(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと内燃機関の吸気系とを接続する蒸発燃料通路と、負圧チャンバと、該負圧チャンバと前記蒸発燃料通路とを接続する負圧チャンバ用通路と、該負圧チャンバ用通路を開閉する第１の制御弁と、前記蒸発燃料通路の途中に設けられ、該蒸発燃料通路を開閉する第２の制御弁と、前記内燃機関の作動時及び停止時において前記燃料タンクの内圧が負圧になるように前記第２の制御弁の開度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料放出防止装置。
【請求項２】
前記負圧チャンバと前記蒸発燃料通路とを接続するチャンバ負圧化用通路と、該チャンバ負圧化用通路に設けられ、前記負圧チャンバから前記蒸発燃料通路への流れを許容する一方向弁とを備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置。
【請求項３】
前記第１の制御弁は、前記内燃機関の吸気系の圧力が前記燃料タンクの目標圧力値及び前記燃料タンクの内圧値のいずれよりも大きい場合は、前記負圧チャンバ用通路を開成することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置。
【請求項４】
前記第１の制御弁は、前記燃料タンクの内圧値が大気圧と略等しい場合に前記内燃機関の始動がなされたときは、前記負圧チャンバ用通路を開成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料放出防止装置、特に給油時に燃料タンクのフィラーキャップを開けたときに燃料タンクから蒸発燃料が外気に放出するのを防止する内燃機関の蒸発放出防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された燃料タンク内の蒸発燃料が外気中に放出するのを防止するために燃料タンクをキャニスタを介して内燃機関の吸気管に接続し、燃料タンク内の蒸発燃料を、内燃機関の停止時はキャニスタにより処理すると共に、内燃機関の作動時は内燃機関で燃焼させる技術が知られている。
【０００３】
また、内燃機関の作動時に燃料タンク内を過度に負圧化して、内燃機関の作動時はもとより内燃機関の停止後も燃料タンクの内圧を負圧に保持することにより、給油のためにフィラーキャップを開けても、燃料タンク内の蒸発燃料が外気に放出されることを防止するようにした内燃機関の蒸発燃料放出防止装置も既に提案されている。
【０００４】
この装置では、燃料タンク内の燃料の温度を検出する温度センサと、前記燃料タンクの内圧を検出するタンク圧力センサとを設け、燃料タンク内の燃料の温度に応じて予測される燃料タンク内の内圧の上昇分を見込んだ過度に負圧化された目標圧力値を決定する。そして、内燃機関の作動中の吸気管内の負圧を利用して、燃料タンクの内圧が上記目標圧力値となるように、上記タンク圧力センサの検出値によりフィードバックしつつ上記制御弁の開度を制御する。これにより、通常は燃料タンクの内圧を上記目標圧力値に維持することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置では、燃料タンクの負圧化は内燃機関の作動中における吸気管内の負圧のみを利用して行うようにしていたため、吸気管内が十分に負圧状態にない場合や、運転状況により燃料タンクの負圧化のための時間を十分確保できないような場合は、燃料タンクの適正な負圧化が困難であるという問題があった。
【０００６】
例えば、長時間の登板走行時のように、内燃機関に高負荷がかかり吸気管内圧力が上昇してその負圧の度合いが小さい状態では、燃料タンクの負圧化が困難になる。特に吸気管内圧力が上記目標圧力値よりも大きい状態では、燃料タンクの適正な負圧化が不可能となる。
【０００７】
また、給油のために燃料タンクのフィラーキャップを開け、燃料タンクを大気に開放したような場合は、その後の内燃機関の作動により燃料タンクの負圧化が開始されるが、給油後の内燃機関の作動時間または車両走行時間が短い場合には、吸気管内の負圧による燃料タンクが十分に負圧化されないまま駐停車されてしまうおそれがある。
【０００８】
