JP2010270618A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクで発生する蒸発燃料がキャニスタに吸着されることを抑制する。
【解決手段】蒸発燃料処理装置は、燃料を貯留する燃料タンク（３００）と、燃料タンクに蒸発燃料通路（３６０）を介して接続されたキャニスタ（４００）と、燃料タンクとは別に設けられ、燃料を一時的に貯留可能な燃料トラッパ（５００）と、燃料タンクの下部と、燃料トラッパの下部とを連通させる第１連通路（５１０）と、燃料トラッパの上部空間と大気とを連通させる第２連通路（５２０）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば内燃機関に備えられた蒸発燃料処理装置の技術分野に関する。

内燃機関の燃料タンクで発生する蒸発燃料（以下、「ベーパ」と適宜称する）の大気への放出を防ぐための蒸発燃料処理装置として、活性炭等の吸着材を収容したキャニスタ（或いは、吸着装置）を燃料タンクに接続する装置が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１には、メインタンクとサブタンクを備え、これらを相互に連通させる連通路を、メインタンクの気相部分及びサブタンクの液相部分を連通させる第１連通路と、サブタンクの気相部分及びメインタンクの液相部分を連通させる第２連通路とで構成すると共に、サブタンクとキャニスタとをチャージ通路で連通させることによって、蒸発燃料の液化を促進する装置が開示されている。また、特許文献２には、燃料タンクと、燃料タンクよりも低温度環境下に置かれたサブタンクとを備え、燃料タンクの上部空間から蒸発燃料をサブタンク内へ導いて液化させ、液化した燃料を燃料タンクへ戻すように構成された装置が開示されている。

特開２００７−１７６２８９号公報 特許第３６５９００５号公報

しかしながら、上述した特許文献１や２に開示された装置では、メインタンク或いは燃料タンクとサブタンクとの温度差が小さい場合には、蒸発燃料を液化させる効果が小さくなってしまうという技術的問題点がある。また、これらの装置は、メインタンク或いは燃料タンクとサブタンクとを連通させる連通路が複数必要とされるなど、その構成が比較的複雑であるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば、比較的簡易な構成で、燃料タンクで発生する蒸発燃料がキャニスタに吸着されることを抑制することが可能な蒸発燃料処理装置を提供することを課題とする。

本発明の蒸発燃料処理装置は上記課題を解決するために、燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに蒸発燃料通路を介して接続されたキャニスタと、前記燃料タンクとは別に設けられ、前記燃料を一時的に貯留可能な燃料トラッパと、前記燃料タンクの下部と、前記燃料トラッパの下部とを連通させる第１連通路と、前記燃料トラッパの上部空間と大気とを連通させる第２連通路とを備える。

本発明の蒸発燃料処理装置は、例えば車両に搭載され、例えば内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクと、該燃料タンク内で発生した蒸発燃料（即ち、ベーパ）を吸着可能なキャニスタとを備える。燃料タンクとキャニスタとは蒸発燃料通路を介して接続される。蒸発燃料通路には、典型的には、燃料タンク内の圧力が所定の開弁圧以上のときに開弁する封鎖弁が設けられており、燃料タンク内の圧力が所定の開弁圧以上のときに、ベーパが燃料タンクからキャニスタに流入して吸着される。

本発明では特に、燃料トラッパ、第１連通路及び第２連通路を備える。燃料トラッパは、燃料タンクとは別に例えば燃料タンクより上方に設けられ、燃料を一時的に貯留することが可能な容器である。燃料トラッパは、例えば、燃料タンクよりも温度が低い低環境下に配置される。第１連通路は、例えば管状部材により構成され、燃料タンクの下部と燃料トラッパの下部とを連通させる。例えば、第１連通路は、一端側が燃料トラッパの下面に接続されると共に、他端側が燃料タンクの上面を貫通して燃料タンクの下面付近に配置されるように構成される。このため、第１連通路の燃料タンク側の端は、燃料タンク内に貯留された燃料に浸ることになる。言い換えれば、第１連通路の燃料タンク側の端は、燃料タンク内の燃料中（言い換えれば、液相中）に配置される。第２連通路は、例えば管状部材により構成され、燃料トラッパの上部空間と大気とを連通させる。例えば、第２連通路は、一端が燃料トラッパの上部に接続され、他端が大気に開放されている。ここで、「燃料トラッパの上部空間」とは、燃料トラッパ内における上方の空間であり、燃料トラッパ内に一時的に貯留される燃料の上方に形成される気相空間を意味する。

よって、例えば外気温や内燃機関の排気熱などにより燃料タンク内の燃料の温度が上昇し、ベーパが発生することにより、燃料タンク内の圧力が上昇した場合、燃料タンクに貯留されている燃料の一部を、第１連通管を介して燃料トラッパに移送することができる。従って、燃料タンク内の圧力を低下させることができ、燃料タンク内のベーパがキャニスタに流入することを抑制できる、即ち、キャニスタにベーパが吸着されることを抑制できる。更に、燃料トラッパに移送された燃料を、燃料タンク内の圧力の低下に伴って燃料タンク内に戻すことができ、燃料タンク内の燃料を燃料トラッパから戻された燃料によって冷やすことができる。尚、燃料トラッパは、上述したように、燃料タンクよりも温度が低い低環境下に配置されており、燃料タンクから燃料トラッパに移送された燃料は、燃料トラッパにおいて冷却される。従って、燃料タンクにおけるベーパの発生を抑制することができる。これにより、キャニスタにベーパが吸着されることを抑制できる。加えて、本発明によれば、燃料タンクに対して燃料トラッパ、第１連通路及び第２連通路を設けるという比較的簡易な構成を有しているので、例えば車両に搭載される際の例えば重量面、コスト面、或いはスペース面などの種々の仕様を満たすことも可能となり、実践上大変有利である。

