JP3773406B2 - Evaporative fuel processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから放出される蒸発燃料(ベーパ)をキャニスタに吸着し、キャニスタから蒸発燃料を脱離して内燃機関の吸気系に放出し処理する蒸発燃料処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、高揮発性油(例えばガソリン等の燃料)を利用するガソリンエンジン搭載車等の自動車においては、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料が大気中に放出されることを防止するために、自動車に蒸発燃料処理装置を装着している。この蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料を吸着するための吸着材として活性炭が封入されたキャニスタを備えており、蒸発燃料を吸着保持する。吸着した蒸発燃料は、内燃機関作動時に吸気管の負圧によりキャニスタの大気ポートより導入される外気によって脱離され、吸気管内に導入されインジェクタからの噴射燃料とともに燃焼される。
【0003】
ところで、近年、内燃機関の直噴化やHEV化が増えつつあり、こうしたエンジンでは吸気管負圧が小さくなることが知られている。しかしながら、従来の蒸発燃料処理装置においては、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気管へ送り込む圧送源として吸気管負圧を利用しているので、吸気管負圧が小さくなると蒸発燃料を内燃機関の吸気管へ送り込むことが難しくなるという問題が生じる。この対策として、吸気管負圧が小さくなるエンジンには、パージ通路又はキャニスタの大気ポート側にパージポンプを設置し、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料をパージポンプにより吸引及び/又は圧送し吸気管に導出させることが、特開平11−30185号公報及び特開平5−340315号公報により、従来公知である。
【0004】
しかしながら、このパージポンプを用いてキャニスタに吸着された蒸発燃料を圧送する蒸発燃料処理装置では、パージポンプ内に可燃性の蒸発燃料が流入した状態でパージポンプを作動すると、パージポンプ駆動源モータやパージポンプのインペラとハウジングの摩擦により引火する恐れがあった。また、パージポンプがモータ駆動であるために、余分に電力を消費するという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、吸気管負圧が小さい場合においてもキャニスタ内に吸着された蒸発燃料を吸気管内に送り込むことができると同時に、パージポンプ停止時にパージポンプ内に可燃性の蒸発燃料が流入した際の安全措置を施し、パージポンプの事故発生を防止し、かつポンプ作動条件を限定して燃費低減を計った蒸発燃料処理装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された蒸発燃料処理装置を提供する。
請求項1に記載の蒸発燃料処理装置は、キャニスタの大気ポート側にパージポンプを設置すると共に、パージポンプ停止時にパージポンプ内に可燃性の蒸発燃料が流入した際の安全措置として、パージポンプのモータを収容するモータケース内にパージポンプのハウジングに接続されたインレットを設け、モータ始動前に内燃機関の吸気負圧によりパージポンプ内の蒸発燃料を掃気するようにしたものであり、これにより、パージポンプの事故が防止され、安全が確保される。
【0007】
請求項2の蒸発燃料処理装置は、キャニスタの蒸発燃料導入ポートにタンク内圧弁を、パージポンプのインレット側に大気弁を設けたものであり、燃料タンクとキャニスタとを、燃料タンク内圧がある一定圧以上に上昇及び下降しないように双方向に連通すると共に、内燃機関の吸気負圧によりパージポンプの大気弁が開いて、パージポンプ内の蒸発燃料を掃気できるようにしている。
【0008】
請求項3,4,5の蒸発燃料処理装置は、それぞれパージポンプ内の蒸発燃料が掃気できたことを確認する手段を規定したものであり、請求項3では、内燃機関の吸気負圧が所定値以下となったときに、吸気負圧によるパージが不充分となるためにパージポンプによる強制パージを開始する。請求項4では、パージポンプに設置したHC濃度センサによりパージポンプ内に蒸発燃料が残っていない、もしくは燃焼下限界であることを確認後にパージポンプを始動するようにしている。請求項5では、パージ通路に設置されているパージバルブの開度から得られるパージ流量から、予め分かっているパージポンプの容積分を掃気するのに必要な時間を算出して、その時間だけ吸気負圧によるパージを行った後に、パージポンプを始動するようにしている。
【0009】
請求項6,7,8の蒸発燃料処理装置は、それぞれパージポンプの作動を停止する判定条件を規定したものであり、請求項6では、内燃機関の吸気負圧が所定値以上になったときに吸気負圧によるパージが可能となったと判断して、パージポンプによる強制パージを終了するようにしている。請求項7では、パージ通路に設置されたHC濃度センサで検出されるHC濃度が所定値以下となったときに、キャニスタに多くの蒸発燃料が残っていないと判断してパージポンプの作動を停止するようにしており、請求項8では、燃料タンク内圧が所定値以下となったときに、キャニスタに蒸発燃料が流入していないと判断してパージポンプの作動を停止するようにしている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の蒸発燃料処理装置について説明する。図1は、本発明の蒸発燃料処理装置の構成図であり、図2は、パージポンプの断面図を示している。本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク1から発生した蒸発燃料を吸着保持するキャニスタ2と、キャニスタ2に吸着された蒸発燃料を内燃機関の吸気管9に強制パージするパージポンプ3とを具備している。
【0011】
キャニスタ2は、内圧弁6を介して燃料タンク1と連通している。またキャニスタ2内部には、吸着剤として、例えば活性炭、が封入されており、燃料タンク1内で揮発した蒸発燃料を内圧弁6を介して導入して吸着保持する。内圧弁6は、燃料タンク内圧が蒸発燃料により、ある一定圧以上に上昇及び下降しないように双方向に制御する弁である。