このように、運転状況によっては、燃料タンクを適正に負圧化できない場合があるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気管内の負圧による燃料タンクの負圧化が困難な場合であっても、燃料タンクを適正な負圧状態に維持することができる内燃機関の蒸発燃料放出防止装置を提供することにある。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、請求項１の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置は、燃料タンクと内燃機関の吸気系とを接続する蒸発燃料通路と、負圧チャンバと、該負圧チャンバと前記蒸発燃料通路とを接続する負圧チャンバ用通路と、該負圧チャンバ用通路を開閉する第１の制御弁と、前記蒸発燃料通路の途中に設けられ、該蒸発燃料通路を開閉する第２の制御弁と、前記内燃機関の作動時及び停止時において前記燃料タンクの内圧が負圧になるように前記第２の制御弁の開度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、第１の制御弁により負圧チャンバ用通路が開閉される。負圧チャンバ用通路が閉成されると、燃料タンクは内燃機関の吸気系とのみ連通され、内燃機関の吸気系の負圧のみによって燃料タンクが負圧化される状態になる。一方、負圧チャンバ用通路が開成されると、負圧チャンバが燃料タンクと連通され、負圧チャンバの負圧が燃料タンクに作用して、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクが負圧化可能な状態になる。これにより、内燃機関の作動による吸気管内の負圧に基づく燃料タンクの負圧化が困難な場合であっても、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクを適正な負圧状態に維持することができる。
また、内燃機関の作動時及び停止時において燃料タンクの内圧が負圧になるように第２の制御弁の開度が制御されるので、燃料タンク内は内燃機関の作動中はもとより停止後も負圧に保持される。これにより、給油のためにフィラーキャップを開けても、燃料タンク内の蒸発燃料が外気に放出されることが防止され、また、キャニスタを使用せずに蒸発燃料の放出防止を図ることができる。
【００１２】
具体的には、前記第２の制御弁として、例えば流量制御可能な電磁弁等を用い、前記第１の制御弁として、開閉弁または三方弁等を用いるのが望ましい。
【００１３】
請求項２の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置は、請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置において、前記負圧チャンバと前記蒸発燃料通路とを接続するチャンバ負圧化用通路と、該チャンバ負圧化用通路に設けられ、前記負圧チャンバから前記蒸発燃料通路への流れを許容する一方向弁とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成により、一方向弁により、前記負圧チャンバから前記蒸発燃料通路への流れが許容される。これにより、負圧チャンバの内圧が蒸発燃料通路の内圧より大きいときに負圧チャンバから蒸発燃料通路へ空気等が流れるので、吸気系の負圧を利用して負圧チャンバを負圧状態にすることができる。
【００１７】
請求項３の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置は、請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置において、前記第１の制御弁は、前記内燃機関の吸気系の圧力が前記燃料タンクの目標圧力値及び前記燃料タンクの内圧値のいずれよりも大きい場合は、前記負圧チャンバ用通路を開成することを特徴とする。
【００１８】
この構成により、前記内燃機関の吸気系の圧力が前記燃料タンクの目標圧力値及び前記燃料タンクの内圧値のいずれよりも大きい場合は、前記第１の制御弁により前記負圧チャンバ用通路が開成される。これにより、燃料タンクと負圧チャンバとが連通され、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクが負圧化されるので、吸気系の負圧によっては燃料タンクを上記目標圧力値にまで負圧化できない場合等であっても、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクを適正な負圧状態に維持することができる。
【００１９】
請求項４の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置において、前記第１の制御弁は、前記燃料タンクの内圧値が大気圧と略等しい場合に前記内燃機関の始動がなされたときは、前記負圧チャンバ用通路を開成することを特徴とする。