以上説明したように、本発明によれば、燃料タンクで発生する蒸発燃料（即ち、ベーパ）がキャニスタに吸着されることを抑制できる。更に、比較的簡易な構成を有しているので、実践上大変有利である。

本発明の蒸発燃料処理装置の一態様では、前記蒸発燃料通路に設けられ、前記燃料タンク内の圧力が所定の開弁圧以上のときに開弁する封鎖弁を更に備える。

この態様によれば、燃料タンク内の圧力が所定の開弁圧未満のときには、封鎖弁は閉弁状態となり蒸発燃料通路が封鎖されるので、燃料タンクとキャニスタとの連通を遮断することができる。よって、燃料タンク内の圧力が所定の開弁圧未満であるときに、燃料タンク内のベーパがキャニスタに流入するのを封鎖弁によって防止しつつ、燃料タンク内の燃料を燃料トラッパに移送することができる。従って、燃料タンク内のベーパがキャニスタに流入することをより確実に抑制できる。

本発明の蒸発燃料処理装置の他の態様では、前記燃料トラッパは、当該蒸発燃料処理装置が搭載される車両における前記燃料タンクが設けられた部分よりも温度が低い低温部分に設けられる。

この態様によれば、燃料タンクから燃料トラッパに移送された燃料を燃料トラッパにおいて確実に冷却することができる。よって、燃料トラッパにおいて冷却された燃料が燃料タンク内に戻されることにより、燃料タンク内の燃料を燃料トラッパから戻された燃料によってより確実に冷やすことができる。従って、燃料タンクにおけるベーパの発生をより確実に抑制することができる。

本発明の蒸発燃料処理装置の他の態様では、前記第２連通路は、前記キャニスタを介して大気に連通する。

この態様によれば、ベーパが第２連通路を介して大気に放出されることを抑制或いは防止できる。

上述した第２連通路がキャニスタを介して大気に連通する態様では、前記第２連通路に設けられ、開弁時に前記燃料トラッパと前記キャニスタとを連通させると共に閉弁時に前記燃料トラッパと前記キャニスタとの連通を遮断する開閉弁を更に備えてもよい。

この場合には、例えば、キャニスタ及び燃料トラッパを含むシステムを検査対象システムとして、穴あき等の異常を検出する検査を行う際、キャニスタ及び燃料トラッパのうち異常が発生している一方を特定すること（即ち、キャニスタ及び燃料トラッパのどちらが異常であるか否かを判定すること）が可能となる。

上述した開閉弁を更に備える態様では、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記燃料トラッパと前記キャニスタとの連通が前記開閉弁によって遮断された状態で前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて、前記燃料タンクに異常が発生しているか否かを判定する第１異常判定手段とを更に備えてもよい。

この場合には、燃料タンクを含むシステムを検査対象システムとして穴あき検出を行う際における、燃料タンク内の燃料の液面高さが変動することによる誤検出を回避することが可能となる。

本発明の蒸発燃料処理装置の他の態様では、前記燃料トラッパ内の燃料の液面高さを検出する液面高さ検出手段と、前記液面高さ検出手段によって検出された前記液面高さに基づいて、前記燃料タンクに異常が発生しているか否かを判定する第２異常判定手段とを更に備える。

この態様によれば、燃料タンク内の圧力を測定することなく、液面高さ検出手段によって検出される液面高さに基づいて、燃料タンクに穴あき等の異常が発生していることを検出することが可能となる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。 タンク内圧の変化による燃料の動きを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。 第２実施形態におけるキャニスタ側穴あき検出の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。 第３実施形態におけるキャニスタ側穴あき検出の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。 第４実施形態におけるタンク側穴あき検出の流れを示すフローチャートである。 第５実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。 第５実施形態における穴あき検出の流れを示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、図１及び図２を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。

図１において、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両１０は、エンジン２００、モータジェネレータ６００及びＥＣＵ１００を備えている。

車両１０は、エンジン２００と、電動機及び発電機として機能するモータジェネレータ６００とを走行用の駆動源として搭載した、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両として構成されている。エンジン２００とモータジェネレータ６００とは、図示しない動力伝達機構を介して互いに接続されている。車両１０は、エンジン２００及びモータジェネレータ６００の両方の駆動力により走行するＨＶ（hybrid Vehicle）走行と、エンジン２００が停止され、モータジェネレータ６００のみの駆動力により走行するＥＶ（Electric Vehicle）走行とを選択的に行うことが可能に構成されている。尚、車両１０は、エンジン２００のみを駆動源とする車両であってもよい。

エンジン２００は、車両１０の駆動源の一つとして機能するように構成され、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。エンジン２００は、そのシリンダ内部で燃料と吸入空気（即ち、外界から導かれる空気）との混合気を燃焼させると共に、爆発力に応じて生じる内部のピストン運動を回転運動に変換することで車両１０を駆動可能に構成されている。尚、エンジン２００は、ガソリンエンジンに限られず、軽油を燃料とするディーゼルエンジン又はアルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能なバイフューエルエンジン等であってもよい。

