(57)【要約】【課題】小型で、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置を提供する。【解決手段】排気還流管５１は、一端および他端がエンジン２の排気管４１および吸気管３１に接続し、排気通路４２の排気を吸気通路３４に還流する。燃料蒸気管５４は、一端および他端が燃料タンク２１および排気還流管５１に接続し、内側に形成された燃料蒸気通路５４１を経由して、燃料蒸気を排気還流通路５１１に導く。そして、ＥＧＲ弁５２１およびパージ弁５５１が開弁しているとき、排気還流通路５１１を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引し、排気還流通路５１１の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路３４に導いてエンジン２に送出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生した燃料蒸気を内燃機関に送出し処理する燃料蒸気処理装置であって、
一端が前記内燃機関の排気管に接続し、他端が前記内燃機関の吸気管に接続し、内側に形成された排気還流通路を経由して、前記排気管の排気通路の排気を前記吸気管の吸気通路に還流可能な排気還流管と、
一端が前記燃料タンクに接続し、他端が前記排気還流管に接続し、内側に形成された燃料蒸気通路を経由して、前記燃料蒸気を前記排気還流通路に導く燃料蒸気管と、
前記排気還流通路を開閉可能に設けられるＥＧＲ弁と、
前記燃料蒸気通路を開閉可能に設けられるパージ弁とを備え、
前記ＥＧＲ弁および前記パージ弁が開弁しているとき、前記排気還流通路を排気が流通することで生じる負圧により前記燃料蒸気通路の前記燃料蒸気を前記排気還流通路へ吸引し、前記排気還流通路の排気の流れにより前記燃料蒸気を前記吸気通路に導いて前記内燃機関に送出することを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ弁を開閉駆動するＥＧＲ弁アクチュエータと、
前記パージ弁を開閉駆動するパージ弁アクチュエータと、
前記ＥＧＲ弁アクチュエータおよび前記パージ弁アクチュエータの作動を制御することで前記ＥＧＲ弁および前記パージ弁それぞれの開度を調節可能な制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記内燃機関の負荷状態に基づき前記ＥＧＲ弁の開度を調節し、
前記内燃機関が低負荷または中負荷のとき、前記ＥＧＲ弁を開弁し前記パージ弁を開弁することによって、前記排気還流通路の排気の流れにより前記燃料蒸気を前記吸気通路に導き前記内燃機関に送出し、
前記内燃機関が高負荷のとき、前記ＥＧＲ弁を閉弁し前記パージ弁を開弁することによって、前記吸気通路を吸気が流通することで生じる負圧により前記燃料蒸気を前記吸気通路へ吸引して前記内燃機関に送出することを特徴とする請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項３】
前記燃料蒸気管の他端は、前記排気還流管のうち前記ＥＧＲ弁に対し前記吸気管側に接続していることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項４】
前記燃料蒸気管は、他端が前記排気還流通路内に突出するよう設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項５】
前記排気還流通路は、前記燃料蒸気管と前記排気還流管との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項６】
前記排気還流通路の前記燃料蒸気管と前記排気還流管との接続部位に設けられるエジェクタをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料蒸気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクで発生した燃料蒸気を処理する燃料蒸気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料蒸気処理装置では、内燃機関の運転中に吸気通路に発生する負圧を利用して燃料蒸気を吸気通路へ導いている。しかしながら、近年、内燃機関に対する燃費向上要求が高まっていること等により、吸気通路に発生する負圧が低減される傾向にあるため、その負圧を利用して燃料蒸気を吸気通路へ導くことが困難になってきている。そこで、特許文献１では、過給機により圧縮された吸気の一部を蓄圧タンクに蓄圧し、その蓄圧タンク内の圧縮空気を利用して燃料蒸気を吸気通路へ送出することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６７１８６号公報
【発明の概要】
【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の燃料蒸気処理装置では、構成要素として蓄圧タンクを必須とするため、燃料蒸気処理装置が大型化するという問題があった。また、上記蓄圧タンクの容積分の圧縮空気しか燃料蒸気の送出に利用することができず、使用条件が限定的であるという問題があった。また、特許文献１の燃料蒸気処理装置は、過給機を備えたエンジンシステムにしか適用することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出可能な燃料蒸気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】
