蒸发燃料处理装置的制作方法

本发明涉及一种这样的蒸发燃料处理装置，即，使燃料箱内的蒸发燃料吸附于吸附罐，将吸附于吸附罐的蒸发燃料向发动机供给而进行吹扫。

背景技术：

在上述蒸发燃料处理装置中，在连接燃料箱和吸附罐的蒸气通路中设有流量控制阀，该流量控制阀仅在必要时开放蒸气通路，除此之外时阻断蒸气通路(参照下述专利文献1)。

另一方面，在对发动机进行吸附罐所捕捉的蒸发燃料的吹扫时，吸附于吸附罐的蒸发燃料向发动机流动，因此，对发动机的空燃比产生影响。因此，在执行吸附罐的吹扫时进行校正发动机的空燃比的控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－102020号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，在打开流量控制阀时，与燃料箱和吸附罐之间的压力差相应地蒸发燃料通过蒸气通路而在燃料箱和吸附罐之间流动。存在受到该蒸发燃料的流动的影响而空燃比的校正控制产生过量或不足的可能性。特别是，在流量控制阀的开阀量急剧增加的情况下，认为空燃比的校正控制不及时，空燃比紊乱(未公知)。

鉴于该问题，本发明的课题在于通过减慢蒸气通路开放时的流量控制阀的开阀速度以使空燃比的校正控制及时，抑制在蒸气通路开放时发动机的空燃比紊乱。

用于解决问题的方案

本发明的第1技术方案是一种蒸发燃料处理装置，其使燃料箱内的蒸发燃料吸附于吸附罐，将吸附于吸附罐的蒸发燃料向发动机供给而进行吹扫，其中，该蒸发燃料处理装置包括：流量控制阀，其插入使所述吸附罐与燃料箱连通的蒸气通路，阀芯相对于阀座的移动量自初始状态在预定量以内被维持在闭阀状态，在该移动量超出预定量时，该流量控制阀的开阀量与阀芯的移动量相应地增加；以及开阀开始速度控制部件，其将该流量控制阀的开阀开始时的开阀开始速度在所述流量控制阀的阀芯的移动量从初始状态到能够维持闭阀状态的预定量为止的闭阀区域中设为第1速度，在所述流量控制阀的阀芯的移动量超出所述预定量的开阀区域中设为比所述第1速度慢的第2速度。

在第1技术方案中，流量控制阀可以采用各种方式。例如存在与阀芯的移动方向相对地具有阀座的截止阀、通过开设贯通孔的球转动而流路进行开闭的球阀、占空控制的电磁开闭阀等。在占空控制的电磁开闭阀的情况下，根据占空比来决定开度，根据占空比的变化来决定开闭速度。

在本发明的第2技术方案中，所述开阀开始速度控制部件的所述第2速度设为以比发动机的空燃比反馈控制的控制周期长的周期每次将所述流量控制阀打开预定量的速度。

本发明的第3技术方案是一种蒸发燃料处理装置，其使燃料箱内的蒸发燃料吸附于吸附罐，将吸附于吸附罐的蒸发燃料向发动机供给而进行吹扫，其中，该蒸发燃料处理装置包括：流量控制阀，其插入使所述吸附罐与燃料箱连通的蒸气通路，用于对该蒸气通路进行开阀控制；以及开阀开始速度控制部件，其将该流量控制阀的开阀开始时的开阀开始速度设为以比发动机的空燃比反馈控制的控制周期长的周期每次将所述流量控制阀打开预定量的速度。

根据上述第1技术方案～第3技术方案中的任一个技术方案，在本发明的第4技术方案中，该蒸发燃料处理装置包括吹扫阀，该吹扫阀插入用于吹扫吸附罐的吹扫通路，用于对吹扫通路进行开闭控制，所述开阀开始速度控制部件将所述吹扫阀处于开阀状态且作为在所述流量控制阀开阀之后到开度达到目标开度为止的期间里的开阀速度的开阀开始速度设为以比发动机的空燃比反馈控制的控制周期长的周期每次将所述流量控制阀打开预定量的速度。

