JP2009121357A - Canister and heating control method of canister and abnormality determining method of canister heating means - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料蒸気を吸着するためのキャニスタ、キャニスタの加熱制御方法、及びキャニスタ加熱手段の異常判断方法に関する。 The present invention relates to a canister for adsorbing fuel vapor, a canister heating control method, and an abnormality determination method for a canister heating means.
キャニスタに接続された大気開放通路に加熱手段を設け、キャニスタに導入される空気を加熱して、低温時における吸着剤のパージ性能を確保するようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記の如き従来の技術では、大気開放通路を常に加熱する加熱手段が設けられているので、加熱効率の観点から改善の余地があった。 However, in the conventional techniques as described above, there is room for improvement from the viewpoint of heating efficiency because the heating means for always heating the atmosphere opening passage is provided.
本発明は、上記事実を考慮して、加熱手段による加熱効率を向上することができるキャニスタ、キャニスタの加熱制御方法を得ることが目的である。また、本発明は、キャニスタ加熱手段の異常判断方法を得ることが目的である。 An object of the present invention is to obtain a canister and a canister heating control method capable of improving the heating efficiency of the heating means in consideration of the above facts. Another object of the present invention is to obtain a method for judging abnormality of canister heating means.
請求項1記載の発明に係るキャニスタは、燃料タンクから排出された燃料蒸気を吸着するための吸着剤が収容される吸着剤室と、前記吸着剤室に連通された空気室とが形成されたケースと、一端側が大気開放部に連通されると共に他端側が前記空気室に連通され、かつ少なくとも前記空気室との連通部分を含む一部が該空気室内に収容された大気導入管と、前記大気導入管における前記空気室内に位置する部分を加熱する加熱手段と、を備えている。 In the canister according to the first aspect, an adsorbent chamber for storing an adsorbent for adsorbing fuel vapor discharged from a fuel tank and an air chamber communicated with the adsorbent chamber are formed. An atmosphere introduction pipe having one end side communicated with the case and the other end side communicated with the air chamber, and a part including at least a communication portion with the air chamber is housed in the air chamber; Heating means for heating a portion of the air introduction pipe located in the air chamber.
請求項1記載のキャニスタでは、ケースの吸着剤室に収容された吸着材に吸着されている燃料蒸気をパージする際には、大気導入管からケースの空気室に空気が導入され、この空気の流れによって燃料蒸気は例えばエンジンの吸気系等にパージされる。この空気は、大気導入管に設けられた加熱手段により加熱されるので、この加熱空気から吸着剤への伝熱により吸着剤に吸着されている燃料蒸気の離脱(パージ)性能が向上する。ここで、本キャニスタでは、大気導入管における空気室内に位置する部分に加熱手段が設けられているため、加熱手段の熱が大気中に放出されてしまうことがない。すなわち、大気導入管を通過する空気、空気室内の空気が共に加熱され、加熱効率が高い。 In the canister according to claim 1, when purging the fuel vapor adsorbed by the adsorbent accommodated in the adsorbent chamber of the case, air is introduced from the atmospheric introduction pipe into the air chamber of the case. The fuel vapor is purged to the intake system of the engine by the flow. Since this air is heated by the heating means provided in the atmospheric introduction pipe, the performance of removing (purging) the fuel vapor adsorbed on the adsorbent is improved by heat transfer from the heated air to the adsorbent. Here, in this canister, since the heating means is provided in a portion of the atmosphere introduction pipe located in the air chamber, the heat of the heating means is not released into the atmosphere. That is, both the air passing through the atmosphere introduction pipe and the air in the air chamber are heated, and the heating efficiency is high.
このように、請求項1記載のキャニスタでは、加熱手段による加熱効率を向上することができる。 Thus, in the canister according to claim 1, the heating efficiency by the heating means can be improved.
請求項2記載の発明に係るキャニスタは、請求項1記載のキャニスタにおいて、前記加熱手段は、前記大気導入管に一体に設けられている。 A canister according to a second aspect of the present invention is the canister according to the first aspect, wherein the heating means is provided integrally with the atmosphere introduction pipe.
請求項2記載のキャニスタでは、加熱手段が大気導入管に一体に設けられているため、例えばこれらを別体とした構成と比較して熱抵抗が低減され、加熱抵抗が一層良好である。 In the canister according to the second aspect, since the heating means is provided integrally with the air introduction pipe, for example, the thermal resistance is reduced and the heating resistance is further improved as compared with a configuration in which these are separated.
請求項3記載の発明に係るキャニスタは、請求項1又は請求項2記載のキャニスタにおいて、前記加熱手段は、温度の上昇に伴い電気抵抗が減少するNTC特性を有する発熱体を含んで構成されている。 A canister according to a third aspect of the present invention is the canister according to the first or second aspect, wherein the heating means includes a heating element having an NTC characteristic in which the electrical resistance decreases as the temperature rises. Yes.