【００２０】
この構成により、前記燃料タンクの内圧値が大気圧と略等しい場合に前記内燃機関の始動がなされたときは、前記第１の制御弁前記負圧チャンバ用通路が開成される。これにより、燃料タンクと負圧チャンバとが連通され、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクが負圧化されるので、給油等により燃料タンクが大気開放された後の内燃機関の作動時間が短い場合等であっても、負圧チャンバの負圧によって比較的速やかに燃料タンクを負圧化することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
（実施の第１形態）
図１は本発明の実施の第１形態に係る内燃機関の蒸発燃料放出防止装置の構成を示す全体構成図である。同図において、１は例えば４気筒を有する内燃機関（以下単に「エンジン」という）であり、エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給する。
【００２３】
燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であってエンジン１とスロットル弁３との間の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられている。また、各燃料噴射弁６は燃料供給管７を介して密閉構造の燃料タンク９に接続しており、燃料供給管７の途中には燃料ポンプ８が設けられている。燃料タンク９は給油のための給油口１０を有しており、給油口１０にはフィラーキャップ１１が取付けられている。
【００２４】
燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁時期が制御される。
【００２５】
吸気管２の前記スロットル弁３の下流側には吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出する吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ１３、及び外気温としての吸気温ＴＡを検出する吸気温（ＴＡ）センサ１４が装着されている。また、燃料タンク９には、燃料タンク９のタンク内圧（絶対圧）Ｐｔを検出するタンク内圧（Ｐｔ）センサ１５と、燃料タンク９内の燃料の温度Ｔｇを検出する燃料温度（Ｔｇ）センサ１６とがそれぞれ設けられている。またこれらのセンサ１３〜１６の検出信号はＥＣＵ５に供給される。さらに、大気圧（絶対圧）ＰＡを検出する大気圧（ＰＡ）センサ４５、及び車両の速度Ｖを検出する車速（Ｖ）センサ５０が設けられ。これらの検出信号もＥＣＵ５に供給される。
【００２６】
次に燃料タンク９、蒸発燃料通路２０、負圧チャンバ４０、三方弁４１（第１の制御弁）等から構成される蒸発燃料放出抑止系３１について説明する。
【００２７】
燃料タンク９は蒸発燃料通路２０を介して吸気管２のスロットル弁３の下流側に接続されており、蒸発燃料通路２０の途中には蒸発燃料通路２０を開閉するタンク圧制御弁３０（第２の制御弁）が設けられている。制御弁３０は、その制御信号のオン−オフデューティ比を変更することにより燃料タンク９内で発生する蒸発燃料の流量を制御するように構成された電磁弁であり、制御弁３０の作動はＥＣＵ５により制御される。なお、制御弁３０はその開度をリニアに変更可能な電磁弁を使用してもよい。
【００２８】
制御弁３０と吸気管２との間において蒸発燃料通路２０の途中には、三方弁４１が設けられている。また、三方弁４１には、負圧チャンバ用通路４２を介して負圧チャンバ４０が接続されている。
【００２９】
三方弁４１は、ＥＣＵ５に電気的に接続されて、ＥＣＵ５からの信号により燃料タンク９に対して負圧チャンバ４０または吸気管２のいずれかを連通させる。すなわち、三方弁４１は、燃料タンク９に対して負圧チャンバ用通路４２または蒸発燃料通路２０のいずれかを閉成／開成する。
【００３０】
負圧チャンバ４０はさらに、チャンバ負圧化用通路４３を介して蒸発燃料通路２０に接続されている。チャンバ負圧化用通路４３は、三方弁４１と吸気管２との間において蒸発燃料通路２０に接続され、チャンバ負圧化用通路４３の途中には、一方向弁４４が設けられている。一方向弁４４は、負圧チャンバ４０から蒸発燃料通路２０への流体の流れのみを許容する弁であり、その開弁の限界圧は、例えば後述する燃料タンク９内の燃料の温度Ｔｇに応じて設定される燃料タンク９の目標圧力値（絶対圧）Ｐｏ（ｍｍＨｇ）の下限値（図３の曲線Ｄ）に基づいて所定限界圧に設定される。これによって、負圧チャンバ４０の内圧は吸気管２内の負圧を利用して上記所定限界圧に常に維持される。