根据上述第1技术方案～第4技术方案中的任一个技术方案，在本发明的第5技术方案中，所述开阀开始速度控制部件的所述开阀开始速度在所述流量控制阀开阀之后到开度达到目标开度为止设为恒定速度。

根据上述第1技术方案～第4技术方案中的任一个技术方案，在本发明的第6技术方案中，所述开阀开始速度控制部件的所述开阀开始速度在所述流量控制阀开阀之后到开度达到目标开度为止与发动机的空燃比相应地可变，空燃比处于富区域时的所述开阀开始速度比空燃比处于稀区域时的所述开阀开始速度慢。

根据上述第1技术方案～第6技术方案中的任一个技术方案，在本发明的第7技术方案中，该蒸发燃料处理装置包括闭阀速度控制部件，该闭阀速度控制部件使为了封锁所述蒸气通路而关闭流量控制阀时的闭阀速度快于所述开阀开始速度的所述流量控制阀的开阀后的速度。

根据上述第1技术方案或者第2技术方案，在本发明的第8技术方案中，该蒸发燃料处理装置包括闭阀速度控制部件，无论所述流量控制阀的阀芯的移动量是否在预定量以内，该闭阀速度控制部件都使为了封锁所述蒸气通路而关闭流量控制阀时的闭阀速度恒定。

根据上述第1技术方案～第8技术方案中的任一个技术方案，在本发明的第9技术方案中，利用步进马达来对所述流量控制阀进行开闭控制，利用步进马达的旋转速度控制来控制所述开阀开始速度控制部件的所述开阀开始速度。

发明的效果

在流量控制阀的开阀开始时的开阀速度相对于发动机的空燃比的校正控制较快时，随着流量控制阀的开阀开始，空燃比的校正控制无法追随向发动机供给的蒸发燃料的量的变化，发动机的空燃比紊乱。相对于此，采用本发明，流量控制阀的开阀开始时的开阀速度减慢，使得空燃比的校正控制及时。因此，空燃比的校正控制能够追随在对吸附罐进行吹扫时向发动机供给的蒸发燃料的量的变化，能够抑制空燃比的紊乱。

特别是，采用第1技术方案，在流量控制阀使用阀芯相对于阀座的移动量自初始状态在预定量以内维持在闭阀状态的类型的阀的情况下，使开阀开始速度在开阀动作开始之后的闭阀区域中比较快，在开阀区域中比较慢。因此，能够抑制在不分闭阀区域、开阀区域地使开阀开始速度相同的情况下产生的空燃比的紊乱。即，在使开阀开始速度相同而相对于空燃比的校正控制较慢的情况下，在闭阀区域中空燃比向稀侧紊乱。究其原因在于，空燃比的校正控制以向发动机进行吹扫为前提向稀侧校正控制，相对于此，在现实中流量控制阀处于闭阀区域，向发动机供给的蒸发燃料较少。另一方面，在使开阀开始速度相同而相对于空燃比的校正控制较快的情况下，在开阀区域中空燃比向富侧紊乱。究其原因在于，空燃比的校正控制无法追随向发动机供给的蒸发燃料的量的增加。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的框图。

图2是上述第1实施方式的系统结构图。

图3是上述第1实施方式的流量控制阀的开阀控制处理例程的流程图。

图4是表示上述第1实施方式的流量控制阀的开阀控制的情形的时序图。

图5是本发明的第2实施方式的流量控制阀的开阀控制处理例程的流程图。

图6是表示上述第2实施方式的流量控制阀的开阀控制的情形的时序图。

附图标记说明

10、发动机系统；11、发动机主体；12、进气通路；14、节气门；15、燃料箱；16、控制回路；16a、开阀开始速度控制部件；16b、闭阀速度控制部件；17、供油口；20、蒸发燃料处理装置；21、吸附罐；21a、活性炭；22、蒸气通路；23、吹扫通路；24、封锁阀(流量控制阀)；24a、开阀部件；24b、阀座；24c、阀芯；25、吹扫阀；26、压力传感器(内压传感器)；28、大气通路。

