JP2011256778A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蒸発燃料処理装置1Aは、燃料タンク3で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ13と、燃料タンク3とキャニスタ13とを連通するベーパ通路9に設けられ、閉位置から開方向に開度を増大させても蒸発燃料の通流が遮断される不感帯領域を有し、不感帯領域よりも開度が増すと、蒸発燃料の通流が許容される導通領域となる制御バルブ11と、制御バルブ11を開制御し蒸発燃料を流す制御手段2と、燃料タンク3の内圧を検出する圧力センサ16と、を備え、制御手段2は、燃料タンク3の内圧に基づいて、制御バルブ11における不感帯領域と導通領域との切換を判定する。
【選択図】図1
Description
図1に、本発明の第一の実施形態に係る蒸発燃料処理装置(密閉保持時)1Aの構成図を示す。蒸発燃料処理装置1Aは、ベーパ通路(配管)9と、ベーパ通路(配管)9上に接続される制御バルブ(ボールバルブ)11と、制御バルブ11と並列にベーパ通路(配管)9上に接続される高圧2ウェイバルブ10と、制御バルブ11の開度を検出する開度検出手段(エンコーダ)12と、ベーパ通路(配管)9の一端が接続されるキャニスタ13と、一端がキャニスタ13に接続され他端がエンジン(内燃機関)の吸気通路(図示省略)に接続するパージ通路(配管)18と、パージ通路(配管)18上に接続されるパージコントロールバルブ14と、キャニスタ13内の圧力を検出する圧力センサ15と、三方弁17と、三方弁17で通気する方向を切り替えることでベーパ通路(配管)9内の制御バルブ11に対して燃料タンク3側の圧力とキャニスタ13側の圧力を検出する圧力センサ16と、制御手段2とを有している。
次に、図1から図3を用いて本実施形態に係る蒸発燃料処理装置1Aの制御について説明する。なお、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置1Aはプラグインハイブリッド車に搭載されているものとして以下説明する。
図1は、「駐車時」および「CD MODE走行時」(密閉保持時)の状態を示し、図2は「給油時」の状態を示し、図3は「CS MODE走行時」(パージ時)の状態を示している。ここで、「CD MODE走行時」とはエンジン(内燃機関)を駆動せず電気走行している状態であり、「CS MODE走行時」とはハイブリッド(HEV)走行でエンジン(内燃機関)が駆動して走行している状態である。
また、図3に示すように、制御手段2は「CS MODE走行時」(パージ時)において、パージコントロールバルブ14および制御バルブ11を開弁することにより、燃料タンク3の蒸発燃料やキャニスタ13に吸着された蒸発燃料がパージ通路18からエンジンの吸気通路(図示省略)へと流れ、エンジンでの燃焼に用いられる。
図4に、制御バルブ(ボールバルブ)11のボール(弁体)の回動軸を法線とする平面で切断した断面図を示す。図4(a)は、制御バルブ11の開度aがゼロ度(全閉)の場合を示している。開度aがゼロ度(全閉)の場合、弁座11a内の流路の方向に対して、ボール(弁体)11b内の流路の方向が、90度傾き、弁座11a内の流路を、ボール(弁体)11bで塞いでいる。弁座11aには、全閉ストッパ11dと全開ストッパ11eが取り付けられ、ボール(弁体)11bには、ステム11cが取り付けられている。ステム11cは、ボール(弁体)11bの回動に伴って回動する。開度aがゼロ度(全閉)の場合において、ステム11cは、全閉ストッパ11dに当接し、図4(a)に示す以上に反時計回りにボール(弁体)11bが回らないようになっている。制御手段2は、ボール(弁体)11b及びステム11cが反時計回りに回らなくなるまで回動させる閉制御を行い、回らなくなった状態の開度aを、ゼロ度(ゼロ点)と記憶することで、開度aのゼロ点補正を行うことができる。また、開度aが90度(全開)の場合において、ステム11cは、全開ストッパ11eに当接し、図4(e)に示す以上に時計回りにボール(弁体)11b回らないようになっている。なお、図4では、ボール(弁体)11bを時計回りに回動させて開弁しているが、これに限らず、反時計回りに回動させて開弁してもよく、この場合、ボール(弁体)11bとステム11cの回動の範囲に合わせて全閉ストッパ11dと全開ストッパ11eの取り付け位置を変更すればよい。
続いて、図6及び図7を参照して、制御バルブ11の不感帯領域Bの最大Bmaxを学習する手法について説明する。図6の例は、制御バルブ11の不感帯領域Bの最大Bmaxが、大きい方向にずれた場合であり、図7の例は、制御バルブ11の不感帯領域Bの最大Bmaxが、小さい方向にずれた場合である。例えば、制御手段2は、所定の学習周期で図6及び図7における学習を実施することができる。