エンジン２００には、そのシリンダ内部に外界から吸入空気を導くための吸気通路２１０が設けられている。この吸気通路２１０には、エアクリーナ２２０が配設されており、外界から吸入される空気が浄化される。吸気通路２１０におけるエアクリーナ２２０の下流側（シリンダ側）には、シリンダ内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１２が配設されている。エンジン２００では、吸気通路２１０によって外部から吸入された吸入空気と、燃料噴射装置であるインジェクタ２１４から噴射された燃料とが混合され（即ち、混合気を形成し）、この混合気が燃焼される。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。

車両１０は、燃料タンク３００、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００を更に備えている。

燃料タンク３００は、エンジン２００の燃料を貯留するための燃料タンクである。燃料タンク３００には、燃料タンク３００内に燃料を供給するためのパイプであるインレットパイプ３１０が設けられている。インレットパイプ３１０の給油口３１１には、フューエルキャップ３１２が着脱可能に取り付けられている。インレットパイプ３１０の給油口３１１と反対側の端部には、燃料タンク３００内の燃料がインレットパイプ３１０を逆流し燃料タンク３００から給油口３１１側に流れることを防止する、逆止弁３１３が設けられている。インレットパイプ３１０の給油口３１１の近傍には、ベントライン３２０が接続されている。ベントライン３２０は、給油時に、燃料タンク３００内の蒸発燃料をインレットパイプ３１０の給油口３１１付近まで戻し、大気が給油口１１から燃料タンク３００内に入り込む量を低減するために設けられている。

燃料タンク３００内には、フューエルポンプ３３０及び残量センサ３４０が配設されている。フューエルポンプ３３０は、燃料タンク３００内に貯留された燃料を吸い上げることが可能に構成されたポンプ装置である。フューエルポンプ３３０には、エンジン２００のインジェクタ２１４に至るフィードパイプ３５０が連結されており、フューエルポンプ３３０によって吸い上げられた燃料は、フィードパイプ３５０を介してインジェクタ２１４に供給される。残量センサ３４０は、フロート式の液面高センサであり、燃料タンク３００における燃料の残量を数値化して検出することが可能に構成されている。残量センサ３４０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。残量センサ３４０によって検出された燃料の残量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される。

燃料タンク３００の上部には、後述するキャニスタ４００と燃料タンク３００内の燃料液面上部空間とを連通させる、本発明に係る「蒸発燃料通路」の一例であるエバポライン３６０が接続されている。エバポライン３６０と燃料タンク３００との接続部には、ＯＲＶＲバルブ（Onboard refueling vapor recovery valve）３７１及びＣＯＶ(Cut Off Valve)３７２が設けられている。ＯＲＶＲバルブ３７１は、給油時の液面上昇により閉弁し、エバポライン３６０と燃料タンク３００との連通を遮断するように構成されている。また、ＯＲＶＲバルブ３７１は、車両転倒時等においてもエバポライン３６０と燃料タンク３００との連通を遮断する構成となっており、エバポライン３６０を介して燃料タンク３００内の燃料が外部に漏洩しない構成となっている。ＣＯＶ３７２は、ＯＲＶＲバルブ３７１と並列配置されており、ＯＲＶＲバルブ３７１よりも更に液面が上昇した場合にエバポライン３６０と燃料タンク３００との連通を遮断するように構成されている。ＣＯＶ３７２は、給油時の液面上昇に際しては、ＯＲＶＲバルブ３７１の閉弁後も開弁状態を維持するが、車両旋回による液面の動揺等により液面がＣＯＶ３７２まで到達する場合には閉弁し、エバポライン３６０と燃料タンク３００との連通を遮断するように構成されており、エバポライン３６０を介して燃料タンク３００内の燃料が外部に漏洩しない構成となっている。

エバポライン３６０には、封鎖弁３７０が設けられている。封鎖弁３７０は、開閉動作によりエバポライン３６０を開放及び封鎖することが可能に構成されたバルブ装置である。封鎖弁３７０が閉弁状態である場合には、エバポライン３６０は封鎖され、燃料タンク３００とキャニスタ４００との連通が遮断される。封鎖弁３７０は、燃料タンク３００内の圧力（以下、適宜「タンク内圧」と称する）が所定の開弁圧以上のときに開弁するように構成されている。封鎖弁３７０は、ＥＣＵ１００に接続されており、その開閉動作がＥＣＵ１００により制御される。

キャニスタ４００は、その内部に、燃料タンク３００内で発生する蒸発燃料（即ち、ベーパ）を吸着保持可能な活性炭等の吸着材４１０を備えた吸着装置である。キャニスタ４００は、上述したエバポライン３６０、大気連通管４２０及びパージ用配管４３０の三種類の配管に接続されている。

大気連通管４２０は、車両１０の車外空間（言い換えれば、大気）と連通する管状部材であり、後述するキーオフポンプ４５０を介してキャニスタ４００に接続されている。大気連通管４２０は、後述するパージコントロールバルブ４４０が閉弁し且つ上述した封鎖弁３７０が開弁している場合には、エバポライン３６０を介してキャニスタ４００に流入するガスのうち吸着材４１０によるベーパ吸着後に残留する清浄な空気を車外へ導くと共に、パージコントロールバルブ４４０が開弁し且つ封鎖弁３７０が閉弁している場合には、車外から外気をキャニスタ４００に導くように構成されている。

キーオフポンプ４５０は、キャニスタ４００や燃料タンク３００等を検査対象システムとして、穴あき等の異常を検出するための検査（以下、「穴あき検出」と適宜呼ぶ）を行う際に適宜用いられるポンプ装置である。「穴あき」とは、検査対象システムにその内部のガスが外部に漏れる穴が形成されてしまっていることを意味する。