請求項3記載のキャニスタでは、加熱手段がNTC特性を有する発熱体を含むので、例えば、加熱手段の作動を制御するための温度センサを不要とすることが可能である。換言すれば、温度センサ等に頼ることなく加熱手段の作動を制御することができ、加熱効率の一層の向上に寄与する。 In the canister according to claim 3, since the heating means includes a heating element having NTC characteristics, for example, a temperature sensor for controlling the operation of the heating means can be dispensed with. In other words, the operation of the heating means can be controlled without relying on a temperature sensor or the like, which contributes to further improvement in heating efficiency.
請求項4記載の発明に係るキャニスタの加熱制御方法は、燃料タンクから排出された燃料蒸気を吸着するためのキャニスタの加熱手段による加熱を制御するためのキャニスタの加熱制御方法であって、前記加熱手段として、温度の上昇に伴い電気抵抗が減少するNTC特性を有する発熱体を用い、前記発熱体の電気抵抗値に基づいて、該発熱体による前記キャニスタの加熱要否を判断する。 A canister heating control method according to a fourth aspect of the invention is a canister heating control method for controlling heating by a heating means of a canister for adsorbing fuel vapor discharged from a fuel tank, wherein the heating As a means, a heating element having an NTC characteristic in which the electrical resistance decreases as the temperature rises is used, and whether or not the canister is heated by the heating element is determined based on the electrical resistance value of the heating element.
請求項4記載のキャニスタの加熱制御方法では、加熱手段を構成する発熱体(に接触された直接加熱対象)の温度変化に応じて、該発熱体の電気抵抗がNTC特性に基づき変化する。したがって、発熱体の電気抵抗値に基づいて、加熱対象の温度又は加熱対象の温度の基準温度に対する差分や比を検知することができ、この検知結果に基づいて加熱対象の加熱要否を判断することができる。これにより、加熱の不要な場合に加熱手段を停止することができ、加熱効率の向上に寄与する。 In the canister heating control method according to the fourth aspect, the electrical resistance of the heating element changes based on the NTC characteristic in accordance with the temperature change of the heating element (direct heating target in contact with the heating element) constituting the heating means. Therefore, based on the electrical resistance value of the heating element, it is possible to detect the temperature of the heating target or the difference or ratio of the heating target temperature with respect to the reference temperature, and determine whether the heating target needs to be heated based on the detection result. be able to. Thereby, a heating means can be stopped when heating is unnecessary, and it contributes to the improvement of heating efficiency.
このように、請求項4記載のキャニスタの加熱制御方法では、加熱手段による加熱効率を向上することができる。 Thus, in the canister heating control method according to the fourth aspect, the heating efficiency by the heating means can be improved.
請求項5記載の発明に係るキャニスタ加熱手段の異常判断方法は、燃料タンクから排出された燃料蒸気を吸着するためのキャニスタに設けられた加熱手段の異常有無を検出するためのキャニスタ加熱手段の異常判断方法であって、前記加熱手段として、温度の上昇に伴い電気抵抗が減少するNTC特性を有し、通電されて前記キャニスタに導入される空気を加熱する発熱体を用い、前記発熱体に通電すると共に該発熱体の電気抵抗値を検出し、該発熱体への通電中に該発熱体の電気抵抗値が低下しない場合に異常であると判断する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an abnormality determination method for a canister heating means for detecting an abnormality of a heating means provided in a canister for adsorbing fuel vapor discharged from a fuel tank. In the determination method, as the heating means, a heating element having an NTC characteristic in which an electrical resistance decreases as the temperature rises and heating air introduced into the canister is energized, and the heating element is energized. At the same time, the electrical resistance value of the heating element is detected, and it is determined that there is an abnormality when the electrical resistance value of the heating element does not decrease during energization of the heating element.
請求項5記載のキャニスタ加熱手段の異常判断方法では、加熱手段の発熱体が通電されると、該発熱体は発熱してキャニスタへの導入空気が加熱される。発熱体による空気の加熱(顕熱付与)に伴って該発熱体は温度上昇するので、該発熱体の電気抵抗値が低下した場合には、加熱手段が正常であると判断される。一方、発熱体に通電しているにも拘わらず該発熱体の電気抵抗値が低下しない場合は、該発熱体による発熱(温度上昇)がない、すなわち発熱体を含む加熱手段に異常があることが判断される。 In the canister heating means abnormality determination method according to claim 5, when the heating element of the heating means is energized, the heating element generates heat and the air introduced into the canister is heated. The temperature of the heating element rises as the air is heated by the heating element (applying sensible heat). Therefore, when the electric resistance value of the heating element decreases, it is determined that the heating means is normal. On the other hand, if the electrical resistance value of the heating element does not decrease even though the heating element is energized, there is no heat generation (temperature rise) by the heating element, that is, the heating means including the heating element is abnormal. Is judged.
以上説明したように本発明に係るキャニスタ、キャニスタの加熱制御方法は、加熱手段による加熱効率を向上することができるという優れた効果を有する。 As described above, the canister and the canister heating control method according to the present invention have an excellent effect of improving the heating efficiency of the heating means.
