路内の蒸発燃料を更に確実に処理することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、供給手段の作動時間を必要かつ最小限にすることができる。このため、本発明によれば、消費電力を抑えつつ、吸気通路内の蒸発燃料を更に確実に処理することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、供給手段の作動開始時期を燃料圧力の変化に基づいて決定することができる。機関停止後の初期状態では、燃料噴射弁から吸気通路内に燃料が漏れ出ることで、燃料デリバリーパイプ内に残存する燃料圧力が低下することとなり、それに伴い、吸気通路内に生ずる蒸発燃料量が増加する。このため、本発明によれば、燃料圧力の変化に基づいて蒸発燃料量の増加を検知することができ、蒸発燃料の処理を行うための適切なタイミングを決定することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、新たに装置を追加する必要なしに、すなわち、機関に既存の装置を利用して蒸発燃料の処理を行うことができる。
【００１７】
第６の発明によれば、機関に既存の自己診断装置が実行する負圧生成動作を利用して、その動作と同時に吸気通路内の蒸発燃料の処理を行うことができる。このため、本発明によれば、吸気通路内の蒸発燃料の吸着処理に必要な装置構成の簡略化を実現することができ、また、供給手段が消費する電力を更に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関１０の構成を説明するための図である。内燃機関１０は、シリンダヘッド１２を備えている。シリンダヘッド１２には、吸気通路１４が連通している。吸気通路１４は、上流側から順に説明すると、吸気管１６、サージタンク１８、インテークマニホールド２０、および吸気ポート２２として構成されている。吸気管１６には、エアクリーナ２４が配置されている。エアクリーナ２４の下流には、スロットルバルブ２６が設けられている。
【００１９】
スロットルバルブ２６の下流側の吸気管１６には、サージタンク１８を介して、吸入空気を各気筒に分配するためのインテークマニホールド２０が連通している。インテークマニホールド２０は、吸気ポート２２と連通するようにしてシリンダヘッド１２に取り付けられている。吸気ポート２２には、ポート内に燃料を噴射するための燃料噴射弁２８が組み込まれている。燃料噴射弁２８には、燃料デリバリーパイプ３０が接続されている。燃料デリバリーパイプ３０には、燃料噴射弁２８に供給される燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３２が組み込まれている。
【００２０】
エアクリーナ２４内には、蒸発燃料吸着材３４（以下、単に「吸着材３４」と省略することがある）が組み込まれている。吸着材３４は、内燃機関１０の停止中に吸気通路１４内に生じた蒸発燃料（HC）を吸着する機能を有している。具体的には、吸着材３４は、活性炭等が用いられる粒状の吸着素材を両側から通気性が確保されたケースによって挟み込むように構成されている。
【００２１】
インテークマニホールド２０には、吸気ポート２２との結合部の近傍に、連通路３６が連通している。連通路３６は、その途中に、ポンプ３８を備えている。ポンプ３８は、吸気通路１４内に空気を圧送可能に構成されている。また、連通路３６は、その端部にフィルタ４０を備えており、そのフィルタ４０を介して大気に開放されている。更に、連通路３６には、ポンプ３８とインテークマニホールド２０側端部との間に、開閉可能に構成された電磁弁４２が設けられている。このような構成によれば、電磁弁４２が開放された状態でポンプ３８を駆動することにより、空気を吸気通路１４内に圧送することができる。尚、連通路３６は、その途中で分岐され、インテークマニホールド２０の各気筒への分配部にそれぞれ連通されるものであってもよい。
【００２２】
また、本実施形態のシステムは、ECU４４を備えている。ECU４４には、上述した燃料圧力センサ３２等の各種センサが接続されている。また、ECU４４には、上述した燃料噴射弁２８、ポンプ３８、および電磁弁４２等のアクチュエータが接続されている。
【００２３】
