(57)【要約】【課題】搭載性の悪化やコストの上昇を極力抑えながら、過給の有無に係らず、円滑に燃料蒸気ガスのパージを実行することが可能なパージ装置を提供すること。【解決手段】  キャニスタ１３とスロットル弁３下流側の吸気管２とを接続する第１パージライン１９に第１パージ弁を設け、キャニスタ１３と過給機４上流側の吸気管２とを接続する第２パージライン２１に第２パージ弁を設ける。さらに、キャニスタ１３内に大気を導入するための大気ライン１５にパージポンプ１７を接続する。これにより、パージポンプ１７を駆動すると、大気がキャニスタ１３に送り込まれ、大気と燃料蒸気とが混合した燃料蒸気ガスを強制的に発生させて、第１パージライン１９と第２パージライン２１とのいずれかからパージさせることができる。【選択図】図１
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【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及び前記内燃機関に供給する吸入空気量を調節するスロットル弁を吸気通路に備え、
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スロットル弁下流側の吸気通路とを接続する第１パージ通路と、
前記第１パージ通路に設けられ、当該第１パージ通路を開閉する第１開閉弁と、
前記キャニスタと前記過給機上流側の吸気通路とを接続する第２パージ通路と、
前記第２パージ通路に設けられ、当該第２パージ通路を開閉する第２開閉弁と、
前記キャニスタ内に大気を導入するように、前記キャニスタに接続された大気通路と、
前記大気通路から導入された大気と前記吸着材に吸着された燃料蒸気とが混合した燃料蒸気ガスを発生させ、前記第１パージ通路と前記第２パージ通路とのいずれかからパージさせるパージポンプとを備え、
前記第１パージ通路を流動する燃料蒸気ガスと、前記第２パージ通路を流動する燃料蒸気ガスとを共通の前記パージポンプを用いて発生させることを特徴とするパージ装置。
【請求項２】
前記パージポンプは、前記大気通路に設けられ、大気を吸引して、前記キャニスタに向けて送出す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】
前記第１パージ通路と前記第２パージ通路とは、当該第１パージ通路及び第２パージ通路として共用される共用通路を有し、この共用通路が前記キャニスタに接続され、
前記パージポンプは、その共用通路に設けられ、前記キャニスタから燃料蒸気ガスを吸引して送出す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４】
前記スロットル弁下流側の吸気通路における吸気圧を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される吸気圧が、所定負圧値よりも負圧側の圧力であるとき、前記パージポンプを駆動することなく前記第１開閉弁を開いて、その負圧側圧力によって前記第１パージ通路から燃料蒸気ガスをパージさせ、前記所定負圧値よりも正圧側の圧力であるとき、前記パージポンプを駆動しつつ前記第１開閉弁を開いて、前記第１パージ通路から燃料蒸気ガスをパージさせる制御手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパージ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記過給機によって吸入空気が過給されているとき、前記パージポンプを駆動して、前記第２パージ通路から燃料蒸気ガスをパージさせることを特徴とする請求項４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燃料蒸気は、内燃機関の運転時に、大気圧と吸気管に発生する負圧との圧力差によって生じる空気流により吸着材から離脱して混合気（燃料蒸気ガス）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に記載の装置が知られている。この従来装置では、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、過給機上流側に生じる負圧を利用するために第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する。一方、過給が行われていない場合には、スロットル弁下流側に生じる負圧を利用するために第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】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された装置において、過給が行われていない場合であっても、スロットル弁の開度によっては、スロットル弁の下流側に充分な負圧が発生しない場合がある。この場合、大気圧との充分な圧力差が生じないため、第１パージ通路を介して燃料蒸気ガスを吸気管に円滑にパージすることが困難になる。また、過給時においても、過給機上流側に十分な負圧が発生しないと、第２パージ通路から燃料蒸気ガスを円滑にパージすることは困難になる。
【０００５】
そのため、強制的に燃料蒸気ガスを発生可能なパージポンプを、第１パージ通路及び第２パージ通路に設けることが考えられる。しかしながら、それぞれのパージ通路にパージポンプを設けると、搭載性が悪化したり、コストの上昇を招く。
【０００６】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、搭載性の悪化やコストの上昇を極力抑えながら、過給の有無に係らず、円滑に燃料蒸気ガスのパージを実行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】
【０００７】
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及び内燃機関に供給する吸入空気量を調節するスロットル弁を吸気通路に備え、
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、
キャニスタとスロットル弁下流側の吸気通路とを接続する第１パージ通路と、
第１パージ通路に設けられ、当該第１パージ通路を開閉する第１開閉弁と、
キャニスタと過給機上流側の吸気通路とを接続する第２パージ通路と、
第２パージ通路に設けられ、当該第２パージ通路を開閉する第２開閉弁と、
キャニスタ内に大気を導入するように、キャニスタに接続された大気通路と、