本発明の第1の実施形態に係るキャニスタ10について、図1〜図7に基づいて説明する。先ず、キャニスタ10が適用された燃料蒸気排出抑制装置11の概略全体構成を説明し、次いで、キャニスタ10の詳細構成を説明し、その後、キャニスタ10の加熱制御等について説明することとする。
A
(燃料蒸気排出抑制装置の概略全体構成)
図4には、燃料蒸気排出抑制装置11の概略全体構成が模式的なシステム図にて示されている。この図に示される如く、燃料蒸気排出抑制装置11は、内燃機関であるエンジン12に供給される液体の燃料(例えば、炭化水素を主成分とする燃料)を貯留するための燃料タンク14を備えている。燃料タンク14には、図示しない燃料ポンプが設けられており、該燃料ポンプの作動によって燃料タンク14内の燃料がエンジン12に供給されるようになっている。
(Overall configuration of fuel vapor emission control device)
FIG. 4 is a schematic system diagram showing a schematic overall configuration of the fuel vapor emission suppressing device 11. As shown in this figure, the fuel vapor emission suppressing device 11 includes a
燃料タンク14の上部には、燃料液体の漏出を防止するための図示しないバルブ装置、燃料タンク14の内圧が所定値以上の正圧である場合及び所定以下の負圧である場合に開弁する正負圧バルブを介してエバポ配管16の一端が接続されている。このエバポ配管16の他端は、キャニスタ10のエバポポート18に接続されている。また、キャニスタ10の大気ポート20には、大気配管22の一端が接続されている。大気配管22の他端は、大気開放端22Aとされている。
A valve device (not shown) for preventing leakage of fuel liquid is opened above the
これにより、燃料蒸気排出抑制装置11では、燃料タンク14の内圧が上昇すると、大気配管22から圧力を開放させつつ燃料タンク14内のガスがキャニスタ10に導かれるようになっている。キャニスタ10に導かれたガスのうち、燃料蒸気は、該キャニスタ10(後述する活性炭54)にて吸着される構成、すなわち大気開放が抑制される構成とされている。
Thereby, in the fuel vapor emission suppressing device 11, when the internal pressure of the
さらに、キャニスタ10のパージポート24には、パージ配管26の一端が接続されている。パージ配管26の他端は、パージ装置としてのパージ制御弁(この実施形態ではバキュームスイッチングバルブ)28を介して、エンジン12の吸気通路30に接続されている。
Further, one end of a
これにより、燃料蒸気排出抑制装置11では、エンジン12の作動中にパージ制御弁28が開弁されると、大気配管22、大気ポート20からキャニスタ10内に空気を導入しつつ、該キャニスタ10に吸着されている燃料蒸気(燃料ベーパ)が離脱してエンジン12の吸気通路30にパージされるようになっている(図1の矢印参照)。パージ制御弁28は、後述するECU32によって開弁のタイミングが制御されるようになっている。
Thus, in the fuel vapor emission suppression device 11, when the
(キャニスタの構成)
図1には、キャニスタ10の全体構成が断面図にて示されている。この図に示される如く、キャニスタ10は、燃料蒸気が導入されるケース34を備えている。ケース34の内部は、隔壁36によって、第1層である第1吸着剤室38と、第2層である第2吸着剤室40とに仕切られている。
(Configuration of canister)
FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of the
キャニスタ10のエバポポート18は、第1吸着剤室38に連通するように形成されている。具体的には、第1吸着剤室38は、ケース34内に設けられたプレート42によって、エバポポート18に連通されたエバポ空気室44との間が仕切られている。第1吸着剤室38とエバポ空気室44とは、プレート42に形成された通気孔42Aを介してそれぞれ連通されている。
The
同様に、キャニスタ10のパージポート24は、ケース34内に設けられたプレート45によって、パージポート24に連通されたパージ空気室46との間が仕切られている。第1吸着剤室38とパージ空気室46とは、プレート45に形成された通気孔45Aを介してそれぞれ連通されている。また、このパージ空気室46とエバポ空気室44とは、隔壁48によって仕切られている。これにより、エバポポート18からパージポート24に燃料蒸気が通り抜けてしまうことが防止されている。
Similarly, the
さらに、第1吸着剤室38におけるプレート42側(エバポポート18、パージポート24)側と反対側は、プレート50によって、第2吸着剤室40と連通されるための連通空気室52に対し仕切られている。第1吸着剤室38と連通空気室52とは、プレート50に形成された通気孔50Aを介してそれぞれ連通されている。連通空気室52は、第1吸着室側空気室52Aと、第2吸着室側空気室52Bとが、隔壁36の末端部に形成された通路52Cにより連通された如く形成されている。
Further, the side opposite to the
この実施形態では、図2(A)に示される如く、プレート50に設けられた通気孔50Aは、第2吸着室側空気室52B(通路52C)からの遠ざかるほど数が増すように、複数設けられている。なお、図示は省略するが、プレート42、45の通気孔42A、45Aは、それぞれほぼ等間隔に複数設けられている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, a plurality of
そして、図1に示される如く、キャニスタ10の第1吸着剤室38内には、燃料蒸気を吸着するための吸着剤としての活性炭54が充填(収容)されている。プレート42、45は、ケース34内に形成された段差部34A、34Bに周縁部が係合されており、プレート50は、スプリング60の付勢力により活性炭54に押し付けられている。すなわち、キャニスタ10では、プレート42、45とプレート50との間に活性炭54を挟み込んでいる。
As shown in FIG. 1, the