具体实施方式

<第1实施方式>

图1表示本发明的第1实施方式的概要。该实施方式的蒸发燃料处理装置将在燃料箱15内产生的蒸发燃料通过蒸气通路22吸附于吸附罐21。此外，吸附于吸附罐21的蒸发燃料通过吹扫通路23和吹扫阀25向发动机主体11供给而被吹扫。在蒸气通路22中插入有流量控制阀24，流量控制阀24利用开阀部件24a来开阀控制。流量控制阀24设为阀芯24c相对于阀座24b向开阀方向的移动量自初始状态在预定量以内维持在闭阀状态的结构的封锁阀。在此，将该流量控制阀24称作封锁阀24。作为封锁阀24，如图1所示，除了采用与阀芯24c的移动方向相对地具有阀座24b的截止阀之外，也可以采用通过开设贯通孔的球转动来进行流路的开闭的球阀等。由于截止阀和球阀均是众所周知的，因此，省略细微部分的说明。

开阀开始速度控制部件16a用于控制封锁阀24的开阀动作开始时的速度。具体地讲，封锁阀24开阀开始时的开阀开始速度在封锁阀24的阀芯24c的移动量为预定量以内的闭阀区域中设为第1速度，在封锁阀24的阀芯的移动量超出预定量的开阀区域中设为比第1速度慢的第2速度，而且，第2速度设为以比发动机的空燃比反馈控制的控制周期长的周期将封锁阀24每次打开预定量的速度。

此外，闭阀速度控制部件16b用于控制封锁阀24的闭阀动作时的速度。具体地讲，封锁阀24的闭阀动作时的速度与封锁阀24处于闭阀区域时的开阀开始速度相同。

图2表示将上述第1实施方式更具体化了的系统结构。在此，发动机系统10是众所周知的，通过进气通路12向发动机主体11供给在空气中混合有燃料而成的混合气。空气利用节气门14控制流量地供给，燃料利用燃料喷射阀(未图示)控制流量地供给。节气门14和燃料喷射阀均连接于控制回路16，节气门14向控制回路16供给与节气门14的开阀量相关的信号，燃料喷射阀利用控制回路16控制开阀时间。向燃料喷射阀供给燃料，从燃料箱15供给该燃料。

蒸发燃料处理装置20像在图1中说明的那样，吸附罐21通过蒸气通路22连接于燃料箱15，使在供油过程中产生的燃料蒸气、或者在燃料箱15内蒸发的燃料蒸气(以下称作蒸发燃料)吸附于吸附罐21。将吸附于吸附罐21的蒸发燃料通过吹扫通路23供给到进气通路12的位于节气门14的下游侧的部分。插入在蒸气通路22上的封锁阀24是步进马达式封锁阀，封锁阀24利用作为开阀部件24a的步进马达进行开阀控制。此外，在吹扫通路23上设有吹扫阀25，以对该通路23进行开闭。

在吸附罐21内填装有作为吸附材料的活性炭21a，利用活性炭21a吸附来自蒸气通路22的蒸发燃料，将该吸附的蒸发燃料向吹扫通路23放出。在吸附罐21上也连接有大气通路28，在通过吹扫通路23对吸附罐21施加进气负压时，通过大气通路28供给大气压，通过吹扫通路23对蒸发燃料进行吹扫。大气通路28设为从设置在燃料箱15上的供油口17附近抽吸大气。

控制回路16构成为包含微型计算机，通过执行计算机程序来实现图1的各部件的功能。在控制回路16中输入有为了控制燃料喷射阀的开阀时间等所需要的各种信号。除了上述节气门14的开阀量信号之外，在图2所示的结构中向控制回路16还输入用于检测燃料箱15的内压的压力传感器26的检测信号。此外，控制回路16除了像上述那样控制燃料喷射阀的开阀时间之外，在图2所示的结构中还对封锁阀24和吹扫阀25进行开阀控制。