キーオフポンプ４５０には、圧力センサ４６０が設けられている。圧力センサ４６０は、キーオフポンプ４５０内のキャニスタ４００側の圧力を検出可能に構成された圧力センサである。圧力センサ４６０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。圧力センサ４６０によって検出された圧力は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される。

穴あき検出では、例えば、先ず、キャニスタ４００側の空気がキーオフポンプ４５０によって大気連通管４２０を介して車外に排気され、キャニスタ４００を含む検査対象システムの圧力が負圧にされる。次に、キーオフポンプ４５０が停止され、キャニスタ４００と大気連通管４２０との連通が遮断された後、検査対象システムの圧力変化に基づいて穴あき等の異常が発生しているか否かが判定される。

パージ用配管４３０は、一端部がキャニスタ４００の下方に接続され、他端部が吸気通路２１０におけるスロットルバルブ２１２の下流側に接続された、パージガスの通路である。

ここで、「パージガス」とは、大気連通管４２０を介して適宜導かれる外気と吸着材４１０に吸着保持されたベーパとの混合体（即ち、ベーパの吸着量がゼロであれば、外気そのもの）である。このようなパージガスは、エンジン２００の稼働時に、パージ用配管４３０を介して吸気通路２１０に供給され、パージガスに含まれるベーパがエンジン２００での燃焼に供される。尚、以下では、このように、キャニスタ４００に吸着されたベーパをエンジン２００での燃焼に供する一連の処理を「パージ処理」と適宜称する。

パージ用配管４３０には、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）であるパージコントロールバルブ４４０が設けられている。パージコントロールバルブ４４０の弁体は、エンジン２００の非稼動時には、パージコントロールバルブ４４０の上流側と下流側（この場合の上流側及び下流側とは、パージガスの流れ方向を基準とした方向概念であって、上流側はキャニスタ４４０側を意味し、下流側は吸気通路２１０側を意味する）との連通を遮断する遮断位置で停止するようにコイルバネ等の弾性体により付勢されている。一方、エンジン２００が稼動状態にある場合、吸気通路２１０には主として吸気行程において負圧が形成される。この負圧によって、ＶＳＶたるパージコントロールバルブ４４０の弁***置は、上記遮断位置から変化し、パージコントロールバルブ４４０の上流側と下流側とが連通する。その結果、エンジン負圧により大気連通管４２０を介して外気が導かれ、また係る外気が、パージ用配管４３０へ到達する途上において吸着材４１０に保持されたベーパと適宜混合されることによって、上述したパージガスとしてパージ用配管４３０を介して吸気通路２１０へ供給される。尚、パージコントロールバルブ４４０は、本実施形態ではＶＳＶとして構成されるが、その構成はＶＳＶに限定されない。パージコントロールバルブ４４０は、例えば、電磁アクチュエータ等により駆動される弁体を備えた電磁制御式の弁装置として構成されてもよい。

燃料トラッパ５００は、燃料タンク３００より上方に設けられ、燃料を一時的に貯留することが可能な容器である。燃料トラッパ５００は、車両１０における、燃料タンク３００が配置された部分（例えば、エンジンコンパートメント（以下、「エンコパ」と適宜称する）や床下など）よりも温度が低い低温部分（例えば、ボディシェル内或いは車室内など）に配置されている。燃料トラッパ５００には、第１連通路５１０及び第２連通路５２０が接続されている。

第１連通路５１０は、燃料タンク３００の下部と燃料トラッパ５００の下部とを連通させる管状部材である。第１連通路５１０は、一端側が燃料トラッパ５００の下面に接続されると共に、他端側が燃料タンク３００の上面を貫通して燃料タンク３００の下面付近に配置されるように構成されている。このため、第１連通路５１０の他端は、燃料タンク３００内に貯留された燃料に浸ることになる。

第２連通路５２０は、燃料トラッパ５００の上部空間と大気とを連通させる管状部材である。第２連通路５２０は、一端が燃料トラッパ５００の上部に接続され、他端が大気に開放されている。

次に、本実施形態に特有の構成である燃料トラッパ５００、第１連通路５１０及び第２連通路５２０による効果について、図１に加えて図２を参照して説明する。

図２は、タンク内圧の変化による燃料の動きを示すフローチャートである。

図１及び図２において、燃料タンク３００に貯留されている燃料は、タンク内圧が上昇するか否かによりその動きが異なる（ステップＳ１１０）。タンク内圧は、例えば外気温やエンジン２００の排気熱などによって燃料タンク３００内の燃料の温度が上昇し、ベーパが発生することにより上昇する。

タンク内圧が上昇した場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、燃料タンク３００に貯留されている燃料の一部は、第１連通管５１０を通って燃料トラッパ５００に移送される（ステップＳ１２０）。即ち、燃料タンク３００内の燃料は、上昇したタンク内圧によって、第１連通路５１０を介して燃料トラッパ５００内に押し上げられる。尚、燃料トラッパ５００は、第２連通路５２０によって大気と連通されているので、燃料トラッパ５００内の圧力は、上昇したタンク内圧よりも低い。

このような燃料タンク３００から燃料トラッパ５００へ燃料の移送は、第１連通管５１０の両端の圧力差がなくなるまで継続される。つまり、このような燃料の移送は、タンク内圧と燃料トラッパ５００内に移送された燃料による圧力とが圧力バランスをとりながら行われる。