【００３１】
蒸発燃料通路２０と燃料タンク９の接続部には、カットオフ弁２１が設けられている。カットオフ弁２１は、燃料タンク９の満タン状態のときや燃料タンク９の傾きが増加したとき閉弁するフロート弁である。
【００３２】
ＥＣＵ５は各種センサ等からの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段、燃料噴射弁６や制御弁３０に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００３３】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、θＴＨセンサ３、ＰＢＡセンサ１３等の各種センサの出力信号に応じてエンジン１に供給する燃料量制御等を行う。燃料量制御は本発明の主題ではないので説明を省略する。
【００３４】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上述の燃料温度センサ１６、タンク内圧センサ１５、ＰＡセンサ４５、ＰＢＡセンサ１３等の出力信号に基づいて三方弁４１、制御弁３０の作動を制御する。
【００３５】
図２は、本発明の実施の第１形態に係る蒸発燃料放出防止装置における蒸発燃料放出防止の制御処理を行うプログラムを示す。
【００３６】
まず、給油のためのフィラーキャップ１１の開蓋等により燃料タンク９がいわゆる大気開放されたか否かを判別する（ステップＳ２０１）。燃料タンク９が大気開放されたか否かは、例えばタンク内圧センサ１５の検出値（タンク内圧Ｐｔ）とＰＡセンサ４５の検出値（大気圧ＰＡ）とにより判別され、タンク内圧Ｐｔが大気圧ＰＡに略等しくなったときに燃料タンク９が大気開放されたと判別される。
【００３７】
前記ステップＳ２０１の判別の結果、燃料タンク９が大気開放されていない場合は、エンジン１のクランキングを検知する等によりエンジン１が作動中であるか否かを判別し（ステップＳ２０５）、その判別の結果、エンジン１が作動中である場合は、吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出して（ステップＳ２０６）、燃料温度センサ１６により燃料タンク９内の燃料の温度Ｔｇを検出し（ステップＳ２０７）、次いでタンク内圧センサ１５により燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔを検出して（ステップＳ２０８）、後述する燃料タンク９内の目標圧力値Ｐｏの設定方法に基づいて燃料タンク９内の目標圧力値Ｐｏを算出する（ステップＳ２０９）。この際、前記目標圧力値Ｐｏは、エンジン１の停止後も燃料タンク９内の負圧が保持できるように、予測される燃料タンク９内のタンク圧力上昇分を見込んだ過度に負圧化された値に設定される。
【００３８】
上記予測され得る燃料タンク９内のタンク内圧上昇の要因としては、燃料タンク９内の燃料のその温度における保有熱量により燃料に含まれる成分のうち燃料温度よりも低い温度で蒸発する成分が蒸発することと、外気温の上昇による燃料タンク９内の燃料の温度上昇により上記と同様に燃料の一部が蒸発することが挙げられる。
【００３９】
前記ステップＳ２０９の処理後は、吸気管内絶対圧ＰＢＡが目標圧力値Ｐｏ及びタンク内圧Ｐｔのいずれよりも大きいか否か、すなわちＰＢＡ＞Ｐｏで且つＰＢＡ＞Ｐｔが成立するか否かを判別する（ステップＳ２１０）。その判別の結果、ＰＢＡ≦ＰｏまたはＰＢＡ≦Ｐｔのいずれかが成立する場合は、三方弁４１により、負圧チャンバ用通路４２を閉成すると共に蒸発燃料通路２０を開成し（ステップＳ２１１）、燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔと上記目標圧力値Ｐｏとの差ΔＰを算出して（ステップＳ２１２）、前記差ΔＰが０になるように制御弁３０の開度を制御し（ステップＳ２１３）、本処理を終了する。これにより、燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔを目標圧力値Ｐｏに保持することができる。
【００４０】
前記ステップＳ２０５の判別の結果、エンジン１が停止中の場合は、ＥＣＵ５のＣＰＵは前記目標圧力値Ｐｏに制御された燃料タンク９内の負圧を保持するために制御弁３０を閉成して（ステップＳ２０３）、本処理を終了する。