接着，参照图4的时序图并根据图3的流程图说明由控制回路16的微型计算机进行的封锁阀24的开阀控制处理例程。在执行该例程的处理时，在步骤S2中，判定封锁阀24的开阀控制执行条件、即燃料箱15的泄压控制执行条件是否成立。作为封锁阀24的开阀控制执行条件，存在发出吹扫的执行指令而吹扫阀25是否开阀、吹扫流量是否为预定量以上、燃料箱15的内压是否在预定范围之外等。在满足这些条件中的任一者而开阀控制执行条件成立时，步骤S2进行肯定判断，在步骤S4中判定封锁阀24的当前时刻的开阀位置(开阀量)是否大于开阀开始位置。即，在步骤S4中，判定封锁阀24处于闭阀区域还是开阀区域。

在该时刻，若封锁阀24处于闭阀区域、开阀位置(开阀量)小于开阀开始位置，则步骤S4进行否定判断，在步骤S10中，以较高速的第1速度对封锁阀24进行开阀驱动。此时封锁阀24的开阀控制的情形表示在图4的“第1实施方式”中的“T1”所示的期间。在此，封锁阀24从比开阀开始位置靠闭阀侧α步进的位置朝向开阀开始位置尽可能迅速地被开阀驱动。封锁阀24的开阀开始位置预先被检测而作为学习值存储，在封锁阀24设为闭阀状态时位于比开阀开始位置靠闭阀侧α步进的位置。通过这样封锁阀24被高速地从闭阀状态向开阀开始位置驱动，能够相对于封锁阀24的开阀指令迅速地开始开阀。但是，在该期间里封锁阀24尚未开始开阀，因此，即使高速地开阀，蒸发燃料也不会从燃料箱15流入到吸附罐21。

若在图4中“T1”所示的期间结束、封锁阀24到达开阀开始位置，则步骤S4进行肯定判断，在步骤S8中，封锁阀24以比较低速的第2速度被驱动。此时封锁阀24的开阀控制的情形表示在图4的“第1实施方式”中的“T2”所示的期间。在此，封锁阀24从开阀开始位置朝向目标的开阀位置比较低速地被开阀驱动。此时的封锁阀24的开阀速度设为以比发动机的空燃比反馈控制的控制周期长的周期每次将封锁阀24打开预定量的速度。通过这样将封锁阀24低速地打开，随着封锁阀24的开阀，向发动机供给的蒸发燃料增加，发动机的空燃比反馈控制能够追随此情况而校正空燃比。因而，能够抑制随着封锁阀24的开阀而发动机的空燃比紊乱。

在图4中，封锁阀24的开阀量以线性变化的方式记载。但是，由于实际上是利用步进马达对封锁阀24进行开阀控制，因此准确地是以步进状变化。即，在每个预定周期将封锁阀24打开预定量。

在第1实施方式中，空燃比的反馈控制的周期例如是16毫秒，期间“T1”(封锁阀24的闭阀区域)中的步进马达的动作周期例如是6毫秒。此外，期间“T2”(封锁阀24的开阀区域)中的步进马达的动作周期例如是30毫秒。这些周期能够适当地设定，并不限定于例示的周期。

在图4中作为比较例表示现有技术的封锁阀24的开阀量控制的情形。在这种情况下，封锁阀24的开阀开始时，在“Ta”所示的期间里从比开阀开始位置靠闭阀侧α步进的位置朝向目标的开阀位置以比较快的速度开阀。在这样进行开阀控制时，从封锁阀24的开阀开始到到达目标的开阀位置为止的时间与在第1实施方式中对应的期间“T1+T2”大致相同。但是，该期间的封锁阀24的开阀速度成为第1实施方式的期间“T1”的速度和期间“T2”的速度的中间速度。因此，产生这样的问题：在封锁阀24到达开阀开始位置之前的期间里，空燃比向稀(lean)侧紊乱，在封锁阀24处于比开阀开始位置靠开阀侧的期间里，空燃比向富(rich)侧紊乱。究其原因在于，在前者的情况下，空燃比的反馈控制以向发动机进行吹扫为前提向稀侧校正控制，相对于此，在现实中流量控制阀关闭，向发动机供给的蒸发燃料较少。另外，在后者的情况下，向发动机供给的蒸发燃料的量的增加较快，空燃比的反馈控制无法追随。