よって、タンク内圧は、燃料タンク３００内の燃料の一部が燃料トラッパ５００に移送されることにより低下する。従って、封鎖弁３７０が開弁状態となって燃料タンク３００内のベーパがキャニスタ４００に流入することを抑制できる、即ち、キャニスタ４００の吸着材４１０にベーパが吸着されるのを抑制することができる。

次に、燃料トラッパ５００に移送された燃料が冷却される（ステップＳ１５０）。燃料トラッパ５００は、上述したように、車両１０における、燃料タンク３００が配置された部分よりも温度が低い低温部分に配置されているので、燃料タンク３００から燃料トラッパ５００に移送された燃料は、燃料トラッパ５００において冷却される。その後、燃料トラッパ５００において冷却された燃料は、タンク内圧の低下（後述するステップＳ１３０も参照）に伴って、第１連通管５１０を介して燃料タンク３００内に戻り、燃料タンク３００内の燃料と混ざる（後述するステップＳ１４０も参照）。よって、燃料タンク３００内の燃料を、燃料トラッパ５００において冷却された燃料によって冷やすことができる。従って、燃料タンク３００におけるベーパの発生を抑制することができる。

尚、車両１０の走行中に燃料トラッパ５００に対して走行風を当てることにより燃料トラッパ５００を冷却する冷却手段など、より積極的に燃料トラッパ５００を冷却する冷却手段を設けてもよい。この場合には、燃料トラッパ５００内に移送された燃料をより確実に冷却することができ、燃料タンク３００におけるベーパの発生をより確実に抑制することが可能となる。

一方、タンク内圧が上昇していない場合には（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、燃料タンク３００に貯留されている燃料は、タンク内圧が低下しているか否かによってその動きが異なる（ステップＳ１３０）。タンク内圧は、燃料タンク３００内の燃料の温度が低下することにより、ベーパが凝縮することで低下する。

タンク内圧が低下した場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、上述したように燃料トラッパ５００内に移送された燃料は、第１連通管５１０を通って燃料タンク３００に戻される（ステップＳ１４０）。このような燃料トラッパ５００から燃料タンク３００への燃料の戻しは、上述した燃料タンク３００から燃料トラッパ５００へ燃料の移送と同様に、タンク内圧と燃料トラッパ５００内に移送された燃料による圧力とが圧力バランスをとりながら行われる。よって、上述したように、燃料タンク３００内の燃料を、燃料トラッパ５００において冷却された燃料によって冷やすことができる。

タンク内圧が低下していない（即ち、タンク内圧が変化していない）場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、燃料タンク３００と燃料トラッパ５００との間における燃料の移動は行われない。

以上説明したように、本実施形態によれば、燃料トラッパ５００、第１連通路５１０及び第２連通路５２０を備えているので、燃料タンク３００内の燃料の温度が上昇し、タンク内圧が上昇した場合に、燃料タンク３００内の燃料の一部を第１連通管５１０を介して燃料トラッパ５００に移送することができる。よって、燃料タンク３００内のベーパがキャニスタ４００に流入することを抑制できる。更に、燃料トラッパ５００内において冷却された燃料を、タンク内圧の低下に伴って燃料タンク３００に戻すことができる。従って、燃料タンク３００内の燃料を冷やすことができ、ベーパの発生を抑制することができる。加えて、本実施形態によれば、燃料タンク３００に対して燃料トラッパ５００、第１連通路５１０及び第２連通路５２０を設けるという比較的簡易な構成を有しているので、車両１０に搭載される際の例えば重量面、コスト面、或いはスペース面などの種々の仕様を満たすことも可能となり、実践上大変有利である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。尚、図３において、図１に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図３において、第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置は、上述した第１実施形態における第２連通路５２０（図１参照）に代えて第２連通路５２２を備える点で、上述した第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置と概ね同様に構成されている。

図３において、第２連通路５２２は、燃料トラッパ５００の上部空間と大気とを連通させる管状部材である。第２連通路５２２は、一端が燃料トラッパ５００の上部に接続され、他端がエバポライン３６０に接続されている。即ち、第２連通路５２２は、キャニスタ４００を介して大気に連通するように構成されている。つまり、本実施形態では、燃料トラッパ５００の上部空間は、第２連通路５２２、エバポライン３６０、キャニスタ４００及び大気連通管４２０を介して大気と連通する。

このように本実施形態では特に、第２連通路５２２がキャニスタ４００を介して大気に連通するので、ベーパが第２連通路５２２を介して大気に放出されることを抑制或いは防止できる。即ち、本実施形態によれば、第２連通路５２２を燃料トラッパ５００側から大気側へ流れるベーパをキャニスタ４００の吸着材４１０に吸着させることができるので、ベーパの大気への放出を殆ど或いは完全に無くすことができる。

更に、本実施形態によれば、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００を一つの検査対象システムとして、穴あき検出を行うことが可能となる。尚、以下では、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００を一つの検査対象システムとして行う穴あき検出を、「キャニスタ側穴あき検出」と適宜称する。

図４は、本実施形態におけるキャニスタ側穴あき検出の流れを示すフローチャートである。

図４において、先ず、キャニスタ側穴あき検出を行うことが可能な実行条件（即ち、キャニスタ側穴あき検出実行条件）が成立しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ２１０）。即ち、先ず、ＥＣＵ１００は、キャニスタ側穴あき検出実行条件（例えば、エンジン２００が停止していること、パージコントロールバルブ４４０及び封鎖弁３７０が閉弁状態であることなど）が満たされているか否かを判定する。

