JP2002256986A

JP2002256986A - 燃料蒸気処理装置

Info

Publication number: JP2002256986A
Application number: JP2001058972A
Authority: JP
Inventors: Masao Kano; 政雄加納; Yasunori Kobayashi; 康規小林; Hideaki Itakura; 秀明板倉; Noriyasu Amano; 典保天野
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-11
Also published as: US20020121270A1; US6732718B2

Abstract

(57)【要約】【課題】キャニスタを含む燃料蒸気処理装置におい
て、パージのために設けた吸引ポンプが破損した時でも
燃料蒸気が外部へ洩れ出るのを確実に阻止する。【解決手段】ポンプ本体１０の中に設けられたダイヤ
フラム２１の両側の空間をポンプ室２２，２３として複
動型のダイヤフラムポンプを構成し、ポンプ本体１０と
一体的に形成されたハウジング３４の中に電磁式の往復
動駆動部３３を設ける。電動式のポンプと異なって、複
動型ダイヤフラムポンプ１に駆動部３３を一体的に組み
込んで全体を密閉しているので、ダイヤフラム２１が破
れても外部へ燃料蒸気が洩れ出る恐れがない。また、燃
料蒸気が内部で洩れて駆動部３３へ侵入しても、電磁式
の駆動部３３には火花が発生しないので爆発の恐れがな
い。また、ポンプ１は複動型であるから、小型でも大き
な吐出量をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料タ
ンク等から発生する燃料蒸気が大気中へ放出されないよ
うに処理するための燃料蒸気処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関を搭載している自動車のような
車両においては、内燃機関へ供給するためのガソリンの
ような揮発性の燃料を収容している燃料タンク内におい
て燃料の一部が蒸発するので、燃料蒸気が大気中へ放出
されて大気汚染の原因となるのを防止するために、燃料
蒸気処理装置と呼ばれるシステムが内燃機関に付属して
設けられる。燃料蒸気処理装置は、蒸発した燃料を燃料
蒸気吸着手段であるチャコールキャニスタ（以下、これ
を単に「キャニスタ」と略称する。）と呼ばれている容
器内に充填された活性炭粒のような吸着剤に一時的に吸
着させた後に、内燃機関の運転中に、何らかの負圧源を
利用して外部から空気を吸引してキャニスタ内を通過さ
せることにより、吸着されている燃料を吸着剤から脱離
させると共に、脱離した燃料蒸気を含む空気を機関の吸
気通路内へ流入させて、各気筒の燃焼室内で燃焼させる
ことによって処理する。

【０００３】キャニスタ（燃料蒸気吸着手段）の内部の
吸着剤に吸着された燃料を、吸着剤を通過するように空
気を吸引することによって脱離させて、それを空気と共
に吸気通路内へ流入させるために、通常は内燃機関が作
動する際に吸気通路内に発生する吸気負圧が利用され
る。しかしながら、最近は燃費の向上を図るために、理
論空燃比よりもリーン側の高い空燃比において運転され
るガソリン直噴エンジンを搭載した車両が増えつつある
が、ガソリン直噴エンジンにおいては、一般に、空燃比
が高くなるほど、つまり希薄な混合気を使用する場合ほ
ど吸気負圧が小さくなるという傾向がある。従って、ガ
ソリン直噴エンジンにおいては、燃料蒸気をパージする
ために必要な大きさの吸気負圧を確保することが難しい
という問題がある。

【０００４】また、最近は高負荷時に内燃機関を作動さ
せて走行しながらバッテリーを充電しておいて、低負荷
時にはバッテリーの電力によって電気モータを作動させ
て走行するという、所謂ハイブリッド駆動装置を搭載し
ている車両が増えてきているが、ハイブリッド駆動装置
においては内燃機関の燃焼効率を高めて燃費を向上させ
るために、スロットルバルブが大きく開く高負荷、高回
転の状態で内燃機関が運転されるので、一般的に大きな
吸気負圧が得られないことが多い。従って、ガソリン直
噴エンジンの場合と同様に、ハイブリッド駆動装置の内
燃機関においても、燃料蒸気のパージのために必要な大
きさの吸気負圧を確保することが難しいという問題があ
る。

【０００５】燃料蒸気処理装置に関するこのような問題
に対する１つの解決手段になり得ると考えられる従来技
術が米国特許第５，９７５，０６２号明細書に記載され
ている。この従来技術においては、キャニスタから内燃
機関の吸気通路に通じるパージ通路に電動式のエアポン
プを設けて、機関の吸気負圧が低い場合でも、電子式制
御装置の指令によってこの電動エアポンプを作動させる
ことにより、キャニスタから脱離した燃料蒸気を含むパ
ージ空気を吸引して、強制的に吸気通路へ送り込むよう
になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような電動エアポンプを使用する従来技術においては、
電動エアポンプのモータとエアポンプとを連結するシャ
フトの周囲のシール部から燃料蒸気がモータの中へ洩れ
出ることや、更に大気中へ洩れ出ようとするのを如何に
して阻止するかということが問題になる。更に、この電
動エアポンプは燃料と空気の混合気を取り扱うので、モ
ータの中へ洩れ出た燃料蒸気が万一にもモータの内部に
発生する火花等によって着火して爆発事故を起こさない
ように、モータ部分には火花等を発生することがない防
爆型のもの、例えばブラシレスモータのような高価なも
のを使用する必要がある。