【0012】
更にキャニスタ2は、内燃機関の吸気管9とパージ通路5により連通しており、その途中にはHC濃度センサ7と、内燃機関の回転数、吸気管の負圧、及びHC濃度センサ7等の状態によりECU(電子式制御装置)10により制御されるパージバルブ4とが設置されている。このパージバルブ4は、その開度の情報をECU10に出力し、予め分かっているパージポンプの容積を吸引するのに必要な時間をECU10で計算し、その時間経過後にパージポンプ3に作動信号を出力する。
またキャニスタ2の大気ポート側にはパージポンプ3が設置されており、キャニスタ2に吸着された蒸発燃料を吸気管9内に強制パージする。
【0013】
図2にパージポンプ3の詳細が、断面図で示されている。パージポンプ3は、ハウジング13と、このハウジング13内に回転自在に配されたインペラ14と、このインペラ14を駆動するモータ16とから構成されており、ECU10により制御される。パージポンプ3には、インレット12とアウトレット11がそれぞれ接続され、このインレット12は、モータ16を収容するモータケース15内に設置されている。
このモータケース15は、大気弁18を介して大気と連通している。大気弁18は、必要に応じて大気との連通を閉鎖する、双方向に制御する弁である。また、モータケース15には、HCを検出するHC濃度センサ17が設置され、モータケース15内のHC濃度がECU10に入力される。
ECU10は、各センサ等からの入力信号及び予め記憶された制御プログラムに基づいて、パージバルブ4及びパージポンプ3等を制御する。
【0014】
燃料タンク1の上部には、圧力センサ8が設けられており、タンク内圧がECU10に入力される。ECU10は、タンク内圧によって、パージポンプ3の作動を制御する。また燃料タンク1の側方には、内部に燃料給油通路を形成するフィラーネック19が上方に斜めに延びるように設けられており、その先端には、フィラーキャップ20が取り付けられている。
【0015】
次に、本発明の蒸発燃料処理装置の作動を説明する。
図3は、本発明の蒸発燃料処理装置のパージポンプの作動条件を示すフローチャートである。ステップS1においてイグニッションがONとなったとき、ステップS2に進みパージバルブ4がONとなり開弁する。次にステップS3にて内燃機関のスロットル開度および回転数により知られる吸気負圧が所定値PO以下であるか否かを判定する。吸気負圧が所定値POより大きければ吸気負圧によるパージが可能なため、パージポンプ3による強制パージを必要としないと判断し終了する。即ちこの場合、パージポンプ3は駆動されない。このステップS3で吸気負圧が所定値PO以下であればステップS4に進む。
【0016】
ステップS4では、内燃機関の吸気負圧によりパージポンプ3の大気弁18が開き、パージポンプ3内の蒸発燃料を掃気する。次にステップS5にてパージポンプ3に設置してあるHC濃度センサ17によりパージポンプ3内の蒸発燃料が無いことを確認して、ステップS6でパージポンプ3を作動し強制パージを行う。
【0017】
次にステップS7,S8,S9で吸気負圧が所定値POより小さく、タンク内圧が所定値P1以上であり、かつパージ通路5のHC濃度センサ7で検出されるパージガス濃度が所定値CO以上であったときは、パージポンプ3により引き続き強制パージをする必要があると判断してパージポンプ3の作動を続ける。
【0018】
またステップS7で吸気負圧が所定値PO以下のときは、吸気負圧によるパージが不充分であるため、引き続きパージポンプ3による強制パージが必要と判断してステップS8へ進む。ステップS8では、燃料タンク1のタンク内圧が所定値P1以下であったとき、キャニスタ2への蒸発燃料の流入が無いと判断する。次にステップS9へ進みパージ通路5のHC濃度センサ7で検出されるパージガス濃度が所定値CO以上であるか否かを判定する。このときパージガス濃度が所定値CO以下であれば、キャニスタ2に蒸発燃料が残存していないと判断し、ステップS10でパージポンプ3の作動を停止し終了する。
【0019】
また、ステップS7で吸気負圧が所定値POより大きかったときは、パージポンプ3による強制パージを必要としないと判断して、ステップS10でパージポンプ3の作動を停止し終了する。
また、ステップS11において、パージポンプ3の停止からの時間又はステップS3においてNOと判断してからの時間が所定時間tを経過後、上記で述べた作動を繰り返す。
【0020】
以上説明したように、本発明の蒸発燃料処理装置では、パージポンプの始動前に内燃機関の吸気負圧によってパージポンプ内の蒸発燃料を掃気することで安全な構造とすることができる。またパージポンプの運転判定条件によりパージポンプの駆動時間を短縮し、節電できるために、燃費低減の効果も奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の蒸発燃料処理装置の構成説明図である。
【図2】本発明の蒸発燃料処理装置のパージポンプの断面図である。
【図3】本発明のパージポンプの作動条件を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…燃料タンク
2…キャニスタ
3…パージポンプ
4…パージバルブ
5…パージ通路
6…内圧弁
7,17…HC濃度センサ
8…圧力センサ
11…アウトレット
12…インレット
15…モータケース