請求項１に記載の発明は、燃料タンクで発生した燃料蒸気を内燃機関に送出し処理する燃料蒸気処理装置であって、排気還流管と、燃料蒸気管と、ＥＧＲ弁と、パージ弁とを備える。排気還流管は、一端が内燃機関の排気管に接続し、他端が内燃機関の吸気管に接続している。そして、排気還流管は、内側に形成された排気還流通路を経由して、排気管の排気通路の排気を吸気管の吸気通路に還流する。燃料蒸気管は、一端が燃料タンクに接続し、他端が排気還流管に接続している。そして、燃料蒸気管は、内側に形成された燃料蒸気通路を経由して、燃料蒸気を排気還流通路に導く。ＥＧＲ弁は、排気還流通路を開閉可能に設けられる。パージ弁は、燃料蒸気通路を開閉可能に設けられる。そして、燃料蒸気処理装置は、ＥＧＲ弁およびパージ弁が開弁しているとき、排気還流通路を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路の燃料蒸気を排気還流通路へ吸引し、排気還流通路の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路に導いて内燃機関に送出する。
【０００７】
このように、本発明では、内燃機関の排気通路から吸気通路へ還流する排気を利用して燃料蒸気を吸気通路へ送出する。また、本発明では、前記特許文献１の発明において必須であった蓄圧タンクが不要となる。そのため、燃料蒸気処理装置の大型化を抑制することができる。また、本発明では、内燃機関の運転中であれば、上記排気を利用した燃料蒸気の送出作用が得られる。そのため、前記特許文献１の発明のように、蓄圧タンクに圧縮空気がある間だけしか燃料蒸気の送出作用を得ることができないという事態を回避することができる。したがって、小型で、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置を得ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、ＥＧＲ弁アクチュエータと、パージ弁アクチュエータと、制御部とを、さらに備えている。ＥＧＲ弁アクチュエータは、ＥＧＲ弁を開閉駆動する。パージ弁アクチュエータは、パージ弁を開閉駆動する。制御部は、ＥＧＲ弁アクチュエータおよびパージ弁アクチュエータの作動を制御することでＥＧＲ弁およびパージ弁それぞれの開度を調節する。また、制御部は、内燃機関の負荷状態に基づきＥＧＲ弁の開度を調節する。詳細には、内燃機関が低負荷または中負荷のとき、ＥＧＲ弁を開弁しパージ弁を開弁することによって、排気還流通路の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路に導き内燃機関に送出する。また、内燃機関が高負荷のとき、ＥＧＲ弁を閉弁しパージ弁を開弁することによって、吸気通路を吸気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気を吸気通路へ吸引して内燃機関に送出する。
【０００９】
このように、本発明では、制御部によりＥＧＲ弁アクチュエータおよびパージ弁アクチュエータの作動を内燃機関の負荷状態に基づき制御することで、排気還流通路の排気の流れ又は吸気通路の負圧により、燃料蒸気を吸気通路に導き内燃機関に送出する。そのため、燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に効果的に送出することができる
【００１０】
請求項３に記載の発明では、燃料蒸気管の他端は、排気還流管のうちＥＧＲ弁に対し吸気管側に接続している。そのため、本発明では、内燃機関が高負荷のときＥＧＲ弁が閉弁された場合であっても、排気還流管を経由して燃料蒸気管の燃料蒸気を吸気通路へ送出することができる。
【００１１】
請求項４、５、および６に記載の発明は、燃料蒸気管と排気還流管との接続部分の構成を具体的に示すものである。請求項４に記載の発明では、燃料蒸気管は、他端が排気還流通路内に突出するよう設けられている。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、排気還流通路は、燃料蒸気管と排気還流管との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されている。そのため、本発明では、燃料蒸気管と排気還流管との接続部位が絞られることで、その接続部位の流速を増大させ、上記接続部位に流通方向の前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。よって、排気還流通路を排気が流れることで、燃料蒸気通路の燃料蒸気を排気還流通路へ吸引して内燃機関の吸気通路により効果的に送出することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、排気還流通路の燃料蒸気管と排気還流管との接続部位に設けられるエジェクタをさらに備える。そのため、本発明では、エジェクタを排気が流れる場合、エジェクタの絞り部の流速を増大させ、流通方向におけるエジェクタの前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。よって、エジェクタを排気が流れることで、燃料蒸気通路の燃料蒸気を排気還流通路へ吸引して内燃機関の吸気通路により効果的に送出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステムを示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料蒸気処理装置の制御作動を示すフローチャート図。
【図３】本発明の第２実施形態による燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステムを示す概略図。
