JP6597283B2 - Flow assist device - Google Patents
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Description
本発明は、流量低下が予測される際にポンプ装置を作動させて流量の低下を防ぐ流量アシスト装置に関する。 The present invention relates to a flow assist device that operates a pump device to prevent a decrease in flow rate when a decrease in flow rate is predicted.
(従来技術)
流量低下が予測される際にポンプ装置を作動させて流量の低下を防ぐ流量アシスト装置の一例として、蒸発燃料処理装置を用いて説明する。
蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で蒸発した蒸発燃料を保持するキャニスタと、このキャニスタが保持した蒸発燃料をスロットルバルブの吸気下流へ導くパージ通路と、このパージ通路の開閉および開度調整を行うパージバルブとを備える。
(Conventional technology)
As an example of a flow assist device that operates the pump device to prevent a decrease in the flow rate when a decrease in the flow rate is predicted, an evaporative fuel processing device will be described.
The evaporative fuel processing apparatus performs a canister that holds the evaporated fuel evaporated in the fuel tank, a purge passage that guides the evaporated fuel held by the canister to the intake valve downstream of the throttle valve, and opens / closes and adjusts the opening of the purge passage And a purge valve.
近年では、エンジンの低排気量化、ハイギヤド化に伴う低回転化、省エネのための過給機化等により、吸気負圧が小さくなる傾向にある。なお、吸気負圧が小さい状態は、吸気圧が大気圧より高くなる状態を含むものである。吸気負圧が小さいと、キャニスタの蒸発燃料を吸気通路へ導くパージ処理ができなくなる。
そこで、パージ通路に電動のパージポンプを設け、パージポンプの作動によりキャニスタが保持する蒸発燃料を吸気通路へ圧送する技術が提案されている。
In recent years, intake negative pressure tends to decrease due to engine displacement reduction, lower rotation associated with higher gearing, and supercharger for energy saving. The state where the intake negative pressure is small includes a state where the intake pressure becomes higher than the atmospheric pressure. When the intake negative pressure is small, the purge process for guiding the evaporated fuel of the canister to the intake passage cannot be performed.
Therefore, a technique has been proposed in which an electric purge pump is provided in the purge passage and the evaporated fuel held by the canister is pumped to the intake passage by the operation of the purge pump.
(問題点)
近年では、ハイブリッド車やアイドルストップ車など、省エネやCO2低減等の目的で、エンジンの運転頻度が下がる傾向にある。そこで、エンジンの運転中は、キャニスタに保持させた蒸発燃料を常時吸気通路へ導くことが望まれる。すると、エンジンの運転中は、パージポンプを常時作動させることになる。
その結果、パージポンプには、極めて高寿命で高耐久の性能が望まれることになり、高コスト化の要因になる。また、パージポンプがエンジンの運転中に常時作動することで電力消費も多くなってしまう。
(problem)
In recent years, the frequency of engine operation tends to decrease for the purpose of energy saving and CO2 reduction, such as hybrid vehicles and idle stop vehicles. Therefore, it is desirable to always guide the evaporated fuel held in the canister to the intake passage during the operation of the engine. Then, during operation of the engine, the purge pump is always operated.
As a result, the purge pump is required to have a very long life and high durability, which causes a cost increase. In addition, since the purge pump is always operated during operation of the engine, power consumption increases.
そこで、吸気負圧が小さい時のみパージポンプを作動させ、吸気負圧が小さくない時はパージポンプを停止して吸気負圧により蒸発燃料を吸気通路に導くことが考えられる。
しかし、パージポンプを停止すると、パージポンプが大きな通気抵抗として作用することになり、停止したパージポンプによって蒸発燃料のパージ処理が阻害されてしまう。
Therefore, it is conceivable that the purge pump is operated only when the intake negative pressure is small, and when the intake negative pressure is not small, the purge pump is stopped and the evaporated fuel is guided to the intake passage by the intake negative pressure.
However, when the purge pump is stopped, the purge pump acts as a large ventilation resistance, and the purge process of the evaporated fuel is hindered by the stopped purge pump.
具体的に、パージポンプを停止させる際、単に電動モータをOFFすると、インペラの停止位置は成り行きになる。
すると、図9に示すように、翼15の外縁部が吐出ポート22のポート入口22iを塞ぐ状態になってしまい、パージポンプ7がパージ通路の流路抵抗を大きくしてしまう。その結果、吸気負圧が小さくないにも関わらず、停止中のパージポンプ7が蒸発燃料のパージ処理を阻害する不具合が生じてしまう。なお、符合は、後述する実施形態と同一機能物に同一符合を付したものである。
Specifically, when the purge pump is stopped, simply turning off the electric motor leads to the impeller stop position.
Then, as shown in FIG. 9, the outer edge portion of the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、停止中のポンプ装置が通路の流れを阻害しない流量アシスト装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a flow assist device in which a stopped pump device does not hinder the flow of a passage.
請求項1の発明は、ポンプ装置(7)を停止する際、翼通路出口(αo)とポート入口(22i)を一致させた状態でインペラ(12)の回転を停止する。このため、通路(5)の途中に停止中のポンプ装置が介在しても、停止中のポンプ装置が流路抵抗を大きくする不具合を回避できる。 According to the first aspect of the present invention, when the pump device (7) is stopped, the impeller (12) stops rotating in a state where the blade passage outlet (αo) and the port inlet (22i) are aligned. For this reason, even if the stopped pump device is interposed in the middle of the passage (5), it is possible to avoid the problem that the stopped pump device increases the flow path resistance.
