JP2001214817A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
蒸発燃料処理装置Info
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Abstract
が発生したときに、そのリーク故障個所からの蒸発燃料
の漏洩を確実に防止する。 【解決手段】 燃料タンク11およびキャニスタ20は
バイパスバルブ24を有するチャージ通路21を介して
接続され、キャニスタ20およびエンジン17の吸気通
路18はパージ制御バルブ26を有するパージ通路25
を介して接続される。燃料タンク11(あるいはバイパ
スバルブ24よりも上流側のチャージ通路21)にリー
ク故障が発生すると、バイパスバルブ24およびパージ
制御バルブ26を開弁し、かつキャニスタ20に設けた
大気開放制御バルブ28を閉弁する。大気開放制御バル
ブ28の閉弁により、エンジン17の吸気負圧が大気開
放制御バルブ28からの空気の吸入に消費されることが
なくなり、吸気負圧をリーク故障個所に有効に伝達して
該リーク故障個所からの蒸発燃料の漏洩を効果的に阻止
することができる。
Description
蒸発燃料をチャージ通路を介してキャニスタにチャージ
し、キャニスタからパージした蒸発燃料をパージ通路を
介してエンジンの吸気通路に供給する蒸発燃料処理装置
に関する。
が大気中に放散するのを防止すべく設けられた蒸発燃料
処理装置は、蒸発燃料のチャージおよびパージが可能な
活性炭を収納したキャニスタを備えている。燃料タンク
およびキャニスタはチャージ通路を介して接続されてお
り、燃料タンクで発生した蒸発燃料はチャージ通路を介
してキャニスタに供給されて活性炭に吸着される。また
キャニスタおよびエンジンの吸気通路はパージ通路を介
して接続されており、吸気負圧で大気連通孔からキャニ
スタに吸入した空気で活性炭に吸着された燃料をパージ
し、このパージされた蒸発燃料はパージ通路を介してエ
ンジンの吸気通路に供給される。
る蒸発燃料処置装置において、燃料タンクからエンジン
の吸気通路に至る経路を吸気負圧により一旦減圧した後
にチャージ通路に設けたチャージ制御バルブを閉弁する
ことにより、燃料タンク(およびチャージ制御バルブの
上流のチャージ通路)を減圧状態で密閉し、その後の燃
料タンクの内圧の変化を監視してリーク故障を検出する
ようになっている。そして燃料タンクの内圧が増加して
リーク故障が検出されると、チャージ制御バルブおよび
パージ制御バルブの両方を開弁し、吸気負圧で燃料タン
ク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路に吸引し、リーク
故障個所から蒸発燃料が大気に放散するのを防止するよ
うになっている。
のは、リーク故障が検出されて吸気負圧で燃料タンク内
の蒸発燃料をエンジンの吸気通路に吸引するとき、その
途中に介在するキャニスタの大気連通孔を開閉する大気
開放制御バルブが開弁状態に保持されている。そのため
にエンジンの吸気負圧はキャニスタの大気開放制御バル
ブからの空気の吸入に消費されてしまい、その上流側の
リーク故障個所にエンジンの吸気負圧を有効に伝達する
ことができず、従ってリーク故障個所からの蒸発燃料の
漏洩を完全に阻止するのが困難であった。
で、燃料タンクの蒸発燃料処理装置にリーク故障が発生
したときに、そのリーク故障個所からの蒸発燃料の漏洩
を確実に防止することを目的とする。
に、請求項1に記載された発明によれば、燃料を貯留す
る燃料タンクと、蒸発燃料のチャージおよびパージが可
能なキャニスタと、燃料タンクをキャニスタに接続する
チャージ通路を開閉するチャージ制御バルブと、キャニ
スタをエンジンの吸気通路に接続するパージ通路を開閉
するパージ制御バルブと、キャニスタの大気連通路を開
閉する大気開放制御バルブとを備えた蒸発燃料処理装置
において、燃料タンクあるいはチャージ制御バルブより
も上流のチャージ通路のリーク故障を検出するととも
に、リーク故障が検出されたときにチャージ制御バルブ
およびパージ制御バルブを開弁して大気開放制御バルブ
を閉弁する制御手段を備えたことを特徴とする蒸発燃料
処理装置が提案される。
るとチャージ制御バルブおよびパージ制御バルブを開弁
してエンジンの吸気通路の吸気負圧をリーク故障個所に
伝達し、その吸気負圧で蒸発燃料をエンジンの吸気通路
