(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに連通する蒸発燃料導入ポートと、内燃機関の吸気管に連通するパージポートおよび大気に連通する大気ポートとを有し、吸着脱離作用を有する活性炭を封入したキャニスタの容器内の前記大気ポートに、キャニスタに吸着させた蒸発燃料をエアを圧送することにより脱離できるモータ駆動式のパージポンプを設置した蒸発燃料処理装置において、
前記パージポンプ停止時に蒸発燃料が前記パージポンプ内に流入した際の安全措置として、前記パージポンプのモータを収納するモータケース内に前記パージポンプのハウジングに接続されたインレットを設け、モータ始動前に内燃機関の吸気負圧により前記パージポンプ内の蒸発燃料を掃気することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記キャニスタの蒸発燃料導入ポートに、燃料タンク内圧が蒸発燃料によりある一定値以上上昇及び下降しないように双方向に制御するタンク内圧弁を、かつ前記パージポンプのインレット側に、場合によって大気との連通を閉鎖する、双方向に制御する大気弁を備えたことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記パージポンプが、内燃機関の吸気負圧が所定値以下になったときに始動することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記パージポンプ内にＨＣ濃度センサを設置すると共に、前記パージポンプが、前記ＨＣ濃度センサで前記パージポンプ内に蒸発燃料が無くなる又は燃焼下限界未満になったことを確認して始動することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
前記キャニスタのパージポートと内燃機関の吸気管とを結ぶパージ通路にパージバルブを設置すると共に、前記パージポンプが、前記パージバルブの開度から知られるパージ流量から、予め分かっている前記パージポンプの容積を吸引するのに必要な時間を計算し、その時間経過後に始動することを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
前記パージポンプが、内燃機関の吸気負圧が所定値以上となったときに作動を停止することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】
前記パージ通路にＨＣ濃度センサを設置すると共に、前記パージポンプが、このＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度が所定値以下となったときに作動を停止することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】
前記パージポンプが、燃料タンク内圧が所定値以下となったときに作動を停止することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから放出される蒸発燃料（ベーパ）をキャニスタに吸着し、キャニスタから蒸発燃料を脱離して内燃機関の吸気系に放出し処理する蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高揮発性油（例えばガソリン等の燃料）を利用するガソリンエンジン搭載車等の自動車においては、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料が大気中に放出されることを防止するために、自動車に蒸発燃料処理装置を装着している。この蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料を吸着するための吸着材として活性炭が封入されたキャニスタを備えており、蒸発燃料を吸着保持する。吸着した蒸発燃料は、内燃機関作動時に吸気管の負圧によりキャニスタの大気ポートより導入される外気によって脱離され、吸気管内に導入されインジェクタからの噴射燃料とともに燃焼される。
【０００３】
ところで、近年、内燃機関の直噴化やＨＥＶ化が増えつつあり、こうしたエンジンでは吸気管負圧が小さくなることが知られている。しかしながら、従来の蒸発燃料処理装置においては、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気管へ送り込む圧送源として吸気管負圧を利用しているので、吸気管負圧が小さくなると蒸発燃料を内燃機関の吸気管へ送り込むことが難しくなるという問題が生じる。この対策として、吸気管負圧が小さくなるエンジンには、パージ通路又はキャニスタの大気ポート側にパージポンプを設置し、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料をパージポンプにより吸引及び／又は圧送し吸気管に導出させることが、特開平１１−３０１８５号公報及び特開平５−３４０３１５号公報により、従来公知である。
【０００４】