請求項2の発明は、ポンプ装置を停止する際、電動モータ(11)の回転数が所定回転数(B)以下に低下した後に、ホールIC(25)の検出信号に基づいてインペラの停止位置を制御する。これにより、翼通路出口とポート入口を一致させた状態でインペラの回転を停止できる。このため、通路の途中に停止中のポンプ装置が介在しても、停止中のポンプ装置が流路抵抗を大きくする不具合を回避できる。 According to the second aspect of the present invention, when the pump device is stopped, the impeller stop position is determined based on the detection signal of the Hall IC (25) after the rotational speed of the electric motor (11) has dropped below the predetermined rotational speed (B). To control. Thereby, the rotation of the impeller can be stopped in a state where the blade passage outlet and the port inlet are aligned. For this reason, even if the stopped pump device is interposed in the middle of the passage, it is possible to avoid the problem that the stopped pump device increases the flow path resistance.
以下において「発明を実施するための形態」を詳細に説明する。 Hereinafter, “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” will be described in detail.
本発明の流体アシスト装置を蒸発燃料処理装置に適用した実施形態を説明する。なお、以下の「実施形態」は具体的な一例を開示するものであり、本発明が以下の「実施形態」に限定されないことは言うまでもない。 An embodiment in which the fluid assist device of the present invention is applied to an evaporative fuel processing device will be described. The following “embodiment” discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the following “embodiment”.
[実施形態1]
図1〜図5を参照して実施形態1を説明する。
蒸発燃料処理装置は、ハイブリッド車、アイドルストップ車、コンベ車などエンジンを搭載する自動車に用いられる。
蒸発燃料処理装置は、燃料タンク1の蒸発燃料をキャニスタ2に保持させ、エンジンの運転中にキャニスタ2が保持する蒸発燃料をエンジンの吸気通路3に導いてパージ処理を行う。
[Embodiment 1]
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
The evaporative fuel processing apparatus is used for automobiles equipped with an engine such as a hybrid vehicle, an idle stop vehicle, and a conveyor vehicle.
The evaporative fuel processing device holds the evaporative fuel in the
蒸発燃料処理装置は、燃料タンク1内で蒸発した蒸発燃料を保持するキャニスタ2を備える。
蒸発燃料処理装置は、キャニスタ2が保持した蒸発燃料をスロットルバルブ4の吸気下流の吸気通路3へ導くパージ通路5を備える。
蒸発燃料処理装置は、パージ通路5の開閉および開度調整を行うパージバルブ6を備える。
蒸発燃料処理装置は、パージバルブ6とキャニスタ2の間のパージ通路5に設けられて、キャニスタ2内における蒸発燃料を含む空気を吸気通路3へ向けて圧送するパージポンプ7を備える。
燃料処理装置に用いられる複数の電気機能部品は、エンジン制御を行うECU8(エンジン・コントロール・ユニットの略)により作動状態が制御される。
The evaporated fuel processing apparatus includes a
The evaporated fuel processing apparatus includes a
The fuel vapor processing apparatus includes a
The evaporated fuel processing apparatus includes a
The operation state of the plurality of electric functional parts used in the fuel processing apparatus is controlled by an ECU 8 (abbreviation of engine control unit) that performs engine control.
キャニスタ2は、内部に蒸発燃料を吸着して保持する活性炭等の吸着物質を収容する容器である。
このキャニスタ2には、燃料タンク1内の蒸発燃料をキャニスタ2へ導くブリーザ通路9が接続され、燃料タンク1の上部空間と連通する。
なお、ブリーザ通路9と燃料タンク1との接続部には、周知のベントバルブ、ロールオーババルブ、カットオフバルブ等が設けられる。ベントバルブは、燃料タンク1の内圧がブリーザ配管より高くなると開弁する。ロールオーババルブは、給油時や車両転倒時に閉弁してベントバルブと燃料タンク1との接続を遮断する。カットオフバルブは、ロールオーババルブと並列に設けられ、ロールオーババルブより液面が上昇した際にベントバルブと燃料タンク1との接続を遮断する。
The
The
A known vent valve, rollover valve, cut-off valve or the like is provided at a connection portion between the
また、キャニスタ2は、図示しない大気導入通路を介して大気が導入可能に設けられている。大気導入通路には、電磁弁構造を有するCCV10(キャニスタ・クローズ・バルブの略)が設けられている。このCCV10は、ECU8により作動状態が制御されるものであり、CCV10が開かれることで大気がキャニスタ2内に取り込まれる。
The
パージバルブ6は、通電時に開弁するノーマリ・クローズ・タイプの電磁弁であり、周知の構造を採用する。このパージバルブ6は、ECU8により作動状態が制御されるものであり、エンジン停止中は通電が停止されて閉弁し、エンジン運転中は通電状態が制御されて吸気通路3へ導かれる蒸発燃料を含む空気量を調整する。
The
パージポンプ7は、パージ通路5の途中に設けられる遠心式のポンプ装置であり、通電により回転出力を発生する電動モータ11を備える。
