JP2006291793A

JP2006291793A - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP2006291793A
Application number: JP2005111826A
Authority: JP
Inventors: 衛 ▲吉▼岡; Mamoru Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】蒸発燃料経路の漏れ判定を行う際に、燃料ベーパが大気放出されてしまうことを確実に抑止する。
【解決手段】燃料タンク１０と、燃料タンク１０と接続され、燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ１２と、キャニスタ１２と接続され、キャニスタ１２を介して燃料タンク１０を含む閉路空間に負圧を導入する負圧ポンプ３８と、内燃機関の吸気管３７と接続され、所定の場合に開くことで、内燃機関の吸気負圧をキャニスタ１２へ導入するパージＶＳＶ３６と、吸気負圧を利用して、負圧ポンプ３８の近傍に溜まった燃料ベーパをキャニスタ１２へ送る掃気手段と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関し、特に、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を処理する装置に適用して好適である。

従来、燃料タンク内で発生する蒸発燃料（燃料ベーパ）をキャニスタに吸着することで、その燃料ベーパが大気に放出されることを防止する蒸発燃料処理装置が知られている。

このような蒸発燃料処理装置において、閉路空間における漏れを判定するため、蒸発燃料経路に圧力を付与する方法が知られている。例えば、特開２００３−４２０１４号公報には、燃料タンクを含む蒸発燃料経路にポンプを用いて負圧を導入し、そのときの圧力情報に基づいて閉路空間の漏れを判定する方法が記載されている。

特開２００３−４２０１４号公報特開２００４−１５６４９２号公報特開平９−１８４４５４号公報特開２００３−１５５９５８号公報

しかしながら、上記従来の技術において、漏れ判定を行う際にポンプで負圧を導入すると、閉路空間からポンプへ向かう流れが生じる。このため、閉路空間内のポンプの近傍に燃料ベーパが浮遊していると、燃料ベーパがポンプから大気中に放出されるという問題が生じる。

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、蒸発燃料経路の漏れ判定を行う際に、燃料ベーパが大気放出されてしまうことを確実に抑止することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンクと、前記燃料タンクと接続され、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記キャニスタと接続され、前記キャニスタを介して前記燃料タンクを含む閉路空間に負圧を導入するポンプと、内燃機関の吸気管と接続され、所定の場合に開くことで、内燃機関の吸気負圧を前記キャニスタへ導入する吸気負圧導入バルブと、前記吸気負圧を利用して、前記ポンプの近傍に溜まった燃料ベーパを前記キャニスタへ送る掃気手段と、を備えたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記ポンプの下流側と前記キャニスタとを接続する通路を備え、前記掃気手段は、前記キャニスタに前記吸気負圧が導入された状態で前記ポンプを作動させることで、前記ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを前記通路を経由して前記キャニスタへ送ることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、前記ポンプと前記キャニスタとの間に設けられ、前記ポンプから前記キャニスタへ向かう空気の流れを遮断する逆止弁と、前記逆止弁をバイパスして前記キャニスタと前記ポンプを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられた遮断弁と、を備え、前記掃気手段は、前記キャニスタに前記吸気負圧による圧力が導入された状態で前記遮断弁を開くことで、前記ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを前記バイパス流路を経由して前記キャニスタへ送ることを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明において、前記掃気手段は、前記吸気負圧導入バルブを閉じた後、前記キャニスタ内に前記吸気負圧による圧力が残留している状態で前記ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを前記バイパス流路を経由して前記キャニスタへ送ることを特徴とする。

第１の発明によれば、吸気負圧を利用して、ポンプの近傍に溜まった燃料ベーパをキャニスタへ送ることができるため、ポンプの近傍から燃料ペーパを確実に排出することができる。従って、漏れ判定の際に閉路空間に負圧を導入した場合に、燃料ベーパが大気放出されることを確実に抑止することができる。

第２の発明によれば、キャニスタに吸気負圧が導入された状態でポンプを作動させることで、ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパをポンプの下流側の通路へ送ることができる。そして、ポンプの下流側の通路とキャニスタとを接続しているため、キャニスタに導入された吸気負圧により、ポンプの下流側の通路に送られた燃料ベーパをキャニスタへ送ることが可能となる。