【００４１】
一方、前記ステップＳ２０１の判別の結果、燃料タンク９が大気開放された場合は、エンジン１が始動されたか否かを判別する（ステップＳ２０２）。エンジン１が始動されたか否かはクランキングを検知する等により判別される。なお、エンジン１の始動の代わりに車両の走行がなされたか否かを判別するようにしてもよい。車両の走行がなされたか否かは車速センサ５０の検出値により判別される。
【００４２】
前記ステップＳ２０２の判別の結果、エンジン１が始動された場合は、三方弁４１により負圧チャンバ用通路４２を開成すると共に蒸発燃料通路２０を閉成する（ステップＳ２０４）。これにより、燃料タンク９に対して負圧チャンバ４０が連通されるので、燃料タンク９が大気開放された後のエンジン１の作動時間が短い場合であっても、負圧チャンバ４０内の所定の限界圧によって比較的短時間で燃料タンク９の負圧化を図ることができる。次いで、前記ステップＳ２１２に進む。
【００４３】
一方、前記ステップＳ２０２でエンジン１が始動されない場合は、前記ステップＳ２０３に進む。
【００４４】
前記ステップＳ２１０の判別の結果、ＰＢＡ＞Ｐｏで且つＰＢＡ＞Ｐｔが成立する場合は、前記ステップＳ２０４に進む。これにより、燃料タンク９に負圧チャンバ４０が連通されるので、吸気管内絶対圧ＰＢＡよりも目標圧力値Ｐｏが低い場合であって、吸気管２内の負圧によってはタンク内圧Ｐｔを目標圧力値Ｐｏまで負圧化できないときであっても、負圧チャンバ４０により燃料タンク９の負圧化を図ることができる。
【００４５】
本処理により、エンジン１の作動中において、制御弁３０の開度の制御により燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔを目標圧力値Ｐｏに保持することができる。その際、通常はエンジン１の作動による吸気管２内の負圧が利用されるが、燃料タンク９が大気開放された後のエンジン１の作動時間が短い場合や、長時間の登板走行等の高負荷運転によって吸気管内絶対圧ＰＢＡが上昇している場合には、吸気管２に替えて負圧チャンバ４０の負圧が利用される。
【００４６】
ここで、図２のステップＳ２０９における燃料タンク９内の目標圧力値Ｐｏの設定方法を図３を参照して説明する。図３は、燃料タンク９内の目標圧力値Ｐｏの設定基準を説明するための燃料温度−タンク内圧曲線を示すグラフである。
【００４７】
図３の燃料タンク９内の目標圧力値Ｐｏの設定範囲値はＥＣＵ５の記憶手段にマップとして格納される。
【００４８】
図３のグラフにおいて、横軸は、燃料タンク９内の燃料の温度Ｔｇ（℃）、縦軸は、燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔ（ｍｍＨｇ）を示す。ここに、縦軸のタンク内圧Ｐｔは上述したように絶対圧で示され、グラフの下方ほど圧力は低い。
【００４９】
以下、図３中の各曲線Ａ，Ｂ，Ａ＋Ｂ，Ｃ，Ａ＋Ｃ，Ｄ，Ｅについて説明する。
【００５０】
曲線Ａは、エンジン１が停止して燃料タンク９の負圧化が停止しても燃料タンク９の内圧が負圧に保持されるように、車両の走行中に燃料タンク９内を過度に負圧化するためのタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの上限値であって、エンジン１が停止した直後から燃料タンク９内の燃料のその温度Ｔｇにおける保有熱量により、燃料に含まれる成分のうち燃料温度よりも低い温度で蒸発する成分が蒸発することによる燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔの上昇分を考慮したタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの上限値を示す。制御弁３０は、燃料温度Ｔｇに拘わらず燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔが曲線Ａ以下になるように開度が制御される。曲線Ａでは、燃料温度Ｔｇが増大するほどタンク内圧Ｐｔは減少する。
【００５１】