大気通路から導入された大気と吸着材に吸着された燃料蒸気とが混合した燃料蒸気ガスを発生させ、第１パージ通路と第２パージ通路とのいずれかからパージさせるパージポンプとを備え、
第１パージ通路を流動する燃料蒸気ガスと、第２パージ通路を流動する燃料蒸気ガスとを共通のパージポンプを用いて発生させることを特徴とする。
【０００８】
このように、請求項１に記載のパージ装置では、共通のパージポンプを用いて、第１パージ通路を流動する燃料蒸気ガスと、第２パージ通路を流動する燃料蒸気ガスとを発生させるように構成した。このため、それぞれのパージ通路にパージポンプを設ける場合に比較して、搭載性を向上するとともに、コストの低減を図ることができる。さらに、共通のパージポンプによって強制的に発生された燃料蒸気ガスは、過給の有無に応じて、第１のパージ通路及び第２のパージ通路のいずれかからパージされるので、円滑に燃料蒸気ガスを吸気通路にパージすることができる。
【０００９】
第１パージ通路及び第２パージ通路に対して共通のパージポンプを設ける場合、具体的には、請求項２に記載したように、パージポンプは、大気通路に設けられ、大気を吸引して、キャニスタに向けて送出するように構成することができる。また、請求項３に記載したように、第１パージ通路と第２パージ通路とは、当該第１パージ通路及び第２パージ通路として共用される共用通路を有し、この共用通路がキャニスタに接続され、パージポンプは、その共用通路に設けられ、キャニスタから燃料蒸気ガスを吸引して送出するように構成しても良い。いずれの構成を採用しても、共通のパージポンプを用いて、第１パージ通路を流動する燃料蒸気ガス、及び第２パージ通路を流動する燃料蒸気ガスの両方を発生させることができる。
【００１０】
請求項４に記載したように、スロットル弁下流側の吸気通路における吸気圧を検出する検出手段と、検出手段によって検出される吸気圧が、所定負圧値よりも負圧側の圧力であるとき、パージポンプを駆動することなく第１開閉弁を開いて、その負圧側圧力によって第１パージ通路から燃料蒸気ガスをパージさせ、所定負圧値よりも正圧側の圧力であるとき、パージポンプを駆動しつつ第１開閉弁を開いて、第１パージ通路から燃料蒸気ガスをパージさせる制御手段とを備えることが好ましい。
【００１１】
このように構成すると、スロットル弁下流側の吸気負圧が、燃料蒸気ガスをパージするには不十分である場合のみ、パージポンプを駆動すれば良くなる。これにより、パージポンプによる消費電力を低減することができるとともに、パージポンプの駆動に起因する騒音の発生も抑えることができる。
【００１２】
ただし、請求項５に記載したように、制御手段は、過給機によって吸入空気が過給されているときは、パージポンプを駆動して、第２パージ通路から燃料蒸気ガスをパージさせることが好ましい。過給機の作動によって過給機の上流側に発生する負圧は、スロットル弁の作動によってスロットル弁の下流側に発生する負圧よりも相対的に小さいことが多いためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（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４を備えた自動車のエンジン１に適用される。なお、過給機４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。
【００１４】
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。このため、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。
【００１５】
キャニスタ１３は、第１パージライン１９を介して、スロットル弁３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１９には第１パージ弁２０が設けられている。この第１パージ弁２０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。
【００１６】
さらに、キャニスタ１３は、第２パージライン２１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２１には第２パージ弁２２が設けられている。この第２パージ弁２２も、図示しないＥＣＵによって、開き角度が任意の角度に調節可能である。なお、第１及び第２パージ弁２０，２２とも、ＥＣＵからの駆動信号が与えられていないときには、閉弁状態を維持する。
【００１７】
図１に示すように、第１パージライン１９と第２パージライン２１とは、それぞれ第１パージライン１９及び第２パージライン２１として共用される共用ライン１８を有し、この共用ライン１８がキャニスタ１３に接続されている。
【００１８】
上述したエバポライン１２及び共用ライン１８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、共用ラインポートが形成されており、上述した各ライン１２，１８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。
【００１９】
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、キャニスタ１３内部に大気を導入するための大気ライン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。さらに、大気ライン１５の大気開放側の端部には、パージポンプ１７が接続されている。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。
【００２０】
このため、ＥＣＵによってパージポンプ１７が駆動され、かつ大気弁１６が開弁されているとき、キャニスタ１３内部に強制的に大気を送り込むことが可能である。このキャニスタ１３内部に強制的に送り込まれた大気は、吸着材１４に吸着された燃料蒸気を離脱させて、大気と燃料蒸気との混合気（燃料蒸気ガス）となる。この燃料蒸気ガスが、共用ライン１８を介して、第１パージライン１９もしくは第２パージライン２１のいずれかから吸気管２にパージされる。
【００２１】
なお、詳しくは後述するが、スロットル弁３下流側の吸気管負圧が、所定の負圧値よりも負圧側の圧力であるときには、パージポンプ１７は駆動されない。この場合、その吸気管負圧と大気圧との圧力差によって、パージポンプ１７、大気ライン１５、キャニスタ１３、共用ライン１８、及び第１パージライン１９を流動する空気流が発生する。この空気流がキャニスタ１３を通過することによって燃料蒸気ガスとなり、第１のパージライン１９から吸気管２にパージされる。