第３の発明によれば、キャニスタに吸気負圧による圧力が導入された状態でバイパス流路に設けられた遮断弁を開くことで、バイパス流路を介してポンプに吸気負圧を導入することができる。従って、ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを、バイパス流路を経由してキャニスタへ送ることが可能となる。

第４の発明によれば、吸気負圧導入バルブを閉じた後、キャニスタ内に吸気負圧による圧力が残留している状態で、ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパをキャニスタへ送るため、閉路空間内の負圧が過剰に高くなることを抑止できる。従って、燃料タンクから新たに燃料ベーパが発生してしまうことを確実に抑止することができる。

以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の各実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク１０、キャニスタ１２、ポンプモジュール１４、エアフィルタ１６を有して構成されている。

燃料タンク１０には、ベーパ通路１８を介してキャニスタ１２が連通している。キャニスタ１２には、ポンプ通路２０を介してポンプモジュール１４が連通している。キャニスタ１２の内部には、燃料タンク１０から流入してくる燃料ベーパを吸着するための活性炭２２が充填されている。また、キャニスタ１２には、ベーパ通路１８と接続されるベーパポート２４、ポンプ通路２０と接続されるポンプ側ポート２６、および後述するパージ通路３０に連通するパージポート３２が設けられている。図１に示すように、ベーパポート２４、ポンプ側ポート２６、パージポート３２は、活性炭２２に対して同じ側に設けられている。また、キャニスタ１２の内部には、活性炭２２内でのガス、燃料ベーパの流れを規制する障壁３４，３５が設けられている。

パージ通路３０は、内燃機関の吸気管（図１において不図示）に連通する通路である。パージ通路３０の途中には、その導通状態を制御するためのパージＶＳＶ３６が設けられている。

図２は、ポンプモジュール１４の構成を示す模式図である。ポンプモジュール１４は、負圧ポンプ３８、圧力センサ４０、切換弁(VSV)４２、切換アクチュエータ４４、基準オリフィス４６、逆止弁４８を有して構成されている。切換弁４２は、通路４２ａ、通路４２ｂを有している。また、基準オリフィス４６は、漏れ判定に使用するリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを測定するために設けられた基準孔（例えばφ０．５ｍｍ）である。また、逆止弁４８は、負圧ポンプ３８から圧力センサ４０側に向かうガスの流れを遮断する機能を有している。

切換弁４２は、切換アクチュエータ４４への通電によって駆動され、図２（Ａ）、および図２（Ｂ）に示すいずれかの状態に設定される。ここで、図２（Ａ）に示す状態(VSV-ON)では、通路４２ａによって負圧ポンプ３８とキャニスタ１２のポンプ側ポート２６が接続される。また、図２（Ｂ）に示す状態では、通路４２ｂによってエアフィルタ１６とポンプ側ポート２６が接続され、エアフィルタ１６から基準オリフィス４６を経て負圧ポンプ３８に至る経路が構成される。

図１に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０には、ポンプモジュール１４内の負圧ポンプ３８、圧力センサ４０、切換アクチュエータ４４などが接続されている。

以上のように構成された本実施形態の蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料経路の漏れ判定を行う方法を以下に説明する。本実施形態では、ポンプモジュール１４によって燃料タンク１０、キャニスタ１２を含む蒸発燃料経路に負圧を付与し、圧力センサ４０で検出された圧力に基づいて漏れ判定を行う。蒸発燃料経路の漏れ判定は内燃機関の運転停止時に行うことが好適である。

漏れ判定を行う際には、最初にリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを測定する。リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを測定する際は、切換弁４２が図２（Ｂ）に示す位置に設定される(VSV-OFF)。図２（Ｂ）に示す状態で負圧ポンプ３８を駆動すると、逆止弁４８側の空気が負圧ポンプ３８によって吸引され、図２（Ｂ）中に矢印で示す方向へ向かう空気の流れが生じる。これにより、圧力センサ４０が設けられた基準オリフィス４６の上流側が負圧となり、この状態で圧力センサ４０によって圧力を測定することで、φ０．５ｍｍの基準オリフィス４６に対応したリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを検出することができる。