なお、スプリング60は、ケース34の開口端を閉止すると共にプレート50との間に第1吸着室側空気室52Aを形成するカバー62によって支持されている。また、キャニスタ10では、プレート42、45、50と活性炭54(第1吸着剤室38)との間には、それぞれ不織布64、66、68が介在されている。さらに、この実施形態では、エバポポート18、パージポート24は、ケース34に一体に形成されている。
The
また、図1に示される如く、キャニスタ10の大気ポート20は、第2吸着剤室40に連通するように形成されている。具体的には、第2吸着剤室40は、ケース34内に設けられたプレート70によって、大気ポート20に連通された空気室72との間が仕切られている。第2吸着剤室40と空気室72とは、プレート70に形成された通気孔70Aを介してそれぞれ連通されている。この実施形態では、大気ポート20は、第2吸着剤室40の略中央部で開口している。そして、プレート70の通気孔70Aは、図2(B)に示される如く、プレート70の中央部から径方向に離間するほど周方向に沿って配置される数が増すように複数設けられている。
As shown in FIG. 1, the
さらに、図1に示される如く、第2吸着剤室40におけるプレート70側(エバポポート18、パージポート24)側と反対側は、プレート74によって、連通空気室52の第2吸着室側空気室52Bに対し仕切られている。第2吸着剤室40と連通空気室52とは、プレート74に形成された通気孔74Aを介してそれぞれ連通されている。図示は省略するが、通気孔74Aは、ほぼ等間隔に複数設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the
このキャニスタ10の第2吸着剤室40内には、燃料蒸気を吸着するための吸着剤としての活性炭54が充填(収容)されている。プレート70は、ケース34内に形成された段差部34Cに周縁部が係合されており、プレート74は、カバー62に支持されたスプリング75の付勢力により活性炭54に押し付けられている。すなわち、キャニスタ10では、プレート70とプレート74との間に活性炭54を挟み込んでいる。また、キャニスタ10では、プレート70、74と活性炭54(第2吸着剤室40)との間には、それぞれ不織布76、78が介在されている。
The
キャニスタ10では、図1に示される如く、大気ポート20は、ケース34とは別部材である大気導入管としての大気ポートパイプ80にて構成されている。この大気ポートパイプ80の軸線(長手)方向中間部からは、フランジ82が張り出されている。フランジ82は、ケース34に形成された支持凸部84と、該支持凸部84に螺合されたキャップ86との間にフランジ82が挟み込まれることで、ケース34に固定されている。この実施形態では、フランジ82と支持凸部84との間にガスケット88が介在されている。
In the
これにより、大気ポートパイプ80は、フランジ82に対する軸線方向一端80A側が、大気配管22の接続を許容すべくケース34の外側に位置しており、換言すれば大気ポート20の接続端を構成している。また、大気ポートパイプ80は、フランジ82に対する軸線方向他端80B側が、第2吸着剤室40を大気開放端22Aと連通すべく第2吸着剤室40内で開口している。
As a result, the
この実施形態では、ガスケット88は、例えばゴム系、エラストマ系等の弾性ガスケットとされている。このため、キャニスタ10では、セラミックヒータ90の発熱時に、該セラミックヒータ90と材質すなわち線膨張係数が異なるケース34(例えば樹脂)との膨張差がガスケット88の変形によって吸収されるようになっている。これにより、ケース34に対する大気ポートパイプ80の固定部のシール性が確保され、信頼性が高い。
In this embodiment, the
そして、キャニスタ10では、大気ポートパイプ80における第2吸着剤室40内に位置する部分(軸線方向他端80Bが和の一部)は、加熱手段としてのセラミックヒータ90とされている。セラミックヒータ90は、例えばアルミナ(Al2O3)、チタン酸バリウム等のセラミック絶縁体(大気ポートパイプ80の一部を成す筒状体)の内部に、メタライズ抵抗体の配線を埋設させて構成されている。この実施形態では、セラミックヒータ90を本発明における発熱体として把握することもでき、セラミックヒータ90を構成するメタライズ抵抗体の配線を本発明における発熱体として把握しても良い。
In the
このため、セラミックヒータ90は、その配線(発熱体)が外気や水蒸気に対し遮断(保護)されるようになっている。このセラミックヒータ90は、例えばフランジ82に設けられた端子部90Aに接続された配線92を介して通電されるようになっている。
For this reason, the
このセラミックヒータ90(の配線)は、温度と電気抵抗との関係が図3(A)に示されるNTC特性を示すNTCヒータとされている。NTC特性について補足すると、温度の上昇に伴って電気抵抗値が直線的に低下すると共に、温度の低下に伴って電気抵抗値が直線的に(ヒステリシスなく)増加する特性とされている。したがって、セラミックヒータ90は、図3(B)に示される如く、印加電圧(すなわち電流)の増加に伴い温度が直線的に上昇し、比較のために示すPTCヒータの如く所定値以上の印加電圧で温度が一定になるものとは異なる構成とされている。これにより、セラミックヒータ90に電流一定で印加される電圧により、該セラミックヒータ90の電気抵抗値すなわちセラミックヒータ90に接触する空気の温度を検知することができる。
The ceramic heater 90 (wiring thereof) is an NTC heater whose NTC characteristic is shown in FIG. Supplementing the NTC characteristics, the electrical resistance value decreases linearly as the temperature increases, and the electrical resistance value increases linearly (without hysteresis) as the temperature decreases. Therefore, as shown in FIG. 3B, the
以上説明したキャニスタ10では、セラミックヒータ90に近接して配置されたプレート70は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等の熱伝導率が高い材料にて構成されている。
In the
(キャニスタの加熱制御等)
キャニスタ10では、上記のような温度に対し直線的な信号(電気抵抗巷は電圧)を出力するNTC特性を有するセラミックヒータ90を、温度センサとして用いる構成とされている。具体的には、図4に示される如く、燃料蒸気排出抑制装置11は、制御手段としてのECU32を備えており、ECU32は、セラミックヒータ90に電気的に接続されている。
(Canister heating control, etc.)