【０００７】密閉されたエアポンプであるダイヤフラム
ポンプを強制パージポンプとして、それを内燃機関その
もののクランク軸やカム軸等によって回転駆動されるカ
ムによって作動させることも考えられるが、その場合
は、ポンプのダイヤフラムがキャニスタのパージの時期
だけでなく、内燃機関の運転中は常時一定の大きな振幅
で往復運動をすることになるし、機関の高回転時にはダ
イヤフラムに異常な振動が発生することがあるので、い
ずれもダイヤフラムの破損と、それによってダイヤフラ
ムポンプから外部へ燃料蒸気が洩れ出る可能性があるこ
とから、ダイヤフラムの耐久性の問題と、それが破損し
た場合の燃料蒸気の漏洩についての懸念という問題が残
る。

【０００８】本発明は、従来技術における前述のような
問題に対処して、キャニスタのような燃料蒸気吸着手段
から燃料蒸気を脱離させてパージするために使用する吸
引手段としてのポンプの消費電力を可及的に小さくする
と共に、高価な防爆構造のモータを使用しなくても、ま
た、ダイヤフラムのような部品が破損した時でも、ポン
プから燃料蒸気が洩れ出るのを確実に阻止して事故や大
気汚染を予防し、更にパージ量を自由に制御することが
できるような、改良された燃料蒸気処理装置を提供する
ことを目的としている。本発明は、また、システムの一
部に故障が生じた場合に、特別の検査システムを設けな
くても、故障を容易に検出することができるような、そ
れ自体に診断機能を備えている新規な構成の燃料蒸気処
理装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するための手段として、特許請求の範囲の請求項１
に記載された燃料蒸気処理装置を提供する。

【００１０】本発明の燃料蒸気処理装置においては、吸
引手段として複動型のダイヤフラムポンプを使用するこ
とにより、そのダイヤフラムの両側に形成される２つの
空間を双方ともポンプ室として燃料蒸気の吸引のために
利用するので、ポンプ室から呼吸音が外部へ放出される
のを防止することができると共に、ダイヤフラムが破損
した時でも燃料蒸気が外部へ洩れ出るのを防止し、更に
吐出圧の脈動をも低減させることができる。また、この
燃料蒸気処理装置において使用するダイヤフラムポンプ
は、ダイヤフラムの両側の空間をポンプ室として利用す
る複動型であるから、体格が小さくても大きな吐出量を
発生することができる。

【００１１】本発明の燃料蒸気処理装置は車両等に搭載
された内燃機関に対して好適に適用することができる。
この場合は、パージ通路の末端を内燃機関の吸気通路に
接続することにより、内燃機関の燃焼室を好適な燃料蒸
気処理手段として利用することができる。

【００１２】本発明の燃料蒸気処理装置は、複動型のダ
イヤフラムポンプにおけるダイヤフラムの駆動手段とし
て、ポンプ本体の密閉されたポンプハウジング内に、ダ
イヤフラムを駆動するムービングコアと、ムービングコ
アを往復動させるソレノイドコイル等を組み込んで全体
を外部から密閉することにより、摺動するシール面の摩
耗等によって外部と連通するような部分をなくすことが
できる。それによって駆動手段から外部へ燃料蒸気が洩
れ出ることを完全に防止することができる。ソレノイド
コイルには交番電圧或いはパルス状電圧を印加して変動
する電磁力を発生させることにより、ムービングコアを
直接に往復動させるから、回転を往復動に変換する場合
に比べて消費電力が少ない。また、火花を発生する部分
がないから、燃料蒸気が駆動手段の中へ侵入しても爆発
の恐れがなくて安全である。更に、構造が簡単であるか
ら安価に製造することができる。

【００１３】複動型ダイヤフラムポンプの駆動手段とし
てソレノイドコイル等を使用する場合には、ソレノイド
コイルへ供給する電力の電圧、電流、及び周波数の少な
くとも一つを制御することにより、複動型のダイヤフラ
ムポンプの単位時間当たりの吐出量を変化させて、燃料
蒸気吸着手段からパージされる燃料蒸気のパージ量を自
由に制御することができる。この場合のムービングコア
を永久磁石によって構成すると、ダイヤフラムの大きな
リフト量が得られるので、ポンプの吐出量を増大させる
ことができる。