次に、燃料タンク１０、キャニスタ１２を含む蒸発燃料経路に負圧を導入するため、パージＶＳＶ３６を閉じ、切換弁４２が図２（Ａ）に示す位置に設定される(VSV-ON)。この状態で負圧ポンプ３８を駆動すると、キャニスタ１２内の空気が負圧ポンプ３８によって吸引され、図２（Ａ）中に矢印で示す方向へ向かう空気の流れが生じる。これにより、燃料タンク１０、キャニスタ１２を含む蒸発燃料経路に負圧が導入される。そして、このときの圧力Ｐ_実測値を圧力センサ４０で測定する。

図３は、燃料タンク１０、キャニスタ１２を含む蒸発燃料経路に負圧を導入した際に、圧力センサ４０で検出される圧力Ｐ_実測値の推移と、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとの関係を示す模式図である。図３に示すように、負圧ポンプ３８を作動させて、燃料タンク１０内、キャニスタ１２を含む蒸発燃料経路に負圧を付与すると、圧力Ｐ_実測値は低下していき、一定時間を経過した後、定常状態に落ち着く。圧力Ｐ_実測値は、定常状態に落ち着いた後、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦと比較される。なお、図３において、Ｐ_ＲＥＦ、Ｐ_実測値はいずれも負の値である。

図３中に実線で示すように、圧力Ｐ_実測値がリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦより高い場合は、負圧を付与しているのにも関わらず、蒸発燃料経路の圧力がφ０．５ｍｍ相当の漏れ孔が生じている場合の圧力よりも高い状態にあると判断できる。従って、この場合は、蒸発燃料経路にφ０．５より大きな漏れ孔が形成されていると判断できる。

一方、図３中に破線で示すように、圧力Ｐ_実測値がリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦよりも低い場合は、蒸発燃料経路の圧力がφ０．５ｍｍ相当の漏れ孔が生じている場合の圧力よりも低い状態にあると判断できる。従って、この場合は、蒸発燃料経路の漏れ孔がφ０．５より小さいと判断できる。

このように、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、圧力Ｐ_実測値とリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとを比較した結果に基づいて、蒸発燃料経路に漏れ孔が生じているか否かを判定することができる。

図４は、キャニスタ１２に吸着された燃料ベーパを内燃機関の吸気管３７へパージしている様子を示す模式図である。図４に示すように、燃料ベーパをパージする際には、切換弁４２が図２（Ｂ）に示す位置に設定され(VSV-OFF)、ポンプ側ポート２６が大気（エアフィルタ１６側）へ開放される。この状態で、内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６が開かれると、吸気管３７の吸気負圧がパージ通路３０の内部に導かれ、吸気負圧がキャニスタ１２のパージポート３２にまで到達する。この結果、図４中に矢印で示すように、エアフィルタ１６からポンプ側ポート２６、パージポート３２へ向かう空気の流れが生ずる。このような空気の流れが生ずると、活性炭２２に吸着されている燃料ベーパに脱離が生ずる。従って、内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６を適当に開くことにより、キャニスタ１２に吸着されている燃料ベーパを適当に内燃機関にパージさせることができる。

以上のシステムにおいて、漏れ判定のために蒸発燃料経路に負圧を導入すると、燃料タンク１０を含む蒸発燃料経路内のガスがエアフィルタ１６から大気に放出される。このとき、負圧が導入される経路内に燃料ベーパが浮遊していると、燃料ベーパが大気中に放出される場合がある。特に、ポンプモジュール１４、ポンプ通路２０に燃料ベーパが浮遊している場合、負圧の導入によって燃料ベーパが大気中に放出される場合がある。また、キャニスタ１２における燃料ベーパの吸着状態が飽和している場合は、負圧の導入によって吸着された燃料ベーパの一部が乖離し、燃料ベーパが大気中に放出される場合がある。