以上のように構成された本実施形態のシステムでは、内燃機関１０の停止時点から所定時間経過した後に、ポンプ３８を作動させて吸気通路１４内に空気を送り込むこととしている。すなわち、内燃機関１０の停止後の所定タイミングに、電磁弁４２が開放され、ポンプ３８が作動すると、空気がフィルタ４０を介して連通路３６内に導入される。連通路３６内に導入された空気は、インテークマニホールド２０内に送り込まれる。その結果、吸気通路１４内に滞留するHCが吸着材３４に供給される。このため、本実施形態のシステムによれば、外部から吸気通路１４内に空気を送り込むことにより、吸気通路１４内に滞留するHCを強制的に吸着材３４に吸着させることができる。以下、このポンプ３８を作動させて行う動作を、「蒸発燃料吸着運転」と称する。
【００２４】
内燃機関１０の停止中に吸気通路１４内に滞留する蒸発燃料の発生源は、主に、内燃機関１０の停止後に各吸気ポート２２に設けられた燃料噴射弁２８から漏れ出た燃料であり、それ以外には、内燃機関１０の運転中に各気筒の燃焼室から吸気通路１４内に吹き返された燃料がそれに相当している。これらの燃料は、機関停止後に内燃機関本体から伝達する熱により加熱されて蒸発し、吸気通路１４内に滞留することとなる。そして、その蒸発燃料が吸気通路１４内に滞留していると、次回の機関の始動初期時において、筒内に吸入された後に燃焼に付されることなく排気通路に流出することとなり、内燃機関１０のエミッション性能を悪化させる恐れがある。そこで、本実施形態のシステムでは、上述した蒸発燃料吸着運転を実行し、吸気通路１４内のHCを積極的に吸着処理することとしている。
【００２５】
ところで、車両の電源を用いて上記運転が実行されるのは、内燃機関１０の停止後であるため、ポンプ３８の作動時間は極力短いものとし、効率良く上記運転を実行することで、消費電力を抑制させたいという要求がある。従って、ポンプ３８の適切な作動開始時期の設定、およびその作動時間を必要最小限なものに設定することが重要となる。以下、本実施形態のシステムが上記蒸発燃料吸着運転の実行開始時期の設定、およびその運転時間の設定について説明する。
【００２６】
図２は、蒸発燃料吸着運転の実行開始時期の設定手法について説明するための図である。より具体的には、図２（Ａ）は、内燃機関停止後の経過時間と燃料圧力との関係を示す図であり、図２（Ｂ）は、内燃機関停止後の経過時間とTHC濃度との関係を示す図である。
【００２７】
図２（Ａ）は、機関停止後の燃料噴射弁２８の燃料圧力の推移を示している。具体的には、内燃機関１０の停止直後には、燃料デリバリーパイプ３０内に高圧状況下にある燃料が残存している。このため、図２（Ａ）に示すように、機関停止直後には、燃料圧力が高い状態に維持されている。その後は、時間の経過とともに、燃料噴射弁２８から吸気ポート２２内に燃料が漏れ出すことで、吸気通路１４内圧力と均衡するようになるまでの間は、燃料圧力が低下する。つまり、燃料圧力の低下に伴い、吸気通路１４内に漏れ出す燃料量が増加する。従って、機関停止後のTHC濃度は、図２（Ｂ）に示すように、燃料圧力の低下に応じて上昇することとなり、その後、下降に転ずる。また、この際、図２（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁２８に近い吸気ポート２２の近傍の方が、サージタンク１８の中央部に比してTHC濃度が高くなるという傾向を示す。
【００２８】
機関停止後に吸気通路１４内に滞留する蒸発燃料の濃度は上記のような傾向を示すため、効果的に蒸発燃料吸着運転を実行するには、その実行時期をTHC濃度に基づいて決定するのが望ましい。そこで、本実施形態のシステムでは、機関停止後にTHC濃度の上昇が収まった後を、蒸発燃料吸着運転の実行開始時期とした。また、その運転時間は、吸気通路１４の内容積（具体的には、サージタンク１８およびインテークマニホールド２０の内容積）に相当する量の空気を、ポンプ３８が吸着材３４に供給可能な時間となるように設定することとした。
【００２９】
図３は、図１に示すECU４４が上記機能を実現するために実行するルーチンのフローチャートである。図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０が停止したか否かが判定される（ステップ１００）。
その結果、内燃機関１０の停止が確認されると、機関停止時点から所定時間T1が経過したか否かが判定される（ステップ１０２）。具体的には、ECU４４は、内燃機関１０が停止するとスタンバイ状態とされる。ECU４４は、このスタンバイ状態において、機関停止時点からの時間経過をカウントする機能を有している。既述したように、蒸発燃料吸着運転を実施する時期は、機関停止後に吸気通路１４中のTHC濃度の上昇が収まった後とするのが良い。上記の所定時間T1は、そのような実施時期を設定すべく、予め実験等により得られた値であり、具体的には、機関停止後の経過時間とTHC濃度との関係（図２（Ｂ）参照）に基づいて設定されるものである。このため、本ステップ１０２の処理によれば、蒸発燃料吸着運転の実施時期、すなわち、ポンプ３８の作動開始時期をTHC濃度に基づいて決定することができる。