In the
ECU32は、温度センサとしてのセラミックヒータ90から一定電流を与えた場合の電圧(抵抗値)が入力される一方、キャニスタ10の加熱に要する電力(加熱量に応じた電流)をヒータとしてのセラミックヒータ90に付加する構成とされている。詳細は後述するが、ECU32は、温度センサとしてのセラミックヒータ90からの温度情報に基づいて、該セラミックヒータ90のヒータとしての作動要否を判断する構成とされている。
The
さらに、ECU32は、セラミックヒータ90からからの信号(電圧、抵抗値)に基づいて、該セラミックヒータ90の以上を破断するようになっている。すなわち、セラミックヒータ90に通電して温度上昇させた場合に、図3(A)又は図3(B)に示す如き伝記抵抗値の低下が生じるか否かにより、セラミックヒータ90の異常有無を判断(故障診断)する構成とされている。
Furthermore, the
また、ECU32は、パージ制御弁28、及びエンジン12の吸気通路30に設けられた負圧センサ94に電気的に接続されている。さらに、キャニスタ10が適用された燃料蒸気排出抑制装置11は、例えば、エンジン12の他に、走行用の駆動源としてバッテリの電力で駆動力を生じる電気モータを備えるハイブリッド車に適用される。このため、ECU32には、システムON(例えば、イグニッションON)状態であるか否かに応じた信号、走行状況や運転者による各種操作状況に応じた信号が入力されるようになっており、これらの信号に基づいて、例えばエンジン12の作動が要求されるか否か等を判断するようになっている。
The
次に、第1の実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
上記構成の燃料蒸気排出抑制装置11が適用された車両では、例えば比較的外気温が高い場合に、燃料タンク14内の燃料の一部が蒸発し、燃料蒸気が発生する。この燃料蒸気の発生により燃料タンク14の内圧が所定値以上になると、正負圧弁が開弁してキャニスタ10に燃料蒸気が導かれる。これにより、燃料タンク14は、大気開放端22Aを経由して圧力が介抱され、燃料タンク14から排出されたガスのうち燃料蒸気はキャニスタ10の活性炭54に吸着される。
In the vehicle to which the fuel vapor emission suppressing device 11 having the above configuration is applied, for example, when the outside air temperature is relatively high, part of the fuel in the
このようにキャニスタ10の活性炭54に吸着された燃料蒸気は、所定の場合にエンジン12の吸気通路30にパージされる。以下、このパージについて、図5に示すECU32による制御フローを参照しつつ説明する。
Thus, the fuel vapor adsorbed on the activated
キャニスタ10では、ECU32は、システムON状態で作動され、ステップS10で、各種入力情報(例えば、走行負荷や加速要求、バッテリ残量等)に基づいて、エンジン12の作動が要求される場合か否かを判断する。エンジン12の作動が要求されていないと判断した場合、ステップS12でモータを作動し、ステップS10に戻る。一方、ステップS10でエンジン12の作動が要求されていると判断した場合、ECU32は、ステップS14に進み、エンジン12を作動させる。
In the
次いで、ECU32は、ステップS16に進み、セラミックヒータ90に所定電流で通電(給電する)。ECU32は、この際のセラミックヒータ90の電気抵抗値(印加される電圧)に基づいて、ステップS18で、セラミックヒータ90の温度Th(すなわち72内の空気の温度)が予め設定された規定温度T0以下であるか否かを判断する。
Next, the
セラミックヒータ90の温度Thが規定温度T0以下であると判断した場合、ECU32は、ステップS20に進み、負圧センサ94からの信号に基づいて、エンジン12の吸気通路30の負圧Pnが予め設定された規定負圧Pn0以下であるか否かを判断する。吸気通路30の負圧Pnが規定負圧Pn0以下である(吸引力が弱い)と判断した場合、ECU32は、ステップS22に進み、セラミックヒータ90が所要の熱量を発熱するように該セラミックヒータ90に通電する。
When it is determined that the temperature Th of the
次いで、ECU32は、ステップS24に進み、パージ制御弁28を開弁させる。また、ECU32は、ステップS18でセラミックヒータ90の温度Thが規定温度T0以下ではないと判断した場合、ステップS20で吸気通路30の負圧Pnが規定負圧Pn0以下ではないと判断した場合にも、ステップS24に進む。すなわち、ECU32は、セラミックヒータ90の温度Thが規定温度T0以下で、かつ吸気通路30の負圧Pnが規定負圧Pn0以下である場合に、キャニスタ10(活性炭54)の加熱が必要であると判断し、ステップS22を経由してS24に進み、それ以外の場合にはステップS22を経ることなくステップS24に進む。
Next, the
パージ制御弁28が開弁されると、大気開放端22Aからキャニスタ10の第2吸着剤室40、第1吸着剤室38を経てエンジン12の吸気通路30に向かう空気流が生成され、この空気流によって、第2吸着剤室40、第1吸着剤室38内の活性炭54に吸着されている燃料蒸気が離脱され、エンジン12の吸気通路30にパージされる。
When the
さらに、ECU32は、ステップS26に進み、各種入力情報(例えば、燃料蒸気の濃度情報等)に基づいて、キャニスタ10からの燃料蒸気のパージが終了したか否かを判断する。燃料蒸気のパージが終了していないと判断した場合、ステップS18に戻る。一方、燃料蒸気のパージが終了したと判断した場合は、ステップS10に戻る。
Further, the
キャニスタ10では、セラミックヒータ90により加熱されることで、図7に示される如く燃料蒸気の離脱(パージ)性能が向上される。これにより、キャニスタ10の温度が低くかつエンジン12の吸気通路30の負圧が弱い場合においても、セラミックヒータ90による加熱によって、所定量の燃料蒸気を所要の時間(回数)でパージすることができる。
