(57)【要約】【課題】回生手段が回収した電気エネルギーを有効に利用しながらキャニスタの加熱効率を向上することのできる車両の蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタ３０と、キャニスタ３０と吸気通路１２とを連通するパージ通路３４に設けられたパージ弁３６と、キャニスタ３０を加熱するヒータ４０と、パージ弁３６及びヒータ４０を制御するＥＣＵ６０と、車両の走行状態を検出する車速センサ５３及びアクセル開度センサ５５と、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収するオルタネータ６６とを備える。ＥＣＵ６０は、減速走行状態であるときにパージを停止するようにパージ弁３６を制御するとともに、オルタネータ６６により回収された電気エネルギーを用いてヒータ４０を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路に設けられ、キャニスタに吸着されている蒸発燃料をエンジンに吸入させるパージの実行及び停止を行うパージ手段と、
前記キャニスタを加熱する加熱手段と、
前記パージ手段及び前記加熱手段を制御する制御手段と、
前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生手段と
を備え、
前記制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態が減速走行状態であるときには、パージを停止するように前記パージ手段を制御するとともに、前記回生手段により回収された電気エネルギーを用いて前記加熱手段を作動させる
ことを特徴とする車両の蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の蒸発燃料処理装置であって、
前記回生手段の発生する発電量を制御する発電量制御手段を備え、
前記発電量制御手段は、減速走行状態における前記加熱手段の作動に際し、前記回生手段の発電量を増加する
ことを特徴とする車両の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の蒸発燃料処理装置であって、
前記制御手段は、パージを実行可能な走行状態であるか否かを判定し、パージを実行可能な走行状態でないと判定したときには、前記加熱手段を作動しないことを特徴とする車両の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行用駆動源としてエンジン（内燃機関）および電気モータを備えたハイブリッド車両において、減速走行状態すなわち減速時にモータを発電機として機能させる回生制動を実行し、その回生電力で電気モータを駆動するキャパシタを充電することにより、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、キャパシタが充電不能の場合には、回生電力を、キャニスタを加熱するヒータに供給するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４３８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来例（特許文献１参照）によると、減速時において、パージが実行されるとともにヒータが作動される場合がある。すると、キャニスタを流れるパージ空気によってヒータの熱が奪われるため、キャニスタの加熱効率が悪くなる。また、キャパシタが充電不能（満充填状態）の場合には、減速時にモータが発生する回生電力（電気エネルギー）がヒータに供給されるものの、ヒータの熱がパージ空気によって奪われてしまうため、回生電力を有効に利用することができない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、回生手段が回収した電気エネルギーを有効に利用しながらキャニスタの加熱効率を向上することのできる車両の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車両の蒸発燃料処理装置により解決することができる。
請求項１に記載された車両の蒸発燃料処理装置によると、車両に搭載された燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路に設けられ、キャニスタに吸着されている蒸発燃料をエンジンに吸入させるパージの実行及び停止を行うパージ手段と、キャニスタを加熱する加熱手段と、パージ手段及び加熱手段を制御する制御手段と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生手段と
