(57)【要約】【課題】構成を簡素化することのできる蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】蒸発燃料処理装置１０は、蒸発燃料を吸着するキャニスタ１４と、キャニスタ１４と燃料タンク１２とを連通するタンク通路２０と、キャニスタ１４とエンジン１６の吸気通路１８とを連通するパージ通路２２と、キャニスタ１４と大気とを連通する大気通路２４と、パージ通路２２に設けたパージ制御弁２６と、パージ制御弁２６を制御するＥＣＵ２８とを備える。大気通路２４は、低温の空気中に開放した低温通路４２と、高温の空気中に開放した高温通路４４と、低温通路４２と高温通路４４とを選択的に開閉する三方弁４６とを備える。ＥＣＵ２８は、三方弁４６を、パージ制御弁２６の開弁時には高温通路４４を開くとともに低温通路４２を閉じるように切替え、また、パージ制御弁２６の閉弁時には高温通路４４を閉じるとともに低温通路４２を開くように切替える。【選択図】図１
2012087746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタと燃料タンクとを連通するタンク通路と、
前記キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、
前記キャニスタと大気とを連通する大気通路と、
前記パージ通路に設けられたパージ制御弁と、
前記パージ制御弁を制御する制御手段と
を備える蒸発燃料処理装置であって、
前記大気通路は、低温の空気中に開放された低温通路と、高温の空気中に開放された高温通路と、低温通路と高温通路とを選択的に開閉する通路切替手段とを備えて構成され、
前記制御手段は、前記通路切替手段を、前記パージ制御弁の開弁時には前記高温通路を開くとともに前記低温通路を閉じるように切替え、また、前記パージ制御弁の閉弁時には前記高温通路を閉じるとともに前記低温通路を開くように切替える
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記高温通路は、前記内燃機関の排気管の近辺における高温の空気中に開放されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記通路切替手段は三方弁であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置であって、
前記キャニスタから前記パージ通路を介して前記内燃機関の吸気通路にパージされるパージガス中の燃料成分の濃度を検出するための燃料成分濃度検出手段を設け、
前記制御手段は、前記燃料成分濃度検出手段により検出される燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合は前記パージ制御弁の開度を小さくし、また、燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合は前記パージ制御弁の開度を大きくする
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車等の車両の燃料タンクで発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着しかつその吸着した蒸発燃料を内燃機関（エンジン）の吸気通路へパージする蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の蒸発燃料処理装置の従来例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。従来例（特許文献１）の蒸発燃料処理装置を述べる。図４は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図４に示すように、蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を吸着保持するキャニスタ１１２を燃料タンク１１４及び内燃機関１０２の吸気通路１０４のそれぞれに連通する第１通路１１６及び第２通路１１８を設けている。キャニスタ１１２に一端側を連通する第３通路１２０を設けるとともに第３通路１２０の他端側を内燃機関１０２の排気通路１０６の近傍部位に連通する第４通路１２２と大気に連通する第５通路１２４とに分岐させて設けている。分岐部位には、キャニスタ１１２に導入されるパージエアを、第４通路１２２による高温空気と第５通路１２４による低温空気との混合によって所定温度に調整する温度調整部１２６を設けている。この蒸発燃料処理装置によると、キャニスタ１１２にパージエアを導入する際には、第４通路１２２に高温空気が導かれるとともに第５通路１２４に低温空気が導かれ、高温空気と低温空気とを温度調整部１２６によって混合して所定温度に調整して第３通路１２０からキャニスタ１１２に導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３５３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の蒸発燃料処理装置にあっては、第４通路１２２の開放端が、内燃機関１０２の排気通路１０６の近傍部位（特許文献１の図１によると、エキゾーストマニホールドの外側近傍）に連通されている。そして、第４通路１２２から導かれた高温空気と、第５通路１２４から導かれた低温空気とを温度調整部１２６により混合して所定温度に調整している。したがって、構成の複雑化を余儀なくされるという問題があった。なお、高温空気と低温空気とを混合する構成からすると、特許文献１における高温空気は、そのままキャニスタ１１２に導入することが難しい高温の空気であり、低温空気と混合することで温度を下げる必要があるものと考えられる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、構成を簡素化することのできる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】
