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技術 流量調整装置

出願人 浜名湖電装株式会社
発明者 李曄楠
出願日 2019年2月21日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-029825
公開日 2020年8月31日 (2ヶ月経過) 公開番号 2020-133540
状態 未査定
技術分野 燃料・空気・混合気への2次燃料等の供給
主要キーワード バルブモジュール ノーマルクローズ式 内部ポンプ 流出側通路 低デューティ比 流入側通路 流出側流路 大流量化
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年8月31日)のものです。
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図面 (10)

課題

気流音圧力変動に伴う騒音とを低減可能な流量調整装置を提供する。

解決手段

流量調整装置は、パージバルブ15と流量調整弁164aと流量調整弁164bとを備える。流量調整装置は、流量調整弁164aの作動と流量調整弁164bの作動とを制御する制御装置50を備える。制御装置50は、所定の車両状態条件成立する場合に、流入側通路154aおよび流出側通路156aの流路断面積を絞るように流量調整弁164a,164bを制御する。流量調整装置は、気流音と圧力変動に伴う騒音とを低減できる。

概要

背景

特許文献1には、キャニスタ側からエンジン吸気管側へ流れる蒸発燃料の流量を調整可能な電磁弁であるパージバルブが開示されている。近年、エンジンの低燃費化により、エンジン負圧が減少する傾向にある。これに伴い、パージバルブが調整可能な蒸発燃料の流量は大流量化している。

概要

気流音圧力変動に伴う騒音とを低減可能な流量調整装置を提供する。流量調整装置は、パージバルブ15と流量調整弁164aと流量調整弁164bとを備える。流量調整装置は、流量調整弁164aの作動と流量調整弁164bの作動とを制御する制御装置50を備える。制御装置50は、所定の車両状態条件成立する場合に、流入側通路154aおよび流出側通路156aの流路断面積を絞るように流量調整弁164a,164bを制御する。流量調整装置は、気流音と圧力変動に伴う騒音とを低減できる。

目的

この明細書における開示の目的は、気流音と圧力変動に伴う騒音とを低減可能な流量調整装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

エンジン(2)の吸気圧によってキャニスタ(13)から流出する蒸発燃料流通する燃料通路(153)を有するハウジング(150)と、弁座(155)から離間して前記蒸発燃料の流通を許可する開状態閉状態とに切り換えるように前記燃料通路を開閉する弁体(152)と、前記開状態と前記閉状態とを切り換えるために、前記弁体とともに変位する可動コア(1511)を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部(151)と、前記弁体よりも前記キャニスタ側に位置する流入側通路(154a)における流入側流路断面積を調整可能とする流入側流量調整部(164a)と、前記弁体よりも前記エンジン側に位置する流出側通路(156a)における流出側流路断面積を調整可能とする流出側流量調整部(164b)と、前記流入側流量調整部の作動と前記流出側流量調整部の作動とを制御する制御装置(50)と、を備え、前記制御装置は、圧力変動に伴う騒音が想定可能な車両状態条件成立する場合に、前記流入側流路断面積と前記流出側流路断面積とを絞るように前記流入側流量調整部と前記流出側流量調整部とを制御する流量調整装置

請求項2

前記流入側流量調整部と前記流出側流量調整部との両方を駆動するアクチュエータ(161)を備え、前記制御装置は、前記車両状態条件が成立する場合に、前記流入側流路断面積と前記流出側流路断面積とを絞るように前記アクチュエータを制御する請求項1に記載の流量調整装置。

請求項3

前記制御装置は、車両停止時かつ前記エンジンが運転している状態である場合に、前記車両状態条件が成立すると判定する請求項1または請求項2に記載の流量調整装置。

請求項4

前記制御装置は、車速が所定速度を下回っている場合に、前記車両状態条件が成立すると判定する請求項1または請求項2に記載の流量調整装置。

請求項5

前記制御装置は、前記エンジンの回転数所定回転数を下回っている場合に、前記車両状態条件が成立すると判定する請求項1または請求項2に記載の流量調整装置。

請求項6

前記制御装置は、車両の加速度所定加速度を上回る場合に、前記流入側流路断面積と前記流出側流路断面積とを拡大するように前記流入側流量調整部と前記流出側流量調整部とを制御する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の流量調整装置。

請求項7

前記制御装置はさらに、前記キャニスタにおける蒸発燃料の濃度を学習するキャニスタ濃度学習時に、前記流入側流路断面積と前記流出側流路断面積とを絞るように前記流入側流量調整部と前記流出側流量調整部とを制御する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の流量調整装置。

