JP2007211655A - Evaporated-fuel treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を処理する装置に関し、特に蒸発燃料をキャニスタに吸着し吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for processing evaporated fuel generated in a fuel tank, and more particularly to an evaporated fuel processing apparatus that adsorbs evaporated fuel to a canister and purges it into an intake passage.
従来、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに一時的に吸着させ、必要に応じてキャニスタから脱離させた蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージ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の一種として、吸気通路にパージされる混合気中の蒸発燃料濃度をパージに先立ち算出しておく装置が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an evaporative fuel processing apparatus is known in which evaporative fuel generated in a fuel tank is temporarily adsorbed to a canister and evaporative fuel desorbed from the canister is purged into an intake passage of an internal combustion engine as necessary. As one type of such an evaporative fuel processing apparatus, an apparatus for calculating the evaporative fuel concentration in the air-fuel mixture purged in the intake passage prior to purging is disclosed.
たとえば、特開平5−18326号公報(特許文献1)は、燃料タンクから蒸発してエンジン吸気系へ供給される実際の燃料蒸気を含む蒸発混合気の燃料蒸気濃度および/または体積流量を正確に測定するとともにこれらの測定結果に基づいて空燃比を正確に制御する蒸発燃料制御装置を開示する。この蒸発燃料制御装置は、燃料タンクから発生する燃料蒸気を吸着するキャニスタとエンジン吸気系との間に設けられて燃料蒸気を含む混合気をパージさせるパージ通路と、パージ通路を介してエンジン吸気系に供給される燃料蒸気の流量を制御するパージ制御弁とを有する。蒸発燃料制御装置は、パージ通路と大気とを連通する大気通路と、パージ通路を流れる混合気の流量を検知する第1の質量流量計と、大気通路を流れる大気の流量を検知する第2の質量流量計と、第1および第2の質量流量計の出力値に基づいて実燃料蒸気流量を算出する実燃料蒸気流量算出手段と、エンジンの運転状態に応じた目標燃料蒸気流量を設定する目標燃料蒸気流量設定手段と、設定した目標燃料蒸気流量と実燃料蒸気流量とを比較し、比較結果に応じてパージ制御弁の開度を制御するパージ制御手段とを設けたことを特徴としている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-18326 (Patent Document 1) accurately describes the fuel vapor concentration and / or volume flow rate of an evaporated mixture containing actual fuel vapor evaporated from a fuel tank and supplied to an engine intake system. An evaporative fuel control device that measures and accurately controls the air-fuel ratio based on these measurement results is disclosed. This evaporative fuel control device is provided between a canister that adsorbs fuel vapor generated from a fuel tank and an engine intake system, and purges an air-fuel mixture containing fuel vapor, and an engine intake system via the purge passage. And a purge control valve for controlling the flow rate of the fuel vapor supplied to the fuel. The evaporative fuel control device includes an air passage that communicates the purge passage and the atmosphere, a first mass flow meter that detects the flow rate of the air-fuel mixture that flows through the purge passage, and a second air flow that detects the flow rate of the air flowing through the air passage. A mass flow meter, an actual fuel vapor flow rate calculating means for calculating an actual fuel vapor flow rate based on output values of the first and second mass flow meters, and a target for setting a target fuel vapor flow rate according to the operating state of the engine The fuel vapor flow rate setting means and purge control means for comparing the set target fuel vapor flow rate with the actual fuel vapor flow rate and controlling the opening of the purge control valve according to the comparison result are provided.
上述した公報に開示された蒸発燃料制御装置によると、パージ通路から吸気管に供給される燃料蒸気流量を正確に求めることができるので、燃料混合気の空燃比の制御、パージ制御弁の制御を正確に行なうことができ、パージ流量の大小に拘らず均一な空燃比の混合気を内燃エンジンに供給することができる。 According to the evaporative fuel control device disclosed in the above-mentioned publication, the flow rate of the fuel vapor supplied from the purge passage to the intake pipe can be accurately obtained. Therefore, the control of the air-fuel ratio of the fuel mixture and the control of the purge control valve can be performed. The air-fuel mixture having a uniform air-fuel ratio can be supplied to the internal combustion engine regardless of the purge flow rate.
また、特開平6−101534号公報(特許文献2)は、簡単な検知手段を用いてパージ燃料濃度を求め、このパージ燃料濃度からパージ燃料流量を算出することにより、パージ中の空燃比の制御精度を向上させる蒸発燃料処理装置を開示する。この蒸発燃料処理装置は、キャニスタより吸気管に導入するパージガスの量を調整するパージ弁と、このパージ弁の流量を運転条件信号を受けて算出する手段と、キャニスタに導かれるパージのための空気とキャニスタからのパージガスの各流体の密度をそれぞれ検知する手段と、これら流体密度の比または差に応じてパージ燃料濃度を算出する手段と、このパージ燃料濃度とパージ弁流量からパージ燃料流量を算出する手段と、このパージ燃料流量で運転条件に応じた基本噴射量を補正してパージ中の燃料噴射量を算出する手段と、この燃料噴射量を吸気管に供給する装置とを設けたことを特徴としている。 Japanese Patent Laid-Open No. 6-101534 (Patent Document 2) obtains the purge fuel concentration using simple detection means, and calculates the purge fuel flow rate from the purge fuel concentration, thereby controlling the air-fuel ratio during the purge. An evaporative fuel processing apparatus that improves accuracy is disclosed. This evaporative fuel processing apparatus includes a purge valve that adjusts the amount of purge gas introduced into the intake pipe from the canister, means for calculating the flow rate of the purge valve in response to an operating condition signal, and air for purging guided to the canister And means for detecting the density of each fluid of the purge gas from the canister, means for calculating the purge fuel concentration according to the ratio or difference of the fluid densities, and calculating the purge fuel flow rate from the purge fuel concentration and the purge valve flow rate Means for correcting the basic injection amount according to the operating condition with the purge fuel flow rate, calculating the fuel injection amount during purging, and a device for supplying the fuel injection amount to the intake pipe. It is a feature.
上述した公報に開示された蒸発燃料処理装置によると、検知手段に要するコストを低くできるとともに、総量としての基本噴射量をパージ前と同じにすることができ、パージ中の空燃比制御精度を高めることができる。 According to the evaporative fuel processing apparatus disclosed in the above-mentioned publication, the cost required for the detection means can be reduced, and the basic injection amount as the total amount can be made the same as that before purging, thereby improving the air-fuel ratio control accuracy during purging. be able to.
上述した特許文献1および2に開示されている蒸発燃料処理装置では、混合気を吸気通路にパージする通路において混合気の流量または密度を検知するとともに、大気開放された通路において空気の流量または密度を検知し、それら検知結果の比から蒸発燃料濃度を算出するようにしている。
In the fuel vapor processing apparatus disclosed in
ところで、特許文献1および2においては、吸気通路の負圧を各通路に作用させることで混合気または空気をそれら各通路に流しつつ、流量または密度の検知を行なっている。この構成では、吸気通路の負圧に脈動が生じると流量または密度に変動が生じるので、流量または密度の検知結果に基づく蒸発燃料濃度の算出精度が悪化する。また、吸気通路の負圧が小さい場合には、各通路における混合気または空気の流量が減少するため、流量または密度の検知自体が困難になる。
そこで本出願人は、絞りを有する検知通路をポンプ等の減圧手段で減圧し、絞りの大気側を閉塞した締切圧、絞りと大気とを連通させた空気圧、絞りとキャニスタとを連通させた混合気の混合気圧を絞りの両端における差圧として検知し、締切圧、空気圧および混合気圧に基づいて蒸発燃料濃度を算出する蒸発燃料処理装置について鋭意研究を行なってきた。かかる蒸発燃料処理装置では、検知通路がポンプによって減圧されるので、検知条件の変更がない限り検知対象の差圧が安定し、また検知通路において空気または混合気の流量が十分に確保される。 Therefore, the applicant of the present invention depressurizes the detection passage having a throttle with a decompression means such as a pump, and closes the shut-off pressure that blocks the atmosphere side of the throttle, the air pressure that connects the throttle and the atmosphere, and the mixture that communicates the throttle and the canister. Research has been conducted on an evaporative fuel treatment device that detects the mixed gas pressure as a differential pressure at both ends of the throttle and calculates the evaporated fuel concentration based on the cutoff pressure, the air pressure, and the mixed pressure. In such a fuel vapor processing apparatus, since the detection passage is depressurized by the pump, the differential pressure of the detection target is stable unless the detection condition is changed, and the flow rate of air or air-fuel mixture is sufficiently secured in the detection passage.