このため本実施形態では、図４で説明したように内燃機関の運転中に燃料ベーパをパージする際に、負圧ポンプ３８を作動させることで、負圧ポンプ３８内、またはその近傍に浮遊している燃料ベーパを吸気負圧を利用してキャニスタ１２側へ送り、ポンプモジュール１４内およびその近傍を掃気するようにしている。

図５は、吸気負圧を利用してポンプモジュール１４内、およびその近傍を掃気している状態を示す模式図である。図５に示すように、吸気負圧を利用して掃気を行う際には、図５と同様に切換弁４２が図２（Ｂ）に示す状態に設定され(VSV-OFF)、内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６が開かれる。

これにより、図４の場合と同様に、吸気管３７の負圧がキャニスタ１２を介してポンプモジュール１４へ導入される。ポンプモジュール１４内の掃気を行う場合は、この状態で負圧ポンプ３８を作動させる。これにより、図５中に矢印で示すように、基準オリフィス４６から逆止弁４８を経て負圧ポンプ３８へ向かう空気の流れが生じる。負圧ポンプ３８に流れた空気は吸気管３７の負圧により切換弁(VSV)４２の通路４２ｂを通ってキャニスタ１４側へ送られる。

これにより、負圧ポンプ３８内またはその近傍、負圧ポンプ３８とエアフィルタ１６を結ぶ通路内などに浮遊している燃料ベーパをキャニスタ１４側に送ることができ、負圧ポンプ３８の近傍、ポンプモジュール内を掃気することができる。従って、漏れ検出の際に蒸発燃料経路に負圧を導入した際に、負圧ポンプ３８の近傍に浮遊していた燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことを抑止できる。

キャニスタ１２に送られた燃料ベーパは、ポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に吸着される。後述するように、掃気のために負圧ポンプ３８を作動させる以前に吸気管３７へ燃料ベーパをパージすることで、ポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に吸着されていた燃料ベーパを取り除くことができる。従って、負圧ポンプ３８を作動させて掃気を行った際に、キャニスタ１２へ送られた燃料ベーパをポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に確実に吸着させることができる。掃気によって活性炭２２に吸着された燃料ベーパは、その後、図４の方法でパージを行うことで、吸気管３７へパージされる。

なお、後述するように、吸気管３７の負圧が低く、ポンプモジュール１４に導入される吸気負圧の絶対値が所定のしきい値を越えている場合は、掃気のために必要となる負圧ポンプ３８の駆動量が大きくなるため、図５に示す方法で掃気を行う場合は、吸気負圧の絶対値が所定のしきい値以下の場合に行うことが好適である。

図６は、キャニスタ１２の周辺における燃料ベーパの浮遊状態、吸着状態を示す模式図である。ここで、図６（Ａ）は、蒸発燃料経路に負圧を導入する以前の状態を示している。図６（Ａ）に示すように、燃料タンク１０内で発生した燃料ベーパは、キャニスタ１２の活性炭２２に吸着されている。そして、燃料ベーパの一部は、キャニスタ１２からポンプモジュール１４側に流れ、ポンプモジュール１４内、またはポンプ通路２０の近傍に浮遊している。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す状態から、図５で説明した方法で吸気管３７の負圧を利用してポンプモジュール１４内を掃気した状態を示している。図６（Ｂ）に示すように、吸気管３７の負圧をポンプモジュール１４に導入すると、ポンプモジュール１４側からキャニスタ１２に向かう空気の流れが生じ、この状態で負圧ポンプ３８を作動させるとポンプモジュール１４内、またはポンプ通路２０の近傍に浮遊していた燃料ベーパがキャニスタ１２の活性炭２２に吸着される。

図６（Ｂ）の状態では、掃気によりポンプモジュール１４内、またはポンプ通路２０の近傍に燃料ベーパは殆ど浮遊していないため、漏れ判定の際に負圧ポンプ３８を正転動作させてキャニスタ１２を含む蒸発燃料経路に負圧を導入した場合であっても、エアフィルタ１６から大気中へ燃料ベーパが放出されてしまうことを抑えることができる。