【図４】本発明の第３実施形態による燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステムを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態による燃料蒸気処理装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の燃料蒸気処理装置５が適用された車両のガソリンエンジンシステム１の一部を示している。ガソリンエンジンシステム１は、内燃機関（以下、「エンジン」という）２、燃料タンク２１、吸気系３、排気系４、および燃料蒸気処理装置５等を備えている。燃料タンク２１は、エンジン２で燃料として用いるガソリンを収容している。
【００１７】
エンジン２は、燃料タンク２１内に収容されたガソリンを燃料として用いて車両用駆動力を発生させるよく知られたガソリンエンジンである。エンジン２は、シリンダ内に空気とガソリンとの混合気を入れ、これをピストンで圧縮した後に点火燃焼させる。そして、シリンダ内で膨張する燃焼ガスにより押されるピストンの力を運動エネルギーとして取り出す。この運動エネルギーが車両の駆動力として利用される。エンジン２には、吸気系３および排気系４が接続されている。なお、エンジン２は、複数のシリンダを有しているが、図１には便宜上１つだけ図示している。
【００１８】
吸気系３は、吸気管３１、エアクリーナ３２、およびスロットル弁装置３３を有している。吸気管３１は、エンジン２へ吸入される空気が流通する吸気通路３４を形成している。吸気管３１のエンジン２とは反対側の端部は、大気に開放されている。エアクリーナ３２は、吸気通路３４の途中に設けられ、大気から吸気管３１内に取り入れられた空気（吸気）中の異物を除去する。エアクリーナ３２を通過した空気は、スロットル弁装置３３を経由してエンジン２の各シリンダ内へ供給される。スロットル弁装置３３は、吸気通路３４のうちエアクリーナ３２とエンジン２との間に設けられ、吸気通路３４を開閉してエンジン２へ吸入される空気量すなわち吸気量を調整する。
【００１９】
排気系４は、排気管４１を有している。排気管４１は、エンジン２から排出される排気が流通する排気通路４２を形成している。排気管４１のエンジン２とは反対側の端部は、大気に開放されている。
【００２０】
燃料タンク２１内では、ガソリンが気化することで燃料蒸気（エバポ）が発生する。
燃料蒸気処理装置５は、燃料タンク２１で発生した燃料蒸気を、吸気系３を経由してエンジン２へ送出し処理するものである。燃料蒸気処理装置５は、排気還流管５１、ＥＧＲ弁装置５２、キャニスタ５３、燃料蒸気管５４、パージ弁装置５５、および制御部としての電子制御ユニット（Electric Control Unit；以下、「ＥＣＵ」という）５６等を備えている。
【００２１】
排気還流管５１は、一端が排気管４１に接続し、他端が吸気管３１に接続している。排気還流管５１は、内側に排気還流通路５１１を形成している。排気還流管５１は、排気還流通路５１１を経由して排気通路４２の排気の一部を吸気通路３４に還流する。
【００２２】
ＥＧＲ弁装置５２は、排気還流通路５１１を排気通路４２側から吸気通路３４側へ向けて流通する排気量を調整するものであり、ＥＧＲ弁５２１と、ＥＧＲ弁アクチュエータ５２２とを有している。ＥＧＲ弁５２１は、排気還流通路５１１の途中において、排気還流通路５１１を開閉可能に設けられる。ＥＧＲ弁アクチュエータ５２２は、電磁式のアクチュエータであり、ＥＣＵ５６に電気的に接続している。そして、ＥＧＲ弁アクチュエータ５２２は、ＥＣＵ５６から出力される電気的な制御信号に基づいて作動し、ＥＧＲ弁５２１を開閉駆動する。
なお、排気還流通路５１１およびＥＧＲ弁装置５２は、よく知られたＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置の構成要素の一部でもある。ＥＧＲ装置は、排気通路４２の排気の一部を吸気通路３４へ戻すことで、エンジン２における燃料の燃焼温度を下げる。これにより、燃費向上効果や排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）低減効果が得られる。
【００２３】
キャニスタ５３は、後述の燃料蒸気通路５４１の途中に設けられ、吸着剤５３１および大気通路５３２を有している。吸着剤５３１は、例えば活性炭などであり、燃料タンク２１で発生した燃料蒸気を吸着する。大気通路５３２は、一端がキャニスタ５３に接続し、他端が大気に開放されている。なお、大気通路５３２には、キャニスタ５３の大気への連通状態を制御する弁が設けられてもよい。
【００２４】
燃料蒸気管５４は、一端が燃料タンク２１に接続し、他端が排気還流管５１に接続している。燃料蒸気管５４は、内側に燃料蒸気通路５４１を形成している。燃料蒸気管５４は、燃料蒸気通路５４１を経由して、キャニスタ５３から脱離した燃料蒸気を排気還流通路５１１に導く。
燃料蒸気管５４の他端は、排気還流管５１のうちＥＧＲ弁５２１に対し吸気管３１側に接続している。そして、燃料蒸気管５４の他端は、排気還流通路５１１内に突出するよう設けられている。燃料蒸気管５４の他端の開口は、排気還流通路５１１内部に位置していればどこでもよいが、本実施形態では、例えば排気還流通路５１１の中央付近に位置している。
【００２５】
パージ弁装置５５は、燃料蒸気通路５４１をキャニスタ５３側から排気還流通路５１１側へ向けて流通する、燃料蒸気を含む混合気量を制御するものであり、パージ弁５５１およびパージ弁アクチュエータ５５２を備えている。パージ弁５５１は、燃料蒸気通路５４１の途中において、燃料蒸気通路５４１を開閉可能に設けられる。パージ弁アクチュエータ５５２は、電磁式のアクチュエータであり、ＥＣＵ５６に電気的に接続している。そして、パージ弁アクチュエータ５５２は、ＥＣＵ５６から出力される電気的な制御信号に基づいて作動し、パージ弁５５１を開閉駆動する。
【００２６】