パージポンプ7は、電動モータ11によって回転駆動されインペラ12を備える。
パージポンプ7は、インペラ12を収容するハウジング13を備える。
The
The
The
電動モータ11は、型式等を限定するものではなく、ブラシを用いたブラシモータであっても良いし、ブラシを用いないブラシレスモータであっても良い。電動モータ11の具体的な一例は、PMモータ、SPMモータ、IPMモータ等の永久磁石型同期モータであっても良いし、SRモータ、SynRモータ等の同期リラクタンスモータであっても良い。
The
インペラ12は、樹脂またはアルミ等の軽量金属によって形成された薄型偏平の円筒形状を呈する。
具体的にインペラ12は、中心部において電動モータ11のモータ軸11aと結合される略円板形状のハブ14と、回転の中心側から外径方向へ向かう複数の翼15と、主板との間で複数の翼15を挟む略リング円板状のシュラウド16とを備える。
The
Specifically, the
ハウジング13は、樹脂またはアルミ等の軽量金属によって形成されて、インペラ12を非接触に収容する。
具体的にハウジング13は、ハブ14との間に隙間を隔てて対向するハウジングベース17と、インペラ12の外周を非接触に覆う円筒部18と、シュラウド16との間に隙間を隔てて対向する円板部19とを備える。
The
Specifically, the
ハウジングベース17は、車両に対して直接または間接的に固定されるものであり、電動モータ11が固定される。
円筒部18と円板部19は、一体に設けられてカバーハウジング20を構成する。このカバーハウジング20は、ネジや接着剤等によってハウジングベース17に固定される。
The
The
また、ハウジング13には、キャニスタ2側に接続される吸入ポート21と、パージバルブ6側に接続される吐出ポート22とが設けられる。
なお、この実施形態では、吸入ポート21と吐出ポート22をカバーハウジング20に一体に設ける例を示すが、もちろん限定するものではない。
The
In this embodiment, an example in which the
吸入ポート21は、インペラ12の中心部へ蒸発燃料を含む空気を導く導入口である。なお、パージポンプ7をキャニスタ2と一体的に設ける場合には、パイプ形状を呈する吸入ポート21を廃止することが可能になる。
吐出ポート22は、インペラ12を通過した蒸発燃料を含む空気を外部へ導く排出口である。なお、パージポンプ7をパージバルブ6と一体的に設ける場合には、パイプ形状を呈する吐出ポート22を廃止することができる。
The
The
パージポンプ7は、ECU8により運転状態が制御される。ECU8は、マイクロコンピュータを用いてエンジンの運転状態を制御する周知なものであり、吸気通路3の吸気負圧に基づいてパージポンプ7の運転と停止の切替制御を行う。
なお、電動モータ11がONした時の回転数は、定常回転に保たれるものであっても良いし、連続的あるいは段階的に可変制御されるものであっても良い。
The operation state of the
Note that the rotation speed when the
ECU8には、吸気負圧が予め設定した判定値より小さい時のみにパージポンプ7を作動させる制御プログラムが設けられている。
具体的に、ECU8は、スロットルバルブ4の下流域の吸気負圧が予め設定した判定値より小さい場合に「ポンプ作動領域」と判定してパージポンプ7をONする。また、ECU8は、スロットルバルブ4の下流域の吸気負圧が予め設定した判定値より大きい場合に「ポンプ停止領域」と判定してパージポンプ7をOFFする。なお、「ポンプ作動領域」と「ポンプ停止領域」の作動境界には、パージポンプ7のON/OFF作動のハンチングを防ぐ手段としてヒステリシスが設定される。
The
Specifically, when the intake negative pressure in the downstream region of the throttle valve 4 is smaller than a predetermined determination value, the
なお、ECU8が判定基準として用いる吸気負圧は、ECU8が有する情報(例えば、エンジン回転数とスロットル開度など)から算出しても良いし、吸気負圧を検出するセンサによって直接的に検出しても良い。
また、パージポンプ7をON/OFF切替する判定値の具体的な一例は、吸気負圧だけではキャニスタ2から吸気通路3へ蒸発燃料を含む空気量を導くことができなくなる吸気負圧である。あるいは、吸気負圧だけではキャニスタ2から吸気通路3へ予め設定した単位時間当たりの流量を導けなくなる吸気負圧である。
Note that the intake negative pressure used as a determination criterion by the
A specific example of the determination value for switching the
ECU8は、複数のインジェクタの噴射制御を行うことでエンジンの運転制御を実施するとともに、蒸発燃料処理装置に用いられる電気機能部品の通電制御を実施する。
このECU8は、エンジンの運転中にパージバルブ6の開度調整を行なって、吸気通路3へ導かれる蒸発燃料を調整するとともに、吸気通路3へ導かれる蒸発燃料の量に基づいて噴射補正値を算出する。そして、ECU8は、インジェクタが噴射する燃料噴射量を噴射補正値で補正し、空燃比をエンジンの運転状態に適した目標空燃比に保つように設けられている。なお、具体的なパージバルブ6の開度制御および蒸発燃料による噴射補正制御は周知技術を採用するものであり、説明は割愛する。
The
This
この実施形態の蒸発燃料処理装置は、流量アシスト装置の機能を備える。
具体的に、この実施形態の蒸発燃料処理装置は、吸気負圧が小さい際に作動して、キャニスタ2からパージバルブ6へ導かれる蒸発燃料を含む空気量を増やす機能を備える。なお、吸気負圧が小さい際とは、吸気負圧だけではキャニスタ2からパージバルブ6へ導かれる蒸発燃料を含む空気量が予め設定される規定値に達しない際である。
The evaporated fuel processing apparatus of this embodiment has the function of a flow assist device.
Specifically, the evaporated fuel processing apparatus of this embodiment has a function of operating when the intake negative pressure is low and increasing the amount of air including evaporated fuel guided from the
蒸発燃料処理装置は、電動モータ11、複数の翼15が形成されたインペラ12、このインペラ12を収容するハウジング13を有し、蒸発燃料を含む空気が通過可能なパージ通路5に設けられるパージポンプ7を備える。
なお、蒸発燃料を含む空気は、流体の一例である。
パージ通路5は、流体が通過可能な通路の一例である。
パージポンプ7は、遠心式のポンプ装置の一例である。
The evaporative fuel processing apparatus has an
Note that air containing evaporated fuel is an example of a fluid.