【００３０】
上記ステップ１０２において、所定時間T1の経過が判定されると、次に、ECU４４が本起動状態とされ（ステップ１０４）、それ以後の処理において蒸発燃料吸着運転が実行される。すなわち、連通路３６に設けられた電磁弁４２が開放され（ステップ１０６）、次いで、ポンプ３８が駆動される（ステップ１０８）。
【００３１】
次に、ポンプ３８の作動開始時点から所定のポンプ作動時間T2が経過したか否かが判定される（ステップ１１０）。本実施形態のシステムでは、本ステップ１１０で用いるポンプ作動時間T2を、上記のように、吸気通路１４の容量に基づいて、その容量分の空気の供給を行うためにポンプ３８の容量との関係で決定される時間としている。つまり、HCが滞留する吸気通路１４の内容積と同等量の空気をポンプ３８により送り込むこととしている。このため、本ステップ１１０の処理によれば、吸気通路１４内に滞留するHCを吸着材３４に導くことができる。
【００３２】
上記ステップ１１０において、所定のポンプ作動時間T2の経過が判定されると、ポンプ３８の作動が停止される（ステップ１１２）。次いで、電磁弁４２が閉止される（ステップ１１４）。そして、次回の機関運転が開始されるまでの間は、ECU４４が停止状態とされる（ステップ１１６）。
【００３３】
上記図３に示すルーチンの処理によれば、内燃機関１０が停止された後に、外部から空気を送り込むことで、吸気通路１４内のHCを吸着材３４に供給するための積極的なガス流動を生じさせることができる。また、上記の処理によれば、機関停止後にHC濃度の上昇が収まった後にポンプ３８を所定時間作動させたことにより、蒸発燃料吸着運転の実施後に新たにHCが発生することのない最適なタイミングで、必要最小限の作動時間で上記運転を実行することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ポンプ３８の消費電力を抑えつつ、吸気通路１４内のHCを確実に吸着処理することができる。
【００３４】
ところで、上述した実施の形態１においては、機関停止後に蒸発燃料濃度の上昇が収まった後を、ポンプ３８の作動開始時期としているが、本発明における供給手段の作動開始時期の設定はこれに限定されるものではない。すなわち、その作動開始時期は、吸気通路１４内のガス中の蒸発燃料濃度の上昇速度が所定値以下に達した時点であってもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態１においては、吸気通路１４の内容積に相当する量の空気を、ポンプ３８が吸着材３４に供給可能な時間となるように設定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記の量以上の空気を供給可能な時間となるように設定してもよい。
【００３６】
また、上述した実施の形態１においては、フィルタ４０から取り込んだ空気をポンプ３８により吸気通路１４内に供給することとしているが、機関停止時に吸着材３４への積極的なHCの吸着を促す構成は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、図１に示す構成において、エアクリーナ２４内に設けられたエアフィルタと吸着材３４との間と、ポンプ３８の上流側の連通路３６とを連通させる連通路を設けることとしてもよい。このような構成によれば、ポンプ３８、連通路３６、吸気通路１４、および吸着材３４を循環する通路を形成することができ、上述した実施の形態１の構成に比して、より効率良くHCを吸着させることが可能となる。更に、この場合、エアクリーナ２４の上流側の吸気通路１４に、機関停止時には閉止し、機関運転時には開放する開閉弁を設けることとしてもよい。これにより、エアクリーナ２４の上流側からの空気の流入を防ぐことで、吸気通路１４内のガスの希釈化防止と、そのガスの循環効率の向上を実現でき、その結果として、更に効率良くHCを吸着させることができる。
【００３７】