請求項8

エンジン(2)の吸気圧によってキャニスタ(13)から流出する蒸発燃料が流通する燃料通路(153)を有するハウジング(150)と、弁座(155)から離間して前記蒸発燃料の流通を許可する開状態と閉状態とに切り換えるように前記燃料通路を開閉する弁体(152)と、前記開状態と前記閉状態とを切り換えるために、前記弁体とともに変位する可動コア(1511)を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部(151)と、前記弁体よりも前記キャニスタ側に位置する流入側通路(154a)における流入側流路断面積を調整可能とする流入側流量調整部(164a)と、前記弁体よりも前記エンジン側に位置する流出側通路(156a)における流出側流路断面積を調整可能とする流出側流量調整部(164b)と、前記流入側流量調整部と前記流出側流量調整部との両方を駆動するアクチュエータ(161)と、前記電磁ソレノイド部に印加する電圧デューティ比制御する制御装置(50)と、前記電磁ソレノイド部と前記アクチュエータとを連絡する通電経路の途中に設けられたローパスフィルタ(17)と、を備え、前記ローパスフィルタは、前記電磁ソレノイド部に印加された電圧のデューティ比値が所定のデューティ比値を上回る場合に、前記アクチュエータに出力する電圧を前記電磁ソレノイド部への印加電圧に対して低下させることにより、前記アクチュエータへの供給電圧が前記上回る前よりも増加して、前記流入側流量調整部と前記流出側流量調整部は、前記流入側流路断面積と前記流出側流路断面積とを絞る流量調整装置。

技術分野

0001

この明細書における開示は、蒸発燃料の流量を制御する流量調整装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、キャニスタ側からエンジン吸気管側へ流れる蒸発燃料の流量を調整可能な電磁弁であるパージバルブが開示されている。近年、エンジンの低燃費化により、エンジン負圧が減少する傾向にある。これに伴い、パージバルブが調整可能な蒸発燃料の流量は大流量化している。

先行技術

0003

特開2013−24399号公報

発明が解決しようとする課題

0004

パージバルブとキャニスタとの間における圧力の変動幅は、パージバルブが調整可能な最大流量が大きいほど大きくなる。このため、大きい通路断面積を備えるパージバルブほど、パージバルブに接続されている配管やキャニスタ等の振幅が大きくなり、これらを通じて車室内へ伝わる振動、音等が大きくなるという問題がある。

0005

さらに蒸発燃料の大流量化によれば、パージバルブと吸気マニホールドを連結する流路において、例えば超音速流が発生し気流音車外に伝わるという問題がある。

0006

この明細書における開示の目的は、気流音と圧力変動に伴う騒音とを低減可能な流量調整装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

0008

開示された流量調整装置の一つは、エンジン(2)の吸気圧によってキャニスタ(13)から流出する蒸発燃料が流通する燃料通路(153)を有するハウジング(150)と、
弁座(155)から離間して蒸発燃料の流通を許可する開状態閉状態とに切り換えるように燃料通路を開閉する弁体(152)と、
開状態と閉状態とを切り換えるために、弁体とともに変位する可動コア(1511)を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部(151)と、
弁体よりもキャニスタ側に位置する流入側通路(154a)における流入側流路断面積を調整可能とする流入側流量調整部(164a)と、
弁体よりもエンジン側に位置する流出側通路(156a)における流出側流路断面積を調整可能とする流出側流量調整部(164b)と、
流入側流量調整部の作動と流出側流量調整部の作動とを制御する制御装置(50)と、を備え、
制御装置は、圧力変動に伴う騒音が想定可能な車両状態条件成立する場合に、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞るように流入側流量調整部と流出側流量調整部とを制御する。

0009

この流量調整装置によれば、圧力変動に伴う騒音が想定可能な車両状態条件が成立する場合に、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞る。この流路絞り制御により、弁体よりもキャニスタ側の流路における圧力変動を抑制できるとともに、弁体よりもエンジン側の流路で発生する気流音を抑制できる。したがって、気流音と圧力変動に伴う騒音とを低減できる流量調整装置が得られる。

0010

開示された流量調整装置の一つは、エンジン(2)の吸気圧によってキャニスタ(13)から流出する蒸発燃料が流通する燃料通路(153)を有するハウジング(150)と、
弁座(155)から離間して蒸発燃料の流通を許可する開状態と閉状態とに切り換えるように燃料通路を開閉する弁体(152)と、
開状態と閉状態とを切り換えるために、弁体とともに変位する可動コア(1511)を軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部(151)と、
弁体よりもキャニスタ側に位置する流入側通路(154a)における流入側流路断面積を調整可能とする流入側流量調整部(164a)と、
弁体よりもエンジン側に位置する流出側通路(156a)における流出側流路断面積を調整可能とする流出側流量調整部(164b)と、
流入側流量調整部と流出側流量調整部との両方を駆動するアクチュエータ(161)と、
電磁ソレノイド部に印加する電圧デューティ比制御する制御装置(50)と、
電磁ソレノイド部とアクチュエータとを連絡する通電経路の途中に設けられたローパスフィルタ(17)と、を備え、
ローパスフィルタは、電磁ソレノイド部に印加された電圧のデューティ比値が所定のデューティ比値を上回る場合に、アクチュエータに出力する電圧を電磁ソレノイド部への印加電圧に対して低下させることにより、アクチュエータへの供給電圧が当該上回る前よりも増加して、流入側流量調整部と流出側流量調整部は、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞る。