に吸引してリーク故障個所からの漏洩を防止することが
できる。その間、キャニスタの大気開放制御バルブが閉
弁状態に保持されるので、エンジンの吸気負圧が前記大
気開放制御バルブからの空気の吸入に消費されることが
なくなり、エンジンの吸気負圧をリーク故障個所に有効
に伝達して該リーク故障個所からの蒸発燃料の漏洩を効
果的に阻止することができる。
請求項1の構成に加えて、燃料タンクあるいはチャージ
制御バルブよりも上流のチャージ通路の内圧を検出する
圧力検出手段を備え、制御手段が検出したリーク量が所
定値以下の場合に、制御手段は圧力検出手段で検出した
圧力に基づいて燃料タンクの内圧が弱い負圧になるよう
にパージ制御バルブを開度の制御することを特徴とする
蒸発燃料処理装置が提案される。
の場合には圧力検出手段で検出した圧力に基づいて燃料
タンクの内圧が弱い負圧になるようにパージ制御バルブ
を開度を制御するので、リーク発生個所からの蒸発燃料
のリークを阻止できる範囲でエンジンの吸気通路への蒸
発燃料の吸引量を最小限に抑え、キャニスタがフルチャ
ージ状態になるまでの時間を延長することができる。
請求項1の構成に加えて、燃料タンクあるいはチャージ
制御バルブよりも上流のチャージ通路の内圧を検出する
圧力検出手段を備え、制御手段がチャージ制御バルブの
オープン故障を検出した場合に、制御手段は圧力検出手
段で検出した圧力に基づいて燃料タンクの内圧が弱い負
圧になるようにパージ制御バルブの開度を制御すること
を特徴とする蒸発燃料処理装置が提案される。
オープン故障した場合には圧力検出手段で検出した圧力
に基づいて燃料タンクの内圧が弱い負圧になるようにパ
ージ制御バルブを開度を制御するので、燃料タンク内の
燃料蒸気がキャニスタに過剰に供給されて該キャニスタ
がフルチャージになるまでの時間を延長することができ
る。
のチャージ制御バルブに対応する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
で、図1は蒸発燃料処理装置の全体構成図(ラージリー
ク時)、図2は蒸発燃料処理装置の全体構成図(スモー
ルリーク時)、図3はリーク故障の検出手法およびチャ
ージ制御バルブのオープン故障の検出手法の説明図、図
4はメインルーチンのフローチャート、図5はタンク内
圧負圧化パージ制御のルーチンのフローチャートであ
る。
料タンク11は図示せぬ給油ガンから燃料を供給するフ
ィラーチューブ12を備える。燃料タンク11の内部に
はストレーナ13、燃料ポンプ14およびフィルター1
5が設けられており、フィルター15を通過した燃料は
フィードパイプ16を介してエンジン17の吸気通路1
8に設けられたインジェクタ19に供給される。
ジおよびパージ可能なキャニスタ20と燃料タンク11
とはチャージ通路21を介して接続されており、このチ
ャージ通路21の中間部には2個のリリーフバルブを並
列かつ逆方向に接続した周知の2ウェイバルブ22が配
置される。2ウェイバルブ22の前後を接続するバイパ
ス通路23には、該バイパス通路23を開閉するON/
OFFソレノイドバルブよりなるバイパスバルブ24が
設けられる。キャニスタ20とエンジン17の吸気通路
18とを接続するパージ通路25には、開度を無段階に
制御可能なリニアソレノイドバルブよりなるパージ制御
バルブ26が設けられる。そしてキャニスタ20の大気
連通孔27には、それを開閉するON/OFFソレノイ
ドバルブよりなる大気開放制御バルブ28が設けられ
る。
9には、バイパスバルブ24の上流位置と燃料タンク1
1との間のチャージ通路21に設けた、大気圧との差圧
を検出する圧力検出手段30で検出したタンク内圧が入
力される。制御手段29は圧力検出手段30で検出した
タンク内圧に基づいてバイパスバルブ24および大気開
放制御バルブ28の開閉を制御するとともに、パージ制
御バルブ26の開度を制御する。
時)の作用について説明する。
ジ制御バルブ26は閉弁状態にあり、大気開放制御バル
ブ28は開弁状態にある。エンジン17の停止中に燃料
タンク11が温度上昇して内圧が上昇すると、その内圧
で2ウェイバルブ22の正圧バルブが開弁して燃料タン
ク11の内部で発生した蒸発燃料と膨張した空気がキャ
ニスタ20に供給され、蒸発燃料がキャニスタ20の活
性炭に吸着されて空気だけが大気開放制御バルブ28を
通過して大気に排出され、これにより蒸発燃料の大気へ
の放散を防止するとともに、燃料タンク11の内圧が過