前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とする蒸発燃料処理装置により解決することができる。
すなわち、請求項１に記載された蒸発燃料処理装置によると、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタと燃料タンクとを連通するタンク通路と、キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路と、キャニスタと大気とを連通する大気通路と、パージ通路に設けられたパージ制御弁と、パージ制御弁を制御する制御手段とを備える蒸発燃料処理装置であって、大気通路は、低温の空気中に開放された低温通路と、高温の空気中に開放された高温通路と、低温通路と高温通路とを選択的に開閉する通路切替手段とを備えて構成され、制御手段は、通路切替手段を、パージ制御弁の開弁時には高温通路を開くとともに低温通路を閉じるように切替え、また、パージ制御弁の閉弁時には高温通路を閉じるとともに低温通路を開くように切替えるものである。このように構成すると、パージ制御弁の開弁時すなわちパージ時には、高温の空気が高温通路を介してキャニスタに導入されることにより、キャニスタの脱離性能を向上することができる。また、パージ制御弁の閉弁時すなわち非パージ時には、キャニスタを低温通路を介して低温の空気中へ開放することができる。したがって、前記特許文献１と異なり、高温空気と低温空気とを混合して所定温度に調整する必要がなく、構成を簡素化することができる。なお、本明細書でいう「高温の空気」とは、低温の空気と混合して温度調整する必要がなく、そのままキャニスタに導入しても支障を生じない温度の高温の空気のことをいう。
【０００７】
また、請求項２に記載された蒸発燃料処理装置によると、高温通路は、内燃機関の排気管の近辺における高温の空気中に開放されている。このように構成すると、内燃機関の排気熱を有効に利用することができる。
【０００８】
また、請求項３に記載された蒸発燃料処理装置によると、通路切替手段は三方弁である。このように構成すると、１つの三方弁によって低温通路と高温通路とを選択的に開閉することができる。
【０００９】
また、請求項４に記載された蒸発燃料処理装置によると、キャニスタからパージ通路を介して内燃機関の吸気通路にパージされるパージガス中の燃料成分の濃度を検出するための燃料成分濃度検出手段を設け、制御手段は、燃料成分濃度検出手段により検出される燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合はパージ制御弁の開度を小さくし、また、燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合はパージ制御弁の開度を大きくするものである。このように構成すると、パージガス中の燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合、すなわちベーパの吸着量が多い時やタンクからのベーパ発生量が多い時にはパージ制御弁の開度が小さくなるため、パージガス量を小量とすることで、エンジンに燃料成分の濃い濃度のパージガスが吸気通路に大量に吸入されることによるドライバビリティの悪化を防止することができる。また、パージガス中の燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合にはパージ制御弁の開度が大きくなるため、大量のパージガスを効率良くパージすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図２】三方弁の制御に係る処理を示すフローチャートである。
【図３】実施形態２にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図４】従来例にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
［実施形態１］
本発明の実施形態１を説明する。図１は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図１に示すように、蒸発燃料処理装置１０は、自動車等の車両の燃料タンク１２で発生した蒸発燃料をキャニスタ１４で吸着しかつその吸着した蒸発燃料を内燃機関（エンジン）１６の吸気通路１８へパージする。キャニスタ１４には、活性炭よりなる吸着材（図示省略）が収容されている。吸着材は、燃料タンク１２で発生する蒸発燃料（ベーパ）を吸着可能であるとともに、ベーパ中の炭化水素（ＨＣ）等の燃料成分を離脱可能である。また、キャニスタ１４と燃料タンク１２とは、タンク通路２０を介して連通されている。また、キャニスタ１４と吸気通路１８とは、パージ通路２２を介して連通されている。また、キャニスタ１４と大気とは、大気通路２４を介して連通されている。なお、大気通路２４については後で詳しく説明する。