また、上述した実施の形態１においては、機関停止後の経過時間とTHC濃度との関係に基づいて、蒸発燃料吸着運転の実施タイミングを決定することとしているが、機関停止後に吸気通路１４内に滞留する蒸発燃料の濃度の上昇が収まったことを判定する手法は、これに限定されるものではない。すなわち、燃料圧力センサ３２が発する出力をモニタすることにより、燃料圧力に基づいて判定するものであってもよい。より具体的には、例えば、燃料圧力が燃料噴射弁２８から漏れ出さない圧力以下に低下した時点を判定タイミングとしてもよい。或いは、HC濃度を検出するHC濃度センサを吸気通路１４に組み込むことで、吸気通路１４内のHC濃度を直接検出するものとして、上記の判定を行うものであってもよい。
【００３８】
尚、上述した実施の形態１においては、ポンプ３８が、前記第１の発明における「供給手段」に相当している。また、ECU４４が、上記ステップ１００および１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「作動開始時期設定手段」が、上記ステップ１０８〜１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「作動実行手段」が、それぞれ実現されている。
【００３９】
実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図４は、本発明の実施の形態２の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関５０の構成を説明するための図である。以下、図４において、図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００４０】
本実施形態のシステムは、図４に示すように、吸気通路１４に連通する連通路５２を備え、その連通路５２の途中に蒸発燃料吸着材５４を配置していることを特徴としている。具体的には、連通路５２は、吸気通路１４内で蒸発燃料の溜まり易い低い位置であるサージタンク１８の下部に接続されており、更に、連通路５２内へのオイルの浸入を防止すべく、その先端がタンク内部に突出するように設けられている。連通路５２の他端は大気に開放されている。連通路５２には、その他端と吸着材５４との間に、ポンプ５６が設置されている。ポンプ５６は、吸着材５４を介して吸気通路１４内のガスを吸引可能に構成されている。また、連通路５２には、吸着材５４とサージタンク１８側端部との間に、開閉可能に構成された電磁弁５８が設けられている。
【００４１】
このような構成によれば、機関停止時に電磁弁５８が開放された状態でポンプ５６が作動すると、吸気通路１４内のガスが吸着材５４に供給される。このため、本実施形態のシステムによれば、吸気通路１４内に滞留するHCを吸着材５４に吸着させることができる。また、本実施形態のシステムでは、吸着材５４をポンプ５６の吸引側に配置したことにより、HCがポンプ５６に吸引されるのを防ぐことができ、HCが内部に混入することによるポンプ５６の損傷を防止することができる。尚、吸着材５４に吸着されたHCは、次回の機関始動後であって暖機が完了した後に、電磁弁５８の開度が所定の開度に調整されながら、内燃機関５０の吸気負圧によって吸着材５４に空気が供給されることで脱離し、筒内に吸入される。
【００４２】
本実施形態のシステムにおいて、蒸発燃料吸着運転を実施するタイミング、およびポンプ作動時間T2の設定については、上述した実施の形態１の手法と同様であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。すなわち、本実施形態のシステムは、図４に示す構成を用いて、ECU４４に図３に示すルーチンと同様のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００４３】
ところで、上述した実施の形態２においては、吸気通路１４内のガスをポンプ５６により吸引し、連通路５２の他端から吐出するように構成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、図４に示す構成において、ポンプ５６の吐出口をインテークマニホールド２０の吸気ポート２２の近傍部に連通させることとしてもよい。このような構成によれば、吸気通路１４、連通路５２、吸着材５４、およびポンプ５６を循環する通路を形成することができ、上述した実施の形態２の構成に比して、より効率良くHCを吸着させることが可能となり、また、より容量の小さいポンプでも十分な吸着効率を得ることができる。
【００４４】