0011

この流量調整装置によれば、電磁ソレノイド部への印加電圧のデューティ比値が所定のデューティ比値を上回る場合にローパスフィルタによってアクチュエータに出力する電圧が低下してアクチュエータへの供給電圧が当該上回る前よりも増加する。

0012

この制御により、アクチュエータが作動して流入側流路断面積と流出側流路断面積とが絞られる。これにより、弁体よりもキャニスタ側の流路における圧力変動を抑制できるとともに、弁体よりもエンジン側の流路で発生する気流音を抑制できる。以上より、制御装置において車両状態条件を判定して判定結果に応じた処理を行う機能を備えることなく、気流音と圧力変動に伴う騒音とを低減できる流量調整装置が得られる。

図面の簡単な説明

0013

第1実施形態の流量調整装置を備えた蒸発燃料処理装置の構成図である。
蒸発燃料処理装置の車両における搭載場所を示した図である。
流量調整装置の構成を説明するための概要図である。
流入側通路を狭めていない状態を説明するための概要図である。
流入側通路を狭めた状態を説明するための概要図である。
第1実施形態の流量調整装置に係る制御処理を示したフローチャートである。
第2実施形態の流量調整装置に係る制御処理を示したフローチャートである。
第3実施形態の流量調整装置を説明するための構成図である。
第3実施形態の流量調整装置に係る制御を示したチャート図である。

実施例

0014

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

0015

(第1実施形態)
第1実施形態について図1図6を参照しながら説明する。流量調整装置は、車両に搭載される蒸発燃料パージシステムである蒸発燃料処理装置1に用いられる。流量調整装置は、パージバルブ15と流量調整ユニット16とを備えている。車両に搭載される蒸発燃料パージシステムである蒸発燃料処理装置1に用いられる。蒸発燃料処理装置1は、図1に示すように、キャニスタ13に吸着した燃料中のHCガス等をエンジン2の吸気通路に供給する。これにより、燃料タンク10からの蒸発燃料が大気に放出されることを防止できる。蒸発燃料処理装置1は、内燃機関であるエンジン2の吸気通路を構成するエンジン2の吸気系と、蒸発燃料をエンジン2の吸気系に供給する蒸発燃料パージ系とを備える。

0016

エンジン2の吸気圧によって吸気通路に導入された蒸発燃料は、インジェクタ等からエンジン2に供給される燃焼用燃料と混合されて、エンジン2の燃焼室燃焼される。エンジン2は少なくともキャニスタ13から脱離された蒸発燃料と燃焼用燃料とを混合して燃焼する。エンジン2の吸気系は、吸気通路を構成する吸気管21が吸気マニホールド20に接続されている。この吸気系は、さらに吸気管21の途中にスロットルバルブ25、エアフィルタ24等が設けられて構成されている。

0017

蒸発燃料パージ系において燃料タンク10とキャニスタ13は、ベーパ通路を構成する配管11によって接続されている。蒸発燃料パージ系においてキャニスタ13と吸気管21は、パージ通路を構成する配管14とパージバルブ15とを介して接続されている。パージ通路の途中には、パージポンプを設けるようにしてもよい。エアフィルタ24は、吸気管21の上流部に設けられ、吸気中の塵や埃等を捕捉する。スロットルバルブ25は、吸気マニホールド20の入口部の開度を調節して、吸気マニホールド20内に流入する吸気量を調節する吸気量調節弁である。吸気は、吸気通路を通過して吸気マニホールド20内に流入し、インジェクタ等から噴射される燃焼用燃料と所定の空燃比となるように混合されて燃焼室で燃焼される。

0018

燃料タンク10は、例えばガソリン等の燃料を貯留する容器である。燃料タンク10は、ベーパ通路を形成する配管11によってキャニスタ13の流入部に接続されている。キャニスタ13は、内部に活性炭等の吸着材封入された容器である。キャニスタ13は、燃料タンク10内で発生する蒸発燃料を、ベーパ通路を介して取り入れて吸着材に一時的に吸着する。

0019

キャニスタ13には、バルブモジュール12が一体に設けられている。バルブモジュール12には、キャニスタクローズバルブ内部ポンプとが内蔵されている。キャニスタクローズバルブは、外部の新鮮な空気を吸入するための吸入部を開閉する。内部ポンプは、大気に対してガスを放出したり、大気を吸入したりすることが可能なポンプである。キャニスタ13がキャニスタクローズバルブを備えることにより、キャニスタ13内に大気圧を作用させることができる。キャニスタ13は、吸入された新鮮な空気によって吸着材に吸着した蒸発燃料を容易に脱離可能、すなわちパージすることができる。