しかしながら、このパージポンプを用いてキャニスタに吸着された蒸発燃料を圧送する蒸発燃料処理装置では、パージポンプ内に可燃性の蒸発燃料が流入した状態でパージポンプを作動すると、パージポンプ駆動源モータやパージポンプのインペラとハウジングの摩擦により引火する恐れがあった。また、パージポンプがモータ駆動であるために、余分に電力を消費するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、吸気管負圧が小さい場合においてもキャニスタ内に吸着された蒸発燃料を吸気管内に送り込むことができると同時に、パージポンプ停止時にパージポンプ内に可燃性の蒸発燃料が流入した際の安全措置を施し、パージポンプの事故発生を防止し、かつポンプ作動条件を限定して燃費低減を計った蒸発燃料処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された蒸発燃料処理装置を提供する。
請求項１に記載の蒸発燃料処理装置は、キャニスタの大気ポート側にパージポンプを設置すると共に、パージポンプ停止時にパージポンプ内に可燃性の蒸発燃料が流入した際の安全措置として、パージポンプのモータを収容するモータケース内にパージポンプのハウジングに接続されたインレットを設け、モータ始動前に内燃機関の吸気負圧によりパージポンプ内の蒸発燃料を掃気するようにしたものであり、これにより、パージポンプの事故が防止され、安全が確保される。
【０００７】
請求項２の蒸発燃料処理装置は、キャニスタの蒸発燃料導入ポートにタンク内圧弁を、パージポンプのインレット側に大気弁を設けたものであり、燃料タンクとキャニスタとを、燃料タンク内圧がある一定圧以上に上昇及び下降しないように双方向に連通すると共に、内燃機関の吸気負圧によりパージポンプの大気弁が開いて、パージポンプ内の蒸発燃料を掃気できるようにしている。
【０００８】
請求項３，４，５の蒸発燃料処理装置は、それぞれパージポンプ内の蒸発燃料が掃気できたことを確認する手段を規定したものであり、請求項３では、内燃機関の吸気負圧が所定値以下となったときに、吸気負圧によるパージが不充分となるためにパージポンプによる強制パージを開始する。請求項４では、パージポンプに設置したＨＣ濃度センサによりパージポンプ内に蒸発燃料が残っていない、もしくは燃焼下限界であることを確認後にパージポンプを始動するようにしている。請求項５では、パージ通路に設置されているパージバルブの開度から得られるパージ流量から、予め分かっているパージポンプの容積分を掃気するのに必要な時間を算出して、その時間だけ吸気負圧によるパージを行った後に、パージポンプを始動するようにしている。
【０００９】
請求項６，７，８の蒸発燃料処理装置は、それぞれパージポンプの作動を停止する判定条件を規定したものであり、請求項６では、内燃機関の吸気負圧が所定値以上になったときに吸気負圧によるパージが可能となったと判断して、パージポンプによる強制パージを終了するようにしている。請求項７では、パージ通路に設置されたＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度が所定値以下となったときに、キャニスタに多くの蒸発燃料が残っていないと判断してパージポンプの作動を停止するようにしており、請求項８では、燃料タンク内圧が所定値以下となったときに、キャニスタに蒸発燃料が流入していないと判断してパージポンプの作動を停止するようにしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の蒸発燃料処理装置について説明する。図１は、本発明の蒸発燃料処理装置の構成図であり、図２は、パージポンプの断面図を示している。本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１から発生した蒸発燃料を吸着保持するキャニスタ２と、キャニスタ２に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気管９に強制パージするパージポンプ３とを具備している。
【００１１】
キャニスタ２は、内圧弁６を介して燃料タンク１と連通している。またキャニスタ２内部には、吸着剤として、例えば活性炭、が封入されており、燃料タンク１内で揮発した蒸発燃料を内圧弁６を介して導入して吸着保持する。内圧弁６は、燃料タンク内圧が蒸発燃料により、ある一定圧以上に上昇及び下降しないように双方向に制御する弁である。
【００１２】
更にキャニスタ２は、内燃機関の吸気管９とパージ通路５により連通しており、その途中にはＨＣ濃度センサ７と、内燃機関の回転数、吸気管の負圧、及びＨＣ濃度センサ７等の状態によりＥＣＵ（電子式制御装置）１０により制御されるパージバルブ４とが設置されている。このパージバルブ４は、その開度の情報をＥＣＵ１０に出力し、予め分かっているパージポンプの容積を吸引するのに必要な時間をＥＣＵ１０で計算し、その時間経過後にパージポンプ３に作動信号を出力する。
またキャニスタ２の大気ポート側にはパージポンプ３が設置されており、キャニスタ２に吸着された蒸発燃料を吸気管９内に強制パージする。
【００１３】