を備え、制御手段は、走行状態検出手段により検出された走行状態が減速走行状態であるときには、パージを停止するようにパージ手段を制御するとともに、回生手段により回収された電気エネルギーを用いて加熱手段を作動させる。
この構成によると、車両の減速走行状態において、パージが停止されるとともに、回生手段により回収された電気エネルギーを用いて加熱手段が作動される。このため、パージ空気によって加熱手段の熱が奪われることを防止することができる。また、その状態で、回生手段が発生する電気エネルギーを用いて加熱手段が作動されることにより、キャニスタを加熱することができる。よって、回生手段が回収した電気エネルギーを有効に利用しながらキャニスタの加熱効率を向上することができる。
【０００７】
請求項２に記載された車両の蒸発燃料処理装置によると、回生手段の発生する発電量を制御する発電量制御手段を備え、発電量制御手段は、減速走行状態における加熱手段の作動に際し、回生手段の発電量を増加する。したがって、減速走行状態における加熱手段の作動に際し、回生手段の発電量が増加されることにより、キャニスタの加熱効率を向上することができる。また、回生手段の発電量の増加にともない、内燃機関に対する回生手段の負荷トルクが増加するため、車両の制動に寄与することができる。
【０００８】
請求項３に記載された車両の蒸発燃料処理装置によると、制御手段は、パージを実行可能な走行状態であるか否かを判定し、パージを実行可能な走行状態でないと判定したときには、加熱手段を作動しない。したがって、パージを実行可能な走行状態でないときは、加熱手段を作動しないので、無駄な電力消費を抑制することができ、また、電力消費による車両の燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１にかかる車両の蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
【図２】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】実施形態２にかかるＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】実施形態３にかかるＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
［実施形態１］
実施形態１を説明する。本実施形態では、走行用駆動源として内燃機関（エンジン）を備える車両に適用された蒸発燃料処理装置について例示する。図１は車両の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、内燃機関であるエンジン１０には、吸気通路１２と排気通路１３とが接続されている。吸気通路１２の上流側には、空気を濾過するエアクリーナ１４が設けられている。空気は、エアクリーナ１４を介して吸気通路１２に導入される。エアクリーナ１４の下流側には、吸気通路１２に導入される吸気量（吸入空気量）を検出するためのエアフローメータ１５が配設されている。エアフローメータ１５の下流側には、エンジン１０への吸気量を調節するためのスロットルバルブ１６が設けられている。スロットルバルブ１６のスロットル開度は、図示しないアクセルペダルの操作量等に応じて駆動されるアクチュエータとしての電気モータにより調整される。また、吸気通路１２のスロットルバルブ１６を通過した空気は、サージタンク１８を経て、エンジン１０の各気筒の吸気ポート１９に流れる。
【００１２】
燃料タンク２０内には、液体燃料（ガソリン）が貯留されている。燃料タンク２０内の燃料は、燃料供給経路（図示省略）を通ってインジェクタ（燃料噴射弁）２１から、エンジン１０の各気筒の吸気ポート１９に向かって噴射される。その燃料は、吸気ポート１９を流れる空気と混合された混合気となって、吸気バルブ２３が開状態となるタイミングで各気筒の燃焼室２４に供給される。
【００１３】
前記燃料タンク２０内は、蒸発燃料通路２６を介して、キャニスタ３０のケース３１内と接続されている。ケース３１内には、吸着材としての活性炭３２が充填されている。また、ケース３１内は、パージ通路３４を介してサージタンク１８内と接続されている。パージ通路３４には、ＥＣＵ６０（後述する）により制御されるパージ弁３６が設けられている。また、ケース３１の一側（上側）において蒸発燃料通路２６及びパージ通路３４が接続されており、ケース３１の他側（下側）にはケース３１内を大気に開放する大気ポート３８が形成されている。なお、パージ弁３６は、エンジン１０に吸入させるパージの実行及び停止を行うもので、本明細書でいう「パージ手段」に相当する。