The
また、キャニスタ10では、ECU32は、セラミックヒータ90の故障診断(以上有無の判断)を適時に行う。具体的には、図6に示される如く、セラミックヒータ90の故障診断を行う際にECU32は、ステップS30で、セラミックヒータ90に所定電流で所定時間だけ通電する。次いで、ECU32は、ステップS32に進み、セラミックヒータ90の電気抵抗値(印加される電圧)の変化(低下)ΔRが予め設定された抵抗変化(許容範囲の下限値)ΔR0以下であるか否かを判断する。
Further, in the
セラミックヒータ90の電気抵抗値の変化ΔRが設定抵抗変化ΔR0以下ではない場合、すなわち、セラミックヒータ90への通電に伴う温度上昇によって該セラミックヒータ90の電気抵抗値が予定の変化(低下)を呈する正常状態の場合、ステップS32は、制御を終了する。一方、セラミックヒータ90の電気抵抗値の変化ΔRが設定抵抗変化ΔR0以下である場合、ECU32は、ステップS34に進み、例えばインパネ内の異常表示灯(MIL)を点灯させる等、警報装置を作動させ、制御を終了する。
When the change ΔR in the electrical resistance value of the
以上説明したセラミックヒータ90の故障診断は、図5のフローにて示すパージ制御と独立して行っても良く、例えば、ステップS16の後に組み込まれても良い。
The failure diagnosis of the
ここで、キャニスタ10では、燃料蒸気をパージする際に該キャニスタ10に空気を導入するための大気ポート20における空気室72内に位置する部分にセラミックヒータ90が設けられているため、キャニスタ10が効率的に加熱される。すなわち、セラミックヒータ90によって、パージに伴いキャニスタ10を通過する空気が加熱されるので、キャニスタ10内の活性炭54の各部が加熱空気との接触で満遍なく加熱される。例えば、活性炭54内にヒータを埋め込んだ構成では、活性炭54の熱伝導率が低いことに起因して、活性炭54の各部を略均等に加熱することができない。
Here, in the
これに対してキャニスタ10では、該キャニスタ10(第1吸着剤室38、第2吸着剤室40)を通過する空気を加熱する構造であるため、上記の通り活性炭54を満遍なく(略均等に)加熱することができる。しかも、プレート70の通気孔70A、プレート50の通気孔50Aの配置によって、加熱空気が分散されつつ第2吸着剤室40、第1吸着剤室38を一層満遍なく通過し、活性炭54を一層効率的に加熱することができる。
On the other hand, the
特に、キャニスタ10では、パージポート24から遠く最もパージ負圧がかかり難い第2吸着剤室40に対する空気導入(上流)側にセラミックヒータ90が配置されているので、該第2吸着剤室40内の活性炭54からの燃料蒸気の離脱性能を向上することができ、キャニスタ10全体としてのパージ性能が向上する。さらに、空気室72と第2吸着剤室40とを隔てるプレート70がアルミニウム等の熱伝導率が高い材料にて構成されているので、空気室72の熱がプレート70を介して第2吸着剤室40内の活性炭54に伝わり易い。これにより、パージポート24から遠く最もパージ負圧がかかり難い第2吸着剤室40内の活性炭54が一層効率的に加熱される。
In particular, in the
以上により、キャニスタ10では、活性炭54に吸着されている燃料の気化、離脱が促進され、短時間又は少ないパージ回数で活性炭54に吸着された燃料蒸気をパージすることができる。このため、キャニスタ10、燃料蒸気排出抑制装置11は、適用されたハイブリッド車においてパージのためにエンジン12を作動させる時間を短くさせることができ、該ハイブリッド車の燃費向上に寄与する。
As described above, in the
そして、キャニスタ10では、セラミックヒータ90がケース34の空気室72内に配置されているので、セラミックヒータ90は、その(大気ポートパイプ80の)内外の空気を加熱することができる。すなわち、セラミックヒータ90の発熱した熱は、大気ポート20を通じてキャニスタ10に導入される空気の加熱、及び空気室72内の空気の加熱に用いられ、外部に排出されることが抑制されて有効に利用される。
In the
また、キャニスタ10では、セラミックヒータ90が大気ポートパイプ80すなわち大気ポート20に一体に形成されているので、例えば、ヒータで大気ポートパイプを被覆した構成のように接触部分の熱抵抗がないので、大気ポートパイプ80を通過する空気、空気室72内を効率的に加熱することができる。特に、セラミックヒータ90がセラミックヒータとされているので、昇温速度が速く、大気ポートパイプ80を通過する空気、空気室72内を応答良く加熱することができる。また、セラミック内に発熱体である配線を埋め込んでいるので、該配線が水蒸気等による錆や劣化に対し保護される。すなわち、信頼性が高い。
Further, in the
さらに、セラミックヒータ90としてNTCヒータを用いているため、図3(B)に示される如く、印加電圧により温度(電気抵抗値)を変化させることができる。このため、キャニスタ10では、条件に応じてセラミックヒータ90により加熱される空気の温度を調整することができ、条件に合わせた離脱性能の向上を図ることができる。また、セラミックヒータ90は、常に最大(定常)出力で発熱することがなくなり、消費電力の節約(節電)にも寄与する。
Further, since the NTC heater is used as the
またさらに、セラミックヒータ90の内外周面が共に直接的な加熱対象である空気との接触面(熱交換面)であるため、該セラミックヒータ90を設けた構成において、省スペース化が図られる。特に、大気ポート20とセラミックヒータ90とが大気ポートパイプ80として一体に形成されているので、これらのケース34に対する固定、シール部位を共通化することができ、構造の簡素化、小型化が図られている。
Furthermore, since both the inner and outer peripheral surfaces of the
