蒸发燃料处理装置

摘要

本发明提供一种蒸发燃料处理装置，兼顾蒸发燃料处理装置的封锁阀的适当的初始化和封锁阀的劣化的抑制。蒸发燃料处理装置(20)具备初始化单元(19)，该初始化单元(19)在存在封锁阀(40)的初始化要求的情况下下，在燃料箱(15)的箱压处于大气压附近的规定压力范围内时，与箱压处于该规定压力范围外时相比，增加使步进电动机(50)向闭阀方向旋转的步数。

权利要求

1.一种蒸发燃料处理装置，具备：

罐，具备吸附材料，该吸附材料吸附在燃料箱内产生的蒸发燃料；

蒸气通路，将所述罐与所述燃料箱连接；以及封锁阀，设于所述蒸气通路，在行程量小于规定量的情况下成为闭阀状态，在所述行程量为所述规定量以上的情况下成为开阀状态，所述蒸发燃料处理装置的特征在于，

所述封锁阀具有步进电动机，该步进电动机能够调整所述行程量，该蒸发燃料处理装置具备初始化单元，

该初始化单元在存在使所述封锁阀向闭阀方向移动至预先确定的初始位置为止的初始化的要求的情况下，在所述燃料箱的箱压处于大气压附近的规定压力范围内时，与所述箱压处于所述规定压力范围外时相比，增加使所述步进电动机向闭阀方向旋转的步数。

说明书

蒸发燃料处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及对在燃料箱内产生的蒸发燃料进行处理的蒸发燃料处理装置的技术领域。

背景技术

[0002] 作为这种装置，提出了一种例如具备罐和封锁阀的装置，该罐具备吸附材料，该吸附材料吸附在燃料箱内产生的蒸发燃料，该封锁阀设于将该罐与燃料箱连接的蒸气通路且具有步进电动机(参照专利文献1)。专利文献1中公开了在检测到步进电动机的失步的情况下，在作为未给发动机工作带来坏影响的定时而预先确定的初始化时期，执行使封锁阀向预先确定的初始位置移动的初始化。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2015-218659号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的问题

[0007] 步进电动机以步进单位来控制其旋转量(旋转角度)。在封锁阀的初始化时，多将步进电动机从步进电动机的步数为“0”的位置(即初始位置)进一步向闭阀方向旋转规定步数。

[0008] 这种控制在步进电动机的步数为“0”的位置和真正的初始位置偏离的情况下，由于可靠地使封锁阀初始化，所以有效。然而，在将上述规定步数设定为固定值时，在步进电动机的步数为“0”的位置和真正的初始位置未偏离的情况下，存在因上述控制而促进封锁阀的劣化的可能性。

[0009] 本发明鉴于上述问题点而完成，其课题在于提供一种能够兼顾封锁阀的适当的初始化和封锁阀的劣化的抑制的蒸发燃料处理装置。

[0010] 用于解决问题的手段

[0011] 为了解决上述课题，本发明的蒸发燃料处理装置具备：罐，具备吸附材料，该吸附材料吸附在燃料箱内产生的蒸发燃料；蒸气通路，将所述罐与所述燃料箱连接；以及封锁阀，设于所述蒸气通路，在行程量小于规定量的情况下成为闭阀状态，在所述行程量为所述规定量以上的情况下成为开阀状态，其中，所述封锁阀具有步进电动机，该步进电动机能够调整所述行程量，该蒸发燃料处理装置具备初始化单元，该初始化单元在存在使所述封锁阀向闭阀方向移动至预先确定的初始位置为止的初始化的要求的情况下，在所述燃料箱的箱压处于大气压附近的规定压力范围内时，与所述箱压处于所述规定压力范围外时相比，增加使所述步进电动机向闭阀方向旋转的步数。

[0012] 在封锁阀闭阀的情况下，燃料箱的箱压成为比大气压高一定程度的压力或者比大气压低一定程度的压力。另外，除了例如故障诊断等特别的情况以外，罐内的压力维持为大气压。因此，在封锁阀因失步而未闭阀的情况下，通过蒸气通路而罐与燃料箱连通，因此燃料箱的箱压也成为大气压。即，在燃料箱的箱压处于大气压附近的情况下，封锁阀未闭阀的可能性较高，另一方面，在箱压比大气压高或者低一定程度的情况下，封锁阀闭阀的可能性较高。

