JP2008038708A - キャニスタ - Google Patents

Abstract

【課題】導入される蒸発燃料ガスの量に対応して、より効率的な温度調整を行うことが可能なキャニスタを得る。
【解決手段】吸着体３０が収容されたキャニスタ本体１４の吸着室１６内には加熱装置１８が設けられる。キャニスタ本体１４の前面１４Ｆには冷却装置２０が設けられている。加熱装置１８及び冷却装置２０は、燃料タンクの燃料残量センサで検出された燃料残量データに基づいて制御装置により制御される。この燃料残量データから、キャニスタ本体１４に導入される蒸発燃料ガスの量が相対的に多いときに、吸着体３０の温度上昇が抑制されるように、制御装置２２が加熱装置１８及び冷却装置２０を駆動制御でき、吸着体３０の吸着能力高く維持することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャニスタに関する。

燃料タンク等で発生した蒸発燃料ガスを処理するためのキャニスタとして、特許文献１には、カーボンキャニスタ本体の活性炭層に冷熱器を設け、蒸発燃料吸着時は冷熱器で冷却し、脱離時には活性炭層を加熱し脱離能力を向上させたカーボンキャニスタが記載されている。

ところで、実際のキャニスタ本体の温度調整にあたっては、導入される蒸発燃料ガスの量に対応して、より効果的な温度調整を行うことが望まれる。
特開平８−１００７１５号公報

本発明は上記事実を考慮し、導入される蒸発燃料ガスの量に対応して、より効率的な温度調整を行うことが可能なキャニスタを得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、活性炭を含んだ吸着体を内部に備え、蒸発燃料ガスが導入されるキャニスタ本体と、前記吸着体の温度を調整する温度調整手段と、燃料タンク内の燃料残量が相対的に少ないときに前記吸着体の温度が相対的に低くなるように前記温度調整手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

このキャニスタでは、制御手段が温度調整手段を制御することで、燃料タンク内の燃料残量が相対的に少ないときには、多いときと比較して、キャニスタ本体の吸着体の温度が相対的に低くされる。一般に、燃料タンク内の燃料残量が相対的に少ないときに給油が行われるが、給油時にはキャニスタ本体に導入される蒸発燃料ガスも多くなる。すなわち、キャニスタ本体に導入される蒸発燃料ガスが相対的に多いときに、吸着体の温度が相対的に低くされていることになる。このように効率的な温度調整によって、吸着体の吸着能力を相対的に高めることが可能になる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記温度調整手段が、前記吸着体を加熱する加熱装置を有することを特徴とする。

加熱装置により吸着体を加熱することで、その脱離能力を向上させることができる。また、吸着時には、加熱装置の加熱能力を低下させる（あるいは加熱を停止する）だけで、吸着体の温度を相対的に低くすることが可能になる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記制御手段が、前記燃料タンク内の燃料残量に比例するように前記加熱手段の出力を制御することを特徴とする。

このように、加熱手段の出力を燃料タンク内の燃料残量に比例させることで、制御手段による加熱装置の制御を簡素化できる。

請求項４に記載の発明では、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記加熱装置が、前記キャニスタ本体の内部に配置されていることを特徴とする。

これにより、吸着体を効率的に加熱できる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記温度調整手段が、前記吸着体を冷却する冷却装置を有することを特徴とする。

吸着体による蒸発燃料ガスの吸着時（たとえば給油時）には、冷却手段により吸着体を冷却することで、その吸着能力を向上させることができる。また、脱離時には、冷却手段の冷却能力を低下させる（あるいは冷却を停止する）ことで、吸着体の脱離能力の低下を防止できる。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、前記冷却装置が、前記キャニスタ本体の外部に配置されていることを特徴とする。

これにより、吸着体を効率的に冷却できる。

本発明は上記構成としたので、導入される蒸発燃料ガスの量に対応して、より効率的な温度調整を行うことが可能となる。

図１には、本発明の第一実施形態のキャニスタ１２が示されている。このキャニスタ１２は、略箱状に形成されたキャニスタ本体１４を有している。キャニスタ本体１４の内部は吸着室１６とされており、この吸着室１６内に、たとえば活性炭をバインダと練り合わせて粒状に形成した吸着体３０が充填されている。

また、キャニスタ本体１４の一端壁１４Ａには、図示しない燃料タンクに接続された導入配管３２と、同じく図示しないエンジンに接続された排出配管３４が設けられている。さらに、他端壁１４Ｂには、大気と連通された大気連通配管３６が設けられている。

給油時等には燃料タンク内で蒸発燃料ガスが生じるが、この蒸発燃料ガスは、導入配管３２を経てキャニスタ１２に導入される。そして、導入された蒸発燃料ガスの蒸発燃料成分は、吸着体３０で吸着され、浄化された空気が大気連通配管３６を経て大気開放される。また、車両走行時等には、吸着体３０に吸着された蒸発燃料成分が脱離され、大気連通配管３６を経て導入された空気と共に、排出配管３４からエンジンに送られるようになっている。