しかしながら、このような蒸発燃料処理装置においては、蒸発燃料の濃度を検知する毎にポンプが作動させられる。そのため、蒸発燃料の発生状況に関わらずポンプを作動させるようにすると、蒸発燃料濃度が低いときに蒸発燃料濃度が検知されたり、ポンプが頻繁に作動することにより、ポンプの耐久性が悪化したりするという問題がある。そのため、ポンプの高性能化が要求され、ポンプのコストが上昇する可能性がある。 However, in such a fuel vapor processing apparatus, the pump is operated each time the concentration of fuel vapor is detected. For this reason, if the pump is operated regardless of the generation state of the evaporated fuel, the evaporated fuel concentration is detected when the evaporated fuel concentration is low, or the durability of the pump deteriorates due to frequent operation of the pump. There is a problem of doing. Therefore, high performance of the pump is required, and the cost of the pump may increase.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、適切な時点で蒸発燃料の状態を検知して、耐久性を向上させる蒸発燃料処理装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an evaporative fuel processing apparatus that detects the state of evaporative fuel at an appropriate time and improves durability. is there.
第1の発明に係る蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージ処理する。内燃機関は車両に搭載される。この蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタに接続され、通路中に絞りを有する検知通路と、絞りを挟んで検知通路の一方側に設けられ、絞りと大気との連通および絞りとキャニスタとの連通を切換えるための第1の切換手段と、絞りを挟んで第1の切換手段と反対側の検知通路に接続し、検知通路を減圧するための減圧手段と、検知通路において第1の切換手段と減圧手段との間を連通状態および遮断状態のうちのいずれかに切換えるための第2の切換手段と、燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の気体の圧力に対応する物理量を検知するための物理量検知手段と、第1の切換手段の状態と第2の切換手段の状態と減圧手段の状態とを組み合わせた複数の予め定められた状態のそれぞれにおける、絞りに発生する圧力を検知するための圧力検知手段と、圧力検知手段の出力に基づいて、蒸発燃料の状態を演算するための蒸発燃料状態演算手段とを含む。圧力検知手段は、車両の状態が予め定められた条件を満足し、かつ物理量検知手段により検知された物理量が予め定められた圧力に対応する値以上であると、圧力を検知するための手段を含む。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel vapor processing apparatus that purges fuel vapor generated in a fuel tank into an intake passage of an internal combustion engine. The internal combustion engine is mounted on a vehicle. This evaporative fuel processing device is provided with a canister for adsorbing evaporative fuel generated in a fuel tank, a detection passage connected to the canister and having a restriction in the passage, and provided on one side of the detection passage with the restriction in between. A first switching means for switching between the communication between the air and the atmosphere and the communication between the throttle and the canister, and a pressure reducing pressure for reducing the pressure of the detection path connected to the detection passage on the opposite side of the first switching means across the throttle. Means, a second switching means for switching between the first switching means and the pressure reducing means in the detection passage to one of the communication state and the shut-off state, and the gas in the fuel tank or the evaporated fuel processing device Each of a plurality of predetermined states combining a physical quantity detecting means for detecting a physical quantity corresponding to the pressure, a state of the first switching means, a state of the second switching means, and a state of the pressure reducing means. In, including a pressure sensing means for sensing the pressure generated iris, based on the output of the pressure detecting means, and a fuel vapor state calculating means for calculating a state of the fuel vapor. The pressure detection means includes means for detecting the pressure when the vehicle condition satisfies a predetermined condition and the physical quantity detected by the physical quantity detection means is equal to or greater than a value corresponding to the predetermined pressure. Including.
第1の発明によると、蒸発燃料状態演算手段は、第1の切換手段の状態と第2の切換手段の状態と減圧手段(たとえば、ポンプ)の状態とを組み合わせた複数の予め定められた状態のそれぞれにおける、絞りに発生する圧力に基づいて、蒸発燃料の状態(たとえば、濃度)を演算する。たとえば、減圧手段により検知通路を減圧して、(1)第2の切換手段を遮断状態にして、絞りの大気側を閉塞したときの締切圧、(2)第2の切換手段を連通状態にして絞りと大気とが連通するように第1の切換手段を切換えたときの空気圧、(3)第2の切換手段を連通状態にして絞りとキャニスタとが連通するように第1の減圧手段を切換えたときの混合気圧、に基づいて蒸発燃料の状態を検知することができる。これにより、検知通路がポンプによって減圧されるため、検知対象の絞りに発生する圧力が安定し、また、検知通路において空気または混合気の流量が十分に確保される。そのため、脈動による算出精度の悪化や空気または混合気の流量の減少により検知自体が困難になることがない。さらに、圧力検知手段は、車両の状態が予め定められた条件(たとえば、車両が走行中であって、パージ処理の停止時であるという条件)を満足し、検知された燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の気体の圧力に対応する物理量(たとえば、大気通路における圧力、内燃機関の排気温度、内燃機関の吸気温度および外気温度)が予め定められた圧力に対応する値以上であると、絞りに発生する圧力を検知し、蒸発燃料の濃度が演算され、燃料タンクにおいて蒸発燃料の発生量が多い状態であると判断することができる。そのため、燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の気体の圧力に対応する物理量が予め定められた圧力に対応する値以上であるときに、蒸発燃料の状態を演算するようにすると、高い濃度の蒸発燃料の状態を検知することができる。これにより、検知された状態に基づいてパージ処理すると、蒸発燃料の大気への放出を抑制して、精度高く蒸発燃料を処理することができる。また、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態であるときに限定して、蒸発燃料の状態を検知することができる。そのため、蒸発燃料の発生状況に関わらずポンプを作動させる場合と比較すると、減圧手段(ポンプ)の作動頻度を低下させることができる。そのため、ポンプの耐久性についての要求制能を過度に高くする必要がなくなる。すなわち、蒸発燃料の状態検知時に作動する構成部品(減圧手段であるポンプ)の耐久性を向上させることができる。したがって、適切な時点で蒸発燃料の状態を検知して、耐久性を向上させる蒸発燃料処理装置を提供することができる。 According to the first invention, the evaporative fuel state calculating means has a plurality of predetermined states in which the state of the first switching means, the state of the second switching means, and the state of the pressure reducing means (for example, pump) are combined. The state (for example, concentration) of the evaporated fuel is calculated based on the pressure generated in the throttle in each of the above. For example, the detection passage is decompressed by the decompression means, (1) the second switching means is shut off, and the shut-off pressure when the atmosphere side of the throttle is closed, and (2) the second switching means is in the communication state. The air pressure when the first switching means is switched so that the throttle and the atmosphere communicate with each other, and (3) the first pressure reducing means is set so that the throttle and the canister communicate with each other with the second switching means in the communication state. The state of the evaporated fuel can be detected based on the mixed pressure at the time of switching. Thereby, since the detection passage is decompressed by the pump, the pressure generated in the throttle to be detected is stabilized, and the flow rate of air or air-fuel mixture is sufficiently secured in the detection passage. Therefore, detection itself does not become difficult due to deterioration in calculation accuracy due to pulsation and a decrease in the flow rate of air or air-fuel mixture. Further, the pressure detecting means satisfies a condition in which the state of the vehicle is determined in advance (for example, a condition that the vehicle is running and the purge process is stopped), and the detected fuel tank or evaporated fuel process If the physical quantity corresponding to the pressure of the gas in the apparatus (for example, the pressure in the air passage, the exhaust temperature of the internal combustion engine, the intake air temperature of the internal combustion engine, and the outside air temperature) is equal to or greater than a predetermined value corresponding to the pressure, The generated pressure is detected, the concentration of the evaporated fuel is calculated, and it can be determined that the amount of generated evaporated fuel is large in the fuel tank. Therefore, when the physical quantity corresponding to the pressure of the gas in the fuel tank or the evaporated fuel processing apparatus is equal to or greater than the value corresponding to the predetermined pressure, the state of the evaporated fuel is calculated. Can be detected. Accordingly, when the purge process is performed based on the detected state, it is possible to suppress the release of the evaporated fuel to the atmosphere and process the evaporated fuel with high accuracy. Further, the state of the evaporated fuel can be detected only when the amount of the evaporated fuel adsorbed by the canister is large. Therefore, the operation frequency of the decompression means (pump) can be reduced compared with the case where the pump is operated regardless of the generation state of the evaporated fuel. Therefore, it is not necessary to excessively increase the required capacity for the durability of the pump. That is, it is possible to improve the durability of the component (pump that is a decompression unit) that operates when the state of the evaporated fuel is detected. Therefore, it is possible to provide a fuel vapor processing apparatus that detects the state of fuel vapor at an appropriate time and improves durability.