【００１４】複動型のダイヤフラムポンプにおける２つ
のポンプ室のそれぞれの入口部又は出口部には、上流側
と下流側との間の圧力差によって自動的に開閉する逆止
弁を設けてポンプ作用をさせることができる。また、こ
の逆止弁としてリード弁を使用したり、逆止弁の弁体に
小さなリード弁を付設することもできる。これらの逆止
弁は、その上流側と下流側との間に圧力差が発生しない
ポンプの停止時に開弁状態となるように構成することが
できる。それによって、複動型ダイヤフラムポンプの内
部を連通状態にして、ポンプの内部を含めて燃料蒸気処
理装置のシステム全体のリークチェックを行うことがで
きる。同じ目的において、複動型のダイヤフラムポンプ
の上流側のパージ通路と、このポンプの２つのポンプ室
の少なくとも一方との間を短絡し得るバイパス弁を設け
たり、複動型ダイヤフラムポンプと燃料蒸気吸着手段と
の間に開閉弁を設けることもできる。

【００１５】本発明の燃料蒸気処理装置においては、シ
ステムのリークチェックのために、燃料蒸気吸着手段の
空気吸入側に開閉弁を設けると共に、燃料蒸気吸着手段
とそれに接続された燃料蒸気の発生源及び複動型のダイ
ヤフラムポンプを含む空間の圧力を検出することができ
る圧力検出手段とを設けることができる。しかしなが
ら、空気吸入側に設ける開閉弁としては通常のキャニス
タクローズバルブをそのまま利用することができる場合
があるし、圧力検出手段としては、燃料タンク等に通常
設けられる圧力センサをそのまま利用することができる
ので、新規にそれらのものを設ける必要がない場合もあ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の燃料蒸気処理装
置の第１実施例として、その要部である複動型ダイヤフ
ラムポンプ１の縦断面構造を示す。ダイヤフラムポンプ
１を含む第１実施例の燃料蒸気処理装置のシステム全体
の構成は図２に例示されている。図２に示す２は燃料蒸
気を一時的に吸着するキャニスタ（チャコールキャニス
タ）であって、その内部に活性炭粒のような吸着剤２ａ
を収容している。内燃機関３へ燃料を供給する燃料タン
ク４の上部空間には燃料蒸気通路５の一端が接続してい
て、その他端はキャニスタ２の燃料蒸気入口２ｂに接続
している。キャニスタ２には更に、パージ用の空気を取
り入れることができる空気口２ｃと、その反対側にパー
ジ口２ｄが設けられている。空気口２ｃは制御装置等に
よって制御される開閉弁６と空気通路７を介して大気に
開放されている。パージ口２ｄはパージ通路８を介し
て、図１に示すダイヤフラムポンプ１の入口部９に接続
している。

【００１７】複動型ダイヤフラムポンプ１の詳細な構造
は後で述べるが、その本体１０には入口部９とは反対側
に出口部１１が設けられていて、図２に示すように、パ
ージ通路１２を介して内燃機関３の吸気通路１３の適所
に接続されている。なお図２において、１４は内燃機関
３の吸気弁、１５は吸気ポート、１６は複数個の気筒に
共通のサージタンク、１７はエアクリーナ、１８はスロ
ットル弁をそれぞれ示している。ダイヤフラムポンプ１
を駆動するための電力は、図示しないバッテリーのよう
な電源から、駆動装置を含む電子式制御装置（ＥＣＵ）
１９によって必要な大きさ及び電流形態（第１実施例の
場合はパルス状）になるように制御されて、ダイヤフラ
ムポンプ１の入力端子２０へ供給される。なお、このＥ
ＣＵ１９によって前述の開閉弁６を開閉制御することが
できる。

【００１８】次に、第１実施例における複動型ダイヤフ
ラムポンプ１の構造を図１によって詳細に説明する。前
述のように、ダイヤフラムポンプ１の本体１０には、対
称的に入口部９と出口部１１が設けられている。ポンプ
本体１０の形状は縦軸を中心とする扁平な円筒状である
が、その他の形状であってもよい。本体１０の内部空間
は可撓性のあるダイヤフラム２１によって上下の第１の
ポンプ室２２と第２のポンプ室２３に区画されている。
それらに対応して、入口部９と出口部１１もそれぞれ上
下２つの部分に区画されている。

【００１９】即ち、入口部９は隔壁２４によって上下の
部分に分かれおり、それぞれの部分に吸入弁としての逆
止弁２５，２６が設けられている。逆止弁２５及び２６
はそれぞれ、弁口を下流側（ポンプ室２２及び２３側）
から閉塞し得る弁板と、それを弁口に向かって付勢する
コイルスプリングからなっている。出口部１１もまた隔
壁２７によって上下の部分に分かれおり、それぞれの部
分に吐出弁としての逆止弁２８，２９が設けられてい
る。逆止弁２８及び２９はそれぞれ、弁口を下流側（パ
ージ通路１２側）から閉塞し得る弁板と、それを弁口に
向かって付勢するコイルスプリングからなっている。