キャニスタ側穴あき検出実行条件が成立していないと判定された場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、例えば所定時間後に再び、キャニスタ側穴あき検出実行条件が成立しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ２１０）。

一方、キャニスタ側穴あき検出実行条件が成立していると判定された場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、キャニスタ側穴あき検出がＥＣＵ１００によって開始される（ステップＳ２２０）。

キャニスタ側穴あき検出が開始されると、先ず、キーオフポンプ４５０が作動し、検査対象システムに負圧が導入される（ステップＳ２３０）。即ち、ＥＣＵ１００の制御下で、キャニスタ４００側の空気がキーオフポンプ４５０によって大気連通管４２０を介して車外に排気され、キャニスタ２００及び燃料トラッパ５００を含む検査対象システムの圧力が負圧にされる。

次に、キーオフポンプ４５０がＥＣＵ１００によって停止され、検査対象システムが負圧の状態に保持される（ステップＳ２４０）。即ち、ＥＣＵ１００の制御下でキーオフポンプ４５０が停止され、キャニスタ４００と大気連通管４２０との連通が遮断される。

次に、検査対象システム内の圧力が変化しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ２５０）。この際、ＥＣＵ１００は、例えば、キーオフポンプ４５０に設けられた圧力センサ４６０によって検出される圧力に基づいて、検査対象システム内の圧力が変化しているか否かを判定する。

検査対象システム内の圧力が変化していると判定された場合には（ステップＳ２５０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、検査対象システムが異常であると判定する（ステップＳ２６０）。即ち、例えば、検査対象システム内の圧力が低下していると判定された場合には、検査対象システムに穴あき等の異常が発生していると判定する。

一方、検査対象システム内の圧力が変化していないと判定された場合には（ステップＳ２５０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、検査対象システムが正常であると判定する（ステップＳ２７０）。

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、図５及び図６を参照して説明する。

図５は、第３実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。尚、図５において、図３に示した第２実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図５において、第３実施形態に係る蒸発燃料処理装置は、第２連通路５２２に開閉弁５３０を更に備える点で、上述した第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置と異なり、その他の点については、上述した第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置と概ね同様に構成されている。

図５において、開閉弁５３０は、第２連通路５２２に設けられ、開弁時に燃料トラッパ５００とキャニスタ４００とを連通させると共に閉弁時に燃料トラッパ５００とキャニスタ４００との連通を遮断することが可能に構成されたバルブ装置である。

本実施形態によれば、このような開閉弁５３０を備えているので、開閉弁５３０を開弁状態とすることにより、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００を一つの検査対象システムとして、穴あき検出を行うことが可能となると共に、開閉弁５３０を閉弁状態とすることにより、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００のうちキャニスタ４００のみを検査対象システムとして、穴あき検出を行うことが可能となる。よって、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００を一つの検査対象システムとして、キャニスタ側穴あき検出が行われた際、検査対象システムに異常があると判定された場合に、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００のうち異常が発生している一方を特定すること（即ち、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００のどちらが異常であるかを判定すること）が可能となる。

図６は、本実施形態におけるキャニスタ側穴あき検出の流れを示すフローチャートである。尚、図６において、図４に示した第２実施形態に係る動作処理と同様の動作処理に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図６において、検査対象システム（即ち、キャニスタ４００及び燃料トラッパ５００）が負圧の状態に保持された後（ステップＳ２４０）、検査対象システム内の圧力が変化しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ２５０）。

検査対象システム内の圧力が変化していると判定された場合には（ステップＳ２５０：Ｙｅｓ）、開閉弁５３０がＥＣＵ１００によって閉弁状態とされる（ステップＳ３６０）。

その後、キャニスタ４００内の圧力が変化しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ３７０）。この際、ＥＣＵ１００は、例えば、キーオフポンプ４５０に設けられた圧力センサ４６０によって検出される圧力に基づいて、キャニスタ４００内の圧力が変化しているか否かを判定する。

キャニスタ４００内の圧力が変化していると判定された場合には（ステップＳ３７０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、キャニスタ４００が異常であると判定する（ステップＳ３８０）。即ち、例えば、キャニスタ４００内の圧力が低下していると判定された場合には、キャニスタ４００に穴あき等の異常が発生していると判定する。

一方、キャニスタ４００内の圧力が変化していないと判定された場合には（ステップＳ３７０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、キャニスタ４００が正常であり、燃料トラッパ５００が異常であると判定する（ステップＳ３９０）。即ち、例えば、キャニスタ４００内の圧力が低下していないと判定された場合には、燃料トラッパ５００に穴あき等の異常が発生していると判定する。

＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、図７及び図８を参照して説明する。

図７は、第４実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。尚、図７において、図５に示した第３実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図７において、第４実施形態に係る蒸発燃料処理装置は、圧力センサ３４５を更に備えると共に、ＥＣＵ１００が、燃料トラッパ５００とキャニスタ４００との連通が開閉弁５３０によって遮断された状態で圧力センサ３４５によって検出された圧力に基づいて、燃料タンク３００に異常が発生しているか否かを判定する点で、上述した第３実施形態に係る蒸発燃料処理装置と異なり、その他の点については、上述した第３実施形態に係る蒸発燃料処理装置と概ね同様に構成されている。

図７において、圧力センサ３４５は、燃料タンク３００の上面に設けられており、燃料タンク３００内の圧力（即ち、タンク内圧）を検出可能に構成された圧力センサである。圧力センサ３４５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。圧力センサ３４５によって検出されたタンク内圧は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される。尚、圧力センサ３４５は、本発明に係る「圧力検出手段」の一例である。