実施の形態３．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図５は、本発明の実施の形態３の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関６０の構成を説明するための図である。以下、図５において、図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００４５】
本実施形態のシステムは、図５に示すように、燃料タンク６２内に生ずる蒸発燃料を吸着させるために設けられたキャニスタ（吸着材）を、吸気通路１４内に滞留する蒸発燃料を吸着させる蒸発燃料吸着材６４として兼用し、キャニスタと吸気通路１４とに連通するパージ通路を、吸気通路１４内のHCを吸着材６４に供給するための連通路６６として兼用している点を特徴としている。また、本実施形態のシステムでは、燃料タンク６２、連通路（パージ通路）６６、後述する電磁弁７０等により、燃料タンク６２内に生ずる蒸発燃料を処理するための装置を構成している。そして、本実施形態のシステムは、その処理装置が正常に機能しているか否かを確認する装置、具体的には、上記処理装置内の気密性が充足されているか否かを診断する機能を有する車載式自己診断装置（OBD）を備えるものである。OBDは、その診断機能を実行するためのポンプ６８を備えている。本実施形態のシステムは、OBDが備えるポンプ６８を、吸気通路１４内のHCを吸着材６４に供給するための供給手段として用いた点を特徴としている。
【００４６】
具体的には、図５に示すように、連通路６６は、上述した実施の形態２と同様の理由で、サージタンク１８の下部に接続されている。連通路６６は、その途中に、開閉可能に構成された電磁弁７０を備え、その他端は、吸着材６４に連通している。吸着材６４と燃料タンク６２とは、タンク連通路７２を介して連通している。タンク連通路７２は、その途中に、開閉可能に構成されたタンク電磁弁７４を備えている。吸着材６４には、更に、他端が大気に開放された大気連通路７６が連通している。上述したポンプ６８は、大気連通路７６上に設置されている。ポンプ６８は、吸着材６４を介して吸気通路１４内のガスを吸引可能に構成されている。
【００４７】
本実施形態における蒸発燃料吸着運転は、上述した構成を用いて、タンク電磁弁７４を閉止状態としたうえで電磁弁７０を開放状態とし、ポンプ６８を作動させることにより実行される。その結果、吸気通路１４内のガスが吸着材６４に供給される。尚、キャニスタである吸着材６４に吸着されたHCの脱離は、次回の機関運転開始後に、燃料タンク６２内の蒸発燃料の脱離と同時に行われる。
【００４８】
図６は、図５に示すECU７８が蒸発燃料吸着運転を行うために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図６において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４９】
図６に示すルーチンは、ステップ１１８および１２０が追加されている点を除き、図３に示すルーチンと同様である。すなわち、図６に示すルーチンでは、内燃機関６０の停止が確認され（ステップ１００）、機関停止時点から所定時間T1が経過すると（ステップ１０２）、ECU７８が本起動状態とされる（ステップ１０４）。次に、タンク電磁弁７４が閉止される（ステップ１１８）。以下、ステップ１０６〜１１４の処理が順に実行されることにより、蒸発燃料吸着運転が実現される。次いで、タンク電磁弁７４が開放され（ステップ１２０）、次回の機関運転が開始されるまでの間は、ECU７８が停止状態とされる（ステップ１１６）。
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、新たに装置を追加する必要なしに、すなわち、機関に既存の装置を利用して、内燃機関６０の停止後に吸気通路１４内に滞留するHCの処理を行うことができる。
【００５０】
尚、上述した実施の形態３においては、連通路６６および大気連通路７６が、前記第５の発明における「連通路」に相当している。
【００５１】
実施の形態４．
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図７は、本発明の実施の形態４の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関８０の構成を説明するための図である。以下、図７において、図５に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００５２】