第2の発明に係る蒸発燃料処理装置においては、第1の発明の構成に加えて、物理量検知手段は、燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の気体の圧力を検知するための手段を含む。 In the evaporated fuel processing apparatus according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the physical quantity detection means includes means for detecting the pressure of the gas in the fuel tank or the evaporated fuel processing apparatus.
第2の発明によると、燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の圧力が高くなるほど、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態である。したがって、検知された圧力が予め定められた圧力以上であるときに、蒸発燃料の状態(たとえば、濃度)を検知することにより、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態(濃度が高い状態)を検知することができる。 According to the second aspect of the invention, the higher the pressure in the fuel tank or the evaporated fuel processing device, the more evaporated fuel is adsorbed by the canister. Accordingly, when the detected pressure is equal to or higher than a predetermined pressure, the state (e.g., concentration) of the evaporated fuel is detected, so that the amount of evaporated fuel adsorbed by the canister is large (the concentration is high). ) Can be detected.
第3の発明に係る蒸発燃料処理装置は、第2の発明の構成に加えて、蒸発燃料処理装置を密閉する密閉手段をさらに含む。蒸発燃料処理装置は、燃料タンクと連通したまま密閉手段により蒸発燃料処理装置を密閉したときの蒸発燃料処理装置内の気体の圧力を検知するための手段を含む。 The evaporative fuel processing apparatus according to the third invention further includes a sealing means for sealing the evaporative fuel processing apparatus in addition to the configuration of the second invention. The evaporative fuel processing device includes means for detecting the pressure of the gas in the evaporative fuel processing device when the evaporative fuel processing device is sealed by the sealing means while communicating with the fuel tank.
第3の発明によると、燃料タンクと連通したまま密閉手段により蒸発燃料処理装置を密閉して、蒸発燃料処理装置内の気体の圧力を検知することにより、燃料タンク内が、蒸発燃料が多い状態であるか否かを精度高く検知することができる。 According to the third aspect of the invention, the fuel tank is in a state where there is a lot of evaporated fuel by sealing the evaporated fuel processing device by the sealing means while communicating with the fuel tank and detecting the gas pressure in the evaporated fuel processing device. It is possible to detect with high accuracy.
第4の発明に係る蒸発燃料処理装置は、第2の発明の構成に加えて、燃料タンクを密閉する密閉手段をさらに含む。蒸発燃料処理装置は、密閉手段により燃料タンクを密閉したときの燃料タンク内の気体の圧力を検知するための手段を含む。 The evaporative fuel processing apparatus according to the fourth invention further includes a sealing means for sealing the fuel tank in addition to the configuration of the second invention. The evaporative fuel processing apparatus includes means for detecting the gas pressure in the fuel tank when the fuel tank is sealed by the sealing means.
第4の発明によると、密閉手段により燃料タンクを密閉したときの燃料タンク内の気体の圧力を検知することにより、燃料タンク内が、蒸発燃料が多い状態であるか否かを精度高く検知することができる。 According to the fourth invention, by detecting the gas pressure in the fuel tank when the fuel tank is sealed by the sealing means, it is accurately detected whether or not the fuel tank is in a state where there is a lot of evaporated fuel. be able to.
第5の発明に係る蒸発燃料処理装置においては、第1の発明の構成に加えて、物理量検知手段は、外気温度、内燃機関の排気温度および内燃機関の吸気温度のうちの少なくともいずれか一つを検知するための手段を含む。 In the fuel vapor processing apparatus according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the physical quantity detection means is at least one of an outside air temperature, an exhaust temperature of the internal combustion engine, and an intake air temperature of the internal combustion engine. Means for detecting.
第5の発明によると、外気温度、内燃機関の排気温度および内燃機関の吸気温度が高くなるほど、燃料タンクの温度が高い。燃料タンクの温度が高いと、発生する蒸発燃料の量が多い。そのため、燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の圧力は高い。すなわち、外気温度、排気温度および吸気温度のうちの少なくともいずれか一つが高いと、燃料タンクまたは蒸発燃料処理装置内の圧力も高いと判断することができる。したがって、外気温度、排気温度および吸気温度のうちの少なくともいずれか一つの温度が予め定められた圧力に対応する値以上であると、蒸発燃料の状態(たとえば、濃度)を検知することにより、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態(濃度が高い状態)であることを検知することができる。 According to the fifth invention, the higher the outside air temperature, the exhaust temperature of the internal combustion engine, and the intake air temperature of the internal combustion engine, the higher the temperature of the fuel tank. When the temperature of the fuel tank is high, the amount of evaporated fuel generated is large. Therefore, the pressure in the fuel tank or the evaporated fuel processing apparatus is high. That is, when at least one of the outside air temperature, the exhaust gas temperature, and the intake air temperature is high, it can be determined that the pressure in the fuel tank or the evaporated fuel processing apparatus is also high. Therefore, when at least one of the outside air temperature, the exhaust gas temperature, and the intake air temperature is equal to or higher than a value corresponding to a predetermined pressure, the canister can be detected by detecting the state (e.g., concentration) of the evaporated fuel. It is possible to detect that the amount of evaporated fuel adsorbed on the fuel is large (high concentration).
第6の発明に係る蒸発燃料処理装置においては、第1〜5のいずれかの発明の構成に加えて、予め定められた条件は、車両が走行中であって、パージ処理が停止時であるという条件である。 In the fuel vapor processing apparatus according to the sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth aspects, the predetermined condition is that the vehicle is traveling and the purge process is stopped. This is the condition.
第6の発明によると、車両が走行中であって、パージ処理が停止時であるときの、蒸発燃料が多い状態(濃度が高い状態)を検知することができる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to detect a state in which the amount of evaporated fuel is high (a state in which the concentration is high) when the vehicle is traveling and the purge process is stopped.