ＥＣＵ５６は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成されている。ＥＣＵ５６には、エンジン回転速度センサ５６１、冷却水温センサ５６２、スロットル開度センサ５６３、アクセル開度センサ５６４、タンク内圧力センサ５６５、および吸気管内圧力センサ５６６が電気的に接続しており、これら各センサ５６１〜５６６から出力された信号が入力される。ＥＣＵ５６は、これら入力された種々の信号に基づき、ＲＯＭに記録されている所定の制御プログラムにしたがって燃料蒸気処理装置５の各部を制御する。具体的には、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ弁アクチュエータ５２２およびパージ弁アクチュエータ５５２の作動を制御することで、ＥＧＲ弁５２１およびパージ弁５５１それぞれの開度、すなわちＥＧＲ弁開度およびパージ弁開度を調節する。
【００２７】
エンジン回転速度センサ５６１は、エンジン２のクランクシャフトの回転速度すなわちエンジン回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ５６１は、検出したエンジン回転速度を電気信号としてＥＣＵ５６に出力する。
冷却水温センサ５６２は、エンジン２のエンジンブロックの冷却水通路に設けられ、冷却水通路を流通する冷却水の温度すなわち冷却水温を検出する。冷却水温センサ５６２は、検出した冷却水温を電気信号としてＥＣＵ５６に出力する。
【００２８】
スロットル開度センサ５６３は、スロットル弁装置３３に設けられ、スロットル弁装置３３の開度すなわちスロットル開度を検出する。スロットル開度センサ５６３は、検出したスロットル開度を電気信号としてＥＣＵ５６に出力する。
アクセル開度センサ５６４は、アクセルペダル５６７の回動軸上に設けられ、アクセルペダル５６７の操作量に対応するアクセル開度を検出する。アクセル開度センサ５６４は、検出したアクセル開度を電気信号としてＥＣＵ５６に出力する。
【００２９】
タンク内圧力センサ５６５は、燃料タンク２１に設けられ、燃料タンク２１内の圧力すなわちタンク内圧を検出する。タンク内圧力センサ５６５は、検出したタンク内圧を電気信号としてＥＣＵ５６に出力する。
吸気管内圧力センサ５６６は、吸気管３１内の圧力すなわち吸気管内圧を検出する。吸気管内圧力センサ５６６は、検出した吸気管内圧を電気信号としてＥＣＵ５６に出力する。
ＥＣＵ５６およびＥＧＲ弁装置５２は、ＥＧＲ弁開度を制御するＥＧＲ弁開度制御手段を構成している。そして、ＥＣＵ５６およびパージ弁装置５５は、パージ弁開度を制御するパージ弁開度制御手段を構成している。
【００３０】
燃料蒸気処理装置５は、ＥＧＲ弁５２１およびパージ弁５５１が開弁しているとき、排気還流通路５１１を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引し、排気還流通路５１１の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路３４に導いてエンジン２に送出する。
以下、燃料蒸気処理装置５による燃料蒸気の送出を実施するためのＥＣＵ５６の機能について説明する。
【００３１】
ＥＣＵ５６は、エンジン２の負荷状態に基づきＥＧＲ弁開度を例えば０〜２０％の間で調節する。詳細には、ＥＣＵ５６は、排気還流させるための条件すなわちＥＧＲ実施条件が成立しているか否かを、エンジン２の負荷状態に基づき判定する。そして、ＥＧＲ実施条件が成立している場合にＥＧＲ弁開度を調節してＥＧＲ弁５２１を開弁し、また、ＥＧＲ実施条件が成立していない場合にＥＧＲ弁開度を調節してＥＧＲ弁５２１を閉弁する。
【００３２】
具体的には、ＥＣＵ５６は、エンジン回転速度、冷却水温、スロットル開度、およびアクセル開度に基づき、エンジン２が低負荷状態または中負荷状態であるか、または高負荷状態であるかを推定する。本実施形態では、例えば、エンジン回転速度が所定の第１所定値以上であるか、冷却水温が所定の第２所定値以上であるか、スロットル開度が所定の第３所定値以上であるか、或いはアクセル開度が所定の第４所定値以上である場合に、エンジン２が高負荷状態であると推定され、また、それ以外の場合に、エンジン２が低負荷状態または中負荷状態であると推定される。ここで、ＥＣＵ５６と各センサ５６１〜５６４とは、エンジンの負荷状態を推定する負荷状態推定手段を構成している。
エンジン２が低負荷状態または中負荷状態である場合にはＥＧＲ実施条件が成立していると判定される。また、エンジン２が高負荷状態である場合にはＥＧＲ実施条件が成立していないと判定される。なお、上記第１所定値〜第４所定値は、例えば実験的に求められてＲＯＭに予め記憶されている。ここで、ＥＣＵ５６は、排気還流させるための条件すなわちＥＧＲ実施条件が成立しているか否かの判定を行うＥＧＲ実施判定手段として機能する。
【００３３】
そして、ＥＣＵ５６は、エンジン２が低負荷状態または中負荷状態であると推定した場合には、ＲＯＭに予め記憶された例えばマップや演算式等から、推定したエンジン２の負荷度合いに基づいて、ＥＧＲ弁開度を決定する。また、ＥＣＵ５６は、エンジン２が高負荷状態であると推定した場合には、ＥＧＲ弁開度を略０（零）に調節する。ここで、ＥＣＵ５６は、エンジン２の負荷状態に応じてＥＧＲ弁開度を決定するＥＧＲ弁開度決定手段として機能する。
【００３４】
ＥＣＵ５６は、エンジン２が低負荷または中負荷のときＥＧＲ弁５２１を開弁すると共に、燃料蒸気をパージさせる条件すなわちエバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５６は、例えば、タンク内圧が所定の第５所定値以上である場合に、エバポパージ実施条件が成立していると判定する。また、タンク内圧が所定の第５所定値より小さい場合に、エバポパージ実施条件が成立していないと判定する。なお、上記第５所定値は、例えば実験的に求められてＲＯＭに予め記憶されている。ここで、ＥＣＵ５６は、エバポパージ実施条件が成立しているか否かの判定を行うエバポパージ実施判定手段として機能する。