本実施形態のシステムは、上述した実施の形態３のシステムと同様のOBDを備えており、OBDが既述した診断を行う動作（以下、「OBD検出動作」と称する）を利用して、蒸発燃料吸着運転を行うことを特徴としている。そのための構成として、本実施形態のシステムは、実施の形態３の構成に加え、図７に示すように、連通路６６と吸着材６４の大気連通路７６とを連通させるバイパス通路８２を備えている。バイパス通路８２は、電磁弁７０と吸着材６４との間で連通路６６から分岐しており、その途中に、開閉可能に構成された電磁弁８４を備えている。また、本実施形態のシステムは、連通路６６におけるバイパス通路８２の分岐点と吸着材６４との間に同様の電磁弁８６を、大気連通路７６におけるバイパス通路８２の分岐点より開放端側に同様の電磁弁８８を、それぞれ備えている。更に、燃料タンク６２には、タンク内圧力を検出する圧力センサ９０が取り付けられている。エアクリーナ２４内には、実施の形態１または２と同様に、吸着材３４が組み込まれている。
【００５３】
上述したOBD検出動作は、内燃機関８０の停止中に実行されるものである。OBD検出動作では、先ず、本実施形態のシステムが備える電磁弁７０等の各電磁弁を、図８を参照して後述するようにそれぞれ所定の開放状態または閉止状態としたうえで、ポンプ６８を作動させて燃料タンク６２内および連通路６６等の各通路内を負圧状態とする。以下、この動作を「負圧生成動作」と称する。次いで、電磁弁７０を閉止状態として、圧力センサ９０に基づいて燃料タンク６２および連通路６６等の各通路の気密性が充足されているか否かを診断する。
【００５４】
本実施形態のシステムでは、上記OBD検出動作を利用して、OBDによる負圧生成動作時に、燃料タンク６２から排出されるガスを吸気通路１４内に供給することとした。また、OBDの診断が終了した後に燃料タンク６２内圧力を大気圧に復帰させる際には、吸気通路１４から燃料タンク６２に向かうガスの流れが生ずる。そこで、本実施形態では、そのガスの流れを利用して、吸気通路１４内のHCを吸着材６４（キャニスタ）を介して燃料タンク６２内に導くこととした。
【００５５】
図８は、図７に示すECU９２が上記機能を実現するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図８において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５６】
図８に示すルーチンでは、先ず、内燃機関８０の停止が確認された後（ステップ１００）、機関停止時点から所定時間T3が経過したか否かが判定される（ステップ１２２）。本ルーチンでは、蒸発燃料吸着運転を実施する時期を、機関停止後に吸気通路１４中のTHC濃度の上昇が収まった後の時期であって、所定のOBD検出動作開始条件が成立した時期となるように設定している。上記の所定時間T3は、そのような実施時期が実現されるように定められたものである。
【００５７】
上記ステップ１２２において、所定時間T3の経過が判定されると、ECU７４が本起動状態とされる（ステップ１０４）。次いで、OBDによる負圧生成動作を行うべく、以下のステップの処理が実行される。すなわち、電磁弁８８の閉止（ステップ１２４）、電磁弁８６の閉止（ステップ１２６）、電磁弁８４の開放（ステップ１２８）、タンク電磁弁７４の開放（ステップ１３０）、電磁弁７０の開放（ステップ１３２）が実行された後、ポンプ６８が駆動される（ステップ１３４）。
【００５８】
次に、燃料タンク６２のタンク内圧Pが設定圧力P1より低いか否かが判定される（ステップ１３６）。ここで用いられる設定圧力P1は、タンク内圧PがOBDを実行し得る圧力以下に低下したか否かを判定するための圧力値として予め設定されたものである。
その結果、上記ステップ１３６において、タンク内圧Pが設定圧力P1以下に低下したと判別されるまでの間は、ポンプ６８が駆動される。つまり、その間は、蒸発燃料吸着運転が実行される。そして、タンク内圧Pが設定圧力P1以下より低下した場合には、ポンプ６８の駆動が停止される（ステップ１３８）。
【００５９】
次いで、OBDの診断処理が行われる（ステップ１４０）。この処理は、電磁弁８６が開放され、電磁弁７０が閉止された状態で実施される。
上記ステップ１４０におけるOBDの診断処理が完了すると、上記ステップ１３４および１３６の処理によりポンプ６８がONとされた期間中のポンプ流量Qが設定値Q1より大きいか否かが判定される（ステップ１４２）。ここで用いられる設定値Q1は、吸気通路１４内に滞留するHCを吸着材３４に導くために必要なガスの流量として、吸気通路１４の容量に基づいて予め設定された値である。
【００６０】