The
The
蒸発燃料処理装置は、パージ通路5を通過する蒸発燃料を含む空気の流量の低下が予測される際にパージポンプ7を作動させるECU8を備える。
なお、パージ通路5を通過する蒸発燃料を含む空気の流量は、通路を通過する流体の流量の一例である。
ECU8は、制御装置の一例である。
The evaporative fuel processing apparatus includes an
The flow rate of the air containing the evaporated fuel passing through the
The
インペラ12に設けられる複数の翼15は、インペラ12が回転することで、インペラ12の中心部の空気を外径方向へ向けて駆動するものである。
複数の翼15の形状は、図2(b)に示すように、軸方向から見て、中心部から外径方向へ広がる形状に設けられる。
The plurality of
As shown in FIG. 2B, the plurality of
具体的に、翼15と翼15の間に形成されるインペラ通路αの断面形状は、略正方形を呈するように設けられる。このインペラ通路αを具体的に説明すると、隣接する翼15とハブ14とシュラウド16とで囲まれてインペラ12の中心側から外径側へ伸びる通路である。
各インペラ通路αは、内径側の翼通路入口から外径端の翼通路出口αoまで通路断面が略一定に設けられる。あるいは、翼通路入口から翼通路出口αoに向かって徐々に通路断面が減少するように設けられる。
このように、インペラ通路αが外径方向に向かって広がらない形状に設けられることによって、複数の翼15の外縁部の回転方向の寸法L1が、吐出ポート22においてハウジング12内で開口するポート入口22iの回転方向の寸法L2より大きくなる。即ち、L1>L2の関係に設けられる。
Specifically, the cross-sectional shape of the impeller passage α formed between the
Each impeller passage α is provided with a substantially constant cross section from the blade passage inlet on the inner diameter side to the blade passage outlet αo on the outer diameter end. Alternatively, the passage section is provided so as to gradually decrease from the blade passage inlet toward the blade passage outlet αo.
Thus, by providing the impeller passage α in a shape that does not expand in the outer diameter direction, the dimension L1 in the rotational direction of the outer edge portions of the plurality of
すると、吸気負圧の増加に伴ってパージポンプ7を停止する際に、単に電動モータ11をOFFしてインペラ12の停止位置を成り行きにまかせる場合、翼15の外縁部と吐出ポート22が回転方向において重なる可能性が大きくなる(図9参照)。翼15の外縁部と吐出ポート22が重なって停止すると、停止中のパージポンプ7が大きな通路抵抗になる。このため、吸気負圧によってパージ処理を行おうとしても、停止中のパージポンプ7が蒸発燃料のパージ処理を阻害してしまう。
Then, when the
そこで、この実施形態の蒸発燃料処理装置には、パージポンプ7を停止する際に、インペラ通路αの外径方向の端である翼通路出口αoとポート入口22iを一致させた状態でインペラ12の回転を停止させる停止手段が設けられる。
Therefore, in the fuel vapor processing apparatus of this embodiment, when the
なお、翼通路出口αoとポート入口22iが一致する状態は、翼通路出口αoとポート入口22iが回転方向において少なくとも一部がオーバーラップする状態である。
言葉を代えて説明すると、翼通路出口αoとポート入口22iが一致する状態は、径方向における翼通路出口αoの投影面と、ポート入口22iの投影面とが、少なくとも一部において重なる状態である。
さらに言葉を代えて説明すると、翼通路出口αoとポート入口22iが一致する状態は、ポート入口22iの投射面上に翼通路出口αoが被ることを意味する。
The state where the blade passage outlet αo and the
In other words, the state in which the blade passage outlet αo and the
In other words, the state where the blade passage outlet αo and the
この実施形態1の停止手段は、インペラ12の回転角度を直接または間接的に検出する角度検出手段23とECU8によって構成される。
角度検出手段23の型式は限定するものではなく、ロータリエンコーダ、レゾルバ、磁気式角度センサなど種々適用可能なものである。
なお、図2では、角度検出手段23を電動モータ11に設ける例を示すが、図2とは異なり、インペラ12とハウジング13よりなるポンプ部に角度検出手段23を設けるものであっても良い。
The stopping means of the first embodiment is configured by an angle detecting means 23 for detecting the rotation angle of the
The type of the angle detection means 23 is not limited, and various types such as a rotary encoder, a resolver, and a magnetic angle sensor can be applied.
2 shows an example in which the angle detection means 23 is provided in the
ECU8には、パージポンプ7を停止する際に、角度検出手段23の検出結果に基づく電動モータ11の通電制御によって、翼通路出口αoとポート入口22iを一致させた状態でインペラ12の回転を停止させる制御プログラムが設けられる。
なお、この実施形態では、停止制御を行う手段としてコンピュータを用いた制御プログラムを採用するが、この実施形態とは異なりロジック回路等によるシーケンス制御を用いるものでっても良い。
When the
In this embodiment, a control program using a computer is adopted as means for performing stop control. However, unlike this embodiment, sequence control using a logic circuit or the like may be used.