曲線Ｂは、エンジン１が停止して燃料タンク９の負圧化が停止しても燃料タンク９の内圧が負圧に保持されるように、車両の走行中に燃料タンク９内を過度に負圧化するためのタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの上限値であって、停車中又は駐車中、外気温が所定の想定最大外気温４０．６℃まで上昇し、燃料温度Ｔｇもまた４０．６℃まで上昇した場合の燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔの上昇分を考慮したタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの上限値を示す。所定の想定最大外気温４０．６℃は、車両設計時に想定する外気温の最大値である。また、曲線Ｂにおいては、燃料温度Ｔｇが増大するほどタンク内圧Ｐｔは増大する。
【００５２】
曲線Ａ＋Ｂは、上記曲線Ａと上記曲線Ｂの条件を同時に満足する曲線である。曲線Ａ＋Ｂにおいては燃料温度Ｔｇが２５℃付近でタンク内圧Ｐｔは最小値を執る。想定最大外気温として４０．６℃を選択する場合は、制御弁３０は、燃料温度Ｔｇに拘わらず燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔが曲線Ａ＋Ｂ以下になるように開度が制御される。
【００５３】
曲線Ｃは、上記曲線Ｂと同じ条件で所定の想定最大外気温を４０．６℃よりも厳しい４５℃としたときのタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの上限値を示す。
【００５４】
曲線Ａ＋Ｃは、上記曲線Ａと上記曲線Ｃの条件を同時に満足する曲線である。想定最大外気温として４５℃を選択する場合は、制御弁３０は、燃料温度Ｔｇに拘わらず燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔは曲線Ａ＋Ｃ以下になるように開度が制御される。
【００５５】
曲線Ｄは、燃料タンク９からエンジン１に燃料を移送する燃料ポンプ８の吸引下限であって燃料タンク９の目標圧力値Ｐｏの下限値を示す。燃料タンク９内のタンク圧力Ｐｔがこの曲線Ｄ以下であると燃料ポンプ８は燃料タンク９から燃料を吸引することができないので、燃料タンク９内のタンク圧力Ｐｔを曲線Ｄ以上にする必要がある。曲線Ｄにおいては、燃料温度Ｔｇが増大するほどタンク内圧Ｐｔは増大する。また、曲線Ｄによるタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの下限値は曲線Ａ＋Ｃよるタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの上限値より小さい。
【００５６】
最後に、曲線Ｅは、いわゆる、燃料が燃料としての特性を保持する限界ライン（いわゆる、ガソリンが枯れる限界のライン）である。燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔをこの曲線Ｅ以下まで低下させると、燃料タンク９内の燃料は燃料内の揮発し易い成分が抜けて燃料としての特性を保持することができなくなる。曲線Ｅにおいては、燃料温度Ｔｇが増大するほどタンク内圧Ｐｔは増大する。曲線Ｅによるタンク内圧Ｐｔは曲線Ｄよるタンク内圧Ｐｔの目標圧力値Ｐｏの下限値より小さい。
【００５７】
本実施の第１形態においては、図３のグラフで、所定の想定最大外気温としてより厳しい条件である４５℃を選択する。すなわち、上記曲線Ｂではなく上記曲線Ｃを考慮する。よって、エンジン１が停止して燃料タンク９の負圧化が停止しても燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔを負圧に保持するためには、前記制御弁３０は、その開度が曲線Ａ，Ｃ，Ａ＋Ｃ，Ｄ，Ｅによる条件をすべて満足するように制御される必要がある。具体的には、制御弁３０の制御領域は図３の斜線部で示され、前記制御弁３０は、燃料温度Ｔｇに応じて燃料タンク９内のタンク内圧Ｐｔの値がこの領域内になるように制御される。
【００５８】
本実施の第１形態によれば、通常は、エンジン１の作動中に、吸気管２内の負圧が燃料タンク９内に作用して燃料タンク９内は所定の目標圧力値Ｐｏに保持される。その一方、燃料タンク９が大気開放された後にエンジン１を始動し、短時間でエンジン１を停止する場合のように、エンジン１の作動による吸気管２内の負圧を利用した燃料タンク９の負圧化のための時間が十分にとれないときであっても、負圧チャンバ４０の負圧によって燃料タンク９を適正な負圧状態に維持することができる。また、長時間の登板走行時のように高負荷によって吸気管内絶対圧ＰＢＡが上昇し、吸気管２内の負圧を利用した燃料タンク９の負圧化が困難な場合にも、同様に燃料タンク９を適正な負圧状態に維持することができる。
【００５９】