吸着室１６内には、上下方向、幅方向及び奥行き方向の中央に位置するように、加熱装置１８が設けられている。加熱装置１８は、図示しないケーブルによって通電されることで発熱し、吸着体３０を加熱する作用を有している。また、図２に示すように、加熱装置１８は制御装置２２で制御されて、その出力、すなわち加熱能力が調整される。

キャニスタ本体１４の前面１４Ｆには、前面１４Ｆの略全域にわたる大きさの冷却装置２０が設けられている。冷却装置２０は、図示しないケーブルによって通電されることで、キャニスタ本体１４を介して、吸着室１６内の吸着体３０を冷却する作用を有している。図２に示すように、冷却装置２０も制御装置２２で制御されて、その冷却能力が調整される。

図示しない燃料タンク内には、図２に示すように燃料残量センサ２４が設けられている。燃料残量センサ２４で検出された燃料残量データは、制御装置２２に送られる。制御装置２２では、この燃料残量データを基に、加熱装置１８及び冷却装置２０を制御する。なお、燃料残量センサ２４では、車両停車中での燃料の増加を検出することで、結果的に給油中であることを検知可能である。また、図示しないフューエルリッドオープナーの信号を利用しても良い。

次に、本実施形態における加熱装置１８及び冷却装置２０の制御方法及び本実施形態の作用を説明する。

一般に、活性炭を含んだ吸着体３０では、蒸発燃料ガスの吸着時には発熱により温度が上昇して吸着能力が低下し、脱離時には吸熱により温度が低下して脱離能力が低下する。また、給油時には、燃料タンク内に多くの蒸発燃料ガスが発生する。そして、多く発生した蒸発燃料ガスを吸着体３０で吸着する必要が生じる。本実施形態では、蒸発燃料ガスの吸着時（高い吸着能力が求められる場合）には、吸着体３０の温度上昇が抑制されるように、制御装置２２が加熱装置１８と冷却装置２０を制御する。すなわち、加熱装置１８については、出力を停止させるか、または低下させる。冷却装置２０については、非駆動状態の場合には駆動させ、既に駆動されている場合には出力を上昇させる。これにより、吸着体３０の吸着性能を高く維持できる。このように吸着体３０の吸着性能を高く維持した状態で、導入配管３２を経て導入された蒸発燃料ガスの蒸発燃料成分が、吸着体３０で吸着され、浄化された空気が大気連通配管３６を経て大気に開放される。

また、たとえば吸着体３０で蒸発燃料ガス中の蒸発燃料成分を吸着した後は、たとえば燃料タンク内の燃料残量が一定値を下回って（燃料が枯れて）蒸発燃料ガスの発生量が少なくなった場合等において、吸着体３０から蒸発燃料成分を脱離する必要がある。本実施形態では、蒸発燃料ガスの脱離時には、高い脱離能力が求められるとき（高い脱離能力が求められる場合）には、吸着体３０の温度低下が抑制されるように、制御装置２２が加熱装置１８及び冷却装置２０を制御する。これにより、吸着体３０の脱離能力を高く維持できる。このように吸着体３０の脱離能力を高く維持した状態で、吸着体３０に吸着された蒸発燃料成分が脱離され、大気連通配管３６を経て導入された空気と共に、排出配管３４からエンジンに送られる。

特に本実施形態では、燃料タンク内に燃料残量センサ２４を備えており、検出された燃料残量データに基づいて、加熱装置１８及び冷却装置２０を制御する。換言すれば、燃料残量データから、キャニスタ本体１４に導入される蒸発燃料ガスの量が相対的に多いときには、吸着体３０の温度上昇が抑制されるように、制御装置２２が加熱装置１８及び冷却装置２０を駆動制御する。反対に、キャニスタ本体１４での脱離量が多いときには、吸着体３０の温度低下が抑制されるように、制御装置２２が加熱装置１８及び冷却装置２０を駆動制御する。このようにして、効率的に吸着体３０を温度調整することで、吸着体３０の吸着能力、脱離能力を高く維持することが可能になる。

制御装置２２による、加熱装置１８及び冷却装置２０の駆動制御のパターンは、上記した作用を奏すれば特に限定されないが、たとえば、表１及び図３に示す各種のパターンを採用できる。

この表１及び図３では、燃料タンク内で満タン状態のときの燃料残量を１とし、燃料が無い状態を０としている。図３の縦軸の「出力」は加熱装置出力及び冷却装置出力を示し、これらが最大の出力を発揮したときを１としている。