そして、ＥＣＵ５６は、エバポパージ実施条件が成立している場合に、パージ弁５５１を開弁する。このパージ弁５５１の開弁によって、排気還流通路５１１の排気の流れにより、燃料蒸気を含む燃料蒸気通路５４１の混合気が吸気通路３４に導かれエンジン２に送出される。言い換えれば、上記パージ弁５５１の開弁によって、吸着剤５３１に吸着されていた燃料蒸気が吸気通路３４へパージされる。ここで、ＥＣＵ５６とパージ弁装置５５とは、エバポパージを実施するエバポパージ実施手段を構成している。
【００３５】
ＥＣＵ５６は、上記パージ弁５５１の開弁に先だって、吸気管内圧に基づきパージ弁開度を決定する。具体的には、ＥＣＵ５６は、ＲＯＭに予め記憶された例えばマップや演算式等から、吸気管内圧に基づいて、パージ弁開度を決定する。ＥＣＵ５６は、例えば、吸気管内圧が負側（マイナス側）に大きいほどパージ弁開度を大きくする。ここで、ＥＣＵ５６は、吸気管内圧に応じてパージ弁開度を決定するパージ弁開度決定手段として機能する。
【００３６】
ＥＣＵ５６は、エンジン２が高負荷のときＥＧＲ弁５２１を閉弁すると共に、エバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。そして、エバポパージ実施条件が成立している場合に、パージ弁５５１を開弁する。このパージ弁５５１の開弁によって、吸気通路３４を吸気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路５４１の混合気が吸気通路３４へ吸引されてエンジン２に送出される。言い換えれば、上記パージ弁５５１の開弁によって、吸着剤５３１に吸着されていた燃料蒸気が吸気通路３４へパージされる。
【００３７】
次に、ＥＣＵ５６の作動について、図２に基づき説明する。図２は、ＥＣＵ５６による燃料蒸気処理装置５の制御作動に関する処理フローを示したものである。図２に示す一連の処理は、エンジン２の始動直後に開始される。
【００３８】
Ｓ１０１では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ５６は、エンジン２が低負荷または中負荷であるときにＥＧＲ実施条件が成立していると判定し、また、エンジン２が高負荷であるときにＥＧＲ実施条件が成立していないと判定する。ＥＣＵ５６は、例えば、エンジン回転速度が所定の第１所定値以上であるか、冷却水温が所定の第２所定値以上であるか、スロットル開度が所定の第３所定値以上であるか、或いはアクセル開度が所定の第４所定値以上である場合に、エンジン２が高負荷状態であると判定し、また、それ以外の場合に、エンジン２が低負荷状態または中負荷状態であると判定する。
ＥＧＲ実施条件が成立している場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理はＳ１０２へ移行する。一方、ＥＧＲ実施条件が成立していない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理はＳ１０５へ移行する。
【００３９】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施フラグをＯＮとする。
Ｓ１０３では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ弁開度を決定する。具体的には、ＥＣＵ５６は、ＲＯＭに予め記憶された例えばマップや演算式等から、推定したエンジン２の負荷度合いに基づいて、ＥＧＲ弁開度を決定する。
Ｓ１０４では、ＥＣＵ５６は、Ｓ１０３で決定したＥＧＲ弁開度に応じてＥＧＲ弁５２１を開弁する。
【００４０】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ５６は、エバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ５６は、例えば、タンク内圧が所定の第５所定値以上である場合に、エバポパージ実施条件が成立していると判定する。また、タンク内圧が所定の第５所定値より小さい場合に、エバポパージ実施条件が成立していないと判定する。
エバポパージ実施条件が成立している場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はＳ１０７へ移行する。一方、エバポパージ実施条件が成立していない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理はＳ１２５へ移行する。
【００４１】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ５６は、エバポパージ実施条件が成立しているか否かを判定する。この判定基準はＳ１０５と同様である。エバポパージ実施条件が成立している場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理はＳ１０７へ移行する。一方、エバポパージ実施条件が成立していない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理はＳ１２２へ移行する。
【００４２】
Ｓ１０７では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施フラグがＯＮであるか否かを判定する。ＥＧＲ実施フラグがＯＮである場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移行する。一方、ＥＧＲ実施フラグがＯＮでない場合すなわちＥＧＲ実施フラグがＯＦＦである場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、処理はＳ１０８へ移行する。