【００２０】円板状のダイヤフラム２１の周辺部は本体
１０の円筒状の内壁面に取り付けられているが、入口部
９と出口部１１の部分においては、本体１０の円筒状の
内壁面の延長上に形成された隔壁２４及び隔壁２７の内
壁面に取り付けられている。ダイヤフラム２１の中心部
を上下から挟むように取り付けられた金属板３０には縦
方向の駆動軸３１が取り付けられ、その下端には鉄のよ
うな磁性体からなるムービングコア３２が取り付けられ
ている。

【００２１】ポンプ本体１０の下部には駆動部３３が設
けられる。駆動部３３はポンプ本体１０に対して一体と
なるように隙間なしに取り付けられたハウジング３４を
備えており、その内部にソレノイドコイル３５が固定的
に取り付けられている。ソレノイドコイル３５の中心に
は鉄のような磁性体からなる固定のコア３６が設けられ
ており、その中心軸線は前述の駆動軸３１及びムービン
グコア３２のそれと一致している。ダイヤフラム２１の
変形を生じるように、ムービングコア３２は固定のコア
３６に対して接近したり離れたりすることができるが、
最も接近した時でもそれらの対向面の間には微小な間隙
が残るように設定されている。つまり、ダイヤフラム２
１の変形量は、最大でもムービングコア３２と固定のコ
ア３６との直接の接触を生じない程度に抑えられる。な
お、固定のコア３６は必須のものではない。

【００２２】第１実施例に使用されている複動型ダイヤ
フラムポンプ１はこのような構造を有するので、ポンプ
１の駆動部３３のハウジング３４の内部において、外部
に対して気密状態を維持して固定されているソレノイド
コイル３５へ、入力端子２０を介して図示しない電源か
らＥＣＵ１９によって制御されたパルス状の電圧を印加
すると、ソレノイドコイル３５と固定のコア３６が間欠
的に電磁石となって磁化される結果、ムービングコア３
２がソレノイドコイル３５内へ間欠的に吸引される。吸
引力が消滅している時期にはムービングコア３２はダイ
ヤフラム２１の弾力によって元の位置へ戻る。ダイヤフ
ラム２１の復元力を高めるために、第２のポンプ室２３
内に圧縮スプリングを設けてダイヤフラム２１を上方へ
付勢してもよい。このようにしてダイヤフラム２１が上
下方向に往復動をするので、第１のポンプ室２２及び第
２のポンプ室２３の容積が相反的に拡大、縮小を繰り返
す間に、吸入弁としての逆止弁２５，２６及び吐出弁と
しての逆止弁２８，２９の作動によって、パージ通路８
内の流体がパージ通路１２へ一方的に圧送される。この
ダイヤフラムポンプ１は複動型であるから、通常のダイ
ヤフラムポンプの２倍近い大きな吐出容量を有するの
で、その分だけ小型化することができる。

【００２３】図２に示す第１実施例の燃料蒸気処理装置
においては、通常のこの種の装置と同様に、燃料タンク
４において発生する燃料蒸気が燃料蒸気通路５を通って
燃料蒸気入口２ｂからキャニスタ２内へ流入し、吸着剤
２ａに一時的に吸着されて保持されるので、外部へ放出
されて大気汚染を招くことがない。内燃機関３の運転中
において所定のパージ条件が成立した時に、ＥＣＵ１９
の指令によって複動型ダイヤフラムポンプ１へ電力の供
給が開始される。第１実施例の場合はソレノイドコイル
３５にパルス状の電圧が印加される。なお、開閉弁６は
開弁状態とされる。

【００２４】それによって、複動型ダイヤフラムポンプ
１は前述のようにしてポンプ室２２，２３内の空気等を
パージ通路８からパージ通路１２に向って圧送するの
で、パージ通路８及びキャニスタ２内の圧力が負圧にな
るから、外部の空気が吸引されて空気通路７と開閉弁６
及び空気口２ｃを通ってキャニスタ２内へ流入すると共
に、その空気が吸着剤２ａの間を通過してパージ口２ｄ
からパージ通路８へ流れるようになる。この空気流によ
って、キャニスタ２内の吸着剤２ａに吸着されていた燃
料蒸気が脱離して、空気流に乗ってポンプ１を通過し、
パージ通路１２から内燃機関３の吸気通路１３へ吸入さ
れて、通常の吸気や燃料と共に機関３の燃焼室内で燃焼
して無害化される。