次に、電動モータ11の停止処理を行う技術を具体的に説明する。
パージポンプ7は、パージポンプ7において回転する部材(即ち、インペラ12側)に設けられる永久磁石24と、パージポンプ7において回転しない部材(即ち、ハウジング13側)に設けられるホールIC25と備える。
ECU8は、パージポンプ7を停止する際に、電動モータ11の回転数を予め設定した所定回転数B以下に低下させる第1処理と、ホールIC25の検出信号に基づいてインペラ12の停止位置を制御する第2処理とを実行する。
Next, a technique for performing the stopping process of the
The
When the
この第2処理は、電動モータ11の回転数が所定回転数B以下に低下した後に、翼通路出口αoとポート入口22iを一致させた状態でインペラ12の回転を停止させる。
即ち、第2処理は、翼通路出口αoとポート入口22iの少なくとも一部が回転方向においてオーバーラップする状態でインペラ12を停止させる。
なお、より好ましい形態の第2処理は、翼通路出口αoの投影面の全てが、ポート入口22iの投影面の内側に存在する状態でインペラ12を停止させる。
In the second process, the rotation of the
That is, in the second process, the
In a more preferable form of the second processing, the
この実施形態のECU8は、第2処理を実行する際、電動モータ11に逆電流を印加して、パージポンプ7が慣性力で回転するのを抑える。即ち、この実施形態では、電動モータ11の通電を停止する際に、電動モータ11に逆電流を印加してパージポンプ7の回転を瞬時に停止させる。なお、逆電流は、パージ処理を行う際に電動モータ11に与える電流の流れ方向とは逆方向の電流である。
When executing the second process, the
パージポンプ7の作動中における電動モータ11の回転数を定常回転数Aとする。
定常回転数Aは、予め設定した回転数であっても良いし、パージポンプ7に定格の駆動電流を付与した際の回転数であっても良い。定常回転数Aは、吸気通路3内の吸気負圧が小さい状態であってもパージ処理を実施できる回転数である。理解補助の目的で定常回転数Aの一例を開示すると、定常回転数Aは4万rpm程である。
The rotational speed of the
The steady rotation speed A may be a preset rotation speed, or may be a rotation speed when a rated drive current is applied to the
一方、上述した所定回転数Bは、ECU8による電動モータ11の通電制御よってパージポンプ7の回転を瞬時に停止可能な回転数である。この所定回転数Bは、パージポンプ7における回転部品の慣性マスや、電動モータ11の停止制御に応じて設定される。理解補助の目的で所定回転数Bの一例を開示すると、この実施形態は電動モータ11を停止させる際に、電動モータ11に逆電流を印加して回転を強制的に停止させるものであるため、所定回転数Bは数千rpm程、あるいは千rpm以下に設定される。
On the other hand, the predetermined rotation speed B described above is a rotation speed at which the rotation of the
続いて、上述した永久磁石24とホールIC25の具体例を説明する。
この実施形態では、翼通路出口αoとポート入口22iが、回転方向において少なくとも一部がオーバーラップする時に、図3に示すように永久磁石24とホールIC25が対向するように設けられる。
具体的には、翼通路出口αoとポート入口22iが回転方向においてオーバーラップを開始する時に、ホールIC25の出力が立ち上がるように、永久磁石24とホールIC25の位置関係が設定される。
Next, specific examples of the
In this embodiment, the blade passage outlet αo and the
Specifically, the positional relationship between the
モータ軸11aとインペラ12の結合技術は限定するものではないが、この実施形態では一例として図2(b)に示すようにモータ軸11aに断面が略D形のキー溝を設けたものを用いる。
このように、キー溝を用いてモータ軸11aとインペラ12を結合することにより、モータ軸11aに対してインペラ12を所定の回転角度で結合できる。即ち、永久磁石24と翼通路出口αoの相対的な回転角度を、常に所定の回転角度に設定できる。
Although the coupling technique of the
In this way, by coupling the
永久磁石24は、電動モータ11の回転子またはモータ軸11aに設けられるものであっても良いし、インペラ12に設けられるものであっても良い。具体的な一例として、この実施形態では、図3に示すように、永久磁石24をモータ軸11aと一体に回転する略円板形状を呈するプレート26の外周面に設ける。このプレート26は、電動モータ11の外部に設けられるものであっても良し、電動モータ11の内部に設けられるものであっても良い。
The
ホールIC25は、磁気検出用のホール素子と、このホール素子の出力を増幅するアンプ等を一体化した周知構造のものであり、永久磁石24から受ける磁界の影響を電気信号として出力する。
ホールIC25は、ハウジング13または電動モータ11のヨークなどの回転しない部品側に設けられる。具体的に、ホールIC25は、図3に示すように、回転途中の永久磁石24と径方向において非接触に対向する位置に配置される。
The
The
そして、ホールIC25に永久磁石24が対向した時のみ、ホールIC25が高い電圧を出力する。ここで、電動モータ11が定常回転数Aで運転する時のホールIC25の波形例を図4(b)に示す。また、電動モータ11が所定回転数Bで運転する時のホールIC25の波形例を図4(c)に示す。なお、図4(b)、(c)に示す波形は、ホールIC25の出力にフィルタを通して所定レベル以下を除き、ホールIC25の出力が大きい時のみにハイ信号となる矩形波としたものである。
Only when the
次に、パージポンプ7の停止制御の具体例を図5のフローチャートに基づいて説明する。
ステップS1:電動モータ11の停止要求があったか否かの判断を行う。このステップS1の判断結果がNOの場合は、この制御ルーチンを終了する。
ステップS2:上記ステップS1の判断結果がYESの場合は、電動モータ11の減速制御を実施する。
Next, a specific example of the stop control of the
Step S1: It is determined whether or not there is a request to stop the
Step S2: When the determination result in Step S1 is YES, deceleration control of the
ステップS3:電動モータ11の回転数が所定回転数B以下に低下したか否かの判断を行う。このステップS3の判断結果がNOの場合は、ステップS2へ戻り、電動モータ11の減速制御を継続させる。
ステップS4:上記ステップS3の判断結果がYESの場合は、ホールIC25の出力電圧が上昇を開始したタイミングで電動モータ11の通電を停止する。具体的には、ホールIC25の出力電圧が上昇を開始したタイミングで電動モータ11に逆電流を印加して電動モータ11を強制停止させる。このステップS4の実施により、翼通路出口αoとポート入口22iと一致させた状態でインペラ12を停止できる。
Step S3: It is determined whether or not the rotational speed of the
Step S4: If the determination result in Step S3 is YES, the energization of the