0020

パージバルブ15は、パージ通路、すなわち、ハウジング150の内部に設けられた燃料通路153を開閉する弁体152を有する開閉装置である。パージバルブ15は、キャニスタ13からの蒸発燃料をエンジン2へ供給することを許可および阻止できる。パージバルブ15は、電圧が供給されていない通常時に燃料通路153を閉じた状態を維持する弁装置である。パージバルブ15は、電圧の非印加時に燃料通路153を閉じる閉状態であり、電圧の印加時に燃料通路153を開く開状態に制御されるノーマルクローズ式の弁装置である。このように開状態と閉状態とが切り換わることにより、パージバルブ15は蒸発燃料処理装置1における蒸発燃料のパージ量を調節することができる。

0021

近年、エンジンの低燃費化によりエンジン負圧が減少する傾向にあり、パージバルブには大流量を調整可能な性能が求められている。一方、パージバルブ15が開弁状態から閉弁状態変移したときの圧力の変動幅は、パージバルブ15における調整可能な最大流量が大きいほど大きくなることがわかっている。パージバルブ15の調整可能な流量値が大きいほど、パージバルブ15とキャニスタ13とを連結する流路において圧力の変動幅が大きくなる。圧力変動幅の増大は、配管の振動をもたらし車両における騒音の要因になっている。パージバルブ15とキャニスタ13とを接続する配管14は、例えば図2に示すように車室内の床下に設けられているため、配管の振動による騒音が車室内に伝わりやすい。このため、蒸発燃料処理装置1はキャニスタ側の流路における圧力変動幅を抑制する機能を備えている。

0022

さらに大流量を調整可能な性能をパージバルブに求めると、パージバルブとエンジンとを連結する流路に、超音速流が発生して気流音が車外に洩れることになる。これは、パージバルブがエンジン側の流路形状としてソニック形状を採用することによって顕著になる。このため、蒸発燃料処理装置1はエンジン側の流路で発生する気流音を抑制する機能を備えている。

0023

図2に示すように、パージバルブ15の流出側通路156aとエンジン2とを連結する吸気管21内の流路は、車両前部またはエンジンルーム内に設けられている。このパージバルブ15よりも下流側の流路は、エンジン2よりも車両前方に設けられている。この下流側の流路において最も車両前方に位置する流路前端部21aは、エンジン2よりも車両の前端部41に近い場所に位置している。このため、流路前端部21aとその周辺から発生する気流音は、エンジン音にかき消されることなく車外に洩れやすい。車両の前端部41から流路前端部21aまでの最短距離は、エンジン2から車両の前端部41までの最短距離よりも短く設定されていることが好ましい。蒸発燃料処理装置1は、エンジン側の流路で発生する気流音を抑制する機能を備えるため、流路前端部21aを含む範囲から洩れる気流音を抑制する効果を奏する。

0024

図3に示すように、パージバルブ15は、弁座155、弁体152、電磁ソレノイド部151等を備えている。パージバルブ15には、流量調整ユニット16が一体に設けられている。電磁ソレノイド部151は、ヨークボビンコイル1510、固定コア、可動コア1511、電源供給用コネクタ等を備えている。ヨーク、固定コア、可動コア1511等は、磁性材料によって形成されている。電磁ソレノイド部151は、コネクタによってターミナル端子を、供給電圧を制御する制御装置50等に電気的に接続することにより、コイル1510に通電する電流を制御できるように構成されている。

0025

電磁ソレノイド部151は、弁体152が弁座155から離間して流体の流通を許可する開状態と弁座155に接触して流体の流通を阻止する閉状態とを切り換える。電磁ソレノイド部151は、弁体152と一体に変位する可動コア1511を軸方向に駆動する駆動力を発生する。閉状態から電磁ソレノイド部151のコイル1510に通電すると、ヨーク、可動コア1511、固定コア等により形成された磁気回路に磁束が発生する。この磁束に伴う磁力により、可動コア1511は固定コア側に向かって軸方向に吸引される。可動コア1511は、この吸引力によってスプリング付勢力に抗して固定コア側に移動して、弁体152が弁座155から離間し、燃料通路153を開く開状態となる。

0026

例えば制御装置50は、通電のオン時間とオフ時間とによって形成される1周期の時間に対するオン時間の比率、すなわちデューティ比を制御してコイル1510に通電を行う。パージバルブ15は、デューティコントロールバルブともいう。パージバルブ15は、デューティ信号によって制御されるデューティ比を変更することにより、開弁量を連続的に制御することができる。この通電制御により、燃料通路153を流通する蒸発燃料の流量であるパージ量を調節することができる。

0027

パージバルブ15のハウジング150には、キャニスタ13側からの流体が流入する入力ポート154とエンジン2側へ流体が流出する出力ポート156とが設けられている。ハウジング150は、電磁ソレノイド部151、弁体152等を収容している。入力ポート154の内部に設けられた流入側通路154aは、キャニスタ13に接続されている配管14を介してキャニスタ13に連通している。流入側通路154aは、燃料通路153や弁体152よりもキャニスタ13側に位置する通路である。