【００２５】第１実施例の複動型ダイヤフラムポンプ１
においては、その駆動部３３を構成するソレノイドコイ
ル３５や固定のコア３６及びムービングコア３２等が、
全てポンプ本体１０と一体化されたハウジング３４の中
に密閉されていて、外部とは全く連通していないし、摺
動面を有するシール装置等も使用されていないので、ポ
ンプ室２２及び２３側から外部へ燃料蒸気を含むパージ
用の空気が洩れ出る可能性が全くない。仮に、長年の使
用によってダイヤフラム２１が破損して穴が開くような
ことがあっても、ポンプ１のポンプ作用が若干低下する
だけであって、外部へ燃料蒸気を漏らす恐れはない。従
って、燃料蒸気の引火の危険性や燃料の浪費が確実に防
止される。

【００２６】また、ソレノイドコイル３５へ供給される
電力をＥＣＵ１９によって制御することにより、ソレノ
イドコイル３５に印加する電圧或いは電流の大きさを調
整したり、パルスの周波数を変更することによって、複
動型ダイヤフラムポンプ１の単位時間当たりの吐出量を
自由に制御することができる。従って、ポンプ１の消費
電力を必要最小限に抑えることが可能になると共に、そ
れがダイヤフラム２１等の耐久性を高めるという結果を
もたらす。なお、第１実施例の複動型ダイヤフラムポン
プ１は、図２のような燃料蒸気処理装置のみならず、後
述のようなシステム構成の異なる燃料蒸気処理装置のポ
ンプとして使用することもできる。

【００２７】図３は、第２実施例の燃料蒸気処理装置の
要部として、複動型ダイヤフラムポンプ１’の構造のみ
を示したものである。第２実施例のポンプ１’において
も、ポンプ本体１０と入口部９及び出口部１１の構造は
第１実施例のポンプ１のそれと同じである。第２実施例
のポンプ１’の特徴は駆動部３３’の内容にある。即
ち、この場合は駆動軸３１に取り付けられるムービング
コア３７として単なる磁性体ではなく強磁性体からなる
永久磁石を使用している。また、ソレノイドコイル３５
の入力端子２０へパルス状の電力ではなく、電流の方向
が短時間毎に反転する交番電力（交流電力）を供給して
いる。それによって、ソレノイドコイル３５が永久磁石
からなるムービングコア３７を吸引したり排斥したりす
る力が大きくなるし、ダイヤフラム２１のリフト量を容
易に大きくすることができる。

【００２８】第２実施例の複動型ダイヤフラムポンプ
１’は、このようにして高いポンプ性能を発揮するが、
それを使用する燃料蒸気処理装置のシステムは、図２に
示した第１実施例の場合と同様なものでよい。その吐出
量の制御は、やはりＥＣＵ１９によって行うが、第１実
施例の場合と概ね同様に、供給する交番電力の電圧、電
流、及び周波数のいずれかを変化させることによって、
自由に吐出量、即ち燃料蒸気のパージ量を制御すること
ができる。その他の作用、効果等は第１実施例と略同様
である。

【００２９】図４の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３
実施例の燃料蒸気処理装置の要部として、それに使用さ
れる複動型ダイヤフラムポンプ１”の構造の一部を示し
たものである。第３実施例のポンプ１”においては、図
４（ａ）に示した入口部９’における吸入弁としての逆
止弁２５’，２６’と、出口部１１’における吐出弁と
しての逆止弁２８’，２９’を構成する弁板３８のそれ
ぞれに、図４（ｂ）に拡大して示したような、薄いバネ
鋼板からなる弁リード３７の一端をスポット溶接等によ
って付設した点に特徴がある。

【００３０】弁リード３７は弁板３８に形成された小孔
３９を開閉することができるように取り付けられてい
る。弁リード３７は、弁板３８がスプリングによって付
勢されて弁口を閉じている状態において、弁板３８の上
流側と下流側との間の圧力差によって小孔３９を自動的
に開閉する小さな逆止弁として作動する。しかし、その
特徴として、上流側と下流側との間に圧力差がないポン
プ１”の停止状態においては、小孔３９を閉塞するので
はなく、所定の大きさに開放するように設定される。こ
れは、平板状の弁リード３７を予め永久変形させて、僅
かに円形に反っている形状を与えておくこと等によって
可能である。それによって、ポンプ１”が運転を停止し
ている時に、ポンプ１”を通過して上流側又は下流側に
向かって流体が流れることが可能になる。このようにし
てポンプ１”を連通状態にするのは、後述のようにキャ
ニスタ２を含む燃料蒸気処理装置のシステム全体のリー
クチェック（漏洩検査）を行うためである。