【００１２】
前記パージ通路２２には、パージ制御弁２６が設けられている。パージ制御弁２６は、パージ通路２２を流れる蒸発燃料の燃料成分を含む空気量（パージガス量）を調整するバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）であって、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）２８により制御される。ＥＣＵ２８は、本明細書でいう「制御手段」に相当する。なお、図１中における符号、３０はスロットルバルブ、３２は排気通路である。排気通路３２は、エキゾーストマニホールド３３、上流側触媒３４、下流側触媒３６、排気管３８等を備えている。
【００１３】
前記キャニスタ１４は、前記燃料タンク１２で発生した蒸発燃料を前記タンク通路２０から導入して吸着材に吸着する。また、前記エンジン１６の運転状態に応じて、前記パージ制御弁２６がＥＣＵ２８により制御される。パージ制御弁２６の開弁時（パージ時に相当する）には、吸気通路１８で発生する吸気負圧がパージ通路２２を介してキャニスタ１４に作用する。これにより、キャニスタ１４の吸着材に吸着された蒸発燃料の燃料成分が、前記大気通路２４を介してキャニスタ１４に導入された空気とともに吸着材から脱離されることでパージガスとなって吸気通路１８にパージされる。また、吸気通路１８にパージされたパージガスの燃料成分はエンジン１６で燃焼される。
【００１４】
次に、前記大気通路２４について説明する。前記大気通路２４は、連絡通路４０と低温通路４２と高温通路４４と三方弁４６とを備えて構成されている。連絡通路４０は、前記キャニスタ１４と三方弁４６とを連通している。また、低温通路４２は、一端が三方弁４６に接続され、他端が常温すなわち低温の空気中に開放されている。また、高温通路４４は、一端が三方弁４６に接続され、他端が前記排気管３８の上側近辺における高温の空気中に開放されている。なお、排気管３８の上側近辺における高温の空気は、そのままキャニスタ１４に導入しても支障を生じない温度の空気とする。
【００１５】
なお、本明細書でいう「高温の空気」とは、低温の空気と混合して温度調整する必要がなく、そのままキャニスタ１４に導入しても支障を生じない温度の高温の空気のことをいう。例えば、キャニスタ１４を構成する構成部品のうちで最も低い耐熱温度を有する部品（例えばＯリング等のシール部材）の耐熱温度よりも所定温度低い温度の空気のことを「高温の空気」という。一般的には、エンジンルーム内に配置されるキャニスタ１４の場合のシール部材の耐熱温度は約１２０℃であり、また、車両の床下に配置されるキャニスタ１４の場合のシール部材の耐熱温度は約９０℃である。このように、「高温の空気」を、キャニスタ１４を構成する構成部材のうちの最も低い耐熱温度を有する部品の耐熱温度よりも所定温度低い温度の高温の空気とすることで、パージ時にキャニスタ１４に導入した際に、最も低い耐熱温度を有する部品に支障をきたすことがなく、キャニスタ１４の脱離性能を向上することができる。
【００１６】
前記三方弁４６は、前記低温通路４２と前記高温通路４４とを選択的に開閉する電磁弁であって、前記ＥＣＵ２８により制御される。すなわち、ＥＣＵ２８は、前記パージ制御弁２６の開弁時（パージ時）には三方弁４６を高温通路開放状態に切替え、また、パージ制御弁２６の閉弁時（非パージ時）には三方弁４６を低温通路開放状態に切替えるようになっている。詳しくは、三方弁４６は、高温通路開放状態においては高温通路４４を開くとともに低温通路４２を閉じ、また、低温通路開放状態においては高温通路４４を閉じるとともに低温通路４２を開く。なお、三方弁４６は本明細書でいう「通路切替手段」に相当する。
【００１７】
次に、前記ＥＣＵ２８が実行する前記三方弁４６の制御に係る処理について説明する。図２は三方弁の制御に係る処理を示すフローチャートである。
図２に示すように、ＥＣＵ２８は、ステップＳ１でパージ中か否か、すなわちパージ制御弁２６が開弁状態か否かを判断し、肯定（YES）の場合には、ステップＳ２で三方弁４６を高温通路開放状態に切替える。これにより、パージ制御弁２６の開弁時すなわちパージ時に、排気管３８の上側近辺における高温の空気が高温通路４４及び連絡通路４０を介してキャニスタ１４に導入される。これにより、パージ時のキャニスタ１４の気化熱による吸着材（活性炭）の冷却を抑制することができるため、パージ時のキャニスタ１４の脱離性能を向上することができる。また、ステップＳ１で否定（NO）の場合は、ステップＳ３で三方弁４６を低温通路開放状態に切替える。これにより、非パージ時に、キャニスタ１４を連絡通路４０及び低温通路４２を介して低温の空気中へ開放することができる。このため、非パージ時において、キャニスタ１４から高温の空気中への蒸発燃料を含む空気の吹き抜けを確実に防止することができる。なお、非パージ時としては、例えば、エンジン１６の停止中、駐車時又は給油時等が相当する。
【００１８】