第7の発明に係る蒸発燃料処理装置は、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、検知された蒸発燃料の状態に基づいて、キャニスタに吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするためのパージ手段をさらに含む。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fuel vapor processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, wherein the fuel vapor adsorbed by the canister is supplied to the intake air of the internal combustion engine based on the detected state of the fuel vapor. Purge means for purging the passage is further included.
第7の発明によると、検知された状態(たとえば、濃度)に基づいて、キャニスタに吸着された蒸発燃料を吸気通路にパージすることにより、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく精度高く処理することができる。 According to the seventh aspect, the evaporated fuel generated in the fuel tank is released to the atmosphere by purging the evaporated fuel adsorbed by the canister to the intake passage based on the detected state (for example, concentration). Can be processed with high accuracy.
第8の発明に係る蒸発燃料処理装置においては、第1〜7のいずれかの発明の構成に加えて、蒸発燃料の状態は、蒸発燃料の濃度である。 In the evaporated fuel processing apparatus according to the eighth invention, in addition to the configuration of any one of the first to seventh inventions, the state of the evaporated fuel is the concentration of the evaporated fuel.
第8の発明によると、蒸発燃料の濃度を検知することにより、蒸発燃料の量が多い状態を精度高く検知することができる。 According to the eighth invention, by detecting the concentration of the evaporated fuel, it is possible to accurately detect a state where the amount of the evaporated fuel is large.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に示すように、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置は、燃料タンク10と、通路100と、キャニスタ12と、パージ通路102と、パージ弁14と、濃度検知部150と、ポンプ22と、電磁弁24と、エアフィルタ50,52と、ECU20とから構成される。蒸発燃料処理装置は、燃料タンク10内で発生した蒸発燃料を内燃機関にパージ処理する。
As shown in FIG. 1, the fuel vapor processing apparatus according to the present embodiment includes a
燃料タンク10とキャニスタ12のタンクポート54とが通路100を介して接続される。キャニスタ12内には活性炭等の吸着材が収容される。燃料タンク10内で発生する蒸発燃料は、通路100を流通してキャニスタ12内の吸着材に吸着される。
The
キャニスタ12のパージポート56とパージ弁14とがパージ通路102を介して接続される。パージ弁14は、吸気通路16のスロットル弁18の下流側に接続される。キャニスタ12に吸着された蒸発燃料は、パージ弁14を開弁することにより、吸気通路16にパージされる。パージ弁14は、ECU(Electronic Control Unit)20から受信する制御信号に応じて、開弁したり閉弁したりする。なお、パージ弁14は、ECU20から受信する制御信号に応じて、開度が調整されるようにしてもよい。また、スロットル弁18は、ECU20から受信する制御信号に応じて、開度が調整される。
The
キャニスタ12の大気ポート58には、大気通路104の一方端に接続される。大気通路104の他方端は、エアフィルタ52を介して大気に開放される。エアフィルタ52と、大気ポート58との間には、電磁弁24が設けられる。
The
電磁弁24は、三方弁であり、通常図1に示すように、大気ポート58が大気通路104およびエアフィルタ52を介して大気に開放されている。この状態でパージ弁14を開弁すると、キャニスタ12に吸着されている蒸発燃料が、吸気通路16の負圧によりパージ通路102を通ってスロットル弁18の下流側にパージされる。
The
電磁弁24には、通路106の一方端にさらに接続される。通路106の他方端は、ポンプ22と後述するサブキャニスタ36との間に接続される。電磁弁24が切換わると(オンされると)、通路106と大気ポート58とが連通させられる。本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置のリークチェック時において、電磁弁24が切換わる(オンされる)。このとき、減圧手段としてのポンプ22に接続している通路106と大気ポート58とが連通させられる。この状態でECU20からの制御信号に応じてポンプ22が作動すると、燃料タンク10、通路100、キャニスタ12、パージ弁14、パージ通路102、検知通路110、大気通路104の一部および通路106内を減圧して、リークチェックが行なわれる。
The
濃度検知部150は、差圧センサ40と、サブキャニスタ36と、電磁弁30,32と、絞り34と、検知通路110,112と、大気通路114とから構成される。
The
検知通路110の一方端は、パージポート56に接続される。なお、検知通路110の一方端は、パージ通路102の途中に接続されるようにしてもよい。検知通路110の他方端は、電磁弁32を介して検知通路112の一方端に接続される。検知通路112の他方端は、エアフィルタ50を介して大気に開放される。大気通路114の一方端は、電磁弁32に接続される。また、大気通路114の他方端は、エアフィルタ50を介して大気に開放される。検知通路112には、電磁弁32とエアフィルタ50との間に絞り34が設けられる。
One end of the
電磁弁32は、ECU20からの制御信号に応じて絞り34と大気とを連通させたり(すなわち、検知通路112と大気通路114とを連通させたり:以下の説明において、電磁弁32オフとも記載する)、絞り34と検知通路110とを連通させたり(すなわち、検知通路110と検知通路112とを連通させたり:以下の説明において電磁弁32オンとも記載する)する三方電磁弁である。
The
絞り34とエアフィルタ50との間には、サブキャニスタ36が設けられる。サブキャニスタ36と絞り34との間に電磁弁30が設けられる。電磁弁30は、ECU20からの制御信号に応じて絞り34とサブキャニスタ36との間を連通状態(オン)にしたり、遮断状態(オフ)にしたりするノーマリクローズの二方電磁弁である。
A sub-canister 36 is provided between the
ポンプ22は、エアフィルタ50とサブキャニスタ36との間に設けられる。サブキャニスタ36は、キャニスタ12と同様に活性炭等の吸着材を収容している。したがって、検知通路110と検知通路112とが連通させられる状態であるときに、ポンプ22が作動して検知通路112を減圧すると、キャニスタ12に吸着されている蒸発燃料が検知通路112に吸引される。そして、絞り34を通過した空気と蒸発燃料との混合気がサブキャニスタ36を通過するときに、サブキャニスタ36は蒸発燃料を吸着し、混合気から蒸発燃料を除去する。そのため、空気と蒸発燃料との混合気が絞り34を通過しても、差圧センサ40が検知するのは、絞り34を通過した空気の圧力である。
The