【００３１】第３実施例においては、それ自体が逆止弁
の弁体である弁板３８に小孔３９を設けると共に、それ
に小さな弁リード３７を取り付けることによって、ポン
プ１”の運転停止時に弁リード３７によってポンプ１”
内を連通させているが、他の実施例として、弁板３８そ
のものを廃止して、弁板３８の代わりに、僅かに反った
形の図示しない少し大きめの弁リードを設けてもよいこ
とは言うまでもない。これは、吸入弁としての逆止弁２
５，２６や、吐出弁としての逆止弁２８，２９の全部又
はそれらの一部を、それ自体リード弁として構成すると
いうことである。この場合の弁口は、平板に開口する穴
のような形状がよい。運転停止時における複動型ダイヤ
フラムポンプの連通状態は、それらのリード弁が前後に
圧力差がない状態において所定の大きさに僅かに開弁す
るように設定しておくことによって容易に達成される。

【００３２】図５は、運転停止時に内部が連通状態とな
る複動型ダイヤフラムポンプ１”を使用した第３実施例
の燃料蒸気処理装置において、システム全体のリークチ
ェックを行う場合を図示したものである。前述のよう
に、キャニスタ２へ空気を導入するための空気通路７に
は、キャニスタクローズバルブとも呼ばれる開閉弁６が
設けられる。従来の開閉弁６はキャニスタ２内が負圧に
なった時に自動的に開弁する逆止弁型のものが多いが、
ここでは、ＥＣＵ１９によって開閉制御可能な電磁弁等
を用いる。

【００３３】また、従来技術においても行われている場
合があるが、キャニスタ２と内燃機関３の吸気通路１３
とを接続するパージ通路１２にパージ制御弁４０を設け
る。このパージ制御弁４０は手動で開閉するようにして
もよいが、これに電磁弁等を使用して、ＥＣＵ１９によ
って開閉制御可能とすることができる。通常、この位置
にパージ制御弁４０を設けるのは、内燃機関３が普通の
ガソリンエンジンのように吸気通路１３の負圧が大きい
ものである場合に、キャニスタ２のパージを行う時期を
選択したり、パージ量を調節するためであるが、本発明
の第３実施例においては、リークチェックを行う時にパ
ージ通路１２を遮断するために利用する。

【００３４】また、従来から燃料タンク４の上部空間
や、それに接続している空間に内部の圧力を検出するた
めの圧力センサ４１が設けられることがある。本発明の
第３実施例においてはこの圧力センサ４１をリークチェ
ックのために利用して、特別の圧力センサを設けない点
に特徴がある。勿論、そのような圧力センサが設けられ
ていない場合には、圧力センサをシステム内のどこかへ
設けることになる。図５に示すように、キャニスタ２、
燃料タンク４、ポンプ１”等を含む第３実施例の燃料蒸
気処理装置のシステム内から燃料蒸気が外部へ漏れてい
ないかどうかを検査するためのリークチェックは、ＥＣ
Ｕ１９のプログラムによって自動的に行わせることがで
きるが、手動によっても実行することができる。

【００３５】リークチェックを行う時には、まず、キャ
ニスタ２の大気通路７に設けられた開閉弁６を閉弁させ
る。次に複動型ダイヤフラムポンプ１”を駆動して、燃
料タンク４及びキャニスタ２等の内部の圧力を所定の大
きさの負圧になるまで減圧する。減圧が終わるとパージ
制御弁４０を閉弁させる。それによって、図５に示した
第３実施例の燃料蒸気処理装置のシステム全体が内部に
負圧を蓄えた状態で外部から締め切られる。この時、複
動型ダイヤフラムポンプ１”内の逆止弁は前述のように
して全て連通しているから、ポンプ１”の内部も検査可
能となる。もしシステムのどこかに故障による漏洩箇所
があると、外気の侵入によって内部の負圧は急速に減少
して大気圧に近づく。従って、圧力センサ４１の検出値
が大気圧に達するまでの時間を計測することによりシス
テム全体の密閉性を評価することができ、故障か否かを
診断することができる。このように、本発明の燃料蒸気
処理装置においては、通常設けられるパージ制御弁４０
や燃料タンク４の圧力センサ４１等を利用してリークチ
ェックや故障診断を行うことができるので、リークチェ
ック等のために特別のシステムを設ける必要がない。

【００３６】図４及び図５に示す第３実施例の説明にお
いては、複動型ダイヤフラムポンプ１”の逆止弁に運転
停止時にポンプ１”内を連通状態とするためのリード弁
を設けているが、図６に示す本発明の第４実施例の燃料
蒸気処理装置においては、複動型ダイヤフラムポンプ１
としては第１実施例や第２実施例等と同様な内部連通機
能がないものを使用する代わりに、パージ通路８と、ポ
ンプ１のポンプ室２２又は２３の一方、或いは双方との
間にバイパス通路４２を設けて、それにバイパス弁４３
を挿入してリークチェックの可能なシステムを構成して
いる。言うまでもなく、双方のポンプ室に向ってバイパ
ス通路４２を設ける場合には、バイパス弁４３は２個使
用する。バイパス弁４３は手動のものでもよいが、これ
を電磁弁等としてＥＣＵ１９によって制御するようにし
てもよい。