0028

流入側通路154aは、流量調整弁164aによって、キャニスタ13側から流入する蒸発燃料の流量が調整可能に構成されている。流量調整弁164aは、流入側通路154aの開度、つまり、流入側通路154aにおける流路断面積を調整可能とする流入側流量調整部である。流量調整弁164aはアクチュエータ161によって駆動されて、流入側通路154aの開度を調整する。

0029

出力ポート156の内部に設けられた流出側通路156aは、吸気マニホールド20に接続されている吸気管21を介して吸気マニホールド20に連通している。流出側通路156aは、燃料通路153や弁体152よりもエンジン2側に位置する通路である。出力ポート156と吸気マニホールド20とを接続する配管は、パージホースとも呼ばれる。

0030

流出側通路156aは、流量調整弁164bによって、エンジン2側に流出する蒸発燃料の流量が調整可能に構成されている。流量調整弁164bは、流出側通路156aの開度、つまり、流出側通路156aにおける流路断面積を調整可能とする流出側流量調整部である。流量調整弁164bはアクチュエータ161によって駆動されて、流出側通路156aの開度を調整する。

0031

流量調整弁164aと流量調整弁164bは、弁体連結部164によって連結されている。流量調整弁164aは弁体連結部164における一方端部側に結合し、流量調整弁164bは弁体連結部164における他方端部側に結合している。流量調整弁164aは、弁体連結部164における一方端部側から流入側通路154aに延びる部材の先端側に設けられた弁体である。流量調整弁164bは、弁体連結部164における他方端部側から流出側通路156aに延びる部材の先端側に設けられた弁体である。出力ポート156は入力ポート154に沿うように延びている。入力ポート154は弁体連結部164の一方端部側に位置し、出力ポート156は弁体連結部164の他方端側に位置している。入力ポート154と出力ポート156は、このようにずれた位置において平行に延びている。

0032

弁体連結部164は、可動コア163と結合するように設けられている。弁体連結部164は、アクチュエータ161によって駆動される可動コア163の変位に伴って変位する。この構成により、流量調整弁164aと流量調整弁164bは、アクチュエータ161によって駆動される可動コア163および弁体連結部164の変位に伴って変位する。

0033

流量調整ユニット16は、アクチュエータ161、弁体連結部164、流量調整弁164aおよび流量調整弁164bを備えている。アクチュエータ161は、パージバルブ15の電磁ソレノイド部151と同様に、供給電圧により発生する電磁力によって、可動コア163を軸方向に移動させる。アクチュエータ161は、電圧が供給されていない非通電状態では流入側通路154aと流出側通路156aとを狭めていない通常状態である全開状態を維持する。アクチュエータ161は、制御装置50によってコイル162に通電が行われると、発生する電磁力がスプリングの弾性力打ち勝って可動コア163を変位させる。この変位により流量調整ユニット16は流量調整弁164aが流入側通路154aを狭める絞り状態と流量調整弁164bが流出側通路156aを狭める絞り状態とに制御する。

0034

制御装置50は、少なくとも一つの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくとも一つのメモリ装置とを有する。制御装置50は、例えばコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置50は、一つのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置50によって実行されることによって、制御装置50をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置50を機能させる。

0035

制御装置50が提供する手段および/または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置50がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

0036

アクチュエータ161は、流入側通路154aと流出側通路156aのそれぞれを、全開状態と絞り状態とに切り換えることができる。全開状態は、アクチュエータ161が非通電状態であるときである。図4に示すように、全開状態は、流量調整弁164aと流量調整弁164bが最もアクチュエータ161側に位置している状態である。全開状態では、流入側通路154aへ伝播する圧力変動は、図4破線で示すように、流入側通路154aで振幅が小さくなることなくキャニスタ13側の通路へ伝わっていく。

0037

絞り状態は、アクチュエータ161に電圧が供給されている状態である。図5に示すように、絞り状態は、流量調整弁164aおよび流量調整弁164bがアクチュエータ161から最も離れた位置にある状態である。絞り状態では、流入側通路154aの流路断面積と流出側通路156aの流路断面積とを絞っている状態である。絞り状態では、流入側通路154aに伝播する圧力変動は、図5の破線で示すように流量調整弁164aによって狭くなった流入側通路154aを通過時に振幅が小さくなる。この作用により、圧力変動は流入側通路154aにおいて抑えられてからキャニスタ13側の通路へ伝わっていくようになる。このようにして絞り状態では、全開状態に比べてキャニスタ13側の通路へ伝わっていく圧力変動が抑えられ、または緩やかになる。騒音が想定できるときに、流入側通路154aを絞り状態に制御することによってキャニスタ13側の通路における脈動を低減して騒音を未然に防ぐことができる。