ＥＣＵ１００は、燃料トラッパ５００とキャニスタ４００との連通が開閉弁５３０によって遮断された状態で圧力センサ３４５によって検出された圧力に基づいて、燃料タンク３００に例えば穴あき等の異常が発生しているか否かを判定することが可能に構成されている。即ち、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１異常判定手段」として機能することが可能に構成されている。

本実施形態によれば、燃料タンク３００を含むシステムを検査対象システムとして穴あき検出を行う際における、燃料タンク３００内の燃料の液面高さが変動することによる誤検出を回避することが可能となる。尚、以下では、燃料タンク３００を含むシステムを検査対象システムとして行う穴あき検出を、「タンク側穴あき検出」と適宜称する。

図８は、本実施形態におけるタンク側穴あき検出の流れを示すフローチャートである。

図８において、先ず、タンク側穴あき検出を行うことが可能な実行条件（即ち、タンク側穴あき検出実行条件）が成立しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ４１０）。即ち、先ず、ＥＣＵ１００は、タンク側穴あき検出実行条件（例えば、エンジン２００が停止していること、パージコントロールバルブ４４０が閉弁状態であることなど）が満たされているか否かを判定する。

タンク側穴あき検出実行条件が成立していないと判定された場合には（ステップＳ４１０：Ｎｏ）、例えば所定時間後に再び、タンク側穴あき検出実行条件が成立しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ４１０）。

一方、タンク側穴あき検出実行条件が成立していると判定された場合には（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、タンク側穴あき検出がＥＣＵ１００によって開始される（ステップＳ４２０）。

タンク側穴あき検出が開始されると、先ず、封鎖弁３７０が開弁状態とされ、開閉弁５３０が閉弁状態とされる（ステップＳ４３０）。即ち、ＥＣＵ１００は、タンク側穴あき検出を開始する際、キャニスタ４００と燃料タンク３００とが封鎖弁３７０を介して連通するように、且つ、燃料トラッパ５００とキャニスタ４００との連通が開閉弁５３０によって遮断されるように、封鎖弁３７０及び開閉弁５３０を制御する。

次に、キーオフポンプ４５０が作動し、検査対象システムに負圧が導入される（ステップＳ４４０）。即ち、ＥＣＵ１００の制御下で、燃料タンク３００側の空気がキーオフポンプ４５０によって大気連通管４２０を介して車外に排気され、燃料タンク３００を含む検査対象システムの圧力が負圧にされる。

次に、キーオフポンプ４５０がＥＣＵ１００によって停止され、検査対象システムが負圧の状態に保持される（ステップＳ４５０）。即ち、ＥＣＵ１００の制御下でキーオフポンプ４５０が停止され、キャニスタ４００と大気連通管４２０との連通が遮断される。

次に、検査対象システム内の圧力が変化しているか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ４６０）。この際、ＥＣＵ１００は、例えば、燃料タンク３００に設けられた圧力センサ３４５によって検出される圧力に基づいて、検査対象システム内の圧力が変化しているか否かを判定する。

検査対象システム内の圧力が変化していると判定された場合には（ステップＳ４６０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、検査対象システムが異常であると判定する（ステップＳ４７０）。即ち、例えば、検査対象システム内の圧力が低下していると判定された場合には、検査対象システムに穴あき等の異常が発生していると判定する。

一方、検査対象システム内の圧力が変化していないと判定された場合には（ステップＳ４６０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、検査対象システムが正常であると判定する（ステップＳ４８０）。

本実施形態では、上述したように、タンク側穴あき検出を行う際には、開閉弁５３０は閉弁状態とされる（ステップＳ４３０）ので、燃料トラッパ５００と燃料タンク３００との間での燃料の移送を停止でき、燃料タンク３００内の燃料の液面高さの変動を低減或いは防止できる。よって、燃料タンク３００内の燃料の液面高さの変動に起因して、タンク内圧が変動することにより、穴あき等の異常を誤検出してしまうことを回避できる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、図９及び図１０を参照して説明する。

図９は、第５実施形態に係る蒸発燃料処理装置を備えた車両の模式図である。尚、図９において、図１に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。

図９において、第５実施形態に係る蒸発燃料処理装置は、液面高センサ５４０を更に備える点で、上述した第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置と概ね同様に構成されている。

図９において、液面高センサ５４０は、フロート式の液面高センサであり、燃料トラッパ５００における燃料の液面高さ（即ち、燃料液面高さ）を数値化して検出することが可能に構成されている。液面高センサ５４０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。液面高センサ５４０によって検出された燃料液面高さは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される。尚、液面高センサ５４０は、本発明に係る「液面高さ検出手段」の一例である。また、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第２異常判定手段」の一例としても機能する。

本実施形態によれば、液面高センサ５４０によって検出される燃料液面高さに基づいて、燃料タンク３００を含むシステムを検査対象システムとして穴あき検出を行うことが可能となる。

図１０は、本実施形態における穴あき検出の流れを示すフローチャートである。

図１０において、先ず、車両１０が走行中であるか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５１０）。

走行中であると判定された場合には（ステップＳ５１０：Ｙｅｓ）、ＥＶ走行中であるか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５２０）。

ＥＶ走行中であると判定された場合には（ステップＳ５２０：Ｎｏ）、例えば所定時間後に再び、車両１０が走行中であるか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５１０）。