またここで、キャニスタ10では、セラミックヒータ90としてNTCヒータを温度センサとして用いているため、別個に温度センサを設ける必要がなく、構造の簡素化、低コスト化に寄与する。そして、セラミックヒータ90からの温度情報に基づいてECU32がセラミックヒータ90によるキャニスタ10(空気)の加熱要否を判断するので、加熱が不要な場合には、セラミックヒータ90への通電を遮断して節電することができる。
Here, in the
一方、キャニスタ10では、セラミックヒータ90からの温度情報に基づいて加熱が必要であると判断した場合には、上記の通り条件に合わせた適温の空気にて活性炭54を加熱することができるので、燃料蒸気のパージ効率を向上することができる。特に、キャニスタ10では、エンジン12の吸気通路30の負圧が小さい場合に、セラミックヒータ90による加熱を行い、燃料蒸気のパージ効率を向上することができる。一方、エンジン12の吸気通路30の負圧が大きい場合には、セラミックヒータ90を停止して節電を図ることができる。
On the other hand, in the
さらにここで、キャニスタ10では、セラミックヒータ90により活性炭54を直接的に加熱する構成ではないため、換言すれば、セラミックヒータ90の発した熱が活性炭54に吸着されている燃料の蒸発潜熱として用いられることがないため、該セラミックヒータ90は、発熱によって温度が上昇する(顕熱として用いられる)。これにより、セラミックヒータ90としてNTCヒータを用いることで、該セラミックヒータ90は発熱に伴い温度が上昇して電気抵抗が低下するので、図6に示される如く簡易な方法で故障診断を行うことができ、キャニスタ10の信頼性を向上することができる。
Further, since the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係るキャニスタ100について、図8に基づいて説明する。なお、上記第1の実施形態と基本的に同一の部品、部分については、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a
図8には、キャニスタ100の全体構成が図1に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、キャニスタ100は、プレート70とプレート74と間に配置されたプレート102を備えている。プレート102は、第2吸着剤室40を、第2吸着剤室上流部104と、第2吸着剤室下流部106とに仕切っている。すなわち、プレート70とプレート102との間に第2吸着剤室上流部104が形成され、プレート102とプレート74との間に第2吸着剤室下流部106が形成されている。第2吸着剤室上流部104と第2吸着剤室下流部106とは、プレート102に複数設けられた通気孔102Aを介して連通されている。
FIG. 8 shows the overall configuration of the
第2吸着剤室下流部106には、活性炭54が充填されている。この実施形態では、不織布76は、プレート102と活性炭54との間に介在されている。そして、キャニスタ100は、第2吸着剤室上流部104内に設けられたハニカム活性炭108を備えている。ハニカム活性炭108は、例えばハニカム状に形成されたセラミック等の基材に活性炭を保持(担持)させたものとして構成されている。キャニスタ100の他の構成は、第1の実施形態に係るキャニスタ10の対応する構成と同じである。
The second adsorbent chamber
したがって、第2の実施形態に係るキャニスタ100によっても、基本的にキャニスタ10と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、キャニスタ100では、第2吸着剤室40におけるエンジン12の吸気通路30の負圧がかかり難い第2吸着剤室上流部104に、吸着されている燃料蒸気が比較的離脱され易いハニカム活性炭108を設けているので、キャニスタ100全体としてパージ性能が良好である。特に、ハニカム活性炭108は、加熱により燃料蒸気の離脱性能が大きく向上するので、キャニスタ100では、キャニスタ100全体としてパージ性能を向上させることができる。
Therefore, the
なお、上記した第2の実施形態では、キャニスタ100がハニカム活性炭108を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ハニカム活性炭108に代えて、繊維状活性炭(活性炭繊維)を用いた構成としても良い。
In the second embodiment, the
また、上記した各実施形態では、セラミックヒータ90(空気室72内)の温度が低くかつエンジン12の吸気通路30の負圧が弱い場合に(ステップS18、S20をAND条件として)セラミックヒータ90による加熱を行う例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図9に示される如く、セラミックヒータ90(空気室72内)の温度が低い場合又はエンジン12の吸気通路30の負圧が弱い場合に(ステップS18、S20をOR条件として)セラミックヒータ90による加熱を行う構成としても良い。
Further, in each of the above-described embodiments, when the temperature of the ceramic heater 90 (in the air chamber 72) is low and the negative pressure of the
さらに、上記した各実施形態では、セラミックヒータ90としてNTCヒータを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、セラミックヒータ90としてPTCヒータを用いた構成としても良い。この構成において、図5に示す制御(温度に基づく90のON、OFF)を行う場合には、独立した温度センサを設けることが好ましい。