0038

さらに絞り状態では、流量調整弁164bによって狭くなった流出側通路156aにおいて流通抵抗が増大するため、エンジン側へ流出する蒸発燃料の流速が抑えられる。このようにして絞り状態では、全開状態に比べて、エンジン2側の通路へ流出する蒸発燃料について超音速流などの発生が抑えられる。騒音が想定できるときに、流出側通路156aを絞り状態に制御することによってエンジン2側の通路における流速低減を図り、車外に伝わる気流音を未然に防ぐことができる。

0039

図6のフローチャートを参照して流量調整装置の作動を説明する。制御装置50は、図6のフローチャートにしたがった処理を実行する。本フローチャートは、エンジン2が運転している走行時、停止している停車時および駐車時にかかわらず作動する。

0040

本フローチャートが開始されると、制御装置50は、ステップS100であらかじめ定められた車両状態条件が成立するか否かを判定する。車両状態条件は、蒸発燃料が流れる通路における圧力変動に伴って発生する騒音や気流音が発生することが想定できる、あらかじめ設定された条件である。車両状態条件は、車両停止時であって、かつエンジン2が運転している状態である条件に設定することができる。現在の車両状態が、信号待ちである場合、一旦停車中である場合、出発前のアイドリング状態である場合などに該当すると、制御装置50は車両状態条件が成立すると判定する。ステップS100で車両状態条件が成立しないと判定すると、ステップS100の処理を繰り返し実行する。

0041

車両停止時であって、かつエンジン2が運転している状態である車両状態条件が成立するときは、走行によるロード音等が発生していない状態である。このため、圧力変動に伴う音や気流音が走行中と比べて乗員や車外に伝わりやすく、騒音になることがある。このような騒音を抑えるために、制御装置50は、ステップS100で車両状態条件が成立すると、ステップS110に進む。制御装置50は、ステップS110で、流量調整弁164aと流量調整弁164bとを絞り状態に動作させるようにアクチュエータ161を制御する処理を実行する。制御装置50は、次にステップS100に戻り、ステップS100の処理を継続的に実行する。

0042

また、制御装置50は、ステップS100で現在の車速が所定速度を下回っている場合に車両状態条件が成立すると判定する処理を実行してもよい。制御装置50は、車速センサ61によって検出される車速情報に基づいて現在の車速を取得する。車速センサ61は、車両の走行制御や車両の走行に必要な冷却系統などの制御を行う車両ECU60に車速情報を出力する。車速情報は車両ECU60から制御装置50に出力される。

0043

所定速度は、実験結果または経験則に基づいて設定されることが好ましい。所定速度は、圧力変動に伴う音が走行音にかき消されて車室内の乗員に認識しにくいような車速に設定されるものとする。この場合、車両は走行しているため、気流音は車外の人には聞こえにくい状況にある。したがって、所定速度の設定にあたり、気流音については騒音として考慮しなくてもよい。所定速度の設定にあたり、気流音を騒音として考慮する場合には、所定速度は、気流音が走行音にかき消されて車室内の乗員に認識しにくいような車速に設定されるものとする。車両状態条件を現在の車速が所定速度を下回っている条件に設定することにより、低速で走行音が大きくないときに圧力変動に伴う音や気流音が騒音になることを抑えられる。

0044

また、制御装置50は、ステップS100で現在のエンジン2の回転数所定回転数を下回っている場合に車両状態条件が成立すると判定する処理を実行してもよい。この判定処理を採用する場合、所定回転数は、実験結果または経験則に基づいて設定されることが好ましい。所定回転数は、圧力変動に伴う音や気流音がエンジン音にかき消されて乗員に認識されにくいような回転数に設定されるものとする。車両状態条件を現在のエンジン2の回転数が所定回転数を下回っている条件に設定することにより、エンジン回転数が小さい静かなときに騒音を抑えることができる。

0045

さらに制御装置50は、車両の加速度所定加速度を上回る場合に、現在の流路断面積よりも流入側通路154aと流出側通路156aの流路断面積を拡大するようにアクチュエータ161を制御することが好ましい。制御装置50は、車両ECU60から車両の加速度情報を取得する。車両ECU60は、例えば自動車用ジャイロセンサなどの加速度検出装置によって検出された加速度情報を取得することができる。この判定処理を採用する場合、所定加速度は、実験結果または経験則に基づいて設定されることが好ましい。所定加速度は、圧力変動に伴う音や気流音が加速による走行音やエンジン音にかき消されて車室内の乗員に認識されにくいような加速度に設定されるものとする。このように車両状態条件を設定することで、加速によるエンジン音や走行音によって騒音を感じないときにパージ流量を絞ることなく高いパージ性能を発揮することができる。