剰に高まるのを防止することができる。
1が温度低下して内圧が低下すると、大気圧との差圧で
2ウェイバルブ22の負圧バルブが開弁して大気開放制
御バルブ28から導入された空気が燃料タンク11に供
給され、負圧による燃料タンク11の変形を防止するこ
とができる。
イパスバルブ24を開弁して燃料タンク11を大気連通
孔27に連通させ、そのときの燃料タンク11の内圧が
正圧状態であっても大気圧状態まで減圧し、フィラーチ
ューブ12の燃料注入口から燃料蒸気が大気に放散され
るのを防止することができる。
ルブ26を定期的に開弁してキャニスタ20をエンジン
17の吸気通路18に接続することにより、キャニスタ
20にチャージされた燃料を大気連通孔27から吸入し
た空気でパージし、そのパージした蒸発燃料をエンジン
17の吸気通路18に供給することができる。
る燃料タンク11のリーク故障(バイパスバルブ24よ
りも上流のチャージ通路21のリーク故障を含む)の検
出手法、並びにバイパスバルブ24のオープン故障の検
出手法を説明する。
に実行されるもので、キャニスタ20の大気開放制御バ
ルブ28を閉弁した状態でパージ通路25のパージ制御
バルブ26およびチャージ通路21のバイパスバルブ2
4を共に開弁する。その結果、エンジン17の吸気通路
18に発生する吸気負圧で燃料タンク11の内部、パー
ジ通路25の内部およびチャージ通路21の内部が減圧
される。この状態でバイパスバルブ24を閉弁すると、
バイパスバルブ24および燃料タンク11間のチャージ
通路21の内部と、燃料タンク11の内部とが圧力P1
に減圧された状態で密閉される。尚、2ウェイバルブ2
2の負圧バルブの開弁圧はそれよりも低いために該負圧
バルブは閉弁状態に保持され、2ウェイバルブ22によ
って前記減圧に支障を来すことはない。
通路21の圧力の時間変化を監視する。具体的には時刻
T1でバイパスバルブ24を閉弁した後、比較的に短い
時間をおいた時刻T2に圧力を検出し、更に比較的に長
い時間をおいた時刻T3に圧力を検出する。
時刻T2でP2まで急激に上昇し、その後に時刻T3ま
で変化しなければ、つまりP2とP1の差(P2−P
1)が所定の閾値以上であれば、大きな漏れ(ラージリ
ーク)が発生していると判定される。ラージリークに
は、例えば図1に示すように燃料タンク11のフィラー
チューブ12のキャップが外れて大気に連通しているよ
うな場合がある。
2でP1′まで僅かに上昇し、その後に比較的長い時間
をおいて時刻T3にP3までゆるやかに上昇すれば、つ
まりP3とP1′との差(P3−P1′)が所定の閾値
以上であれば、小さな漏れ(スモールリーク)が発生し
ていると判定される。スモールリークには、例えば図2
に示すように燃料タンク11に微小な小孔11aが開い
たようなような場合がある。
2でP4まで減少していれば、バイパスバルブ24がオ
ープン故障(開弁状態に固着する故障)したと判定され
る。なぜならば、時刻T1にバイパスバルブ24を閉弁
したとき、該バイパスバルブ24が正しく閉弁していれ
ば、エンジン17の吸気負圧が遮断されるために圧力の
低下がそれ以上発生しない筈であるからである。
ーク故障の発生時の制御について説明する。
リーク、スモールリークあるいはバイパスバルブ24の
オープン故障)が発生したか否かを判定し、異常がなけ
ればステップS5で前述した通常のパージ制御を実行す
る。前記ステップS1で何らかの異常が発生し、ステッ
プS2で前記異常がスモールリークでなく、ステップS
3で前記異常がバイパスバルブ24のオープン故障でな
く、ステップS4で前記異常がラージリークであれば、
ステップS6〜ステップS8に移行する。尚、前記ステ
ップS1で何らかの異常があると判定された場合でも、
ステップS2〜S4の答えが全てNOであれば、やはり
ステップS5で通常のパージ制御を実行する。
定がなされると、ステップS6でバイパスバルブ24を
開弁し、ステップS7で大気開放制御バルブ28を閉弁
する。その結果、ステップS8でラージリークの発生個
所(例えば、キャップが外れたフィラーチューブ12)
から吸引された空気が、バイパスバルブ24が全開状態
にあるチャージ通路21と、キャニスタ20と、パージ
制御バルブ26が全開状態にあるパージ通路25とを通
過してエンジン17の吸気通路18に吸入され、ラージ
リークの発生個所からの蒸発燃料の大気への放散が防止