Further, in each of the above-described embodiments, an example in which an NTC heater is used as the
またさらに、上記した各実施形態では、大気ポート20とセラミックヒータ90とが大気ポートパイプ80に一体に形成された構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、大気ポート20を構成する大気ポートパイプ80における空気室72内に位置する部分に別体のヒータを装着した構成とすることも可能である。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the
10 キャニスタ
14 燃料タンク
22A 大気開放端(大気開放部)
34 ケース
38 第1吸着剤室(吸着材室)
40 第2吸着剤室(吸着材室)
54 活性炭(吸着剤)
72 空気室
90 セラミックヒータ(加熱手段、発熱体)
10
34
40 Second adsorbent chamber (adsorbent chamber)
54 Activated carbon (adsorbent)
72
Claims (5)
一端側が大気開放部に連通されると共に他端側が前記空気室に連通され、かつ少なくとも前記空気室との連通部分を含む一部が該空気室内に収容された大気導入管と、
前記大気導入管における前記空気室内に位置する部分を加熱する加熱手段と、
を備えたキャニスタ。 A case in which an adsorbent chamber containing an adsorbent for adsorbing fuel vapor discharged from the fuel tank and an air chamber communicated with the adsorbent chamber are formed;
An atmosphere introduction pipe having one end side communicated with the atmosphere opening portion and the other end side communicated with the air chamber, and a part including at least a communication portion with the air chamber accommodated in the air chamber;
Heating means for heating a portion of the air introduction pipe located in the air chamber;
Canister with
前記加熱手段として、温度の上昇に伴い電気抵抗が減少するNTC特性を有する発熱体を用い、
前記発熱体の電気抵抗値に基づいて、該発熱体による前記キャニスタの加熱要否を判断するキャニスタの加熱制御方法。 A canister heating control method for controlling heating by a canister heating means for adsorbing fuel vapor discharged from a fuel tank,
As the heating means, a heating element having an NTC characteristic in which the electrical resistance decreases with increasing temperature,
A canister heating control method for determining whether the canister is heated by the heating element based on an electric resistance value of the heating element.
前記加熱手段として、温度の上昇に伴い電気抵抗が減少するNTC特性を有し、通電されて前記キャニスタに導入される空気を加熱する発熱体を用い、
前記発熱体に通電すると共に該発熱体の電気抵抗値を検出し、該発熱体への通電中に該発熱体の電気抵抗値が低下しない場合に異常であると判断するキャニスタ加熱手段の異常判断方法。 An abnormality determination method for canister heating means for detecting the presence or absence of abnormality of a heating means provided in a canister for adsorbing fuel vapor discharged from a fuel tank,
The heating means has an NTC characteristic in which the electrical resistance decreases as the temperature rises, and uses a heating element that heats the air that is energized and introduced into the canister,
An abnormality determination of the canister heating means for detecting an electric resistance value of the heating element while detecting an electric resistance value of the heating element and determining an abnormality when the electric resistance value of the heating element does not decrease during the energization of the heating element Method.
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