前記した蒸発燃料処理装置１０によると、パージ制御弁２６の開弁時すなわちパージ時には、高温の空気が高温通路４４及び連絡通路４０を介してキャニスタ１４に導入されることにより、キャニスタ１４の脱離性能を向上することができる。また、パージ制御弁２６の閉弁時すなわち非パージ時には、キャニスタ１４を連絡通路４０及び低温通路４２を介して低温の空気中へ開放することができる。したがって、前記特許文献１と異なり、高温空気と低温空気とを混合して所定温度に調整する必要がなく、構成を簡素化することができる。
【００１９】
また、非パージ時において、特許文献１のものでは、キャニスタから高温の空気中への蒸発燃料を含む空気の吹き抜けが発生するおそれがあるが、本蒸発燃料処理装置１０によると、キャニスタ１４から高温の空気中への蒸発燃料を含む空気の吹き抜けを確実に防止し、安全性を確保することができる。
【００２０】
また、高温通路４４は、エンジン１６の排気管３８の近辺における高温の空気中に開放されている。したがって、エンジン１６の排気熱を有効に利用することができる。
【００２１】
また、低温通路４２と高温通路４４とを選択的に開閉する通路切替手段として三方弁４６を用いている。したがって、１つの三方弁４６によって低温通路４２と高温通路４４とを選択的に開閉することができる。
【００２２】
［実施形態２］
本発明の実施形態２を説明する。本実施形態は、前記実施形態１の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図３は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。なお、蒸発燃料に含まれる燃料成分としては、炭化水素（ＨＣ）と、それ以外の成分が考えられるが、ＨＣが大部分を占めることから、便宜的にＨＣを燃料成分として説明する。
図３に示すように、本実施形態は、前記実施形態１におけるパージ通路２２に、パージガス中の燃料成分（ＨＣ）の濃度を検出するためのＨＣセンサ４８が設けられている。ＨＣセンサ４８の検出信号は、前記ＥＣＵ２８に入力される。なお、ＨＣセンサ４８は本明細書でいう「燃料成分濃度検出手段」に相当する。
【００２３】
前記ＥＣＵ２８は、前記ＨＣセンサ４８により検出されるＨＣの濃度から燃料成分の濃度を算出し、その燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合は前記パージ制御弁２６の開度を小さくし、また、燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合はパージ制御弁２６の開度を大きくするようにパージ制御弁２６の開度を制御するようになっている。
【００２４】
したがって、パージガス中の燃料成分の濃度が所定濃度以上の濃い場合、すなわちベーパの吸着量が多い時や燃料タンク１２からのベーパ発生量が多い時にはパージ制御弁２６の開度が小さくなるため、パージガス量を小量とすることで、エンジン１６に燃料成分の濃い濃度のパージガスが吸気通路１８に大量に吸入されることによるドライバビリティの悪化を防止することができる。また、パージガス中の燃料成分の濃度が該所定濃度未満の薄い場合にはパージ制御弁２６の開度が大きくなるため、大量のパージガスを効率よくパージすることができる。
【００２５】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、前記各実施形態では、高温通路４４の開放端を排気管３８の上側近辺における高温の空気中に開放したが、高温通路４４の開放端は、高温の空気をそのままキャニスタに導入しても支障を生じない温度の高温の空気中であれば、排気管３８の上側近辺以外の部位に開放してもよい。
【００２６】
また、前記実施形態２では、パージガス中の燃料成分濃度を検出する燃料成分濃度検出手段として、パージ通路２２に設けられたＨＣセンサ４８を使用し、ＨＣセンサ４８で検出されるＨＣの濃度から燃料成分の濃度を算出するようにしたが、排気通路３２に設けられた酸素センサを燃料成分濃度検出手段として使用し、酸素センサで検出される酸素濃度Ｏｘから燃料成分の濃度を算出するようにしてもよい。
【００２７】
また、各実施形態における大気通路２４は、一端がキャニスタ１４に接続され、他端が低温（常温）の空気中に開放されている低温通路と、一端がキャニスタ１４に接続され、他端が排気管３８の上側近辺における高温の空気中に開放されている高温通路と、低温通路及び高温通路にそれぞれ配置されかつＥＣＵにより相反的に開閉される一対の開閉弁（電磁弁）とを備えて構成することもできる。この場合、一対の開閉弁は本明細書でいう「通路切替手段」に相当する。
【符号の説明】
【００２８】
１０…蒸発燃料処理装置
１２…燃料タンク
１４…キャニスタ
１６…エンジン（内燃機関）１６の
１８…吸気通路
２０…タンク通路
２２…パージ通路
２４…大気通路
２６…パージ制御弁
２８…ＥＣＵ（制御手段）
３８…排気管
４２…低温通路
４４…高温通路
４６…三方弁（通路切替手段）
４８…ＨＣセンサ（燃料成分濃度検出手段）
５０…大気通路
５２…低温通路
５４…高温通路
【図１】
2012087746.tif 000003
【図２】
2012087746.tif 000004
【図３】
2012087746.tif 000005
【図４】
2012087746.tif 000006