それらの結果、外気温が４５°Ｃに上昇したとしても、給油のためフィラーキャップ１１を開けても燃料タンク９内の蒸発燃料が外気に放出するのを防止することができる。さらに、燃料タンク内を負圧にするのでキャニスタが不要となり、より簡単な構成かつ低コストで蒸発燃料の放出防止を図ることができる。
【００６０】
また、チャンバ負圧化用通路４３の途中には、負圧チャンバ４０から三方弁４１への流体の流れのみを許容する一方向弁４４を設けたので、負圧チャンバ４０の内圧を吸気管２内の負圧を利用して常時負圧状態にすることができる。従って、上述した負圧チャンバ４０による燃料タンク９の負圧化処理の速やかな実行を容易にすることができる。
【００６１】
なお、本実施の第１形態において、三方弁４１を制御弁３０とカットオフ弁２１との間において蒸発燃料通路２０の途中に設けるようにしてもよい。その場合、三方弁４１に制御弁３０と同様の機能（デューティ比の変更により流量制御可能な機能）を設け、図２のステップＳ２１３では、三方弁４１により負圧チャンバ用通路４２が開成されているときは、制御弁３０が蒸発燃料通路２０を閉成すると共に、制御弁３０に代わって三方弁４１が差ΔＰに基づく燃料タンク９の負圧化制御を行うようにするのが好ましい。
【００６２】
（実施の第２形態）
図４は、本発明の実施の第２形態に係る内燃機関の蒸発燃料放出防止装置の構成を示す全体構成図である。本実施の第２形態は、実施の第１形態に対して蒸発燃料放出抑止系３１の構成が異なる。すなわち、本実施の第２形態では、三方弁４１に替えて負圧チャンバ用通路制御弁４７（第１の制御弁）を設け、負圧チャンバ４０の負圧化のための手段を一方向弁４４に替えて負圧ポンプ４９とした点が実施の第１形態と相違する。なお、図４中、実施の第１形態に係る蒸発燃料放出防止装置と同一の構成要素には同一の符号が付してある。
【００６３】
本実施の第２形態では、蒸発燃料放出抑止系３１は、燃料タンク９、蒸発燃料通路２０、負圧チャンバ４０、負圧チャンバ用通路制御弁４７、負圧ポンプ４９等から構成される。
【００６４】
制御弁３０と吸気管２の間において蒸発燃料通路２０の途中には、負圧チャンバ４０が負圧チャンバ用通路４６を介して接続されている。負圧チャンバ用通路４６の途中には、負圧チャンバ用通路制御弁４７が設けられている。負圧チャンバ用通路制御弁４７は、ＥＣＵ５に電気的に接続されて、ＥＣＵ５からの信号により負圧チャンバ用通路４６を開閉する。
【００６５】
また、負圧チャンバ４０には、チャンバ負圧化用通路４８を介して負圧ポンプ４９が接続されている。負圧ポンプ４９は不図示の電動モータにより駆動され、負圧チャンバ４０を常に一定の負圧状態（例えば前述した目標圧力値Ｐｏの下限値、図３の曲線Ｄ）に維持する。なお、負圧チャンバ４０を負圧化できる手段であれば、負圧ポンプ４９に替えてバネ等の他の動力による手段であってもよい。
【００６６】
蒸発燃料放出抑止系３１におけるその他の点、及び本装置における蒸発燃料放出抑止系３１以外の構成は、実施の第１形態の場合と同一である。
【００６７】
以上のような構成において、本実施の第２形態では、図２と同様の処理を行う。ただし、図２のステップＳ２０４（負圧チャンバ４０への連通）では、負圧チャンバ用通路制御弁４７が負圧チャンバ用通路４６を開成し、図２のステップＳ２１１（吸気管２への連通）では、負圧チャンバ用通路制御弁４７が負圧チャンバ用通路４６を閉成するように処理する。
【００６８】
本実施の第２形態によれば、実施の第１形態と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
なお、本実施の第２形態において、負圧チャンバ用通路４６の接続位置を制御弁３０とカットオフ弁２１の間において蒸発燃料通路２０の途中に設けるようにしてもよい。その場合、負圧チャンバ用通路制御弁４７は制御弁３０と同様の構成（デューティ比の変更により流量制御可能な）の制御弁とし、図２のステップＳ２１３では、負圧チャンバ用通路４６が負圧チャンバ用通路制御弁４７により開成されているときは、制御弁３０は蒸発燃料通路２０を閉成すると共に、制御弁３０に代わって負圧チャンバ用通路制御弁４７が差ΔＰに基づく燃料タンク９の負圧化制御を行うようにするのが好ましい。
【００７０】
なお、実施の第１、第２形態では、想定最大外気温として予め設定された値４５℃を使用して燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔを制御しているが、この想定最大外気温として、設定手段を設けて設定した値を使用して燃料タンク９のタンク内圧Ｐｔを制御してもよい。これにより、例えば、夏場は４５℃、冬場は２５℃のように車両の周囲温度環境に応じて想定最大外気温を設定することができるので、燃料タンク９内の圧力値を車両の周囲温度に対して適切な値とし得、過剰に負圧化された値となるのを防止できる。