0046

第1実施形態の流量調整装置がもたらす作用効果について説明する。流量調整装置は、燃料通路153を有するハウジング150と、燃料通路153を開閉する弁体152と、弁体152を駆動する電磁ソレノイド部151とを備える。流量調整装置は、流入側流路断面積を調整可能とする流入側流量調整部と、流出側流路断面積を調整可能とする流出側流量調整部とを備える。流量調整装置は、流入側流量調整部の作動と流出側流量調整部の作動とを制御する制御装置50を備える。制御装置50は、圧力変動に伴う騒音が想定可能な車両状態条件が成立する場合に、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞るように流入側流量調整部と流出側流量調整部とを制御する。

0047

この流量調整装置によれば、前述の車両状態条件が成立する場合に、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞る。この流路絞り制御により、弁体152よりもキャニスタ側の流路における圧力変動を抑制できるとともに、弁体152よりもエンジン側の流路で発生する気流音を抑制できる。この流量調整装置は、出力ポート156よりもエンジン側で発生する気流音と圧力変動に伴ってキャニスタ側の流路で発生する騒音とを低減できる。この流量調整装置は、車両状態条件が成立しないときには大流量のパージ性能を発揮し、車両状態条件が成立するときには低流量のパージ性能を発揮する。これにより、一つの装置によって両方のパージ性能を持つ流量制御特性を提供できる。

0048

流量調整装置は、流入側流量調整部と流出側流量調整部との両方を駆動するアクチュエータ161を備える。制御装置50は、車両状態条件が成立する場合に、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞るようにアクチュエータ161を制御する。

0049

この流量調整装置によれば、ハウジング150内の燃料通路153から流入側通路154aを通じてキャニスタ13側へ伝播する圧力の変動幅を抑えることができる。流量調整装置はこのように圧力変動に伴う騒音等を低減できる。

0050

また、流量調整装置は、大きなチャンバを有することなく圧力の変動幅を抑えることができる構成を備えるため、装置の大型化を抑え車両搭載性を向上することができる。さらに流量調整装置は、パージバルブ15へ流入する蒸発燃料を絞る構成を有するので、大流量を制御可能範囲とするパージバルブ15に適用できる。つまり、流量調整装置は、大流量を制御可能であるとともに、キャニスタ13側の配管内の圧力変動幅を抑えることができる蒸発燃料処理装置1を提供できる。換言すれば、流量調整装置は、低流量を制御可能であり大流量を制御可能である、2段階の流量特性を有する装置を実現できる。

0051

(第2実施形態)
第2実施形態の流量調整装置について、図7を参照して説明する。第2実施形態は、流量調整装置の作動が第1実施形態と相違する。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第1実施形態と同様である。

0052

制御装置50は、図7のフローチャートにしたがった処理を実行する。図7におけるステップS220は、図6におけるステップS100と同じ処理である。

0053

制御装置50は、ステップS200でキャニスタ濃度学習に基づいて高濃度であるか否かを判定する。基準値よりも低濃度であると判定すると、ステップS205で流量調整弁164aと流量調整弁164bとを絞り状態に動作させるようにアクチュエータ161を制御する。この処理により、流量調整装置は小流量のパージを実施する。ステップS200で基準値よりも高濃度であると判定すると、ステップS210で両方の流量調整弁を全開状態に動作させるようにアクチュエータ161を制御する。

0054

ステップS205やステップS210を実行後は、ステップS220で所定の車両状態条件が成立するか否かを判定する。車両状態条件が成立すると判定すると、ステップS230で両方の流量調整弁を絞り状態に動作させるか、または絞り状態を維持するようにアクチュエータ161を制御する。車両状態条件が成立しないと判定すると、ステップS225で両方の流量調整弁を全開状態に動作させるか、全開状態を維持するようにアクチュエータ161を制御する。

0055

キャニスタ濃度学習時である場合は、蒸発燃料処理装置1は低デューティ比から徐々にデューティ比を上げていくようにパージバルブ15を制御する。蒸発燃料処理装置1は、このようにパージバルブ15を制御してパージ流量を徐々に上げていきながら、空燃比の変化量を検出しつつキャニスタ濃度を学習する。大流量仕様であるパージバルブは、低流量仕様のバルブと比べて、デューティ比の変化に対する流量変化量が大きい。このため、使用するエンジンによっては空燃比の許容値を超えてしまいエンストしてしまう可能性がある。換言すれば、大流量化に伴い、デューティ比に対する流量変動が大きくなり、車両の空燃比が追従しなくなりエンストするという問題がある。

0056

そこで制御装置50は、キャニスタ濃度学習時に両方の流量調整弁を絞り状態に動作させるようにアクチュエータ161を制御する。これにより、キャニスタ濃度学習時に流量変化の小さい低流量のバルブ仕様に制御して、エンジントラブルを低減する。

0057

さらに制御装置50は、キャニスタ濃度の学習後にはキャニスタ濃度学習時でないと判定して、大流量のパージを実施して所望のパージ機能を発揮させることができる。つまり、流量調整装置は、キャニスタ濃度がわかり、走行時に大量にパージしたい場合は、アクチュエータで流路を広げ、大流量バルブとして使用することになる。