【００３７】リークチェックを行う時は、減圧後にパー
ジ制御弁４０を閉弁させると共に、バイパス弁４３を開
弁させる。それによって、ポンプ１内の圧力を燃料タン
ク４の圧力センサ４１によって検出することが可能にな
るので、ポンプ１を含めてシステム全体のリークチェッ
クを行うことができる。なお、バイパス通路４２が設け
られていないポンプ室は、ダイヤフラム２１を介して、
他方のバイパス通路が設けられたポンプ室と均圧化され
るのでリークチェックができるが、双方にバイパス通路
４２とバイパス弁４３を設けた方が良いことは言うまで
もない。このようにして、第４実施例の燃料蒸気処理装
置においても、既存の開閉弁６及びパージ制御弁４０や
圧力センサ４１を利用してシステム内のリークチェック
を行って、簡単にシステムの故障診断を行うことが可能
である。

【００３８】図７に本発明の第５実施例としての燃料蒸
気処理装置のシステム構成を示す。第５実施例の特徴
は、パージ通路８の途中に電磁弁等の開閉弁４４を設け
ている点にある。リークチェックの方法は色々あるが、
まず開閉弁４４の閉弁状態における圧力センサ４１の検
出圧力によって、ポンプ１以外のキャニスタ２や燃料タ
ンク４に限定したリークチェックを行うことができる。
また、その状態でパージ制御弁４０（この弁は設けなく
てもよい）を開弁させて、更にポンプ１を作動させる
と、ポンプ１は真空ポンプとして作動するので、その時
にソレノイドコイル３５に流れる電流値が、予め正常な
状態で計測した電流値よりも小さければ、ポンプ１に漏
れのあることが判明する。開閉弁４４の開弁状態で同様
な比較を行えば、キャニスタ２や燃料タンク４を含めた
リークチェックができる。その他、開閉弁４４はパージ
制御弁４０の代りに使用することもできる。

【００３９】本発明の燃料蒸気処理装置が燃料蒸気をパ
ージするために作動している時は、ポンプ１と内燃機関
３の運転状態を示す幾つかのファクターの間に図８の
（ａ）から（ｅ）に示すような相関関係が見られる。必
ずしも単純な直線的（比例的）関係ばかりではないが、
いずれの場合も、一方が増大すると他方も増大するとい
う関係にある２つのファクターの組み合わせを例示して
いる。まず、（ａ）のように、複動型ダイヤフラムポン
プの駆動部３３に設けられたソレノイドコイル３５に流
れる電流或いは電圧と、ダイヤフラム２１のリフト量、
即ちムービングコア３２のストロークとの間に前述の関
係がある。また、当然のことながら、（ｂ）のように、
ダイヤフラム２１のリフト量が増大すると流量、即ちポ
ンプ１の吐出量が増大する。同様に（ｃ）のように、ソ
レノイドコイル３５へ供給する電力の周波数が高くなる
ほど、吐出量及び流量が増大する。

【００４０】観点を変えて、内燃機関３の回転数が増大
し、出力も高くなっている運転状態においては、燃料蒸
気処理装置からパージ通路１２を経て吸気通路１３へ流
入する燃料蒸気によって内燃機関３の運転状態が大きく
変化することがないので、パージされた燃料蒸気の量に
対して敏感に機関３を制御する必要もないことから、こ
の状態では内燃機関３が、キャニスタ２から脱離した多
量のパージ燃料を処理する能力を有する。従って、図８
の（ｄ）に示すように、機関３の燃料噴射量、即ち負荷
が増大するほど複動型ダイヤフラムポンプ１のダイヤフ
ラム２１のリフト量、即ちムービングコア３２のストロ
ークを増大させて、ポンプ１の吐出量を増大させること
が可能になる。内燃機関３の回転数が増大した時も、同
様な理由からポンプ１の吐出量を増大させることが可能
になるので、そのためにソレノイドコイル３５へ供給す
る電力の周波数を高めることができる。これらの相関関
係は、ＥＣＵ１９においてマップの形でＲＯＭに内蔵す
ることにより、燃料蒸気処理装置のパージ量制御のため
に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の要部を示す縦断面図であ
る。