【００２２】
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、共用パージライン１８が接続される共用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内に延びる仕切板１３ａが設けられている。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。仕切板１３ａ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、共用ライン１８から放出されることを防止する。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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Ｓ１５０に進む。
【００２７】
ステップＳ１３０では、過給機４による過給が実行されている状態においても燃料蒸気ガスのパージを円滑に行うため、パージポンプ１７を駆動する。そして、ステップＳ１４０にて、第２パージライン２１から所望量の燃料蒸気ガスをパージするように、第２パージ弁２２の開度を制御する。
【００２８】
過給機４による過給が実行されている状態では、通常、過給機４の下流側が正圧となり、過給機４の上流側が負圧となる。このため、第２パージライン２１から負圧となっている過給機４の上流側に燃料蒸気ガスをパージすることにより、燃料蒸気ガスのパージを円滑に行うことができる。但し、過給機４の作動によって過給機４の上流側に発生する負圧は、例えばスロットル弁３の作動によってスロットル弁３の下流側に発生する負圧よりも相対的に小さく、その負圧のみによっては燃料蒸気ガスのパージを円滑に行い得ないことも多い。このため、本実施形態では、第２パージライン２１から過給機４の上流側に燃料蒸気ガスをパージするときには、パージポンプ１７を駆動して、強制的に大気をキャニスタ１３内に送り込み、燃料蒸気ガスを発生させる。これにより、燃料蒸気ガスを円滑にパージすることが可能になる。
【００２９】
なお、パージ処理時には、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、パージされる燃料蒸気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２パージ弁２２の開度が制御される。あるいは、第２パージライン２１（共用ライン１８）を流動する燃料蒸気ガスの濃度を検出するセンサなどの手段を設けて、予め燃料蒸気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２パージ弁２２の開度を制御しても良い。これにより、エンジン１の運転状態を最適に制御することができる。
【００３０】
ステップＳ１２０において無過給、或いは低過給状態と判定されたときに実行されるステップＳ１５０では、スロットル弁３の下流側の吸気管負圧が所定の負圧値よりも正圧側の圧力であるか否かが判定される。このステップＳ１５０の判定処理において、吸気管負圧が所定負圧値よりも正圧側の圧力であると判定されると、その吸気管負圧のみを利用して燃料蒸気ガスをパージすることは困難であるため、ステップＳ１６０において、パージポンプ１７を駆動する。その後、ステップＳ１７０において、ステップＳ１４０と同様に、第１パージライン１９から所望量の燃料蒸気ガスをパージするように、第１パージ弁２０の開度を制御する。
【００３１】
一方、ステップＳ１５０において、吸気管負圧が所定負圧値よりも負圧側の圧力であると判定されると、スロットル弁３下流側の吸気管２には燃料蒸気ガスをパージするために充分な負圧が発生しているとみなしえる。このため、ステップＳ１６０の処理をスキップして、直接、ステップＳ１７０の処理に進む。
【００３２】
このように、本実施形態では、過給機４による過給が行われていない無過給時、及びわずかな過給のみしか行われていない低過給時には、スロットル弁３の下流側の吸気管圧力が負圧となるため、第１パージ弁２０を開いて第１パージライン１９から燃料蒸気ガスをパージする。
【００３３】
特に、本実施形態では、スロットル弁３下流側の吸気管負圧が、燃料蒸気ガスをパージするには不十分である場合のみ、パージポンプ１７を駆動するようにしている。換言すれば、吸気管負圧が所定負圧値よりも負圧側の圧力となった場合には、パージポンプ１７は停止状態に維持される。この場合、キャニスタ１３内に導入される大気は単にパージポンプ１７を通過するだけである。このため、パージポンプ１７による消費電力を低減することができるとともに、パージポンプ１７の駆動に起因する騒音の発生も抑えることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３に基づいて説明する。図３は、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り、第１実施形態によるパージ装置と同様の構成部品には同じ参照番号を付与している。
【００３５】
上述した第１実施形態では、パージポンプ１７を、大気ライン１５の端部に接続していた。しかしながら、図３に示すように、このパージポンプ１７は、第１パージライン１９と第２パージライン２１との共用ライン１８に設けても良い。
【００３６】
この場合、パージポンプ１７は、第１実施形態の場合のように、大気を吸引して、キャニスタ１３内に送り込むのではなく、キャニスタ１３内から燃料蒸気ガスを吸引して、第１或いは第２パージライン１９，２１に送出するように作動する。このように、共用ライン１８にパージポンプ１７を設けても、第１パージライン１９を流動する燃料蒸気ガス、及び第２パージライン２１を流動する燃料蒸気ガスの両方を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】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。
【符号の説明】
【００３８】
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  パージポンプ
１８  共用ライン
１９  第１パージライン
２０  第１パージ弁
２１  第２パージライン
２２  第２パージ弁
【図１】
2007278094.tif 000003
【図２】
2007278094.tif 000004
【図３】
2007278094.tif 000005