[0013] 本申请发明者着眼于该点，如上述那样构成蒸发燃料处理装置。即，形成为如下结构：在燃料箱的箱压处于规定压力范围内时，封锁阀未闭阀的可能性较高，因此与箱压处于规定压力范围外时(即封锁阀闭阀的可能性较高时)相比，通过初始化单元来增加使步进电动机向闭阀方向旋转的步数。

[0014] 其结果是，在箱压处于规定压力范围内时，封锁阀的初始化时步进电动机向闭阀方向旋转比较多的步数，因此能够适当地进行封锁阀的初始化，另一方面，在箱压处于规定压力范围外时，封锁阀的初始化时步进电动机向闭阀方向仅旋转比较少的步数，因此能够实现封锁阀的劣化的抑制。

[0015] 需要说明的是，“规定压力范围”只要考虑例如测定箱压的压力传感器的测定精度或以燃料箱中的压力传感器的安装位置为起因的测定误差等而设定为可看作大气压的范围即可。

[0016] 本发明的作用及其他好处可由如下说明的用于实施的方式清楚得知。

附图说明

[0017] 图1是实施方式的蒸发燃料处理装置的整体结构图。

[0018] 图2是表示实施方式的封锁阀的一状态的纵截面图。

[0019] 图3是表示实施方式的封锁阀的初始化处理的流程图。

[0020] 图4是表示实施方式的初始化动作中的步进电动机的步数的时间变化的概念的概念图。

具体实施方式

[0021] 参照图1～图4来说明本发明的蒸发燃料处理装置的实施方式。

[0022] (整体结构)

[0023] 参照图1来说明实施方式的蒸发燃料处理装置的结构。图1是实施方式的蒸发燃料处理装置的整体结构图。

[0024] 图1中，蒸发燃料处理装置20装备于车辆(未图示)的发动机系统10，是用于避免在车辆的燃料箱15内产生的蒸发燃料向外部漏出的装置。

[0025] 蒸发燃料处理装置20构成为具备罐22、蒸气通路24、清除通路26及大气通路28。在罐22内装填有作为吸附材料的活性炭。罐22构成为能够通过吸附材料来吸附燃料箱15内的蒸发燃料。蒸气通路24的一端与燃料箱15内的气层部连通，蒸气通路24的另一端与罐22连通。在蒸气通路24中设有能够对蒸气通路24的连通和切断进行切换的封锁阀40。清除通路26的一端与罐22连通，清除通路26的另一端与发动机14的进气通路16中的节流阀17的下游侧连通。在清除通路26中设有能够对清除通路26的连通和切断进行切换的清除阀26v。

[0026] 罐22与前端大气开放的大气通路28连通。在大气通路28中设有空气过滤器28a。在大气通路28的比空气过滤器28a靠罐22侧处设有能够对大气通路28的连通和切断进行切换的切换阀28v。切换阀28v由例如非通电时为“开”的常开型电磁阀构成。在大气通路28中还与切换阀28v并联地设有能够朝向罐22压送大气的泵28p。关于泵28p，只要能够对包括罐22及燃料箱15在内的系统内进行加压，不管什么样的形式都可以，不过优选形成为在断开状态下不发生气体的流动的结构。

[0027] 封锁阀40、清除阀26v、切换阀28v及泵28p分别基于来自ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)19的信号来进行控制。即，在本实施方式中，将车辆的各种电子控制用的ECU19的功能的一部分作为蒸发燃料处理装置20的一部分来使用。

[0028] 在蒸发燃料处理装置20中，作为对系统内的压力进行检测的压力传感器，安装有设于燃料箱15的箱压传感器15s和设于清除通路26的比清除阀26v靠罐侧处的蒸发系统压力传感器(以后称为“系统压力传感器”)26s。箱压传感器15s检测被封锁阀40分成两部分的系统内的燃料箱15侧的区域的压力。系统压力传感器26s检测被封锁阀40分成两部分的系统内的包括罐22在内的区域(具体而言，由清除阀26v、切换阀28v及封锁阀40划分的区域)的压力(以后称为“系统压力”)。向ECU19输入来自箱压传感器15s及系统压力传感器26s的信号。

[0029] (蒸发燃料处理装置的动作概要)