差圧センサ40は、大気通路114とポンプ22およびサブキャニスタ36の間の検知通路112とに接続しており、絞り34に発生する圧力を検知する。本実施の形態においては、差圧センサ40は、ポンプ22とサブキャニスタ36、つまりポンプ22と絞り34との間の検知通路112における気圧とエアフィルタ50を介して大気に接続される大気通路114における気圧(すなわち、大気圧)との差圧を検知する。したがって、ポンプ22の作動時に差圧センサ40が検知する差圧は、電磁弁30が開弁している状態において、絞り34の両端間の差圧に実質的に等しくなる。また、電磁弁30が閉弁している状態では、ポンプ22の吸入側において検知通路112が閉塞されるため、ポンプ22の作動時における差圧センサ40の検知圧は、ポンプ22の締切圧に実質的に等しくなる。
The
ECU20は、濃度検知部150の差圧センサ40から受信する圧力検知信号に基づいて、吸気通路16にパージされる空気と蒸発燃料との混合気中の蒸発燃料の状態を検知する。本実施の形態において、蒸発燃料の状態とは、蒸発燃料の濃度をいうが、蒸発燃料の量に関連する物理量であれば、特に濃度に限定されるものではない。ECU20は、算出された蒸発燃料の濃度および空燃比センサ(図示せず)により検知される空燃比に応じて燃料噴射弁(図示せず)からの燃料噴射量を制御している。
Based on the pressure detection signal received from the
ECU20は、気体が絞り34を通過するときの差圧に基づいて絞り34を流通する気体中の蒸発燃料の濃度を検知する。ポンプ22の圧力と流量との特性は、図2の太線に示すように圧力が増加するように変化するほど流量が減少するように変化する一次関数的な特性を有する。一方、絞り34における圧力と流量との特性(オリフィス特性)は、図2の細線に示すように、ベルヌーイの定理に基づいて、絞り34の両端における差圧と気体の密度および絞り34の内径等により二次関数的な特性を有する。また、蒸発燃料の濃度が増加すると、圧力に対する流量が減少側に変化する。そのため、図2の破線に示すように、濃度がD%であるときのオリフィス特性は、濃度がゼロ%であるときのオリフィス特性よりも圧力の増加に対して流量の増加量が小さい特性を有する。
The
具体的には、ポンプ22の特性は、Q(流量)=K1(定数)×(P(圧力)−Pt(締切圧)により規定される。また、絞り34のオリフィス特性は、Q(流量)=K3(絞り34の内径等により規定される値)×√(ΔP(差圧)/ρ(密度))により規定される。
Specifically, the characteristic of the
絞り34を流通する気体の濃度は、気体の密度に依存する。絞り34に空気が流通するときの気体の密度ρAirと絞り34に空気と蒸発燃料との混合気が流通するときの気体の密度ρHCとの密度比ρAir/ρHCは、ρAir/ρHC=ΔPHC(混合気圧)/ΔPAir(空気圧)(QAir(空気の流量)/QHC(混合気の流量))2の式により算出される。なお、QAir/QHC=(Pt−ΔPAir)/(Pt−ΔPHC)である。算出された混合気と空気との密度比ρAir/ρHCに基づいて、混合気の濃度が算出される。
The concentration of the gas flowing through the
なお、上述したように、本実施の形態においては、ポンプ22と絞り34との間には、サブキャニスタ36が設けられる。ポンプ22と絞り34との間にサブキャニスタ36を設置し、絞り34を通過した混合気から蒸発燃料を除去すると、サブキャニスタ36を設置しない場合に比べ、差圧センサ40が検知する差圧は大きくなる(負圧側に大きくなる)。その結果、空気だけが絞り34を通過するときに差圧センサ40が検知する空気圧と、空気と蒸発燃料との混合気とが絞り34を通過するときに差圧センサ40が検知する混合気圧との差分値が大きくなる。これにより、差圧センサ40の圧力分解能に対して十分に大きな検知ゲインGを確保できるので、空気圧に対する混合気圧の相対検知精度、ひいては蒸発燃料濃度の算出精度が向上する。
As described above, in the present embodiment, the sub-canister 36 is provided between the
具体的には、たとえば、差圧センサ40により混合気圧ΔPGASが検知されたとすると、図3の実線に示すようにポンプ22の特性よりQ’Airの流量の気体がサブキャニスタ36から流通する。このとき、サブキャニスタ36において蒸発燃料が吸着された後の流量がQ’Airであって、サブキャニスタ36の手前の圧力と流量との特性は、図3の破線に示すように、蒸発燃料の吸着分流量が多い特性となる。サブキャニスタ36の両端の圧力は実質的に等しいため、図3の破線に示す特性により混合気圧ΔPGASに対応する流量QGASが算出される。このようにサブキャニスタ36が設けられることにより、濃度がD%であると仮定した場合の混合気圧ΔPGASは、サブキャニスタ36が設けられない場合に混合気圧として検知されるΔP’GASと比較して大きくなる。すなわち、ΔPAirとの差分が大きくなるため、圧力分解能に対して十分に大きな検知ゲインGを確保することができる。
Specifically, for example, if the mixed pressure ΔP GAS is detected by the
また、図4に示すように、絞り34から流量QGASの混合気が流通してもサブキャニスタ36の吸着材に流量QHC分の蒸発燃料が吸着される。そのため、差圧センサ40における流量はQ’Airとなる。このとき、Q’Air=QGAS−QHCの関係が成立する。絞り34から流通した混合気の蒸発燃料がすべてサブキャニスタ36の吸着材に吸着されたものとすると、QHC=QGAS×D/100となることから、D=100×(1−Q’Air/QGAS)となる。
Further, as shown in FIG. 4, even when the air-fuel mixture at the flow rate Q GAS flows from the
さらに、図5に示すように、蒸発燃料の濃度がゼロ%であるとき、気体の密度は、ρAirとなり、蒸発燃料の濃度が100%であるとき、気体の密度は、ρHCとなる。気体の密度ρGASと濃度Dとは、線形的な関係にあることから、ρGAS=ρAir−(ρAir−ρHC)×D/100の式が成立する。 Furthermore, as shown in FIG. 5, when the concentration of the evaporated fuel is zero%, the gas density is ρ Air , and when the concentration of the evaporated fuel is 100%, the gas density is ρ HC . Since the gas density ρ GAS and the concentration D are in a linear relationship, the following equation holds: ρ GAS = ρ Air − (ρ Air −ρ HC ) × D / 100.
さらに、上述の通り、絞り34にQAirの流量の空気が流通するときには、ポンプ特性より、QAir=K1×(ΔPAir−Pt)が成立し、さらにオリフィス特性より、QAir=K3×√(ΔPAir/ρAir)が成立する。
Further, as described above, when air having a flow rate of Q Air flows through the
さらに、ポンプ22においては、差圧センサ40により検知された圧力がΔPGASであって流量がQ’Airとすると、ポンプ特性より、Q’Air=K1×(ΔPGAS−Pt)が成立し、さらに、絞り34にQGASの流量の混合気が流通するときには、オリフィス特性より、QGAS=K3×√(ΔPGAS/ρGAS)が成立する。
Further, in the
上述した式を整理すると、D=50×{−M(1)±√(M(1)2−4×M(2))}となる。なお、M(1)=100×P(1)2×P(2)×ρ(1)−2であって、M(2)=1−P(1)2×P2である。さらに、P(1)=(ΔPGAS−Pt)/(ΔPAir−Pt)であって、P(2)=ΔPAir/ΔPGASであって、ρ(1)=(ρAir−ρHC)/(100×ρAir)である。 When the above formulas are arranged, D = 50 × {−M (1) ± √ (M (1) 2 −4 × M (2))}. Note that M (1) = 100 × P (1) 2 × P (2) × ρ (1) −2 and M (2) = 1−P (1) 2 × P2. Further, P (1) = (ΔP GAS −Pt) / (ΔP Air −Pt) and P (2) = ΔP Air / ΔP GAS , and ρ (1) = (ρ Air −ρ HC ) / (100 × ρ Air ).