(実施形態1の効果1)
実施形態1の蒸発燃料処理装置は、上述したように、吸気負圧が小さい「ポンプ作動領域」ではパージポンプ7を作動させてパージ処理を行う。また、吸気負圧が小さくない「ポンプ停止領域」では、パージポンプ7を停止し、翼通路出口αoをポート入口22に一致させることで、キャニスタ2と吸気通路3を連通させてパージ処理を行う。
このように、吸気負圧の発生具合に応じてパージポンプ7を作動させる。このため、パージポンプ7の作動頻度を下げることができ、パージポンプ7に求められる耐久性能を下げることができる。
これにより、パージポンプ7の耐久性能を下げても、必要十分な高寿命を達成することが可能になる。即ち、パージポンプ7のコストを抑えて高寿命の蒸発燃料処理装置を提供することができる。
(
As described above, the evaporated fuel processing apparatus of the first embodiment performs the purge process by operating the
In this way, the
Thereby, even if the durability performance of the
(実施形態1の効果2)
実施形態1の蒸発燃料処理装置は、上述したように、パージポンプ7の作動頻度を下げることができるため、パージポンプ7の電力消費量を抑えることができる。これにより、省エネ化が可能になるとともに、車両に搭載される発電システムの発電負荷およびバッテリ負荷を軽減することができる。
(
Since the evaporative fuel processing apparatus of
(実施形態1の効果3)
実施形態1の蒸発燃料処理装置は、パージポンプ7を停止する際に、翼通路出口αoとポート入口22iを一致させた状態でインペラ12の回転を停止させる。
これにより、パージ通路5の途中に停止中のパージポンプ7が介在しても、パージポンプ7がパージ通路5の流路抵抗を大きくする不具合が生じない。このため、パージポンプ7の停止中は、吸気通路3に発生した吸気負圧によって必要パージ量を確保することができる。
即ち、蒸発燃料処理装置は、吸気負圧が小さくない時にパージポンプ7を停止するものであるが、停止中のパージポンプ7がパージ処理を阻害する不具合が生じない。
(
When stopping the
Thus, even if the stopped
That is, the evaporative fuel processing apparatus stops the
なお、翼通路出口αoとポート入口22iが一致する状態は、上述したように、径方向における翼通路出口αoの投影面と、ポート入口22iの投影面とが、少なくとも一部において重なる状態である。しかるに、より好ましい形態は、翼通路出口αoの投影面の全てが、ポート入口22iの投影面の内側に存在する状態である。このように設けることで、停止中のパージポンプ7の通路抵抗を最小にできるため、吸気負圧によって効率的にパージ処理を実施できる。
The state where the blade passage outlet αo and the
[実施形態2]
図6を参照して実施形態2を説明する。なお、以下の各実施形態において上記実施形態1と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下では、実施形態1に対する変更箇所のみを開示するものであり、以下の各実施形態において説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。
[Embodiment 2]
The second embodiment will be described with reference to FIG. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same functional objects. Moreover, below, only the change part with respect to
この実施形態2は、上記実施形態1に比較してインペラ通路αの数を減らすとともに、インペラ通路αの形態を変更したものである。なお、図6(a)はインペラ12に4つのインペラ通路αを形成する例を示し、図6(b)はインペラ12に3つのインペラ通路αを形成する例を示す。
インペラ12に形成される各インペラ通路αは、翼通路入口から外径方向へ向かう通路断面が一定のストレート通路α1と、このストレート通路α1から翼通路出口αoに向かって通路断面が徐々に小さくなる絞り通路α2とを組み合わせて構成される。
In the second embodiment, the number of impeller passages α is reduced and the form of the impeller passage α is changed as compared with the first embodiment. 6A shows an example in which four impeller passages α are formed in the
Each impeller passage α formed in the
さらに、翼通路出口αoから回転方向とは逆向きに流体を吹き出すために、各絞り通路α2は回転方向とは逆向きに傾斜して設けられる。具体的に、インペラ12が左回転する場合、絞り通路α2は、ストレート通路α1から翼通路出口αoに向かう際に右回転方向へ曲がるように設けられている。
なお、図6では、絞り通路α2が円弧状に設けられる例を示すが、絞り通路α2を略直線形状に設けて、ストレート通路α1に対して絞り通路α2が所定の角度で曲がるものであっても良い。
Further, in order to blow out the fluid from the blade passage outlet αo in the direction opposite to the rotation direction, each throttle passage α2 is provided to be inclined in the direction opposite to the rotation direction. Specifically, when the
Although FIG. 6 shows an example in which the throttle passage α2 is provided in an arc shape, the throttle passage α2 is provided in a substantially linear shape, and the throttle passage α2 is bent at a predetermined angle with respect to the straight passage α1. Also good.
上記のように設けることにより、回転中のインペラ12とハウジング13の間の流速を、インペラ12の外周縁の回転速度に近づけることができる。このため、パージポンプ7の作動音を抑えることができる。
また、インペラ12とハウジング13の間の流速と、インペラ12の回転速度とを近づけることで、乱流の発生を防止できるとともに、摩擦損失を低減することができる。
By providing as described above, the flow velocity between the rotating
Moreover, by making the flow velocity between the
さらに、本発明を採用して、翼通路出口αoをポート入口22iに一致させた状態でパージポンプ7を停止することにより、インペラ通路αの数を少なく設けても、停止中のパージポンプ7がパージ処理を阻害する不具合が生じない。
即ち、インペラ通路αが少ない場合に、より大きな効果を得ることができる。
Further, by adopting the present invention and stopping the
That is, a greater effect can be obtained when the impeller passage α is small.