上記ステップ１４２において、ポンプ流量Qが設定値Q1より大きいと判別された場合は、所定の蒸発燃料吸着運転の実行が完了したものと判断することができる。この場合、タンク内圧Pを通常時の圧力に戻すべく、以下のステップの処理が実行される。すなわち、電磁弁８４の閉止（ステップ１４４）、電磁弁７０の開放（ステップ１４６）が実行される。この処理によれば、吸気通路１４内のHCを含むガスが連通路６６、吸着材６４を介して燃料タンク６２内に導入される。
【００６１】
次に、タンク内圧Pが設定圧力P2以上か否かが判定される（ステップ１４８）。ここで用いられる設定圧力P2は、タンク内圧Pが通常時の圧力（大気圧）にまで回復したか否かを判定するための圧力値として予め設定されたものである。
その結果、上記ステップ１４８において、タンク内圧Pが設定圧力P2以上の値に達したと判別された場合は、電磁弁８８が開放され（ステップ１５０）、電磁弁７０が閉止される（ステップ１５２）。
【００６２】
一方、上記ステップ１４２において、ポンプ流量Q＞設定値Q1が成立しないと判別された場合は、OBDによる負圧生成動作のみでは、所定の蒸発燃料吸着運転を完了するのに十分でなかったと判断することができる。このため、次に、ポンプ流量Q、すなわち、吸気通路１４内へのガス供給量が、設定値Q1を上回ると判断されるまで蒸発燃料吸着運転が実行される。具体的には、先ず、電磁弁８８の開放（ステップ１５４）、電磁弁８６の閉止（ステップ１５６）、電磁弁７０の開放（ステップ１５８）、タンク電磁弁７４の閉止（ステップ１６０）が実行された後に、ポンプ６８が駆動される（ステップ１６２）。次に、ポンプ流量Q＞設定値Q1の成立が確認されるまでポンプ６８が駆動された後（ステップ１６４）、ポンプ６８の駆動が停止され（ステップ１６６）、電磁弁７０の閉止（ステップ１６８）、タンク電磁弁７４の開放（ステップ１７０）が実行される。そして、次回の機関運転が開始されるまでの間は、ECU９２が停止状態とされる（ステップ１１６）。
【００６３】
上記図８に示すルーチンの処理によれば、OBDによる負圧生成動作と同時に蒸発燃料吸着運転を実行することができ、その結果、吸気通路１４内のHCをエアクリーナ２４内の吸着材３４に吸着させることができる。また、上記ルーチンの処理によれば、燃料タンク６２のタンク内圧復帰動作時に生ずるガスの流れを利用して、HCを吸着材（キャニスタ）６４に吸着させることができる。以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、OBDの実行のために備える構成およびその動作を利用して、蒸発燃料吸着運転を実行するのに必要な装置構成の簡略化を実現でき、更に、単独でその運転を行う場合に比してポンプ６８が消費する電力を低減させることができる。
【００６４】
実施の形態５．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図９は、本発明の実施の形態５の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関１００の構成を説明するための図である。以下、図９において、図７に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
【００６５】
本実施形態のシステムは、一端が吸着材６４の大気連通路７６に連通するバイパス通路１０２の他端を、連通路６６ではなくインテークマニホールド２０における吸気ポート２２との結合部の近傍に連通させている点、および電磁弁８６を備えていない点を除き、上述した実施の形態４と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態のシステムにおいても、OBD検出動作を利用して蒸発燃料吸着運転を実施することとしている。
【００６６】
図１０は、図９に示すECU１０４が上記機能を実現するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図９において、実施の形態４における図８に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図１０に示すルーチンにおいては、電磁弁７０、電磁弁８４、および電磁弁８８の開放または閉止の切り替えを行う処理が異なる点があることを除き、基本的に図８に示すルーチンと同様の処理が実行される。以下、図８に示すルーチンと相違する処理についてのみ説明する。
【００６７】