0058

また、流量調整装置は、大流量バルブとしての機能を使用可能であるとともに、脈動音対策としての効果も奏する。

0059

(第3実施形態)
第3実施形態の流量調整装置について、図8および図9を参照して説明する。第3実施形態は、ローパスフィルタ17によってアクチュエータ161の作動電圧を抑えて絞り状態に制御する点が第1実施形態と相違する。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第1実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

0060

図8に図示するように、第3実施形態の流量調整装置は、パージバルブ15、ローパスフィルタ17およびアクチュエータ161を含むモジュール18を備えている。制御装置50が制御するデューティ比値の電圧は、パージバルブ15とローパスフィルタ17とにそれぞれ与えられる。所定の条件を満たす場合には、供給電圧はローパスフィルタ17でカットされて、所定のデューティ比値に設定された作動電圧がアクチュエータ161に供給される。つまり、アクチュエータ161の作動電圧は制御装置50によって制御されるのではない。ローパスフィルタ17に供給されたデューティ比は、ローパスフィルタ17によって自動的に低下させた値としてアクチュエータ161に供給されることになる。

0061

図9に示すように、制御装置50によって制御されて増加したデューティ比値が所定値を上回る場合には、ローパスフィルタ17はアクチュエータ161に出力する電圧をパージバルブ15への供給電圧よりも低下させる。これにより、アクチュエータ161に出力される作動電圧は、デューティ比値が増加する前における供給電圧よりも増加するようになる。このように供給電圧が制御されることで、アクチュエータ161は、流入側流路断面積と流出側流路断面積とを絞るように流量調整弁を制御する。このように第3実施形態の流量調整装置は、ローパスフィルタ17によって、あるデューティ比値で自動的にアクチュエータ161を作動させて流量を可変する。流量調整装置は、制御装置50によって制御されるデューティ比値が所定値をこえると、大流量制御による圧力変動幅の増大を抑えるように、ローパスフィルタ17がアクチュエータ161の作動電圧をカットする機能を発揮する。これにより、パージバルブ15が制御可能とする流量が大きくなったときに、制御装置50による判定処理を行うことなく自動的に圧力変動幅を抑えて騒音を未然に防ぐ。

0062

第3実施形態の流量調整装置は、電磁ソレノイド部151に印加する電圧をデューティ比制御する制御装置50と、電磁ソレノイド部151とアクチュエータ161とを連絡する通電経路の途中に設けられたローパスフィルタ17と、を備える。ローパスフィルタ17は、電磁ソレノイド部151に印加された電圧のデューティ比が所定デューティ比値を上回る場合にアクチュエータ161に出力する電圧をローパスフィルタ17への印加電圧よりも低下させる。この印加電圧制御により、流量調整弁164aと流量調整弁164bは、流入側流路断面積と流出側流路断面積を絞る。

0063

この流量調整装置によれば、アクチュエータ161に出力される電圧が、デューティ比値増加前の供給電圧よりも増加する。このため、流入側流路断面積と流出側流路断面積とが絞られる。これにより、燃料通路153から流入側通路154aを通じてキャニスタ13側へ伝播する圧力の変動幅とエンジン側の流路から発生する気流音とを抑えることができる。したがって、制御装置50で車両状態条件を判定して判定結果に応じた処理を行う機能を備えることなく、気流音と圧力変動に伴う騒音を低減可能な流量調整装置を提供できる。

0064

(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

0065

明細書に開示の目的を達成可能な流量調整装置は、流入側流量調整部と流出側流量調整部との両方を駆動するアクチュエータ161を備えるが、この構成に限定されない。流量調整装置は、例えば、流入側流量調整部を駆動するアクチュエータと流出側流量調整部を駆動するアクチュエータとを備える構成でもよい。

0066

前述の実施形態において、制御装置50は、通電のオン時間とオフ時間とによって形成される1周期の時間に対するオン時間の比率、すなわちデューティ比を制御してパージバルブ15に対して電力供給しているが、このような電力供給に限定されない。例えば、パージバルブ15は、所定の電圧値が供給されているオン状態電力が供給されていないオフ状態とのいずれかを計測値に応じて選定するオンオフ制御によって制御される構成でもよい。

0067

前述の実施形態において、図4を用いて説明した、燃料通路153から流入側通路154aへ伝播する圧力変動は、パージバルブ15が燃料通路153を閉状態に制御しているときだけに発生するものではない。図4において破線で示した圧力変動の伝播は、パージバルブ15が燃料通路153を開状態に制御しているときにも発生し得る現象である。

0068

2…エンジン、 13…キャニスタ、 17…ローパスフィルタ
50…制御装置、 150…ハウジング、 151…電磁ソレノイド部
152…弁体、 153…燃料通路、 154a…流入側通路
155…弁座、 156a…流出側通路、 161…アクチュエータ
164a…流量調整弁(流入側流量調整部)
164b…流量調整弁(流出側流量調整部)、 1511…可動コア

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