続いて、本発明の第二の実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、第一の実施形態に係る蒸発燃料処理装置1Aとの相違点を中心に説明する。図8に示すように、第二の実施形態に係る蒸発燃料処理装置1Bは、パージされた蒸発燃料がパージ通路18を介して混合気として供給されるエンジン(内燃機関)19と、排気エンジン19に供給される、蒸発燃料を含有する混合気の空燃比(混合気における空気質量を蒸発燃料質量で割った値)を検出し、検出結果を制御手段2へ出力する空燃比センサ20と、をさらに備える。この空燃比センサ20は、エンジン19の排気システム(エキゾーストマニホールド、触媒、マフラー等)に設けられたO2センサによって実現可能であり、かかるO2センサの抵抗値の上下動によって空燃比が検出される。
続いて、図9を参照して、制御バルブ11の不感帯領域Bの最大Bmaxを学習する手法について説明する。図9の例において、制御手段2は、パージコントロールバルブ14を予め開弁して、蒸発燃料を含有する混合気をエンジン19へ供給する。続いて、エンジン19へ向けてパージされる蒸発燃料の量が安定した状態となった後、制御手段2は、所定の閉度(例えば、開度aが0(ゼロ)度)から、所定の速さ(回転速度)で制御バルブ11のボール(弁体)11bを回転させて制御バルブ11を開弁する。ここで、開弁開始(t=0)から時間t31経過後に、空燃比センサ20によって検出された空燃比が所定値k以上低下するため、制御手段2は、空燃比が低下し始めた時間t31において制御バルブ11が不感帯領域から導通領域へ切り換わったと判定し、時間t31におけるタンク内圧a31を不感帯領域Bの最大Bmaxとして制御手段2内の記憶部に記憶する。なお、制御手段2は、空燃比に関するフィードバック制御を行っており、混合気の蒸発燃料及び空気の量を調整するため、一旦低下した空燃比は元の値に戻される。
2 制御手段
3 燃料タンク
11 制御バルブ(ボールバルブ)
12 開度検出手段(エンコーダ)
13 キャニスタ
14 パージコントロールバルブ
16 圧力センサ(タンク内圧検出手段)
19 エンジン(内燃機関)
20 空燃比センサ(空燃比検出手段)
Claims (8)
- 燃料を貯留する燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベーパ通路に設けられ、初期位置から開方向に開度を増大させても前記蒸発燃料の通流が遮断される不感帯領域を有し、前記不感帯領域よりも開度が増すと、前記蒸発燃料の通流が許容される導通領域となる制御バルブと、
前記制御バルブを開制御し前記蒸発燃料を流す制御手段と、
前記制御バルブの開度を検出する開度検出手段と、
を備えた蒸発燃料処理装置であって、
前記制御手段は、前記制御バルブにおける前記不感帯領域と前記導通領域との切換を判定する
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 前記燃料タンクの内圧を検出するタンク内圧検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記タンク内圧検出手段によって検出された前記燃料タンクの内圧に基づいて、前記制御バルブにおける前記不感帯領域と前記導通領域との切換を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記制御手段は、前記制御バルブを前記不感帯領域から開方向に開度を増大させて、前記タンクの内圧が低下し始めた時に、前記制御バルブが前記不感帯領域から前記導通領域へ切り換わったと判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記制御手段は、前記制御バルブを前記導通領域から閉方向に開度を減少させて、前記タンクの内圧が一定になった時に、前記制御バルブが前記導通領域から前記不感帯領域へ切り換わったと判定する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記制御手段は、前記制御バルブを前記導通領域から閉方向に開度を減少させる速さを、前記制御バルブを前記不感帯領域から開方向に開度を増大させる速さよりも小さくする
ことを特徴とする請求項4に記載の蒸発燃料処理装置。 - 内燃機関に供給される、前記蒸発燃料を含有する混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記空燃比検出手段によって検出された前記空燃比に基づいて、前記制御バルブにおける前記不感帯領域と前記導通領域との切換を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。 - 前記制御手段は、前記制御バルブを前記不感帯領域から開方向に開度を増大させて、前記空燃比が所定量以上低下した時に、前記制御バルブが前記不感帯領域から前記導通領域へ切り換わったと判定する
ことを特徴とする請求項6に記載の蒸発燃料装置。 - 前記制御手段は、前記開度検出手段によって検出された切換時点の開度を記憶する
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
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