このように、濃度Dは、空気の密度ρAir、蒸発燃料濃度100%時の気体(すなわち、蒸発燃料)の密度ρHC、締切圧Pt、空気の差圧ΔPAir、および混合気圧ΔPGASに基づいて演算される。 Thus, the concentration D is equal to the air density ρ Air , the gas density (ie, evaporated fuel) ρ HC , the cutoff pressure Pt, the air differential pressure ΔP Air , and the mixing pressure ΔP GAS when the fuel concentration is 100%. Calculated based on
すなわち、ECU20は、ポンプ22を作動させて検知通路112を減圧するとともに、電磁弁30を開いて、電磁弁32を検知通路112と大気通路114とが連通するように切換えて、空気圧ΔPAirを差圧センサ40により検知する。図6に示すように、空気圧ΔPAirを検知する場合において、ECU20は、電磁弁30を開くように制御して、大気通路114と検知通路112とが連通するように電磁弁32を切換えて、ポンプ22を作動させて検知通路112を減圧すると、大気はエアフィルタ50を介して図6の矢印に示すように大気通路114を流通して、電磁弁32、絞り34、電磁弁30およびサブキャニスタ36の順に流通していく。ECU20は、差圧センサ40により空気圧ΔPAirを検知する。
That is, the
また、ECU20は、ポンプ22を作動させて検知通路112を減圧するとともに、電磁弁30を閉じたときに締切圧Ptを差圧センサ40により検知する。図7に示すように、締切圧Ptを検知する場合において、ECU20は、電磁弁30を閉じるように制御して、ポンプ22を作動させて、検知通路112を減圧すると、電磁弁30よりも図7の左側の検知通路112内の気体は、図7の矢印に示すように流通する。すなわち、サブキャニスタ36、ポンプ22およびエアフィルタ50を介して大気に放出される。このとき、ECU20は、差圧センサ40により締切圧Ptを検知する。
The
さらに、ECU20は、ポンプ22を作動させて検知通路112を減圧するとともに、電磁弁30を開いて、電磁弁32を検知通路112と検知通路110とが連通するように切換える。このとき、ECU20は、混合気圧ΔPGASを差圧センサ40により検知する。図8に示すように、混合気圧ΔPGASを検知する場合において、ECU20は、電磁弁30を開くように制御して、検知通路110と検知通路112とを連通させるように電磁弁32を切換えて、ポンプ22を作動させて検知通路112を減圧すると、キャニスタ12に吸着された蒸発燃料を含む気体は、図8の矢印に示すように、検知通路110、電磁弁32、絞り34、電磁弁30およびサブキャニスタ36を順に流通して、エアフィルタ50から大気に放出される。ECU20は、差圧センサ40により混合気圧ΔPGASを検知する。
Further, the
また、ECU20のメモリには予め空気の密度ρAirと蒸発燃料濃度100%時の気体の密度ρHCを記憶しておく。ECU20は、検知された締切圧Ptと、空気圧ΔPAirと、混合気圧ΔPGASと、記憶された空気の密度ρAirと、気体の密度ρHCとから、蒸発燃料濃度Dを算出する。
Further, the
以上のような構成を有する蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料の濃度を検知する毎にポンプが作動させられるため、蒸発燃料の発生状況に関わらずポンプを作動させるようにすると、蒸発燃料濃度が低いときに蒸発燃料濃度が検知されたり、ポンプが頻繁に作動することにより、ポンプの耐久性が悪化したりするという問題がある。そのため、ポンプの高性能化が要求され、ポンプのコストが上昇する可能性がある。 In the evaporated fuel processing apparatus having the above-described configuration, the pump is operated every time the concentration of the evaporated fuel is detected. Therefore, if the pump is operated regardless of the generation state of the evaporated fuel, the evaporated fuel concentration is low. There is a problem that the fuel vapor concentration is sometimes detected, or the pump is frequently operated, thereby deteriorating the durability of the pump. Therefore, high performance of the pump is required, and the cost of the pump may increase.
そこで、本発明は、ECU20が、車両の状態が予め定められた条件を満足したときに、燃料タンク10内または蒸発燃料処理装置内の圧力に対応する物理量が予め定められた圧力に対応する値以上であると、蒸発燃料の濃度を検知する点に特徴を有する。
Therefore, according to the present invention, when the
具体的には、予め定められた条件は、車両が走行中であって、パージ処理が停止時であるという条件であって、ECU20は、予め定められた条件を満足したときに、電磁弁24をオンして8大気ポート58と通路106とが連通するように切換えて、差圧センサ40により検知された圧力が予め定められた圧力以上であると、絞り34に発生する圧力を検知して、蒸発燃料の濃度を演算する。なお、「予め定められた圧力」は、キャニスタ12内の蒸発燃料の吸着量が多い(あるいは、燃料タンク10内の蒸発燃料の発生量が多い)と判断できる圧力であれば特に限定されるものではなく、実験等により適合される。
Specifically, the predetermined condition is that the vehicle is running and the purge process is stopped, and the
以下、図9を参照して、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置に搭載されるECU20が実行するプログラムの制御構造について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 9, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU20は、パージが停止されているか否かを判断する。具体的には、たとえば、ECU20は、車両の状態に基づいてパージ処理実行条件が成立しているか否かを判断する。ECU20は、パージ処理実行条件が成立すると、パージ処理が実行中であり、パージ処理実行条件が不成立であると、パージが停止されていると判断する。パージ処理実行条件は、たとえば、スロットル開度が予め定められた開度以上であるという条件である。なお、パージ処理実行条件は、スロットル開度の条件に限定されるものではなく、たとえば、負圧センサ(図示せず)により検知される吸気通路16における負圧の絶対値が予め定められた値以上であるという条件であってもよい。パージが停止されていると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100に戻されて、パージが停止するまで待機する。
In step (hereinafter, step is referred to as S) 100,
S102にて、ECU20はタイマを作動させる。本実施の形態において、ECU20は、予め定められた時間Aが経過するまでタイマを作動させる。S104にて、ECU20は、大気ポート58と通路106とが連通するように電磁弁24を切換える。本実施の形態において、ECU20は、予め定められた時間Bが経過するまで電磁弁24をオンする。このとき、好ましくは差圧センサ40から燃料タンク10までの経路は完全密閉あるいは半密閉状態にされることが望ましい。このようにすると、差圧センサ40により燃料タンク10内の圧力を精度よく検知することができる。
In S102,
S106にて、ECU20は、差圧センサ40により検知された圧力が予め定められたしきい値Pa以上であるか否かを判断する。「予め定められたしきい値Pa」は、前述の予め定められた圧力に対応する。予め定められたしきい値Paは、特に限定される値ではなく、実験等により適合される値である。差圧センサ40により検知された圧力が予め定められたしきい値Pa以上であると(S106にてYES)、処理はS108に移される。もしそうでないと(S106にてNO)、処理はS100に移される。
In S106,
S108にて、ECU20は、蒸発燃料濃度を算出する。算出方法は、上述した通りであって、その詳細な説明は繰返さない。S110にて、ECU20は、パージ量を算出する。ECU20は、算出された蒸発燃料濃度に基づいて、パージ量を算出する。パージ量の算出については、たとえば、蒸発燃料濃度とパージ量との関係を示すマップをメモリに記憶しておき、算出された蒸発燃料濃度とマップとに基づいてパージ量を算出するようにしてもよいし、予め定められた表や数式を用いて、算出された蒸発燃料濃度からパージ量を算出するようにしてもよい。
In S108, the
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置に搭載されるECU20の動作について図10および図11を参照しつつ説明する。
The operation of
時間T(0)にて、車両の走行中に、パージ処理実行条件が不成立になると(S100にてNO)、タイマが作動する(S102)。予め定められた時間Aが経過する時間T(1)にて、電磁弁24がオンされて、予め定められた時間Bが経過するまで大気ポート58と通路106とが連通させられる。このとき、図11に示すように、電磁弁24がオンされると、燃料タンク10内の蒸発燃料は、矢印に沿って流通する。すなわち、燃料タンク10内の蒸発燃料は、キャニスタ12および大気通路104の一部、電磁弁24および通路106を流通して差圧センサ40に達する。これにより、差圧センサ40から燃料タンク10までの密閉された経路内の圧力を検知することができる。差圧センサ40により検知される圧力が予め定められたしきい値Pa以上にならないと(S106にてNO)、パージ処理実行条件が成立するか否かが判断される(S100)。
At time T (0), if the purge process execution condition is not satisfied while the vehicle is traveling (NO in S100), the timer is activated (S102). At time T (1) when a predetermined time A elapses, the
そして、時間T(2)にて、パージ処理実行条件が不成立であると(S100にてNO)、タイマが作動する(S102)。予め定められた時間Aが経過する時間T(3)にて、電磁弁24がオンされる。そして、時間T(4)にて、差圧センサ40により検知される圧力が予め定められたしきい値Pa以上になると(S106にてYES)、蒸発燃料の濃度が検知される。そして、時間T(5)にて、蒸発燃料の濃度の検知が完了すると、算出された蒸発燃料の濃度に基づいてパージ量が算出される(S110)。
If the purge process execution condition is not satisfied at time T (2) (NO in S100), the timer is activated (S102). The
時間T(6)にて、パージ処理実行条件が成立してパージが実行されるとき、算出されたパージ量がパージされるようにパージ弁14が制御される。なお、ECU20は、パージ弁14の開弁時間と閉弁時間とをデューティ制御するようにしてもよいし、パージ弁14の開度を制御するようにしてもよい。
At time T (6), when the purge process execution condition is satisfied and purge is executed, the
次に、時間T(4)から時間T(5)までにおいて実行される蒸発燃料の濃度検知処理の動作について図12を参照にしつつ説明する。 Next, the operation of the evaporated fuel concentration detection process executed from time T (4) to time T (5) will be described with reference to FIG.