[0030] 接着，说明如上述那样构成的蒸发燃料处理装置20的动作概要。ECU19在车辆的行驶中规定的清除条件成立的情况下适当打开清除阀26v。此时，切换阀28v为开阀状态，因此由于发动机14的进气负压而大气从大气通路28流入。通过该大气而从罐22的吸附材料清除的蒸发燃料经由清除阀26v向发动机14的进气通路17导入。并且，ECU19在由箱压传感器15s检测到的燃料箱15的压力高于规定压力的情况下，使封锁阀40开阀并进行燃料箱15的降压控制。需要说明的是，关于被罐22的吸附材料吸附的蒸发燃料的清除的控制以及燃料箱15的降压控制，能够应用现有的各种方式，因此省略其详细的说明。

[0031] (封锁阀的结构)

[0032] 关于封锁阀40的结构，参照图2并添加说明。图2是表示实施方式的封锁阀的一状态的纵截面图。

[0033] 封锁阀40是在闭阀状态下封锁蒸气通路24且在开阀状态下对在蒸气通路24中流动的气体的流量进行控制的流量控制阀。图2中，封锁阀40构成为具备阀壳体42、步进电动机50、阀引导件60及阀体70。在阀壳体42中形成有阀室44、流入路45及流出路46。由阀室44、流入路45及流出路46构成流体通路。

[0034] 步进电动机50设置于阀壳体42的上部。步进电动机50具有电动机主体52和从该电动机主体52的下表面突出且以能够正反旋转的方式构成的输出轴54。输出轴54以同心状配置于阀壳体42的阀室44内，在该输出轴54的外周面上形成有外螺纹部54n。

[0035] 阀引导件60由圆筒状的筒壁部62和将筒壁部62的上端开口部封闭的上壁部64形成为有顶圆筒状。在上壁部64的中央部以同心状形成有筒轴部66。在筒轴部66的内周面上形成有内螺纹部66w。阀引导件60以在通过止转单元(未图示)防止沿轴旋转方向旋转的状态下能够沿轴方向(上下方向)移动的方式配置于阀壳体42。

[0036] 向阀引导件60的筒轴部66的内螺纹部66w螺合步进电动机50的输出轴54的外螺纹部54n。由此，基于步进电动机50的输出轴54的正反旋转，阀引导件60能够沿轴方向升降移动。在阀引导件60的周围设有对阀引导件60向上方施力的辅助弹簧68。

[0037] 阀体70由圆筒状的筒壁部72和将筒壁部72的下端开口部封闭的下壁部74形成为有底圆筒状。在下壁部74的下表面装配有例如由圆板状的橡胶状弹性材料构成的密封部件76。阀体70以同心状配置于阀引导件60内。阀体70的密封部件76以能够与阀壳体42的阀座(流入路45的阀室44侧的端部的周围)的上表面抵接的方式配置于阀壳体42的阀座(流入路
45的阀室44侧的端部的周围)的上表面。

[0038] 在阀体70的筒壁部72的上端外周面上沿着圆周方向形成有多个连结凸部72t。阀体70的连结凸部72t与在阀引导件60的筒壁部62的内周面上形成的纵槽状的连结凹部62m以能够沿上下方向相对移动恒定尺寸的状态嵌合。在阀引导件60的连结凹部62m的底壁部62b从下方与阀体70的连结凸部72t抵接的状态下，阀引导件60和阀体70能够一体地向上方(即开阀方向)移动。在阀引导件60的上壁部64与阀体70的下壁部74之间以同心状设有相对于阀引导件60始终对阀体70向下方(即闭阀方向)施力的阀弹簧77。

[0039] (封锁阀的动作)

[0040] 接着，说明如上述那样构成的封锁阀40的动作。封锁阀40基于来自ECU19的信号而使步进电动机50向开阀方向或闭阀方向旋转预先确定的步数。其结果是，通过步进电动机50的输出轴54的外螺纹部54n与阀引导件60的筒轴部66的内螺纹部66w的螺合作用，阀引导件60沿上下方向移动预先确定的行程量。