される。このとき、キャニスタ20の大気連通孔27に
設けた大気開放制御バルブ28は閉弁しているため、大
気連通孔27およびキャニスタ20を介しての空気の吸
入は阻止され、ラージリークの発生個所から最大限の空
気を吸入して蒸発燃料の大気への放散を最小限に抑える
ことができる。
の判定がなされると、ステップS9でバイパスバルブ2
4を開弁し、ステップS10で大気開放制御バルブ28
を閉弁し、更にステップS11でパージ通路25のパー
ジ制御バルブ26の開度を制御し、スモールリークの発
生個所(例えば燃料タンク11の小孔11a)の付近が
ゲージ圧で僅かな負圧になるように制御して蒸発燃料の
大気への放散を防止する。
4がオープン故障している場合にも前記ステップS9〜
S11が実行され、パージ制御バルブ26の開度が適切
に制御される。これにより、オープン故障したバイパス
バルブ24を通して燃料タンク11内の燃料蒸気がキャ
ニスタ20に過剰に供給されるのを防止し、該キャニス
タ20がフルチャージ状態になるのを遅らせることがで
きる。
ープン故障が検出されると、修理を促すべくドライバー
に警報が発せられる。
のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
グF PTOBJの状態を判定する。タンク内圧判定フ
ラグF PTOBJが「1」のときはタンク内圧が目標
値よりも低圧の状態であり、タンク内圧判定フラグF
PTOBJが「0」のときはタンク内圧が目標値よりも
高圧の状態である。
グF PTOBJが「0」であって燃料タンク内圧が目
標値よりも高圧の場合には、ステップS22で実タンク
内圧PTANK(圧力検出手段30で検出した圧力)と
予め設定したタンク内圧下限値PTOBJLとを比較
し、実タンク内圧PTANKがタンク内圧下限値PTO
NJL未満であれば、ステップS23でタンク内圧判定
フラグF PTOBJを低圧を示す「1」にセットする
とともに、ステップS24で予め設定したタンク内圧上
限値PTOBJHをタンク内圧目標値PTOBJとす
る。
圧PTANKがタンク内圧下限値PTOBJL未満でな
ければ、ステップS25でタンク内圧下限値PTOBJ
Lがタンク内圧目標値PTOBJとなり、前記ステップ
S22で実タンク内圧PTANKがタンク内圧下限値P
TOBJL未満であれば、ステップS25でタンク内圧
上限値PTOBJHがタンク内圧目標値PTOBJとな
る。
定フラグF PTOBJが「1」であって燃料タンク内
圧が目標値よりも低圧の場合には、ステップS26で実
タンク内圧PTANK(圧力検出手段30で検出した圧
力)と予め設定したタンク内圧上限値PTOBJHとを
比較し、実タンク内圧PTANKがタンク内圧上限値P
TOBJHを越えていれば、ステップS27でタンク内
圧判定フラグF PTOBJを高圧を示す「0」にセッ
トするとともに、ステップS28で予め設定したタンク
内圧下限値PTOBJLをタンク内圧目標値PTOBJ
とする。
圧PTANKがタンク内圧上限値PTOBJHを越えて
いなければ、ステップS25でタンク内圧上限値PTO
BJHがタンク内圧目標値PTOBJとなり、前記ステ
ップS26で実タンク内圧PTANKがタンク内圧下限
値PTOBJLを越えていれば、ステップS25でタン
ク内圧下限値PTOBJLがタンク内圧目標値PTOB
Jとなる。
基づいてタンク内圧目標値PTOBJが決定されると、
ステップS25でパージ制御バルブ26の開度、つまり
パージ制御バルブ26の流量目標値QPGOBJを算出
する。具体的には実タンク内圧PTANKと内圧目標値
PTOBJとの偏差に係数KIPT00を乗算した値
を、流量目標値QPGOBJの前回値に加算して流量目
標値QPGOBJの今回値を算出する。タンク内圧上限
値PTOBJHは例えば−930Paとされ、タンク内
圧下限値PTOBJLは例えば−1330Paとされ
る。
GOBJが得られるようにパージ制御バルブ26の開度
を決定し、かつステップS30で大気開放制御バルブ2
8を閉弁する。その結果、エンジン17の吸気通路18
の負圧により圧力検出手段30で検出される圧力が−6
70Pa近傍に制御され、この負圧がスモールリークの
発生個所に作用することにより蒸発燃料の大気への放散
を防止することができる。またバイパスバルブ24がオ
ープン故障した場合にも、−670Pa程度の軽負圧で
燃料タンク11内の燃料蒸気を吸引することにより、蒸