【００４３】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施条件が成立しているか否かを判定する。この判定基準はＳ１０１と同様である。ＥＧＲ実施条件が成立している場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理はＳ１０９へ移行する。一方、ＥＧＲ実施条件が成立していない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理はＳ１１４へ移行する。
Ｓ１０９では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施フラグをＯＮとする。
【００４４】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ弁開度を決定する。ＥＧＲ弁開度の決定基準はＳ１０３と同様である。
Ｓ１１１では、ＥＣＵ５６は、Ｓ１１０で決定したＥＧＲ弁開度に応じてＥＧＲ弁５２１を開弁する。
【００４５】
Ｓ１１２では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ弁開度からパージ弁開度を決定する。具体的には、ＥＣＵ５６は、ＲＯＭに予め記憶された例えばマップや演算式等から、ＥＧＲ弁開度に基づいて、パージ弁開度を決定する。ＥＣＵ５６は、例えば、ＥＧＲ弁開度が大きいほどパージ弁開度を大きくする。
Ｓ１１３では、ＥＣＵ５６は、Ｓ１１２で決定したパージ弁開度に応じてパージ弁５５１を開弁する。
【００４６】
Ｓ１１４では、ＥＣＵ５６は、吸気管内圧に基づきパージ弁開度を決定する。具体的には、ＥＣＵ５６は、ＲＯＭに予め記憶された例えばマップや演算式等から、吸気管内圧に基づいて、パージ弁開度を決定する。ＥＣＵ５６は、例えば、吸気管内圧が負側（マイナス側）に大きいほどパージ弁開度を大きくする。
Ｓ１１５では、ＥＣＵ５６は、Ｓ１１４で決定したパージ弁開度に応じてパージ弁５５１を開弁する。
【００４７】
Ｓ１１６では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施フラグがＯＮであるか否かを判定する。ＥＧＲ実施フラグがＯＮである場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、処理はＳ１１７へ移行する。一方、ＥＧＲ実施フラグがＯＮでない場合すなわちＥＧＲ実施フラグがＯＦＦである場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ移行する。
【００４８】
Ｓ１１７では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ停止条件が成立しているか否か、すなわちＥＧＲ実施条件が不成立であるか否かを判定する。ＥＣＵ５６は、エンジン２が高負荷であるときにＥＧＲ停止条件が成立していると判定し、また、エンジン２が低負荷または中負荷であるときにＥＧＲ停止条件が成立していないと判定する。
ＥＧＲ停止条件が成立している場合（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、処理はＳ１１８へ移行する。一方、ＥＧＲ停止条件が成立していない場合（Ｓ１１７：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ移行する。
【００４９】
Ｓ１１８では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施フラグをＯＦＦとする。
Ｓ１１９では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ弁５２１を閉弁する。
【００５０】
Ｓ１２０では、ＥＣＵ５６は、エバポパージ停止条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ５６は、例えば、タンク内圧が所定の第５所定値より小さい場合に、エバポパージ停止条件が成立していると判定する。また、タンク内圧が所定の第５所定値以上である場合に、エバポパージ停止条件が成立していないと判定する。
エバポパージ停止条件が成立している場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、処理はＳ１２１へ移行する。一方、エバポパージ停止条件が成立していない場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、処理はＳ１０７へ移行する。
Ｓ１２１では、ＥＣＵ５６は、パージ弁５５１を閉弁する。
【００５１】
Ｓ１２２では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ停止条件が成立しているか否か、すなわちＥＧＲ実施条件が不成立であるか否かを判定する。この判定基準はＳ１１７と同様である。ＥＧＲ停止条件が成立している場合（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、処理はＳ１２３へ移行する。一方、ＥＧＲ停止条件が成立していない場合（Ｓ１２２：ＮＯ）、処理はＳ１０３へ移行する。
【００５２】
Ｓ１２３では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ実施フラグをＯＦＦとする。
Ｓ１２４では、ＥＣＵ５６は、ＥＧＲ弁５２１を閉弁する。