時間T(4)にて、蒸発燃料の濃度検知処理が実行されると、時間Ta(1)において、差圧センサ40に電力が供給されて(オンされて)差圧センサ40の暖機が実施される。時間T(4)あるいは時間Ta(1)から予め定められた時間が経過する時間Ta(2)にて、ポンプ22が作動させられて(オンされて)検知通路112が減圧させられるとともに、電磁弁30がオンされて、検知通路112において絞り34とサブキャニスタ36とが連通状態になる。このとき、差圧センサ40により、空気圧ΔPAirが検知される。そして、時間Ta(2)から予め定められた時間が経過した後あるいは空気圧ΔPAirの検知後のTa(3)にて、ポンプ22の作動が継続されつつ、電磁弁30がオフされて、検知通路112において絞り34とサブキャニスタ36とが遮断状態になる。このとき、差圧センサ40により、締切圧Ptが検知される。さらに、時間Ta(3)から予め定められた時間が経過した後あるいは締切圧Ptの検知後のTa(4)にて、ポンプ22の作動が継続されつつ、電磁弁30がオンされて、検知通路112が連通状態となり、さらに、3方弁である電磁弁32がオンされて、検知通路110と検知通路112とが連通させられる。このとき、差圧センサ40により、混合気圧ΔPGASが検知される。ECU20は、検知された空気圧ΔPAir、締切圧Ptおよび混合気圧ΔPGASとに基づいて、蒸発燃料の濃度を算出する。そして、時間Ta(4)から予め定められた時間が経過した後あるいは混合気圧ΔPGASの検知後のTa(5)にて、蒸発燃料の濃度検知処理が終了する。
When the concentration detection process of the evaporated fuel is executed at time T (4), power is supplied (turned on) to the
以上のようにして、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置によると、締切圧と空気圧とと混合気圧に基づいて蒸発燃料の濃度を検知することにより、検知通路がポンプによって減圧されるため、検知対象の絞りに発生する圧力が安定し、また、検知通路において空気または混合気の流量が十分に確保される。そのため、脈動による算出精度の悪化や空気または混合気の流量の減少により検知自体が困難になることがない。 As described above, according to the evaporated fuel processing apparatus according to the present embodiment, the detection passage is decompressed by the pump by detecting the concentration of the evaporated fuel based on the cutoff pressure, the air pressure, and the mixed atmospheric pressure. The pressure generated in the throttle to be detected is stabilized, and a sufficient flow rate of air or air-fuel mixture is ensured in the detection passage. Therefore, detection itself does not become difficult due to deterioration in calculation accuracy due to pulsation and a decrease in the flow rate of air or air-fuel mixture.
さらに、蒸発燃料処理装置内の、差圧センサから燃料タンクまでの密閉された通路内の気体の圧力が高いと、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態であると判断することができる。そのため、大気通路の気体の圧力が予め定められたしきい値Pa以上であるときに、蒸発燃料の濃度を検知するようにすると、高い濃度の蒸発燃料を検知することができる。これにより、検知された濃度に基づいてパージ処理すると、蒸発燃料の大気への放出を抑制して、精度よく蒸発燃料を処理することができる。また、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態であるときに限定して、蒸発燃料の濃度を検知することができる。そのため、蒸発燃料の発生状況に関わらずポンプを作動させる場合と比較すると、ポンプの作動頻度を低下させることができる。そのため、ポンプの耐久性についての要求制能を過度に高くする必要がなくなる。すなわち、蒸発燃料の濃度検知時に作動するポンプや電磁弁等の耐久性を向上させることができる。したがって、適切な時点で蒸発燃料状態を検知して、耐久性を向上させる蒸発燃料処理装置を提供することができる。 Furthermore, when the gas pressure in the sealed passage from the differential pressure sensor to the fuel tank in the fuel vapor processing apparatus is high, it can be determined that the amount of fuel vapor adsorbed by the canister is large. . Therefore, when the concentration of the evaporated fuel is detected when the pressure of the gas in the atmospheric passage is equal to or higher than a predetermined threshold value Pa, the evaporated fuel with a high concentration can be detected. Thus, when the purge process is performed based on the detected concentration, the evaporated fuel can be processed with high accuracy while suppressing the release of the evaporated fuel to the atmosphere. Further, the concentration of the evaporated fuel can be detected only when the amount of the evaporated fuel adsorbed by the canister is large. Therefore, the operation frequency of the pump can be reduced as compared with the case where the pump is operated regardless of the generation state of the evaporated fuel. Therefore, it is not necessary to excessively increase the required capacity for the durability of the pump. That is, it is possible to improve the durability of a pump, a solenoid valve or the like that operates when detecting the concentration of the evaporated fuel. Therefore, it is possible to provide a fuel vapor processing apparatus that detects the fuel vapor state at an appropriate time and improves durability.
なお、本実施の形態において、ECUは、差圧センサから燃料タンクまでの経路内を密閉したときの圧力に基づいて、濃度検知処理を実行したが、燃料タンクに設けられた圧力センサに基づいて、濃度検知処理を実行するようにしてもよい。このとき、好ましくは、燃料タンクを完全密閉あるいは半密閉状態で燃料タンク内の圧力を検知することが望ましい。このようにすると、燃料タンク内の蒸発燃料の状態を精度高く検知することができる。 In the present embodiment, the ECU executes the concentration detection process based on the pressure when the inside of the path from the differential pressure sensor to the fuel tank is sealed, but based on the pressure sensor provided in the fuel tank. The density detection process may be executed. At this time, it is preferable to detect the pressure in the fuel tank with the fuel tank completely or semi-sealed. In this way, the state of the evaporated fuel in the fuel tank can be detected with high accuracy.