発燃料がキャニスタ20に過剰に供給されて該キャニス
タ20がフルチャージになるのを遅らせることができ
る。
り大気開放制御バルブ28を閉弁した状態でパージ制御
バルブ26およびバイパスバルブ24を開弁する制御を
長時間に亘って継続するとキャニスタ20がフルチャー
ジ状態になってしまうため、定期的にパージ制御に切り
換えてフルチャージ状態のキャニスタ20内の燃料をエ
ンジン17の吸気通路18にパージする。即ち、バイパ
スバルブ24を閉弁し、大気開放制御バルブ28を開弁
し、かつパージ制御バルブ26を全開にして大気連通孔
27からキャニスタ20内に空気を吸入し、その空気で
キャニスタ20にチャージされた燃料をパージする。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
りも上流のチャージ通路21に圧力検出手段30を設け
ているが、燃料タンク11に直接圧力検出手段30を設
けても良い。
によれば、リーク故障が検出されるとチャージ制御バル
ブおよびパージ制御バルブを開弁してエンジンの吸気通
路の吸気負圧をリーク故障個所に伝達し、その吸気負圧
で蒸発燃料をエンジンの吸気通路に吸引してリーク故障
個所からの漏洩を防止することができる。その間、キャ
ニスタの大気開放制御バルブが閉弁状態に保持されるの
で、エンジンの吸気負圧が前記大気開放制御バルブから
の空気の吸入に消費されることがなくなり、エンジンの
吸気負圧をリーク故障個所に有効に伝達して該リーク故
障個所からの蒸発燃料の漏洩を効果的に阻止することが
できる。
リーク量が所定値以下の場合には圧力検出手段で検出し
た圧力に基づいて燃料タンクの内圧が弱い負圧になるよ
うにパージ制御バルブを開度を制御するので、リーク発
生個所からの蒸発燃料のリークを阻止できる範囲でエン
ジンの吸気通路への蒸発燃料の吸引量を最小限に抑え、
キャニスタがフルチャージ状態になるまでの時間を延長
することができる。
チャージ制御バルブがオープン故障した場合には圧力検
出手段で検出した圧力に基づいて燃料タンクの内圧が弱
い負圧になるようにパージ制御バルブを開度を制御する
ので、燃料タンク内の燃料蒸気がキャニスタに過剰に供
給されて該キャニスタがフルチャージになるまでの時間
を延長することができる。
時)
ク時)
ブのオープン故障の検出手法の説明図
ーチャート
Claims (3)
- 【請求項1】 燃料を貯留する燃料タンク(11)と、 蒸発燃料のチャージおよびパージが可能なキャニスタ
(20)と、 燃料タンク(11)をキャニスタ(20)に接続するチ
ャージ通路(21)を開閉するチャージ制御バルブ(2
4)と、 キャニスタ(20)をエンジン(17)の吸気通路(1
8)に接続するパージ通路(25)を開閉するパージ制
御バルブ(26)と、 キャニスタ(20)の大気連路孔(27)を開閉する大
気開放制御バルブ(28)と、を備えた蒸発燃料処理装
置において、 燃料タンク(11)あるいはチャージ制御バルブ(2
4)よりも上流のチャージ通路(21)のリーク故障を
検出するとともに、リーク故障が検出されたときにチャ
ージ制御バルブ(24)およびパージ制御バルブ(2
6)を開弁して大気開放制御バルブ(28)を閉弁する
制御手段(29)を備えたことを特徴とする蒸発燃料処
理装置。 - 【請求項2】 燃料タンク(11)あるいはチャージ制
御バルブ(24)よりも上流のチャージ通路(21)の
内圧を検出する圧力検出手段(30)を備え、制御手段
(29)が検出したリーク量が所定値以下の場合に、制
御手段(29)は圧力検出手段(30)で検出した圧力
に基づいて燃料タンク(11)の内圧が弱い負圧になる
ようにパージ制御バルブ(26)の開度を制御すること
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】 燃料タンク(11)あるいはチャージ制
御バルブ(24)よりも上流のチャージ通路(21)の
内圧を検出する圧力検出手段(30)を備え、制御手段
(29)がチャージ制御バルブ(24)のオープン故障
を検出した場合に、制御手段(29)は圧力検出手段
(30)で検出した圧力に基づいて燃料タンク(11)
の内圧が弱い負圧になるようにパージ制御バルブ(2
6)の開度を制御することを特徴とする、請求項1に記
載の蒸発燃料処理装置。
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