図１０に示すルーチンでは、ECU１０４が本起動状態とされた後（ステップ１０４）、OBDによる負圧生成動作を行うべく、電磁弁８８の閉止（ステップ１２４）、電磁弁８４の開放（ステップ１２８）、タンク電磁弁７４の開放（ステップ１３０）の処理と共に、上記ステップ１３２の処理に代えて、電磁弁７０の閉止（ステップ１７２）が実行された後に、ポンプ６８が駆動される（ステップ１３４）。その結果、燃料タンク６２内のガスが吸着材６４を介して、バイパス通路１０２を通って吸気通路１４内に送り込まれる。
【００６８】
また、上記ステップ１４０の処理においては、電磁弁７０および電磁弁８４が閉止された状態で、OBDの診断処理が行われる。次いで、上記ステップ１４２において、ポンプ流量Q＞設定値Q1の成立、すなわち、所定の蒸発燃料吸着運転の実行が完了したものと判定された場合には、電磁弁７０の開放が実行される（ステップ１４６）。その結果、燃料タンク６２内圧力が大気圧に回復するまでの間、吸気通路１４内のガスが連通路６６を通り、吸着材６４を介して燃料タンク６２内に導入される。
【００６９】
一方、上記ステップ１４２において、ポンプ流量Q＞設定値Q1が成立しないと判定された場合には、電磁弁７０の開放（ステップ１５８）、タンク電磁弁７４の閉止（ステップ１６０）と共に、電磁弁８４の開放（ステップ１７４）が実行される。その結果、ポンプ６８、バイパス通路１０２、吸気通路１４、連通路６６、および吸着材（キャニスタ）６４を循環する通路が構成される。次いで、ポンプ６８が駆動される（ステップ１６２）。このため、吸気通路１４内のガスが連通路６６を通り、吸着材６４に吸着される。
その後、所定の蒸発燃料吸着運転が完了され、ポンプ６８の駆動が停止された後は（ステップ１６６）、電磁弁７０の閉止（ステップ１６８）、タンク電磁弁７４の開放（ステップ１７０）と共に、電磁弁８４の閉止（ステップ１７６）、電磁弁８８の開放（ステップ１７８）が実行される。
【００７０】
上記図１０に示すルーチンの処理によれば、OBDによる負圧生成動作時には、燃料タンク６２内のガスが、吸気ポート２２近傍のインテークマニホールド２０から吸気通路１４内に送り込まれることとなる。つまり、上記ルーチンの処理によれば、吸気通路１４内へのガス供給時には、蒸発燃料の主たる発生源である燃料噴射弁２８に近い部位からガスを送り込むことができ、また、燃料タンク６２内圧の回復時に吸気通路１４内のガスを吸い出す際には、それに適した連通路６６側から行うことができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態４のシステムに比して、より適切な通路を用いて吸気通路１４内のHCの確実な処理を行うことができる。また、電磁弁８６を不要とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、蒸発燃料吸着運転の実行開始時期の設定手法について説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態３の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態５の蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の構成を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１０、５０、６０、８０、１００  内燃機関
１４  吸気通路
１８  サージタンク
２０  インテークマニホールド
２８  燃料噴射弁
３２  燃料圧力センサ
３４、６４  蒸発燃料吸着材
３６、５２、６６  連通路
３８、５６、６８  ポンプ
４２、５８、７０、７４、８４、８６、８８  電磁弁
４４、７８、９２、１０４  ECU(Electronic Control Unit)
６２  燃料タンク
７６  大気連通路
８２、１０２  バイパス通路
９０  圧力センサ（燃料タンク内圧）
【図１】
2005337162.tif 000003
【図２】
2005337162.tif 000004
【図３】
2005337162.tif 000005
【図４】
2005337162.tif 000006
【図５】
2005337162.tif 000007
【図６】
2005337162.tif 000008
【図７】
2005337162.tif 000009
【図８】
2005337162.tif 000010
【図９】
2005337162.tif 000011
【図１０】
2005337162.tif 000012