これら３種のパターンにおける加熱装置１８の出力に着目すると、パターン１では、燃料残量が１から１／４に達するまで加熱装置１８の出力を燃料残量に比例させて漸減させている。また、パターン２では、燃料残量が１から３／４に達するまでは加熱装置１８の出力を最大とし、燃料残量が３／４から１／４に達するまでは燃料残量に比例させて漸減させている。パターン３では、燃料残量が１から１／２に達するまでは加熱装置１８の出力を最大とし、燃料残量が１／２から１／４に達するまでは燃料残量に比例させて漸減させている。そして、いずれのパターンにおいても、燃料残量が１／４以下の状態では、加熱装置１８の駆動を停止している。

このように、ここであげたパターンのいずれにおいても、燃料タンク内の燃料残量がある程度まで減少してくると、加熱装置１８による吸着体３０の加熱を抑制あるいは停止している。

また、これら３種のパターンにおける冷却装置２０の出力に着目すると、いずれのパターンにおいても、燃料残量が１から１／４に達するまでは冷却装置２０を停止させ、燃料残量が１／４以下の状態では、冷却装置２０の出力を最大としている。

したがって、３種のパターンのいずれにおいても、燃料残量が１／４以下の状態では、加熱装置１８の駆動を停止すると共に冷却装置２０の出力を最大として、吸着体３０を冷却している。これは、燃料タンクの燃料残量が少なくなったときの燃料タンクへの給油を想定し、給油前の温度上昇（加熱）による悪影響、すなわち吸着能力の低下を防止するためである。しかも、この段階では、それ以前に吸着体３０の脱離が十分に行われていると考えられるため、吸着体３０を冷却しても、脱離に影響することも少ない。

また、いずれのパターンにおいても、給油時には加熱装置１８の駆動を停止すると共に冷却装置２０の出力を最大として吸着体３０を冷却し、吸着能力を高く維持している。

なお、上記した加熱装置１８及び冷却装置２０の駆動制御のパターンはあくまで例であり、これ以外にも各種のパターンを採用できる。いずれのパターンにおいても、加熱装置１８の出力を低下させるときには、出力を燃料残量に比例するようにすれば、制御を簡素化できる。

また、本発明に係る加熱装置１８としては、吸着体３０を加熱できれば特に限定されないが、たとえば、ＰＣＴヒータ等を用いれば、簡単な構造で加熱装置１８を構成できる。同様に、本発明に係る冷却装置２０としても、吸着体３０を冷却できれば特に限定されないが、たとえば、ペルチェ素子を挙げることができる。

これら加熱装置１８及び冷却装置２０の配設場所も特に限定されないが、加熱装置１８に関しては、上記実施形態のように、吸着室１６の中央とすれば、効率的に吸着体３０を加熱できる。冷却装置２０に関しては、キャニスタ本体１４の外面とすれば、効率的に吸着体３０を冷却できる。

また、本発明において、加熱装置１８と冷却装置２０の双方が設けられている必要はなく、これらのいずれか一方のみでも、吸着体３０の温度を調整することは可能である。たとえば、加熱装置１８のみを有する構成とし、その出力を、表１及び図３に示したいずれかのパターンで制御しても、吸着体３０の吸着能力及び脱離能力を高めることは可能である。ただし、より効果的な吸着体３０の温度調整の観点からは、加熱装置１８と冷却装置２０の双方を設けることが好ましい。

本発明の一実施形態のキャニスタの概略構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の一実施形態のキャニスタの加熱装置及び冷却装置を制御するためのブロック図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、本発明の一実施形態のキャニスタの加熱装置及び冷却装置の出力を燃料残量との関係において定性的に示すグラフである。

符号の説明

１２ キャニスタ
１４ キャニスタ本体
１４Ａ 一端壁
１４Ｂ 他端壁
１６ 吸着室
１８ 加熱装置（温度調整手段）
２０ 冷却装置（温度調整手段）
２２ 制御装置（制御手段）
２４ 燃料残量センサ（制御手段）
３０ 吸着体
３２ 導入配管
３４ 排出配管
３６ 大気連通配管

Claims (6)

1. 活性炭を含んだ吸着体を内部に備え、蒸発燃料ガスが導入されるキャニスタ本体と、
   前記吸着体の温度を調整する温度調整手段と、
   燃料タンク内の燃料残量が相対的に少ないときに前記吸着体の温度が相対的に低くなるように前記温度調整手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするキャニスタ。
2. 前記温度調整手段が、前記吸着体を加熱する加熱装置を有することを特徴とする請求項１に記載のキャニスタ。
3. 前記制御手段が、前記燃料タンク内の燃料残量に比例するように前記加熱手段の出力を制御することを特徴とする請求項２に記載のキャニスタ。
4. 前記加熱装置が、前記キャニスタ本体の内部に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のキャニスタ。
5. 前記温度調整手段が、前記吸着体を冷却する冷却装置を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のキャニスタ。
6. 前記冷却装置が、前記キャニスタ本体の外部に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のキャニスタ。

Images