若在封锁阀24的开阀控制执行条件不成立、步骤S2进行否定判断，则在步骤S6中，封锁阀24以比较高速的恒定速度被闭阀驱动。此时封锁阀24的闭阀控制的情形表示在图4的“第1实施方式”中的“T3”所示的期间。在此，封锁阀24从目标的开阀位置朝向比开阀开始位置靠闭阀侧α步进的位置尽可能迅速地被闭阀驱动。因而，封锁阀24在开阀控制中止时迅速地被设为闭阀状态，能够以使蒸发燃料不从燃料箱15流出的方式封锁。使此时封锁阀24的闭阀速度与期间“T1”的封锁阀24的开阀速度相同。

现有技术的封锁阀24的闭阀控制以与将封锁阀24打开时同样的速度被闭阀驱动。因此，与第1实施方式的情况相比，从闭阀驱动开始到成为闭阀状态为止需要长时间，产生预料之外的蒸发燃料从燃料箱15流向吸附罐21的问题。

<第2实施方式>

图5表示本发明的第2实施方式。第2实施方式相对于上述第1实施方式而言的特征点在于，与空燃比的状态相应地改变封锁阀24从开阀开始位置朝向目标的开阀位置被开阀驱动的期间(图4的“T2”所示的期间)的开阀速度。其他的方面两实施方式均相同，省略再次的说明。

在第2实施方式中，第1实施方式的图3的流程图中的步骤S8的处理变更为图5的“A”所示的区域的处理。因而，在第2实施方式中，若封锁阀24到达开阀开始位置而步骤S4进行肯定判断，则在步骤S12中判定由空燃比传感器(未图示)检测的空燃比是否处于富区域。如图6的期间“T4”所示，若此时的空燃比处于富区域，则步骤S12进行肯定判断，在步骤S14中，封锁阀24比较低速地被开阀驱动。此时封锁阀24的开阀速度慢于发动机的空燃比反馈控制的响应性。

通过这样将封锁阀24低速地打开，通过封锁阀24流向吸附罐21的蒸发燃料量稍有抑制，因此，空燃比逐渐向稀区域转移。其结果，步骤S12进行否定判断，在步骤S16中，封锁阀24准高速地被开阀驱动。此时封锁阀24的开阀的情形和空燃比的状态表示在图6的期间“T5”。此时封锁阀24的开阀速度是与空燃比的反馈控制的响应性相同程度或者比其更快。其结果，通过封锁阀24从燃料箱15向吸附罐21输送的蒸发燃料量的增加速度加快，空燃比再次处于富区域。于是，步骤S12再次进行肯定判断。在步骤S14中，封锁阀24的开阀速度设为低速。此时相当于图6的期间“T6”。

在第2实施方式中，期间“T4”和“T6”的步进马达的动作周期例如是30毫秒。此外，期间“T5”的步进马达的动作周期例如是10毫秒。这些周期能够适当地设定，并不限定于例示的周期。

将以上的处理继续直到封锁阀24达到目标开度(图6的目标位置)，若达到目标开度，则步骤S18进行肯定判断，封锁阀24的开阀控制处理例程的处理结束。

通过这样控制封锁阀24的开阀开始时的开阀速度，能够在将空燃比维持在理论空燃比附近的同时迅速地将封锁阀24开阀到目标开度。

在上述各实施方式中，步骤S4、步骤S8以及步骤S10的处理相当于本发明的第1技术方案～第5技术方案中的开阀开始速度控制部件。此外，步骤S4、步骤S12～步骤S18以及步骤S10的处理相当于本发明的第6技术方案中的开阀开始速度控制部件。此外，步骤S6的处理相当于本发明的第7技术方案和第8技术方案中的闭阀速度控制部件。

以上，说明了特定的实施方式，但本发明并不限定于这些外观、结构，能够在不变更本发明主旨的范围内进行各种变更、追加、删除。在上述第1实施方式中，封锁阀24的开阀区域的开阀速度设为以比空燃比的反馈控制的控制周期长的周期每次将封锁阀24打开预定量的速度，但也可以进一步考虑吹扫量来改变开阀速度。即，进行校正使得与吹扫量较少的情况相比在吹扫量较多的情况下的开阀速度减慢。另外，能够根据吹扫阀的开度来决定吹扫量。