[0041] 在封锁阀40的初始化状态(初始状态)下，阀引导件60保持于下限位置，筒壁部62的下端面与阀壳体42的阀座的上表面抵接。并且，在该状态下，阀体70的连结凸部72t相对于阀引导件60的连结凹部62m的底壁部62b位于上方(参照图2)，阀体70的密封部件76因阀弹簧77的弹力而按压于阀壳体42的阀座的上表面。初始状态的封锁阀40的位置(具体而言为阀引导件60的位置)是本发明的“初始位置”的一例。

[0042] 从封锁阀40的初始状态起步进电动机50向开阀方向旋转时，通过外螺纹部54n与内螺纹部66w的螺合作用而阀引导件60向上方移动，阀引导件60的连结凹部62m的底壁部62b从下方与阀体70的连结凸部72t抵接。然后，步进电动机50进一步向开阀方向旋转而阀引导件60进一步向上方移动时，阀体70与阀引导件60一起向上方移动，阀体70的密封部件
76从阀壳体42的阀座离开。其结果是，封锁阀40开阀。

[0043] (封锁阀的初始化动作)

[0044] 接着，参照图3及图4来说明本实施方式的封锁阀40的初始化动作。

[0045] 图3中，作为蒸发燃料处理装置20的一部分的ECU19判定是否存在封锁阀40的初始化(initialize)要求(步骤S101)。在此，封锁阀40的初始化在例如点火器断开时、点火器接通时、该蒸发燃料处理装置20的故障诊断(On Board Diagnosis(车载诊断)：OBD)的开始时等被要求。需要说明的是，实施方式的“ECU19”是本发明的“初始化单元”的一例。

[0046] 在步骤S101的判定中判定为没有封锁阀40的初始化要求的情况下(步骤S101：否)，该处理结束。然后，ECU19在经过规定时间后再次实施步骤S101的处理。

[0047] 另一方面，在步骤S101的判定中判定为存在封锁阀40的初始化要求的情况下(步骤S101：是)，ECU19判定由箱压传感器15s检测到的燃料箱15的箱压是否为大气压(步骤S102)。具体而言，ECU19判定箱压是否处于大气压附近的规定压力范围内(-规定值A以上且规定值A以内)。

[0048] 在此，“规定值A”设定为比大气压大了考虑例如箱压力传感器15s的测定精度或以燃料箱15中的箱压力传感器15s的安装位置为起因的测定误差等而确定的值的值。“-规定值A”设定为比大气压小了考虑例如箱压力传感器15s的测定精度或以燃料箱15中的箱压力传感器15s的安装位置为起因的测定误差等而确定的值的值。

[0049] 在步骤S102的判定中判定为箱压不是大气压的情况下(即判定为箱压处于规定压力范围外的情况下)(步骤S102：否)，ECU19将步进电动机50的目标步数设定为规定数S1，进行封锁阀40的初始化(步骤S104)。

[0050] 在此，“规定数S1”是比“0”小的值。即，在封锁阀40的初始化时，ECU19使步进电动机50从步进电动机50的步数为“0”的位置进一步向闭阀方向旋转由规定数S1(或后述的规定数S2)表示的步数。在本实施方式中，将使步进电动机50从步进电动机50的步数为“0”的位置进一步向闭阀方向旋转的情况称为“抵碰”。

[0051] 关于将目标步数设定为规定数S1的情况下的封锁阀40的初始化，参照图4(a)并具体地进行说明。图4(a)中，规定数S1设为“-8”，但是并不限定于此。

[0052] 在图4(a)的t1时刻，上述的步骤S102的判定中判定为箱压不是大气压。其结果是，ECU19将切换阀28v通电并闭阀，并且将目标步数设定为“-8(即规定数S1)”，开始封锁阀40的初始化。

[0053] 如图4(a)所示，ECU19每次使步进电动机50向闭阀方向旋转1步进。在t2时刻，步数成为“0”，但是然后ECU19还使步进电动机50向闭阀方向旋转。步数达到“-8”时，ECU19停止步进电动机50的旋转(t3时刻)，仅将步数修改为“0”。即，ECU19在t3时刻前将与步数“-8”对应的封锁阀40的位置(具体而言为阀引导件60的位置)再定义为步数“0”。然后，ECU19使步进电动机50向开阀方向旋转规定步进(在此为4步进)，将切换阀28v开阀(t4时刻)，结束封锁阀40的初始化。