[実施形態3]
図7を参照して実施形態3を説明する。
上記実施形態1の停止手段は、角度検出手段23を用い、ECU8の制御により翼通路出口αoをポート入口22iに一致させる例を示した。
これに対し、この実施形態3の停止手段は、通電制御ではなく、機械的な構造により翼通路出口αoをポート入口22iに一致させるものである。
[Embodiment 3]
The stopping means of the first embodiment is an example in which the
On the other hand, the stopping means of the third embodiment makes the blade passage outlet αo coincide with the
この実施形態3の停止手段は、インペラ12またはハウジング13の一方に設けられる永久磁石31と、インペラ12またはハウジング13の他方に設けられて永久磁石31に磁気吸引される磁性部材32とを備えて構成される。なお、磁性部材32は、鉄であっても良いし、永久磁石であっても良い。
The stopping means of the third embodiment includes a
具体的な一例として、この実施形態3では、図7(a)、(b)に示すように、各翼15の外縁部に鉄よりなる磁性部材32を埋設するとともに、ハウジング13に永久磁石31を取り付ける構成を採用する。
このように設けることで、永久磁石31と磁性部材32が磁力により近づく磁気吸引力を利用して、翼通路出口αoをポート入口22iに一致させた状態でインペラ12の回転を停止させることができる。
As a specific example, in
By providing in this way, the rotation of the
この実施形態3を採用しても、上記実施形態1および実施形態2と同様の効果を得ることができる。
また、実施形態1で示した角度検出手段23を搭載しなくても本発明を適用することが可能になる。
なお、この実施形態3とは異なる形態例として、樹脂にフェライト粉末を混合したフェライト樹脂によってインペラ12を設け、フェライト樹脂を着磁してインペラ12を永久磁石化にしても良い。そして、ハウジング13に磁性部材32を取り付けて、インペラ12の回転停止位置をコントロールしても良い。
Even if the third embodiment is adopted, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
Further, the present invention can be applied without mounting the angle detection means 23 shown in the first embodiment.
As an example different from the third embodiment, the
[実施形態4]
図8を参照して実施形態4を説明する。
この実施形態4は、パージポンプ7とは別に、キャニスタ2内の空気を吸気通路3側へ圧送する第2ポンプ41をパージ通路5の途中に設けたものである。
なお、図8では、パージポンプ7とキャニスタ2の間のパージ通路5に第2ポンプ41が配置される例を示すが、パージポンプ7と吸気通路3の間のパージ通路5に第2ポンプ41が配置されるものであっても良い。
[Embodiment 4]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, apart from the
FIG. 8 shows an example in which the
第2ポンプ41は、上述したパージポンプ7と同様、電動の遠心式ポンプである。
第2ポンプ41の制御例は限定するものでないが、一例を開示すると、第2ポンプ41はエンジンの運転中は常に作動するものである。あるいは、第2ポンプ41は、エンジン冷却水が所定温度に達した後は、エンジンが停止するまで作動するものである。
Similar to the
Although the control example of the
第2ポンプ41をパージ通路5に設けることで、パージ通路5が接続される部位の吸気通路3内の吸気圧が大気圧より常に高くなる車両や、吸気負圧が大きくならない車両であってもパージ処理を実施できる。
By providing the
[他の実施形態]
上記の実施形態では、本発明を蒸発燃料処理装置に適用する例を示したが、流量低下が予測される際にポンプ装置を作動させて流量の低下を防ぐ他の装置に本発明を適用しても良い。
また、ポンプ装置は、気体を駆動するタイプに限定しない。即ち、流量低下が予測される際に液体を駆動するポンプ装置を作動させて流量の低下を防ぐ装置に本発明を適用しても良い。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the evaporative fuel processing apparatus has been shown. However, the present invention is applied to other apparatuses that operate the pump device to prevent a decrease in flow rate when a decrease in flow rate is predicted. May be.
Further, the pump device is not limited to a type that drives gas. That is, the present invention may be applied to an apparatus that operates a pump device that drives a liquid to prevent a decrease in flow rate when a decrease in flow rate is predicted.
5・・パージ通路(流体が通過可能な通路) 7・・パージポンプ(ポンプ装置)
8・・ECU(制御装置) 11・・電動モータ
12・・インペラ 13・・ハウジング
15・・翼
22・・吐出ポート 22i・・ポート入口
24・・永久磁石 25・・ホールIC
α・・インペラ通路 αo・・翼通路出口
5. Purge passage (passage through which fluid can pass) 7. Purge pump (pump device)
8. ・ ECU (Control Device) 11. ・
α ・ ・ Impeller passage αo ・ ・ Wing passage exit
Claims (8)
前記通路を通過する流量の低下が予測される際に前記ポンプ装置を作動させる制御装置(8)とを具備し、
前記複数の翼の外縁部の回転方向の寸法(L1)が、前記吐出ポートにおいて前記ハウジング内で開口するポート入口(22i)の回転方向の寸法(L2)より大きく設けられる流量アシスト装置において、
この流量アシスト装置は、前記翼と前記翼の間に形成されるインペラ通路(α)の外径方向の端の翼通路出口(αo)と前記ポート入口を一致させた状態で前記インペラの回転を停止させる停止手段を備えるとともに前記流体は蒸発燃料を含む空気であることを特徴とする流量アシスト装置。 An electric motor (11) that generates rotational output when energized, an impeller (12) that is rotationally driven by the electric motor and has a plurality of blades (15) that run from the center of rotation toward the outer diameter direction, and accommodates the impeller A centrifugal pump device (7) having a housing (13) provided with a discharge port and provided in a passage (5) through which a fluid can pass;
A controller (8) for operating the pump device when a decrease in the flow rate through the passage is predicted,
In the flow rate assisting device, the dimension (L1) in the rotational direction of the outer edge portion of the plurality of blades is larger than the dimension (L2) in the rotational direction of the port inlet (22i) opening in the housing at the discharge port.