16…モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus that adsorbs evaporated fuel (vapor) released from a fuel tank to a canister, desorbs the evaporated fuel from the canister, releases it to an intake system of an internal combustion engine, and processes it.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in automobiles equipped with gasoline engines that use highly volatile oil (for example, fuel such as gasoline), in order to prevent the evaporated fuel volatilized in the fuel tank from being released into the atmosphere, Evaporative fuel treatment device is installed in This evaporative fuel processing apparatus includes a canister in which activated carbon is sealed as an adsorbent for adsorbing the evaporated fuel volatilized in the fuel tank, and adsorbs and holds the evaporated fuel. The adsorbed evaporated fuel is desorbed by the outside air introduced from the atmospheric port of the canister due to the negative pressure of the intake pipe when the internal combustion engine is operated, and is introduced into the intake pipe and burned together with the injected fuel from the injector.
[0003]
By the way, in recent years, the direct injection and HEV of internal combustion engines are increasing, and it is known that the intake pipe negative pressure is reduced in such engines. However, in the conventional evaporative fuel processing apparatus, the intake pipe negative pressure is used as a pressure feed source for sending the evaporated fuel adsorbed in the canister to the intake pipe of the internal combustion engine. This makes it difficult to feed the fuel into the intake pipe of the internal combustion engine. As a countermeasure, for an engine with a low intake pipe negative pressure, a purge pump is installed on the purge passage or the atmospheric port side of the canister, and the evaporated fuel adsorbed in the canister is sucked and / or pumped by the purge pump. It is conventionally known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-30185 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-340315.
[0004]
However, in an evaporative fuel processing apparatus that pumps evaporative fuel adsorbed to a canister using this purge pump, if the purge pump is operated with combustible evaporative fuel flowing into the purge pump, a purge pump drive source motor or There was a risk of ignition due to friction between the impeller of the purge pump and the housing. In addition, since the purge pump is driven by a motor, there is a problem in that extra power is consumed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to allow the evaporated fuel adsorbed in the canister to be fed into the intake pipe even when the intake pipe negative pressure is small, and at the same time when the purge pump is stopped. By providing safety measures when combustible vaporized fuel flows into the purge pump, preventing accidents in the purge pump, and providing a vaporized fuel treatment device that reduces fuel consumption by limiting pump operating conditions. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an evaporative fuel processing apparatus as described in each of the claims as means for solving the above-mentioned problems.