図２にパージポンプ３の詳細が、断面図で示されている。パージポンプ３は、ハウジング１３と、このハウジング１３内に回転自在に配されたインペラ１４と、このインペラ１４を駆動するモータ１６とから構成されており、ＥＣＵ１０により制御される。パージポンプ３には、インレット１２とアウトレット１１がそれぞれ接続され、このインレット１２は、モータ１６を収容するモータケース１５内に設置されている。
このモータケース１５は、大気弁１８を介して大気と連通している。大気弁１８は、必要に応じて大気との連通を閉鎖する、双方向に制御する弁である。また、モータケース１５には、ＨＣを検出するＨＣ濃度センサ１７が設置され、モータケース１５内のＨＣ濃度がＥＣＵ１０に入力される。
ＥＣＵ１０は、各センサ等からの入力信号及び予め記憶された制御プログラムに基づいて、パージバルブ４及びパージポンプ３等を制御する。
【００１４】
燃料タンク１の上部には、圧力センサ８が設けられており、タンク内圧がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、タンク内圧によって、パージポンプ３の作動を制御する。また燃料タンク１の側方には、内部に燃料給油通路を形成するフィラーネック１９が上方に斜めに延びるように設けられており、その先端には、フィラーキャップ２０が取り付けられている。
【００１５】
次に、本発明の蒸発燃料処理装置の作動を説明する。
図３は、本発明の蒸発燃料処理装置のパージポンプの作動条件を示すフローチャートである。ステップＳ１においてイグニッションがＯＮとなったとき、ステップＳ２に進みパージバルブ４がＯＮとなり開弁する。次にステップＳ３にて内燃機関のスロットル開度および回転数により知られる吸気負圧が所定値ＰＯ以下であるか否かを判定する。吸気負圧が所定値ＰＯより大きければ吸気負圧によるパージが可能なため、パージポンプ３による強制パージを必要としないと判断し終了する。即ちこの場合、パージポンプ３は駆動されない。このステップＳ３で吸気負圧が所定値ＰＯ以下であればステップＳ４に進む。
【００１６】
ステップＳ４では、内燃機関の吸気負圧によりパージポンプ３の大気弁１８が開き、パージポンプ３内の蒸発燃料を掃気する。次にステップＳ５にてパージポンプ３に設置してあるＨＣ濃度センサ１７によりパージポンプ３内の蒸発燃料が無いことを確認して、ステップＳ６でパージポンプ３を作動し強制パージを行う。
【００１７】
次にステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９で吸気負圧が所定値ＰＯより小さく、タンク内圧が所定値Ｐ１以上であり、かつパージ通路５のＨＣ濃度センサ７で検出されるパージガス濃度が所定値ＣＯ以上であったときは、パージポンプ３により引き続き強制パージをする必要があると判断してパージポンプ３の作動を続ける。
【００１８】
またステップＳ７で吸気負圧が所定値ＰＯ以下のときは、吸気負圧によるパージが不充分であるため、引き続きパージポンプ３による強制パージが必要と判断してステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、燃料タンク１のタンク内圧が所定値Ｐ１以下であったとき、キャニスタ２への蒸発燃料の流入が無いと判断する。次にステップＳ９へ進みパージ通路５のＨＣ濃度センサ７で検出されるパージガス濃度が所定値ＣＯ以上であるか否かを判定する。このときパージガス濃度が所定値ＣＯ以下であれば、キャニスタ２に蒸発燃料が残存していないと判断し、ステップＳ１０でパージポンプ３の作動を停止し終了する。
【００１９】
また、ステップＳ７で吸気負圧が所定値ＰＯより大きかったときは、パージポンプ３による強制パージを必要としないと判断して、ステップＳ１０でパージポンプ３の作動を停止し終了する。
また、ステップＳ１１において、パージポンプ３の停止からの時間又はステップＳ３においてＮＯと判断してからの時間が所定時間ｔを経過後、上記で述べた作動を繰り返す。
【００２０】
以上説明したように、本発明の蒸発燃料処理装置では、パージポンプの始動前に内燃機関の吸気負圧によってパージポンプ内の蒸発燃料を掃気することで安全な構造とすることができる。またパージポンプの運転判定条件によりパージポンプの駆動時間を短縮し、節電できるために、燃費低減の効果も奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の蒸発燃料処理装置の構成説明図である。
【図２】本発明の蒸発燃料処理装置のパージポンプの断面図である。
【図３】本発明のパージポンプの作動条件を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…燃料タンク
２…キャニスタ
３…パージポンプ
４…パージバルブ
５…パージ通路
６…内圧弁
７，１７…ＨＣ濃度センサ
８…圧力センサ
１１…アウトレット
１２…インレット
１５…モータケース
１６…モータ
【図１】
0003773406.tif 000002
【図２】
0003773406.tif 000003
【図３】
0003773406.tif 000004