The flow rate assist device, the rotation of the impeller in a state in which blade passage outlet of the outer radial end and (.alpha.o) were consistent the port inlet of the impeller passageway (alpha) formed between the said blade wings The flow rate assisting device according to claim 1, further comprising stop means for stopping the air, wherein the fluid is air containing evaporated fuel .
前記通路を通過する流量の低下が予測される際に前記ポンプ装置を作動させる制御装置とを具備し、
前記複数の翼の外縁部の回転方向の寸法が、前記吐出ポートにおいて前記ハウジング内で開口するポート入口の回転方向の寸法より大きく設けられる流量アシスト装置において、
この流量アシスト装置は、前記インペラ側に設けられる永久磁石(24)と、前記ハウジング側に設けられるホールIC(25)とを備え、
前記制御装置は、前記ポンプ装置を停止する際に、
前記電動モータの回転数を予め設定した所定回転数(B)以下に低下させる第1処理と、
前記電動モータの回転数が前記所定回転数以下に低下した後、前記ホールICの検出信号に基づいて前記インペラの停止位置を制御する第2処理と、
を実行するとともに前記流体は蒸発燃料を含む空気であることを特徴とする流量アシスト装置。 An electric motor that generates rotational output when energized, an impeller that is rotationally driven by the electric motor and has a plurality of blades that extend from the center of rotation toward the outer diameter direction, and a housing that houses the impeller and is provided with a discharge port A centrifugal pump device provided in a passage through which fluid can pass;
A controller for operating the pump device when a decrease in the flow rate through the passage is predicted,
In the flow assist device, the dimension in the rotational direction of the outer edge portions of the plurality of blades is larger than the dimension in the rotational direction of the port inlet opening in the housing at the discharge port.
The flow assist device includes a permanent magnet (24) provided on the impeller side, and a Hall IC (25) provided on the housing side,
When the control device stops the pump device,
A first process for reducing the rotational speed of the electric motor below a predetermined rotational speed (B) set in advance;
A second process for controlling a stop position of the impeller based on a detection signal of the Hall IC after the rotational speed of the electric motor has decreased to the predetermined rotational speed or less;
And the fluid is air containing evaporated fuel .
前記ポンプ装置を作動させる際に前記電動モータへ与える電流の流れ方向とは逆方向の電流を逆電流とした場合、
前記制御装置は、前記第2処理を実行する際に、前記電動モータに前記逆電流を印加することを特徴とする流量アシスト装置。 The flow assist device according to claim 2,
When the current in the direction opposite to the flow direction of the current applied to the electric motor when operating the pump device is a reverse current,
The control device applies the reverse current to the electric motor when executing the second process.
前記翼と前記翼の間に形成されるインペラ通路の外径方向の端の翼通路出口と、前記吐出ポートにおいて前記ハウジング内で開口するポート入口とが、回転方向において少なくとも一部がオーバーラップする位置にて、前記永久磁石と前記ホールICが対向することを特徴とする流量アシスト装置。 In the flow assist device according to claim 2 or claim 3,
The blade passage outlet at the end in the outer diameter direction of the impeller passage formed between the blades and the port inlet that opens in the housing at the discharge port at least partially overlaps in the rotation direction. The flow assist device, wherein the permanent magnet and the Hall IC face each other at a position.
前記停止手段は、前記インペラまたは前記ハウジングの一方に設けられる永久磁石(31)と、前記インペラまたは前記ハウジングの他方に設けられて前記永久磁石に磁気吸引される磁性部材(32)とを用いて構成されることを特徴とする流量アシスト装置。 The flow assist device according to claim 1,
The stopping means uses a permanent magnet (31) provided on one of the impeller or the housing and a magnetic member (32) provided on the other of the impeller or the housing and magnetically attracted to the permanent magnet. A flow assist device, characterized in that it is configured.
前記通路は、燃料タンク(1)内で蒸発した蒸発燃料を保持するキャニスタ(2)とエンジンの吸気通路(3)とを連通するパージ通路であり、
前記ポンプ装置は、前記キャニスタ内の空気を前記吸気通路側へ圧送するパージポンプであることを特徴とする流量アシスト装置。 In the flow assist device according to any one of claims 1 to 5,
The passage is a purge passage that communicates the canister (2) that holds the evaporated fuel in the fuel tank (1) and the intake passage (3) of the engine,
The flow rate assist device according to claim 1, wherein the pump device is a purge pump that pumps air in the canister to the intake passage side.
前記制御装置は、前記吸気通路の吸気負圧に基づいて前記パージポンプの運転と停止の切替制御を行うことを特徴とする流量アシスト装置。 The flow assist device according to claim 6,
The flow assist device according to claim 1, wherein the control device performs switching control between operation and stop of the purge pump based on an intake negative pressure in the intake passage.
前記パージ通路には、前記パージポンプとは別に、前記キャニスタ内の空気を前記吸気通路側へ圧送する第2ポンプ(41)を備えることを特徴とする流量アシスト装置。 In the flow assist device according to claim 6 or 7,
The flow rate assisting device according to claim 1, wherein the purge passage is provided with a second pump (41) that pressure-feeds the air in the canister to the intake passage side, separately from the purge pump.
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