【００７１】
なお、実施の第１、第２形態では、図２のステップＳ２１０で、ＰＢＡ＞Ｐｏで且つＰＢＡ＞Ｐｔが成立する場合に負圧チャンバ用通路４２を開成するようにしたが、ＰＢＡ＞Ｐｏが成立する場合には、タンク内圧Ｐｔにかかわらず負圧チャンバ用通路４２を開成するようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置によれば、第１の制御弁により負圧チャンバ用通路が開成されたときに、負圧チャンバの負圧が燃料タンクに作用して、内燃機関の作動による吸気管内の負圧に基づく燃料タンクの負圧化が困難な場合であっても、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクを適正な負圧状態に維持することができる。また、燃料タンク内は内燃機関の作動中はもとより停止後も負圧に保持されるので、給油のためにフィラーキャップを開けても、燃料タンク内の蒸発燃料が外気に放出されることが防止され、また、キャニスタを使用せずに蒸発燃料の放出防止を図ることができる。
【００７３】
請求項２に記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置によれば、一方向弁により、前記負圧チャンバから前記蒸発燃料通路への流れが許容され、負圧チャンバの内圧が蒸発燃料通路の内圧より大きいときに負圧チャンバから蒸発燃料通路へ空気等が流れるので、吸気系の負圧を利用して負圧チャンバを負圧状態にすることができる。
【００７５】
請求項３に記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置によれば、内燃機関の吸気系の圧力が前記燃料タンクの目標圧力値及び前記燃料タンクの内圧値のいずれよりも大きい場合は、前記第１の制御弁により前記負圧チャンバ用通路が開成されるので、燃料タンクと負圧チャンバとが連通され、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクが負圧化される。従って、吸気系の負圧によっては燃料タンクを上記目標圧力値にまで負圧化できない場合等であっても、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクを適正な負圧状態に維持することができる。
【００７６】
請求項４に記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置によれば、前記燃料タンクの内圧値が大気圧と略等しい場合に前記内燃機関の始動がなされたときは、前記第１の制御弁前記負圧チャンバ用通路が開成されるので、燃料タンクと負圧チャンバとが連通され、負圧チャンバの負圧によって燃料タンクが負圧化される。従って、給油等により燃料タンクが大気開放された後の内燃機関の作動時間が短い場合等であっても、負圧チャンバの負圧によって比較的速やかに燃料タンクを負圧化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る内燃機関の蒸発燃料放出防止装置の構成を示す全体構成図である
【図２】同形態に係る蒸発燃料放出防止装置における蒸発燃料放出防止の制御処理を行うプログラムのフローチャートである。
【図３】同形態において燃料タンク９内の目標圧力値Ｐｏを説明するための燃料温度−タンク内圧グラフである。
【図４】本発明の実施の第２形態に係る内燃機関の蒸発燃料放出防止装置の構成を示す全体構成図である
【符号の説明】
１  内燃機関（エンジン）
２  吸気管
５  電子コントロールユニット
９  燃料タンク
１５  タンク内圧センサ
２０  蒸発燃料通路
３０  タンク圧制御弁（第２の制御弁）
３１  蒸発燃料放出抑止系
４０  負圧チャンバ
４１  三方弁（第１の制御弁）
４２  負圧チャンバ用通路
４３  チャンバ負圧化用通路
４４  一方向弁
４５  ＰＡ（大気圧）センサ
４６  負圧チャンバ用通路
４７  負圧チャンバ用通路制御弁（第１の制御弁）
４８  チャンバ負圧化用通路
【図１】
0003761665.tif 000002
【図２】
0003761665.tif 000003
【図３】
0003761665.tif 000004
【図４】
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