図６（Ｃ）は、図６（Ａ）に示す状態から、図５の方法でポンプモジュール１４内を掃気することなく、漏れ判定のために蒸発燃料経路に負圧を導入した場合を示している。このように、ポンプモジュール１４を掃気せずに漏れ判定を行った場合は、負圧ポンプ３８の作動により、モジュール１４、またはポンプ通路２０の近傍に浮遊していた燃料ベーパがエアフィルタ１６を通過して大気中に放出されてしまう。また、負圧ポンプ３８の作動により、ポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に吸着されていた燃料ベーパが脱離してポンプモジュール１４側に流れ、燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことも懸念される。

従って、本実施形態によれば、内燃機関の運転中に吸気負圧を利用してポンプモジュール１４内に浮遊していた燃料ベーパをキャニスタ１２へ送ることで、漏れ検出の際に燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことを確実に抑止することができる。

次に、図７のフローチャートに基づいて、本実施形態の蒸発燃料処理装置のシステムにおける処理の手順を説明する。図７の処理は、所定時間毎に行われるものである。先ず、ステップＳ１では、内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６を開き、キャニスタ１２に吸着されている燃料ベーパをパージする。次のステップＳ２では、パージの際にパージＶＳＶ３６を流れたガス量（パージ量）が所定量（ここではＡリットル）以上であるか否かを判定する。パージ量がＡリットル以上である場合は、ステップＳ３へ進む。一方、パージ量がＡリットル未満である場合はステップＳ９へ進み、負圧ポンプ３８が作動している場合は、その作動を停止する。

ステップＳ２において、パージ量がＡリットル未満の場合は、キャニスタ１２から吸気管３７への燃料ベーパのパージ量が不十分となる。この場合、図５の方法で掃気を行う際に、ポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に吸着されている燃料ベーパが完全に脱離していないため、掃気の際にキャニスタ１２へ送られた燃料ベーパがキャニスタ１２に確実に吸着されない場合が想定される。パージ量がＡリットル以上であれば、ポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に吸着されていた燃料ベーパは確実に吸気管３７へパージされているため、図５の方法で掃気を行う際に、負圧ポンプ３８の近傍から掃気された燃料ベーパを、ポンプ側ポート２６の近傍の活性炭２２に吸着させることができる。また、パージ量がＡリットル以上であれば、エアフィルタ１６と負圧ポンプ３８を接続する通路内などに溜まった燃料ベーパを予めキャニスタ１２側へ送ることができ、掃気時に負圧ポンプ３８を作動させた際に、燃料ベーパがエアフィルタ１６を通って大気へ放出されてしまうことを確実に抑止することができる。

ステップＳ３では、Ｘポンプ掃気フラグの状態を検出する。ここで、Ｘポンプ掃気フラグは、図５の方法で掃気を行う際に、負圧ポンプ３８の駆動が完了しているか否かを判定するフラグであり、負圧ポンプ３８の駆動が完了している場合はＸポンプ掃気フラグが１に設定され、負圧ポンプ３８の駆動が完了していない場合はＸポンプ掃気フラグが０に設定される。Ｘポンプ掃気フラグの初期値は０に設定される。

ステップＳ３でＸポンプ掃気フラグ＝０の場合はステップＳ４へ進み、負圧ポンプ３８を作動する。次のステップＳ５では、瞬時パージ流量がＢ（リットル／分）未満であるか否かを判定する。瞬時パージ流量がＢ（リットル／分）未満の場合は、ステップＳ６へ進む。一方、瞬時パージ流量がＢ（リットル／分）以上の場合は、ステップＳ９へ進み、負圧ポンプ３８の作動を停止する。

図５に示すように、掃気のために負圧ポンプ３８を作動させると、ポンプ側ポート２６へ向かう吸気負圧による流れの向きに対抗する流れが生じ、基準オリフィス４６から負圧ポンプ３８に向けて空気が流れる。このとき、吸気管３７の負圧の絶対値が大きく、パージＶＳＶ３６を通過して吸気管３７に流れる単位時間当たりの流量（瞬時パージ流量）がＢ（リットル／分）以上であると、基準オリフィス４６から負圧ポンプ３８へ向かう空気の流れを発生させるための負圧ポンプ３８の駆動量が過度に大きくなり、通常の駆動量では掃気が不十分となる。従って、図５の処理では、瞬時パージ流量がＢ（リットル／分）未満の場合にのみ、負圧ポンプ３８を作動させて掃気を行い、瞬時パージ流量がＢ（リットル／分）以上の場合は負圧ポンプ３０の作動を停止して掃気を行わないようにしている。これにより、掃気を行う際の負圧ポンプ３８の駆動量を最小限に抑えることができる。