Ｓ１２５では、ＥＣＵ５６は、エンジン２が停止しているか否かを、例えばエンジン２の出力制御信号等に基づいて判定する。エンジン２が停止している場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５６は、図２に示す一連のルーチンを抜ける。一方、エンジン２が停止していない場合（Ｓ１２５：ＮＯ）、処理はＳ１０１へ移行する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では、ＥＧＲ弁５２１およびパージ弁５５１が開弁しているとき、排気還流通路５１１を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引し、排気還流通路５１１の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路３４に導いてエンジン２に送出する。また、本実施形態では、蓄圧された圧縮空気を利用して燃料蒸気を送出する方式の従来の燃料蒸気処理装置で必須であった蓄圧タンクが不要であり、燃料蒸気処理装置の大型化を抑制することができる。また、本実施形態では、エンジン２の運転中であれば、上記排気を利用した燃料蒸気の送出作用が得られる。そのため、上記従来の燃料蒸気処理装置のように、蓄圧タンクに圧縮空気がある間だけしか燃料蒸気の送出作用を得ることができないという事態を回避することができる。したがって、小型で、燃料蒸気を吸気通路３４に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置５を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、ＥＣＵ５６によりＥＧＲ弁アクチュエータ５２２およびパージ弁アクチュエータ５５２の作動をエンジン２の負荷状態に基づき制御することで、排気還流通路５１１の排気の流れ又は吸気通路３４の負圧により、燃料蒸気を吸気通路３４に導きエンジン２に送出する。そのため、燃料蒸気を吸気通路３４に効果的に送出することができる
【００５５】
また、本実施形態では、燃料蒸気管５４の他端は、排気還流管５１のうちＥＧＲ弁５２１に対し吸気管３１側に接続している。そのため、エンジン２が高負荷のときＥＧＲ弁５２１が閉弁された場合であっても、排気還流管５１を経由して燃料蒸気管５４の燃料蒸気を吸気通路３４へ送出することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、燃料蒸気管５４は、他端が排気還流通路５１１内に突出するよう設けられている。そのため、排気還流通路５１１を排気が流れることで、燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引して吸気通路３４により効果的に送出することができる。また、燃料蒸気管５４の他端の開口は、排気還流通路５１１の中央付近に位置している。そのため、燃料蒸気管５４の他端の開口が、排気還流通路５１１のうち流速が比較的速い部分に位置しているので、燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１により効果的に送出することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステム１の一部を示している。
【００５８】
第２実施形態では、排気還流管５１は、燃料蒸気管５４との接続部位に絞り部６０を有している。絞り部６０は、排気還流通路５１１の一部を成す絞り通路６０１を形成している。この絞り通路６０１は、排気還流通路５１１の流通方向において排気管４１側から吸気管３１側へ向かうにつれて、通路面積が連続して小さくなる部分と通路面積が連続して大きくなる部分とを有している。燃料蒸気管５４は、絞り部６０のうち通路面積が最も小さい部分に接続されている。これにより、排気還流通路５１１は、燃料蒸気管５４と排気還流管５１との接続部位が、他の部位すなわち排気還流通路５１１の流通方向の前後部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されている。
【００５９】
本実施形態の燃料蒸気処理装置の構成は、燃料蒸気管５４と排気還流管５１との接続部位の形状が異なる他は第１実施形態と同様な構成である。本実施形態では、ＥＧＲ弁５２１およびパージ弁５５１が開弁しているとき、排気還流通路５１１を排気が流通することで生じる負圧により燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引し、排気還流通路５１１の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路３４に導いてエンジン２に送出する。そのため、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、小型で、燃料蒸気を吸気通路３４に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、排気還流通路５１１は、燃料蒸気管５４と排気還流管５１との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されている。そのため、燃料蒸気管５４と排気還流管５１との接続部位が絞られることで、その接続部位の流速を増大させ、流通方向における上記接続部位の前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。そのため、排気還流通路５１１を排気が流れることで、燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引して吸気通路３４により効果的に送出することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の燃料蒸気処理装置が適用された車両のガソリンエンジンシステム１の一部を示している。
【００６２】
第３実施形態では、排気還流管５１は、燃料蒸気管５４との接続部位にエジェクタ７０を有している。エジェクタ７０は、公知のものであればどのような形式のものでもよいが、本実施形態では、排気還流通路５１１のうち排気管４１側に接続された第１ポート７０１、および排気還流通路５１１のうち吸気管３１側に接続された第２ポート７０２を含む絞り通路７０３を有している。絞り通路７０３は、流通方向において第１ポート７０１から第２ポート７０２へ向かうほど通路面積が連続して小さくなる部分と、通路面積が連続して大きくなる部分とを有している。燃料蒸気管５４の他端は、絞り通路７０３のうち上記通路面積が連続して大きくなる部分から外側へ突出して形成された燃料蒸気供給室７０４に、第３ポート７０５を介して接続されている。