[0054] 需要说明的是，通过使步进电动机50从步数“0”向开阀方向旋转规定步进，阀引导件60成为从阀壳体42的阀座稍微浮起的状态，因此能够抑制由于例如气温等环境变化而向阀引导件60与阀座间施加过度的力。

[0055] 重新返回图3，在步骤S102的判定中判定为箱压是大气压的情况下(即判定为箱压处于规定压力范围内的情况下)(步骤S102：是)，ECU19将步进电动机50的目标步数设定为绝对值比上述规定数S1大的规定数S2，进行封锁阀40的初始化(步骤S103)。

[0056] 关于将目标步数设定为规定数S2的情况下的封锁阀40的初始化，参照图4(b)并具体地进行说明。图4(b)中，规定数S2设为“-248”，但是并不限定于此。

[0057] 在图4(b)的t5时刻，上述的步骤S102的判定中判定为箱压是大气压。其结果是，ECU19将切换阀28v通电并闭阀，并且将目标步数设定为“-248(即规定数S2)”，开始封锁阀40的初始化。

[0058] 如图4(b)所示，ECU19每次使步进电动机50向闭阀方向旋转1步进。步数达到“-248”时，ECU19停止步进电动机50的旋转(t7时刻)，仅将步数修改为“0”。然后，ECU19使步进电动机50向开阀方向旋转规定步进(在此为4步进)，将切换阀28v开阀(t8时刻)，结束封锁阀40的初始化。

[0059] (技术性效果)

[0060] 封锁阀40的实际的位置(即实际的阀引导件60的位置)可能从与步进电动机50的步数对应的位置偏离(即失步)。因此，在将封锁阀40初始化的情况下，进行抵碰。然而，一律进行抵碰时(即将使步进电动机50从步数“0”向闭阀方向旋转的步数设为固定值时)，在未失步的情况下，有可能因抵碰而促进封锁阀40的劣化。另一方面，为了抑制封锁阀40的劣化而将抵碰的步数设定得比较少时，在失步的情况下，有可能抵碰不充分而未消除失步。

[0061] 另外，切换阀28v原则上为开阀状态，若清除阀26v闭阀，则蒸发燃料处理装置20中的比封锁阀40靠罐22侧处的压力为大气压。因此，封锁阀40无意间成为开阀状态时，燃料箱15的箱压也成为大气压。因此，在上述的步骤S102的处理中(换言之，进行封锁阀40的初始化之前)判定为燃料箱15的箱压是大气压的情况下，封锁阀40的位置相比与步进电动机50的步数对应的位置向开阀侧偏离(即失步)，成为开阀状态的可能性较高。

[0062] 另一方面，在封锁阀40闭阀的情况下，燃料箱15的箱压为明显比大气压高或低的压力。因此，在上述的步骤S102的处理中(换言之，进行封锁阀40的初始化之前)判定为燃料箱15的箱压不是大气压的情况下，封锁阀40为闭阀状态的可能性较高。

[0063] 并且，在上述的步骤S102的处理中判定为燃料箱15的箱压是大气压的情况下(即因失步而封锁阀40为开阀状态的可能性较高的情况下)，将目标步数设定为规定数S2，抵碰的步数变得比较多。在此，规定数S2的绝对值优选大于与封锁阀40的全开位置相当的步数。若这样构成，则能够可靠地使封锁阀40为初始化状态。

[0064] 另一方面，在上述的步骤S102的处理中判定为燃料箱15的箱压不是大气压的情况下(即封锁阀40为闭阀状态的可能性较高的情况下)，将目标步数设定为规定数S1，抵碰的步数变得比较少。因此，能够抑制以抵碰为起因的封锁阀40的劣化。

[0065] 以上的结果是，根据该蒸发燃料处理装置20，能够兼顾封锁阀40的适当的初始化和封锁阀40的劣化的抑制。

[0066] 本发明并不限于上述的实施方式，在不违反从权利要求书及说明书整体能读取的发明的主旨或者思想的范围内能够适当变更，带有那样的变更的蒸发燃料处理装置也包含于本发明的技术性范围。

[0067] 标号说明

[0068] 10…发动机系统、15…燃料箱、15s…箱压传感器、19…ECU、20…蒸发燃料处理装置、22…罐、24…蒸气通路、26…清除通路、26s…蒸发系统压力传感器、26v…清除阀、28…大气通路、28v…切换阀、40…封锁阀、50…步进电动机。