次のステップＳ６では、掃気時の負圧ポンプ３８の駆動積算時間がＣ時間を経過しているか否かを判定する。ここで、Ｃ時間はポンプモジュール１４内の燃料ベーパが完全に掃気される時間を示している。Ｃ時間を経過していない場合はステップＳ７へ進み、負圧ポンプ３８の作動を継続し、引き続き掃気を行う。一方、Ｃ時間を経過している場合はステップＳ８へ進み、Ｘポンプ掃気フラグ＝１に設定し、次のステップＳ９で負圧ポンプ３８の作動を停止する。ステップＳ７，Ｓ９の後は処理を終了する(RETURN)。

図７の処理によれば、燃料ベーパを吸気管３７へパージしている最中に負圧ポンプ３８を作動させることで、負圧ポンプ３８内、およびその近傍に滞留している燃料ベーパをキャニスタ１２側へ送ることができ、ポンプモジュール１４内を掃気することが可能となる。

以上説明したように実施の形態１によれば、内燃機関の運転中、吸気負圧を利用してキャニスタ１２に吸着された燃料ベーパを吸気管３７にパージする際に、ポンプモジュール１４内の負圧ポンプ３８を作動させるようにしたため、負圧ポンプ３８内、およびその近傍に滞留している燃料ベーパを掃気し、吸気負圧によりキャニスタ１２側へ送ることが可能となる。従って、漏れ検出の際に、蒸発燃料経路へ負圧を導入することで燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことを確実に抑止することが可能となる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、ポンプモジュール１４の構成が実施の形態１と相違している。図８は、実施の形態２のシステム構成を示す模式図である。

図８に示すように、実施の形態２では、ポンプモジュール１４の逆止弁４８をバイパスするバイパス流路４７が設けられ、バイパス流路４７にはポンプ掃気ＶＳＶ４９が設けられている。通常時および漏れ判定時は、ポンプ掃気ＶＳＶ４９が閉弁状態(OFF状態)とされており、逆止弁４８の機能により負圧ポンプ３８から切換弁４２へ向かう流れが遮断される。ポンプ掃気ＶＳＶ４９が開かれると、バイパス流路４７を経由して負圧ポンプ３８から切換弁４２へ向けて空気を流すことができる。実施の形態２のその他の構成は、実施の形態１と同様である。

実施の形態２においても、吸気負圧を利用してポンプモジュール１４内、およびその近傍に溜まった燃料ベーパを掃気する。以下、図８及び図９に基づいて、ポンプモジュール１４内、およびその近傍を掃気する方法を説明する。

掃気を行う際は、先ず図８に示すように、切換弁４２が図２（Ｂ）に示す状態に設定され(VSV-OFF)、内燃機関の運転中にパージＶＳＶ３６が開かれる。これにより、図４で説明したように、キャニスタ１２に吸着されている燃料ベーパが吸気管３７へパージされる。

所定時間の間、パージＶＳＶ３６を開いてパージを行った後、パージＶＳＶ３６が閉じられる。パージＶＳＶ３６を閉じた後においても、キャニスタ１２内を含む閉路空間には吸気負圧が残留している。

パージＶＳＶ３６を閉じた後、図９に示すように切換弁４２が図２（Ａ）に示す状態に設定され(VSV-ON)、ポンプ掃気ＶＳＶ４９が開かれる。これにより、キャニスタ１２内に残留している吸気負圧により、負圧ポンプ３８からバイパス流路４７を経て、通路４２ａまたは基準オリフィス４６を通ってキャニスタ１２へ向かう流れが生ずる。