【図２】第１実施例の燃料蒸気処理装置の全体を示すシ
ステム構成図である。

【図３】第２実施例の要部を示す縦断面図である。

【図４】第３実施例の要部を示す縦断面図である。

【図５】第３実施例の燃料蒸気処理装置の全体を示すシ
ステム構成図である。

【図６】第４実施例の燃料蒸気処理装置の全体を示すシ
ステム構成図である。

【図７】第５実施例の燃料蒸気処理装置の全体を示すシ
ステム構成図である。

【図８】（ａ）から（ｅ）は、いずれも本発明の燃料蒸
気処理装置の制御のために役立つ一対のファクターの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１，１’１”…複動型ダイヤフラムポンプ（吸引手段）２…チャコールキャニスタ（キャニスタ）２ａ…吸着剤（燃料蒸気吸着手段）２ｂ…燃料蒸気入口２ｃ…空気口２ｄ…パージ口３…内燃機関４…燃料タンク６…開閉弁（キャニスタクローズバルブ）７…空気通路８，１２…パージ通路１０…ポンプ本体１９…電子式制御装置（ＥＣＵ）２０…入力端子２１…ダイヤフラム２２…第１のポンプ室２３…第２のポンプ室２５，２６…吸入弁（逆止弁）２８，２９…吐出弁（逆止弁）３１…駆動軸３２…ムービングコア３３…駆動部３４…駆動部のハウジング３５…ソレノイドコイル３７…弁リード３８…弁板３９…小孔４０…パージ制御弁４１…圧力センサ４３…バイパス弁４４…開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林康規愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者板倉秀明愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者天野典保愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内Ｆターム(参考） 3G044 BA01 BA22 DA07 FA02 GA02 GA04 GA06 GA07 3H077 AA03 BB01 CC02 CC09 CC13 DD05 EE26 EE31 FF02 FF32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料蒸気の発生源に接続されると共に燃
料蒸気を一時的に吸着する吸着剤を収容している燃料蒸
気吸着手段と、前記燃料蒸気吸着手段から脱離する燃料
蒸気を処理して無害化する燃料蒸気処理手段と、前記燃
料蒸気吸着手段の内部を通過して空気を吸引することに
より前記吸着剤に吸着されている燃料蒸気を強制的に脱
離させて前記燃料蒸気処理手段へ送り込むために、前記
燃料蒸気吸着手段と前記燃料蒸気処理手段とを接続する
パージ通路に設けられている吸引手段とを備えている燃
料蒸気処理装置において、前記吸引手段として複動型の
ダイヤフラムポンプを使用することにより、そのダイヤ
フラムの両側に形成される２つの空間を双方ともポンプ
室として燃料蒸気の吸引のために利用するように構成し
たことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項２】請求項１において、前記燃料蒸気処理手
段として内燃機関の燃焼室が利用され、前記パージ通路
の末端が前記内燃機関の吸気通路に接続されていること
を特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記複動型の
ダイヤフラムポンプにおけるダイヤフラムの駆動手段と
して、前記ダイヤフラムポンプの密閉されたポンプハウ
ジング内に、前記ダイヤフラムに取り付けられたムービ
ングコアと、交番電圧或いはパルス状電圧を印加する電
力の供給を受けることによって変動する電磁力を発生し
て、前記ムービングコアを往復動させるソレノイドコイ
ルとを組み込んだことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項４】請求項３において、前記ソレノイドコイ
ルへ供給する電力の電圧、電流、及び周波数の少なくと
も一つを制御することにより、前記複動型のダイヤフラ
ムポンプの単位時間当たりの吐出量を変化させて、前記
燃料蒸気吸着手段からパージされる燃料蒸気のパージ量
を制御することができるように構成したことを特徴とす
る燃料蒸気処理装置。
【請求項５】請求項３又は４において、前記ムービン
グコアを永久磁石によって構成したことを特徴とする燃
料蒸気処理装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記複動型のダイヤフラムポンプにおける２つの前記ポ
ンプ室のそれぞれの入口部又は出口部の少なくとも一方
に、その上流側と下流側との間の圧力差によって自動的
に開閉する逆止弁を設けたことを特徴とする燃料蒸気処
理装置。
【請求項７】請求項６において、前記逆止弁としてリ
ード弁を使用したことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項８】請求項６又は７において、前記逆止弁
が、その上流側と下流側との間に圧力差が発生しないポ
ンプの停止時に開弁状態となるように構成したことを特
徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項９】請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記複動型のダイヤフラムポンプにおける２つの前記ポ
ンプ室の少なくとも一方と、その上流側のパージ通路と
の間を短絡し得るようにバイパス弁を設けたことを特徴
とする燃料蒸気処理装置。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれかにおい
て、前記複動型のダイヤフラムポンプと前記燃料蒸気吸
着手段とを接続するパージ通路に開閉弁を設けたことを
特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれかにおい
て、前記燃料蒸気吸着手段の空気吸入側に開閉弁を備え
ていると共に、前記燃料蒸気吸着手段とそれに接続され
た燃料蒸気の発生源及び前記複動型のダイヤフラムポン
プを含む空間の圧力を検出することができる圧力検出手
段を設けたことを特徴とする燃料蒸気処理装置。