本実施の形態においては、差圧センサにより検知された圧力に基づいて蒸発燃料の濃度を検知するようにしたが、たとえば、外気温度、内燃機関の排気温度および内燃機関の吸気温度のうちのいずれかに基づいて蒸発燃料の状態を検知するようにしてもよい。すなわち、外気温度、内燃機関の排気温度および内燃機関の吸気温度が高いと燃料タンク内の温度が高い。そのため、蒸発燃料の発生量が多く、圧力が高い状態である。すなわち、外気温度、排気温度および吸気温度は、燃料タンクにおける圧力に対応する物理量であって、外気温度、排気温度および吸気温度のうちのいずれかが高いと、燃料タンク内または蒸発燃料処理装置内における圧力も高いと判断することができる。したがって、外気温度、排気温度および吸気温度のうちのいずれかが予め定められた圧力に対応する値以上であると、濃度を検知するようにすると、キャニスタに吸着される蒸発燃料の量が多い状態であるときの濃度を検知することができる。そのため、蒸発燃料の発生状況に関わらず圧力ポンプを作動させる場合と比較すると、圧力ポンプの作動頻度を低下させることができる。そのため、蒸発燃料の濃度検知時に作動するポンプや電磁弁等の構成部品の耐久性を向上させることができる。 In the present embodiment, the concentration of the evaporated fuel is detected based on the pressure detected by the differential pressure sensor. For example, any one of the outside air temperature, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine, and the intake air temperature of the internal combustion engine can be used. The state of the evaporated fuel may be detected based on this. That is, when the outside air temperature, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine, and the intake air temperature of the internal combustion engine are high, the temperature in the fuel tank is high. Therefore, the amount of evaporated fuel is large and the pressure is high. That is, the outside air temperature, the exhaust gas temperature, and the intake air temperature are physical quantities corresponding to the pressure in the fuel tank, and if any one of the outside air temperature, the exhaust gas temperature, and the intake air temperature is high, the inside of the fuel tank or the evaporated fuel processing device. It can be determined that the pressure at is also high. Therefore, if any one of the outside air temperature, the exhaust gas temperature, and the intake air temperature is equal to or higher than a value corresponding to a predetermined pressure, the amount of evaporated fuel adsorbed by the canister is large when the concentration is detected. It is possible to detect the density when. Therefore, compared with the case where a pressure pump is operated irrespective of the generation | occurrence | production state of evaporative fuel, the operating frequency of a pressure pump can be reduced. Therefore, it is possible to improve the durability of components such as a pump and a solenoid valve that operate when detecting the concentration of the evaporated fuel.
<変形例>
以下、本発明の実施の形態の変形例に係る蒸発燃料処理について説明する。本変形例においては、上述の実施の形態において説明した図9のフローチャートにおいて、S104における電磁弁24のオン処理に代えて、二方弁である電磁弁30のオン処理と三方弁である電磁弁32のオン処理とを含む点が異なる。それ以外の構成については、上述の第1の実施の形態と同じ構成である。したがって、それらについて詳細な説明はここでは繰返さない。
<Modification>
Hereinafter, the evaporative fuel processing according to the modification of the embodiment of the present invention will be described. In the present modification, in the flowchart of FIG. 9 described in the above embodiment, in place of the on process of the
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置に搭載されるECU20の動作について図13および図14を参照しつつ説明する。
The operation of
時間T(0)にて、車両の走行中に、パージ処理実行条件が不成立になると(S100にてNO)、タイマが作動する(S102)。予め定められた時間Aが経過する時間T(1)にて、二方弁である電磁弁30および三方弁である電磁弁32がオンされて、予め定められた時間Bが経過するまで、検知通路112と検知通路110とが連通させられる。
At time T (0), if the purge process execution condition is not satisfied while the vehicle is traveling (NO in S100), the timer is activated (S102). Detection is performed until a predetermined time B elapses after the
予め定められた時間Aが経過するまでは、図14(A)に示すように、燃料タンク10内で発生していた蒸発燃料は、図14(A)の矢印に沿って、キャニスタ10のパージポート56から検知通路110を介して電磁弁32の手前まで流通する。そして、電磁弁32がオンされると、検知通路112と検知通路110とが連通させられるため、図14(B)の矢印に示すように、燃料タンク10内の蒸発燃料は、検知通路110、電磁弁32、絞り34、電磁弁30およびサブキャニスタ36を流通して差圧センサ40に達する。これにより、差圧センサ40から燃料タンク10までの密閉された通路内の圧力を検知することができる。差圧センサ40により検知される圧力が予め定められたしきい値Pa以上にならないと(S106にてNO)、パージ処理実行条件が成立するか否かが判断される(S100)。
Until the predetermined time A elapses, as shown in FIG. 14A, the evaporated fuel generated in the
そして、時間T(2)にて、パージ処理実行条件が不成立であると(S100にてNO)、タイマが作動する(S102)。予め定められた時間Aが経過する時間T(3)にて、電磁弁30,32がオンされる。そして、時間T(4)にて、差圧センサ40により検知される圧力が予め定められたしきい値Pa以上になると(S106にてYES)、蒸発燃料の濃度が検知される。そして、時間T(5)にて、蒸発燃料の濃度の検知が完了すると、算出された蒸発燃料の濃度に基づいてパージ量が算出される(S110)。
If the purge process execution condition is not satisfied at time T (2) (NO in S100), the timer is activated (S102). The
時間T(6)にて、パージ処理実行条件が成立してパージが実行されるとき、算出されたパージ量がパージされるようにパージ弁14が制御される。
At time T (6), when the purge process execution condition is satisfied and purge is executed, the
以上のようにして、本変形例に係る蒸発燃料処理装置によると、上述の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the evaporated fuel processing apparatus according to this modification, it is possible to obtain the same effects as those of the evaporated fuel processing apparatus according to the above-described embodiment.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 燃料タンク、12 キャニスタ、14 パージ弁、16 吸気通路、18 スロットル弁、20 ECU、22 ポンプ、24,30,32 電磁弁、34 絞り、36 サブキャニスタ、40 差圧センサ、50,52 エアフィルタ、54 タンクポート、56 パージポート、58 大気ポート、100,106 通路、102 パージ通路、104,114 大気通路、110,112 検知通路、150 濃度検知部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタに接続され、通路中に絞りを有する検知通路と、
前記絞りを挟んで前記検知通路の一方側に設けられ、前記絞りと大気との連通および前記絞りと前記キャニスタとの連通を切換えるための第1の切換手段と、
前記絞りを挟んで前記第1の切換手段と反対側の前記検知通路に接続し、前記検知通路を減圧するための減圧手段と、
前記検知通路において前記第1の切換手段と前記減圧手段との間を連通状態および遮断状態のうちのいずれかに切換えるための第2の切換手段と、
前記燃料タンクまたは前記蒸発燃料処理装置内の気体の圧力に対応する物理量を検知するための物理量検知手段と、
前記第1の切換手段の状態と前記第2の切換手段の状態と前記減圧手段の状態とを組み合わせた複数の予め定められた状態のそれぞれにおける、前記絞りに発生する圧力を検知するための圧力検知手段と、
前記圧力検知手段の出力に基づいて、蒸発燃料の状態を演算するための蒸発燃料状態演算手段とを含み、
前記圧力検知手段は、前記車両の状態が予め定められた条件を満足し、かつ前記物理量検知手段により検知された物理量が予め定められた圧力に対応する値以上であると、前記圧力を検知するための手段を含む、蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing apparatus that purges evaporative fuel generated in a fuel tank into an intake passage of an internal combustion engine, the internal combustion engine being mounted on a vehicle,
A canister that adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank;
A detection passage connected to the canister and having a restriction in the passage;
A first switching means provided on one side of the detection passage across the diaphragm, for switching communication between the diaphragm and the atmosphere and communication between the diaphragm and the canister;
A depressurization means for depressurizing the detection path, connected to the detection path on the opposite side of the first switching means across the throttle;
Second switching means for switching between the first switching means and the decompression means in the detection path to one of a communication state and a blocking state;
Physical quantity detection means for detecting a physical quantity corresponding to the pressure of the gas in the fuel tank or the evaporated fuel processing device;
Pressure for detecting the pressure generated in the throttle in each of a plurality of predetermined states obtained by combining the state of the first switching unit, the state of the second switching unit, and the state of the decompression unit Detection means;
Evaporative fuel state calculating means for calculating the state of the evaporated fuel based on the output of the pressure detecting means,
The pressure detection means detects the pressure when the state of the vehicle satisfies a predetermined condition and the physical quantity detected by the physical quantity detection means is equal to or greater than a value corresponding to a predetermined pressure. An evaporative fuel processing apparatus, comprising means for
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