このような空気の流れが生ずると、負圧ポンプ３８内、またはその近傍に残留している燃料ベーパがキャニスタ１２側へ送られる。従って、負圧ポンプ３８、またはその近傍、ポンプモジュール１４内を掃気することができる。これにより、漏れ検出の際に蒸発燃料経路に負圧を導入した際に、負圧ポンプ３８の近傍に浮遊していた燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことを抑止できる。

また、実施の形態２では、パージＶＳＶ３６を閉じた後に掃気を行うため、負圧ポンプ３８の圧力損失によりキャニスタ１２を含む蒸発燃料経路内の負圧の絶対値が過剰に大きくなることを回避できる。これにより、過度な負圧により燃料タンク１０内で新たに燃料ベーパが発生してしまうことを抑止できる。

次に、図１０のフローチャートに基づいて、実施の形態２の蒸発燃料処理装置のシステムにおける処理の手順を説明する。図１０の処理は、所定時間毎に行われるものである。先ず、ステップＳ１１では、内燃機関の運転中に切換弁が図２（Ｂ）に示す状態に設定され(VSV-OFF)、かつパージＶＳＶ３６が開かれてパージが開始されているか否かを判定する。パージが開始されている場合はステップＳ１２へ進む。一方、パージが開始されていない場合はステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では、後述するように掃気を停止する処理を行う。

ステップＳ１２では、パージが終了して、パージＶＳＶ３６が閉じられたか否かを判定する。パージＶＳＶ３６が閉じられた場合はステップＳ１３へ進み、パージＶＳＶ３６が閉じられていない場合はステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２でパージＶＳＶ３６が閉じられるまでの間、Ｄ時間以上のパージが行われたか否かを判定する。ここで、Ｄ時間は、パージによりキャニスタ１２を含む閉路空間内に掃気に必要な程度の十分な負圧が発生する時間である。Ｄ時間以上のパージが行われた場合は、掃気のために必要な負圧がキャニスタ１２を含む閉路空間に生じているため、ステップＳ１４へ進む。一方、Ｄ時間以上のパージが行われていない場合、すなわち、パージした時間がＤ時間未満の場合はステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１４では、切換弁４２の状態を図２（Ａ）に示す状態とし(VSV-ON)、ポンプ掃気ＶＳＶ４９を開いて、キャニスタ１２内に残留している吸気負圧により負圧ポンプ３８内、またはその近傍に残留している燃料ベーパをキャニスタ１２側へ送る。

次のステップＳ１５では、ポンプ掃気ＶＳＶ４９を開いて掃気を行った時間がＥ時間以内であるか否かを判定する。ここで、Ｅ時間はポンプモジュール１４内の燃料ベーパが完全に掃気される時間を示している。掃気を行った時間がＥ時間以内である場合はステップＳ１６へ進む。この場合、掃気時間が不十分であるため、ステップＳ１６では、切換弁４２を図２（Ａ）に示す状態に設定し(VSV-ON)、かつポンプ掃気ＶＳＶ４９を開いた状態で、掃気を引き続き行う。

一方、掃気を行った時間がＥ時間を超えている場合は、ステップＳ１７へ進む。この場合、掃気が十分に行われているため、ステップＳ１７では、切換弁４２を図２（Ｂ）に示す状態に設定し(VSV-OFF)、かつポンプ掃気ＶＳＶ４９を閉じて、掃気を停止する。ステップＳ１６，Ｓ１７の後は処理を終了する(RETURN)。

図１０の処理によれば、キャニスタ１２を含む閉路空間内に掃気に必要な程度の十分な負圧が発生している場合は、切換弁４２を図２（Ａ）に示す状態に設定し(VSV-OFF)、かつポンプ掃気ＶＳＶ４９を開くことで、ポンプモジュール１４内を掃気することができる。

なお、図９に示す状態において、ポンプ掃気ＶＳＶ４９を開いて掃気を行う際に、パージＶＳＶ３６を開いた状態で吸気管３７の負圧をキャニスタ１２側へ導入しても良い。しかし、この場合、燃料タンク１０内に吸気負圧が導入されることで、燃料タンク１０内に新たに燃料ベーパが発生するため、余分な燃料ベーパの発生を抑えるためにはパージＶＳＶ３６を閉じて掃気を行うことが好適である。