【００６３】
本実施形態の燃料蒸気処理装置の構成は、燃料蒸気管５４と排気還流管５１との接続部位にエジェクタ７０が設けられている他は第１実施形態と同様な構成である。本実施形態では、ＥＧＲ弁５２１およびパージ弁５５１が開弁しているとき、排気還流通路５１１を排気が流通することによってエジェクタ７０で生じる負圧により燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引し、排気還流通路５１１の排気の流れにより燃料蒸気を吸気通路３４に導いてエンジン２に送出する。そのため、本実施形態によっても、第１実施形態と同様に、小型で、燃料蒸気を吸気通路３４に効果的に送出可能な燃料蒸気処理装置９を得ることができる。
【００６４】
また、本実施形態では、排気還流通路５１１の燃料蒸気管５４との接続部位に設けられるエジェクタ７０をさらに備える。そのため、エジェクタ７０を排気が流れる場合、エジェクタ７０の絞り通路７０３の流速を増大させ、その絞り通路７０３にエジェクタ７０の前後部位と比べて低い圧力を発生させるベンチュリ効果が得られる。そのため、エジェクタ７０を排気が流れることで、燃料蒸気通路５４１の燃料蒸気を排気還流通路５１１へ吸引して吸気通路３４により効果的に送出することができる。
【００６５】
（他の実施形態）
第１実施形態では、燃料蒸気管５４の他端は、排気還流通路５１１内に突出するよう設けられていた。また、第２実施形態では、排気還流通路５１１は、燃料蒸気管５４と排気還流管５１との接続部位が他の部位よりも通路面積が小さくなるよう形成されていた。また、第３実施形態では、排気還流管５１は、燃料蒸気管５４との接続部位にエジェクタ７０が設けられていた。これらに対し、本発明の他の実施形態では、燃料蒸気管の他端は、排気還流通路の内壁面に開口するよう設けられることとしてもよい。
【００６６】
上述の実施形態では、燃料蒸気管５４の他端は、排気還流管５１のうちＥＧＲ弁５２１に対し吸気管３１側に接続していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、燃料蒸気管の他端は、排気還流管のうちＥＧＲ弁に対し排気管側に接続することとしてもよい。
【００６７】
上述の実施形態では、ＥＧＲ弁５２１は、エンジン２が低負荷または中負荷であるときに開弁される一方で、エンジン２が高負荷であるときに閉弁されるようになっていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＥＧＲ弁は、エンジンが低負荷であるときに開弁される一方で、エンジンが中負荷または高負荷であるときに閉弁されることとしてもよい。また、本発明の他の実施形態では、ＥＧＲ弁は、エンジンの負荷状態に拘わらず開閉駆動されることとしてもよい。
【００６８】
上述の実施形態では、ＥＣＵ５６は、エンジン回転速度、冷却水温、スロットル開度、およびアクセル開度に基づいて、エンジン２の負荷状態を推定していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＥＣＵ５６は、エンジン回転速度、冷却水温、スロットル開度、およびアクセル開度の少なくとも１つの値に基づいてエンジンの負荷状態を推定することとしてもよいし、他の値に基づいてエンジンの負荷状態を推定することとしてもよい。
【００６９】
上述の実施形態では、ＥＣＵ５６は、タンク内圧に基づいてエバポパージ実施条件の成立の有無を判定していた。これに対し、本発明の他の実施形態では、タンク内圧以外の値に基づいてエバポパージ実施条件の成立の有無を判定することとしてもよい。具体的には、例えば、キャニスタ内の燃料蒸気量や燃料蒸気濃度、または、燃料蒸気通路内の圧力や流量や流速等に基づいて、エバポパージ実施条件の成立の有無を判定することとしてもよい。
【００７０】
上述の実施形態では、燃料蒸気通路５４１にはキャニスタ５３が設けられていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、燃料蒸気通路にキャニスタが設けられないこととしてもよい。
【００７１】
上述の実施形態では、燃料蒸気処理装置は、ガソリンエンジンシステムに適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば、ディーゼルエンジンシステム等の他のエンジンシステムに適用されることとしてもよい。
【００７２】
上述の実施形態では、燃料蒸気処理装置は、自然吸気式のガソリンエンジンシステムに適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば、過給機を備える過給吸気式のエンジンシステムに適用されることとしてもよい。そして、燃料蒸気処理装置が過給吸気式のエンジンシステムに適用される場合、排気還流管は、低圧ＥＧＲ装置や高圧ＥＧＲ装置の一部を構成することとしてもよい。
【００７３】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
２    ・・・エンジン（内燃機関）
５    ・・・燃料蒸気処理装置
２１  ・・・燃料タンク
３１  ・・・吸気管
３４  ・・・吸気通路
４１  ・・・排気管
４２  ・・・排気通路
５１  ・・・排気還流管
５４  ・・・燃料蒸気管
５１１・・・排気還流通路
５２１・・・ＥＧＲ弁
５４１・・・燃料蒸気通路
５５１・・・パージ弁
【図１】
2012184755.tif 000003
【図２】
2012184755.tif 000004
【図３】
2012184755.tif 000005
【図４】
2012184755.tif 000006