【００１４】
前記燃料タンク２０内にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料通路２６を介してキャニスタ３０の活性炭３２に吸着される。そして、パージ弁３６がエンジン１０の運転状態に応じて開弁されると、吸気負圧により、空気が大気ポート３８からキャニスタ３０を通ってパージ通路３４内に吸入される。空気がキャニスタ３０内を通過する際に、活性炭３２に吸着されている蒸発燃料が活性炭３２から脱離され、蒸発燃料を含んだ空気すなわち蒸発燃料ガスがパージ通路３４を介してサージタンク１８内にパージされる。この状態がパージのオン状態すなわち実行状態である。また、パージ弁３６が閉弁された状態がパージのオフ状態すなわち停止状態である。
【００１５】
前記キャニスタ３０のケース３１内には、キャニスタ３０（詳しくは活性炭３２）を加熱するための電気ヒータ（「ヒータ」という）４０が配設されている。ヒータ４０の通電は、ヒータスイッチ４１によりオン・オフされる。ヒータスイッチ４１がオンされると、ヒータ４０が通電されることによりキャニスタ３０（詳しくは活性炭３２）が加熱される。また、ヒータスイッチ４１がオフされると、ヒータ４０への通電が遮断される。なお、ヒータ４０は本明細書でいう「加熱手段」に相当する。
【００１６】
前記エンジン１０の各気筒の燃焼室２４内に供給された混合気は、図示しない点火プラグによって所定の燃焼タイミングにて点火されて燃焼される。そして、燃焼後の排気ガスは、排気バルブ４２が開状態となるタイミングで燃焼室２４から、エンジン１０の各気筒の排気ポート４３を介して排気通路１３に排出される。また、前記エンジン１０には、冷却水の水温を検出するための水温センサ４５が設けられている。また、前記吸気通路１２には、吸気温度を検出するための吸気温センサ４７、及び、吸気負圧を検出するための吸気負圧センサ４９が設けられている。また、前記排気通路１３には、排気ガス中の酸素濃度を検出するための空燃比（Ａ／Ｆ）センサ５１が配設されている。
【００１７】
前記ＥＣＵ６０は、電子制御ユニットであり、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラム等を格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。また、ＥＣＵ６０には、前記したエアフローメータ１５、水温センサ４５、吸気温センサ４７、吸気負圧センサ４９、空燃比センサ５１、車速センサ５３、アクセル開度センサ５５、その他の各種センサからの検出信号が入力される。車速センサ５３は、車輪（従動輪）の回転数に基づいて車速を検出する。また、アクセル開度センサ５５は、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出する。なお、ＥＣＵ６０は本明細書でいう「制御手段」に相当する。
【００１８】
前記ＥＣＵ６０により演算された制御信号に基づいて、前記インジェクタ２１、前記パージ弁３６、前記ヒータスイッチ４１、及び、前記スロットルバルブ１６の電気モータ（図示省略）等が制御される。また、ＥＣＵ６０は、前記車速センサ５３及び前記アクセル開度センサ５５の検出信号に基づいて、車両の走行状態つまり車両が減速状態にあるか否かを判定する。例えば、車速が所定値以上でアクセル開度が０（全閉）のときに減速状態であると判定し、それ以外のときは減速状態でないと判定する。なお、車速センサ５３及びアクセル開度センサ５５は「走行状態検出手段」に相当する。また、車速センサ５３は本明細書でいう「車速検出装置」に相当する。また、アクセル開度センサ５５は本明細書でいう「アクセル開度検出装置」に相当する。
【００１９】
また、走行状態検出手段としての前記アクセル開度センサ５５は、前記吸気負圧センサ４９に代えることもできる。すなわち、ＥＣＵ６０は、車速が所定値以上で吸気負圧が所定値以上のときに減速状態であると判定し、それ以外のときは減速状態でないと判定する。なお、吸気負圧センサ４９は本明細書でいう「吸気負圧検出装置」に相当する。
【００２０】
前記車両には、電装負荷６２に電力を供給するためのバッテリ６４及びオルタネータ６６が設けられている。電装負荷６２は、例えば、車両のヘッドランプ、リヤコンビランプ、パワーウィンド、ワイパー、電動ファン等の電装品の負荷である。ヒータ４０は電装負荷６２の１つである。オルタネータ６６は、プーリ及び伝動ベルト等を介してエンジン１０のクランクシャフトに連結されており、エンジン１０の作動にともなって発電を行う。オルタネータ６６で発電された電力は、電装負荷６２及びバッテリ６４に供給される。