The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1 is provided with a purge pump installed on the atmospheric port side of the canister, and as a safety measure when combustible evaporative fuel flows into the purge pump when the purge pump is stopped, An inlet connected to the purge pump housing is provided in the motor case housing the motor, and the evaporated fuel in the purge pump is scavenged by the intake negative pressure of the internal combustion engine before starting the motor. Accidents in the purge pump are prevented and safety is ensured.
[0007]
According to another aspect of the present invention, there is provided an evaporative fuel treatment apparatus in which an evaporative fuel introduction port of a canister is provided with a tank internal pressure valve, and an air valve is provided on the inlet side of the purge pump. In addition to communicating in both directions so as not to rise and fall beyond the pressure, the atmospheric valve of the purge pump is opened by the intake negative pressure of the internal combustion engine so that the evaporated fuel in the purge pump can be scavenged.
[0008]
The evaporative fuel treatment apparatus according to
[0009]
The evaporative fuel processing devices according to
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an evaporated fuel processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an evaporative fuel processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a purge pump. The evaporative fuel processing apparatus of the present invention comprises a
[0011]
The
[0012]
Further, the
A
[0013]
FIG. 2 shows the details of the
The
The
[0014]
A pressure sensor 8 is provided above the fuel tank 1, and the tank internal pressure is input to the
[0015]
Next, the operation of the evaporated fuel processing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing operating conditions of the purge pump of the evaporated fuel processing apparatus of the present invention. When the ignition is turned on in step S1, the process proceeds to step S2 where the purge valve 4 is turned on and opened. Next, in step S3, it is determined whether or not the intake negative pressure known from the throttle opening and the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined value PO. If the intake negative pressure is larger than the predetermined value PO, the purge by the intake negative pressure is possible. Therefore, it is determined that the forced purge by the
[0016]
In step S4, the
[0017]
Next, in steps S7, S8, and S9, the intake negative pressure is smaller than the predetermined value PO, the tank internal pressure is equal to or higher than the predetermined value P1, and the purge gas concentration detected by the
[0018]
When the intake negative pressure is equal to or lower than the predetermined value PO in step S7, the purge by the intake negative pressure is insufficient, so that it is determined that the forced purge by the
[0019]
If the intake negative pressure is greater than the predetermined value PO in step S7, it is determined that forced purge by the
In step S11, the operation described above is repeated after a predetermined time t has passed since the time since the
[0020]
As described above, the evaporated fuel processing apparatus of the present invention can have a safe structure by scavenging the evaporated fuel in the purge pump by the intake negative pressure of the internal combustion engine before starting the purge pump. Further, since the purge pump drive time can be shortened according to the purge pump operation determination conditions and power can be saved, the fuel consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a fuel vapor processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a purge pump of the evaporated fuel processing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing operating conditions of the purge pump of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
前記パージポンプ停止時に蒸発燃料が前記パージポンプ内に流入した際の安全措置として、前記パージポンプのモータを収納するモータケース内に前記パージポンプのハウジングに接続されたインレットを設け、モータ始動前に内燃機関の吸気負圧により前記パージポンプ内の蒸発燃料を掃気することを特徴とする蒸発燃料処理装置。The atmosphere in a canister vessel having activated carbon having adsorption / desorption action, having an evaporative fuel introduction port communicating with a fuel tank, a purge port communicating with an intake pipe of an internal combustion engine, and an atmosphere port communicating with the atmosphere In the evaporative fuel processing apparatus in which the motor-driven purge pump that can desorb the vaporized fuel adsorbed in the canister by pumping air is installed in the port.
As a safety measure when evaporated fuel flows into the purge pump when the purge pump is stopped, an inlet connected to the purge pump housing is provided in a motor case that houses the purge pump motor, and before the motor is started. An evaporative fuel processing apparatus that scavenges evaporative fuel in the purge pump by an intake negative pressure of an internal combustion engine.
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