以上説明したように実施の形態２によれば、ポンプモジュール１４内にポンプ掃気ＶＳＶ４９を設けたため、切換弁４２の状態を図２（Ａ）に示す状態に設定し、ポンプ掃気ＶＳＶ４９を開いくことで、負圧ポンプ３８の近傍に負圧を導入することが可能となる。これにより、負圧ポンプ３８内、およびその近傍に滞留している燃料ベーパを掃気し、吸気負圧によりキャニスタ１２側へ送ることが可能となる。従って、漏れ検出の際に、蒸発燃料経路へ負圧を導入することで燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことを確実に抑止することが可能となる。

なお、上述した各実施形態では、蒸発燃料経路の漏れ判定を行うシステムにおいて、燃料タンク１０を含む蒸発燃料経路の閉路空間に負圧を導入しているが、本発明は、漏れ判定を行うシステム以外のシステムに適用することも可能である。例えば、本実施形態の蒸発燃料処理装置を搭載した車両が停止した際に、燃料タンク１０を含む蒸発燃料経路の閉路空間内に燃料ベーパが充満することを防ぐために、負圧ポンプ３８を作動させて閉路空間内に負圧を導入することで、閉路空間内の燃料ベーパをキャニスタ１２に吸着するシステムへの適用など、様々なシステムに適用することが可能である。この場合においても、上述した各実施形態によれば、燃料ベーパが大気中に放出されることを確実に抑止することが可能となる。

本発明の各実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。ポンプモジュールの構成を示す模式図である。燃料タンク、キャニスタを含む蒸発燃料経路に負圧を導入した際に、圧力センサで検出される圧力Ｐ_実測値の推移と、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとの関係を示す模式図である。キャニスタに吸着された燃料ベーパを吸気管へパージしている様子を示す模式図である。吸気負圧を利用してポンプモジュール内、およびその近傍を掃気している状態を示す模式図である。キャニスタの周辺における燃料ベーパの浮遊状態、吸着状態を示す模式図である。実施の形態１のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２のシステム構成を示す模式図である。実施の形態２において、ポンプモジュール１４内、およびその近傍を掃気する方法を示す模式図である。実施の形態２のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０燃料タンク
１２キャニスタ
３６パージＶＳＶ
３７吸気管
３８負圧ポンプ
４７バイパス流路
４８逆止弁
４９ポンプ掃気ＶＳＶ

Claims

燃料タンクと、
前記燃料タンクと接続され、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタと接続され、前記キャニスタを介して前記燃料タンクを含む閉路空間に負圧を導入するポンプと、
内燃機関の吸気管と接続され、所定の場合に開くことで、内燃機関の吸気負圧を前記キャニスタへ導入する吸気負圧導入バルブと、
前記吸気負圧を利用して、前記ポンプの近傍に溜まった燃料ベーパを前記キャニスタへ送る掃気手段と、
を備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
前記ポンプの下流側と前記キャニスタとを接続する通路を備え、
前記掃気手段は、前記キャニスタに前記吸気負圧が導入された状態で前記ポンプを作動させることで、前記ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを前記通路を経由して前記キャニスタへ送ることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
前記ポンプと前記キャニスタとの間に設けられ、前記ポンプから前記キャニスタへ向かう空気の流れを遮断する逆止弁と、
前記逆止弁をバイパスして前記キャニスタと前記ポンプを接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられた遮断弁と、を備え、
前記掃気手段は、前記キャニスタに前記吸気負圧による圧力が導入された状態で前記遮断弁を開くことで、前記ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを前記バイパス流路を経由して前記キャニスタへ送ることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
前記掃気手段は、前記吸気負圧導入バルブを閉じた後、前記キャニスタ内に前記吸気負圧による圧力が残留している状態で前記ポンプの近傍に滞留する燃料ベーパを前記バイパス流路を経由して前記キャニスタへ送ることを特徴とする請求項３記載の蒸発燃料処理装置。