【００２１】
前記オルタネータ６６は、三相コイルとしてステータに巻回されたステータコイルと、ステータコイルの内側に位置するロータに巻回されたフィールドコイルとを備えている。オルタネータ６６は、フィールドコイルを通電状態で回転させることにより、ステータコイルに誘起電力を発生させ、誘起電流（三相交流電流）を整流器により直流電流に変換して前記バッテリ６４に充電する。また、オルタネータ６６は、スイッチング回路により構成されるＩＣレギュレータを備えている。ＩＣレギュレータは、バッテリ電圧信号を入力して、バッテリ電圧が適切な範囲に収束するようにフィールドコイルの通電時間を調整する。具体的には、バッテリ電圧が低下し始めて放電量が過剰側になろうとする場合には、フィールドコイルへの通電時間の比率（フィールドデューティ）を上昇させ、フィールドコイルに流れる界磁電流を増大させる。また、バッテリ電圧が上昇し始めて充電量が過剰側になろうとする場合には、フィールドデューティを低下させることにより、オルタネータ６６のフィールドコイルへの通電割合を減少させ、フィールドコイルに流れる界磁電流を低減させる。このようなＩＣレギュレータの動作によりバッテリ６４の充電状態を適切な範囲に維持するようにしている。オルタネータ６６のフィールドデューティはＥＣＵ６０に入力される。なお、オルタネータ６６は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収するもので、本明細書でいう「回生手段」に相当する。
【００２２】
次に、ＥＣＵ６０の処理手順について説明する。図２はＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。なお、本制御ルーチンはＥＣＵ６０により所定時間毎に繰り返し実行される。
図２に示すように、ステップＳ１０２で、減速中であるか否かが判定される。減速中のときは、ステップＳ１０４で、パージをオフする。すなわちパージ弁３６（図１参照）が閉弁される。このとき、パージ弁３６は、開弁しているときは閉弁され、閉弁しているときは閉弁状態が継続される。続いて、ステップＳ１０６で、ヒータ４０をオンする。すなわち、ヒータスイッチ４１（図１参照）をオンしたのち本ルーチンを終了する。このとき、ヒータスイッチ４１は、オフしているときはオンされ、オンしているときはオン状態が継続される。これにより、ヒータ４０（図１参照）が通電（作動）されることにより、キャニスタ３０（詳しくは活性炭３２）（図１参照）が加熱される。したがって、次回のパージまでにキャニスタ３０の温度を昇温しておくことができるので、次回のパージ時に蒸発燃料の脱離量を増加させることができる。また、ステップＳ１０２で、減速中でないときは、ステップＳ１０８で、ヒータをオフ、すなわちヒータスイッチ４１をオフしたのち本ルーチンを終了する。このとき、ヒータスイッチ４１は、オンしているときはオフされ、オフしているときはオフ状態が継続される。
【００２３】
前記蒸発燃料処理装置によると、車両の減速走行状態において、パージがオフすなわち停止されるとともに、オルタネータ６６により回収された電気エネルギーを用いてヒータ４０がオンすなわち作動される。このため、パージ空気によってヒータ４０の熱が奪われることを防止することができる。ひいては、電気エネルギーの無駄な消費を抑制することができる。これとともに、オルタネータ６６が発生する電気エネルギーを用いてヒータ４０を作動させることにより、パージ空気によってヒータ４０の熱が奪われることなく、キャニスタ３０を加熱することができる。よって、オルタネータ６６が回収した電気エネルギーを有効に利用しながらキャニスタ３０の加熱効率を向上することができる。
【００２４】
［実施形態２］
実施形態２を説明する。本実施形態は、前記実施形態１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。
前記ＥＣＵ６０（図１参照）は、オルタネータ６６の界磁電流を制御することで発電量を制御する発電量制御手段としての機能を有する。ＥＣＵ６０は、減速走行状態における前記ヒータ４０（図１参照）の作動時すなわちヒータスイッチ４１（図１参照）のオン時には、フィールドコイルに流れる界磁電流を増大させて、オルタネータ６６の発電量を増大させる。オルタネータ６６の発電量の増大分は、例えばヒータ４０の使用電力相当分とする。
【００２５】