一方、ＥＶ走行中でないと判定された場合には（ステップＳ５２０：Ｙｅｓ）、穴あき検出がＥＣＵ１００によって開始される（ステップＳ５４０）。この際、ＥＣＵ１００は、穴あき検出を行うことが可能な実行条件（例えば、パージコントロールバルブ４４０が閉弁状態であることなど）が成立しているか否かを判定し、実行条件が成立している場合に穴あき検出を開始する。

走行中でないと判定された場合には（ステップＳ５１０：Ｎｏ）、外気温に変化があるか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５３０）。ＥＣＵ１００は、外気温センサによって検出される外気温が例えば基準温度から変化しているか否かを判定する。

外気温に変化がないと判定された場合には（ステップＳ５３０：Ｎｏ）、例えば所定時間後に再び、車両１０が走行中であるか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップＳ５１０）。

一方、外気温に変化があると判定された場合には（ステップＳ５３０：Ｙｅｓ）、穴あき検出がＥＣＵ１００によって開始される（ステップＳ５４０）。

即ち、本実施形態における穴あき検出は、車両１０がＥＶ走行中でなく（即ち、ＨＶ走行中であり）エンジン２００が動作しており、エンジン２００の排気熱によって燃料タンク３００内の燃料の温度が上昇していると想定される場合（ステップＳ５２０：Ｙｅｓ）、及び、外気温に変化があり（例えば外気温が上昇しており）、燃料タンク３００内の燃料の温度が変化（例えば上昇）していると想定される場合（ステップＳ５３０：Ｙｅｓ）に開始される（ステップＳ５４０）。

穴あき検出が開始されると、先ず、燃料トラッパ５００内の燃料液面高さが測定される（ステップＳ５５０）。即ち、ＥＣＵ１００は、液面高センサ５４０によって検出される燃料液面高さを参照する。

次に、燃料トラッパ５００内の燃料液面高さに変化があるか否かがＥＣＵ１００によって判定される（ステップ５６０）。即ち、ＥＣＵ１００は、液面高センサ５４０によって検出された燃料液面高さに基づいて、燃料トラッパ５００内の燃料液面高さが変化しているか否かを判定する。

燃料液面高さに変化があると判定された場合には（ステップＳ５６０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、検査対象システムが正常であると判定する（ステップ５７０）。

一方、燃料液面高さに変化がないと判定された場合には、（ステップＳ５６０：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、検査対象システムが異常であると判定する（ステップＳ５８０）。

つまり、ＥＣＵ１００は、燃料トラッパ５００内の燃料液面高さに変化がある場合には（ステップＳ５６０：Ｙｅｓ）、エンジン２００の排気熱、或いは外気温の変化によって、燃料タンク３００内の燃料の温度が上昇してタンク内圧が上昇することにより、燃料タンク３００と燃料トラッパ５００との間で正常に燃料の移送が行われているとして、検査対象システムが正常であると判定し（ステップＳ５７０）、燃料トラッパ５００内の燃料液面高さに変化がない場合には（ステップＳ５６０：Ｎｏ）、本来、燃料トラッパ５００内の燃料液面高さが変化すべきであるにもかかわらず、穴あき等の異常が発生しているために燃料タンク３００と燃料トラッパ５００との間で燃料の移送が行われていない状態であると判定する（ステップＳ５８０）。

このように本実施形態によれば、燃料トラッパ５００内に液面高センサ５４０が設けられているので、タンク内圧を測定することなく、液面高センサ５４によって検出される燃料液面高さに基づいて、燃料タンク３００を含む検査対象システムに穴あき等の異常が発生していることを検出することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う蒸発燃料処理装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…燃料タンク、３４５…圧力センサ、３６０…エバポライン、４００…キャニスタ、４５０…キーオフポンプ、５００…燃料トラッパ、５１０…第１連通路、５２０…第２連通路、５３０…開閉弁、５４０…液面高センサ、６００…モータジェネレータ

Claims (7)

1. 燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンクに蒸発燃料通路を介して接続されたキャニスタと、
   前記燃料タンクとは別に設けられ、前記燃料を一時的に貯留可能な燃料トラッパと、
   前記燃料タンクの下部と、前記燃料トラッパの下部とを連通させる第１連通路と、
   前記燃料トラッパの上部空間と大気とを連通させる第２連通路と
   を備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記蒸発燃料通路に設けられ、前記燃料タンク内の圧力が所定の開弁圧以上のときに開弁する封鎖弁を更に備える請求項１に記載の蒸発燃料処置装置。
3. 前記燃料トラッパは、当該蒸発燃料処理装置が搭載される車両における前記燃料タンクが設けられた部分よりも温度が低い低温部分に設けられる請求項１又は２に記載の蒸発燃料処置装置。
4. 前記第２連通路は、前記キャニスタを介して大気に連通する請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処置装置。
5. 前記第２連通路に設けられ、開弁時に前記燃料トラッパと前記キャニスタとを連通させると共に閉弁時に前記燃料トラッパと前記キャニスタとの連通を遮断する開閉弁を更に備える請求項４に記載の蒸発燃料処置装置。
6. 前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記燃料トラッパと前記キャニスタとの連通が前記開閉弁によって遮断された状態で前記圧力検出手段によって検出された圧力に基づいて、前記燃料タンクに異常が発生しているか否かを判定する第１異常判定手段と
   を更に備える請求項５に記載の蒸発燃料処置装置。
7. 前記燃料トラッパ内の燃料の液面高さを検出する液面高さ検出手段と、
   前記液面高さ検出手段によって検出された前記液面高さに基づいて、前記燃料タンクに異常が発生しているか否かを判定する第２異常判定手段と
   を更に備える請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸発燃料処置装置。

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