次に、ＥＣＵ６０の処理手順について説明する。図３はＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。なお、本制御ルーチンは、前記実施形態１における制御ルーチン（図２参照）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に示すように、ステップＳ１０４とステップＳ１０６との間に、ステップＳ１０５が追加されている。すなわち、ステップＳ１０５において、オルタネータ６６（図１参照）の発電量を増大させた後、ステップＳ１０６に進む。
【００２６】
本実施形態によると、減速走行状態におけるヒータ４０の作動に際し、オルタネータ６６の発電量が増加されることにより、キャニスタ３０の加熱効率を向上することができる。また、オルタネータ６６の発電量の増加にともない、エンジン１０に対するオルタネータ６６の負荷トルクが増加するため、車両の制動に寄与することができる。
【００２７】
［実施形態３］
実施形態３を説明する。本実施形態は、前記実施形態２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。
前記ＥＣＵ６０（図１参照）は、パージを実行可能な走行状態であるか否かを判定する走行状態判定手段としての機能を有する。ＥＣＵ６０は、前記水温センサ４５（図１参照）により検出された冷却水の水温が所定値以上、又は、前記吸気温センサ４７（図１参照）により検出された吸気温が所定範囲内にあるときに、パージを実行可能な走行状態と判定し、それ以外のときはパージを実行可能な走行状態でないと判定する。すなわち、エンジン１０の暖機時、極高温時、極高温時等において、パージを実行すると、ドライバビリティ、排気エミッションを著しく悪化させる可能性がある走行状態においては、ＥＣＵ６０はパージを禁止する。したがって、このような場合に、減速走行状態でも、ヒータ４０（図１参照）をオンすると、無駄に電力を消費することになる。このため、ＥＣＵ６０は、パージを実行可能な走行状態でないと判定したときは、ヒータスイッチ４１をオフし、ヒータ４０の通電（作動）を停止する。なお、水温センサ４５及び吸気温センサ４７は本明細書でいう「走行状態検出手段」に相当する。
【００２８】
次に、ＥＣＵ６０の処理手順について説明する。図４はＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。なお、本制御ルーチンは、前記実施形態２における制御ルーチン（図３参照）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４に示すように、本制御ルーチンのステップＳ１０２の前に、ステップＳ１０１が追加されている。すなわち、本制御ルーチンの開始後、ステップＳ１０１において、パージを実行可能な走行状態であるか否かが判定される。パージを実行可能な走行状態であるときは、ステップＳ１０２に進む。また、パージを実行可能な走行状態でないときは、ステップＳ１０８で、ヒータをオフ、すなわちヒータスイッチ４１をオフしたのち本ルーチンを終了する。このとき、ヒータスイッチ４１は、オンしているときはオフされ、オフしているときはオフ状態が継続される。
【００２９】
本実施形態によると、パージを実行可能な走行状態でないときは、ヒータ４０を作動しないので、無駄な電力消費を抑制することができ、また、電力消費による車両の燃費の悪化を抑制することができる。なお、実施形態１における制御ルーチン（図２参照）のステップＳ１０２の前にステップＳ１０１を追加してもよい。
【００３０】
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、本発明は、走行用駆動源としてエンジン１０を備える車両に限らず、走行用駆動源としてエンジン１０及び電気モータを備えるハイブリッド車両に適用することができる。この場合、電気モータを回生手段として用いることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０…エンジン（内燃機関）
１２…吸気通路
２０…燃料タンク
３０…キャニスタ
３４…パージ通路
３６…パージ弁（パージ手段）
４０…ヒータ（加熱手段）
５３…車速センサ（走行状態検出手段）
５５…アクセル開度センサ（走行状態検出手段）
６０…ＥＣＵ（制御手段、発電量制御手段、走行状態判定手段）
６６…オルタネータ（回生手段）
【図１】
2013241855.tif 000003
【図２】
2013241855.tif 000004
【図３】
2013241855.tif 000005
【図４】
2013241855.tif 000006