JPH0842413A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸発燃料処理装置の小型化を図る。 【構成】 燃料タンク１の上部に連通接続されて蒸発燃
料を吸着するキャニスタ６、燃料タンク内の燃料量を検
出する燃料量検出手段１２、キャニスタを加熱する加熱
手段１１、燃料量検出手段が所定量以下であることを検
出したときに加熱を停止する制御手段１３とを備えた構
成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駐車時、或いは給油時
に燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、エンジン
運転時に脱離させて燃焼させ大気中に放出されることを
防止する蒸発燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のエンジンの燃料系には燃料タンク
内で蒸発した燃料（ガソリン蒸気）の燃料成分（炭化水
素ＨＣ）（以下「蒸発燃料」という）が、駐車時に大気
中に放出されたり、或いは給油時に燃料タンクのフィラ
ーネックの給油口から大気中に放出されることを防止す
るために蒸発燃料処理装置が設けられている。この蒸発
燃料処理装置は、図１に示すように燃料タンク１内の上
部に設けられ液面を制御して燃料の入れ過ぎを防止する
フュエルカットバルブ３、車両転倒時に燃料が燃料タン
ク１から漏出することを防止するロールオーババルブ
４、及びベントホース５を介して蒸発燃料を吸着するキ
ャニスタ６が接続されて構成されている。キャニスタ６
は、キャニスタ容器７内に吸着剤（活性炭）８が充填さ
れており、蒸発燃料を吸着するようになっている。キャ
ニスタ容器７には、燃料タンク１に接続されるタンクポ
ート７ａ、エンジンの吸気通路に接続されるパージポー
ト７ｂ、大気に開口する大気ポート７ｃが設けられてい
る。

【０００３】尚、燃料タンク１の上部にはフュエルカッ
トバルブ３の閉弁時に蒸発燃料により燃料タンク１の内
圧が上昇した場合、開弁して蒸発燃料をキャニスタ６に
逃がしタンク内圧を下げるための２ウェイバルブ９が設
けられている。この２ウェイバルブ９は、フュエルカッ
トバルブ３に並列に接続されている。駐車時に燃料タン
ク１内で発生した蒸発燃料は、ベントホース５を通して
タンクポート７ａからキャニスタ６に流れ込み、吸着剤
８により燃料成分が吸着された後、大気ポート７ａから
大気中に放出される。また、燃料を給油するときには、
フィラーネック２の給油口から燃料タンク１に燃料を給
油する際短時間に燃料タンク１内で発生する蒸発燃料
は、ベントホース５を通してキャニスタ６に流入し、吸
着剤８に吸着される。これにより給油時に蒸発燃料がフ
ィラーネック２の給油口から大気中に放出されることが
防止される。

【０００４】キャニスタ６に吸着された蒸発燃料は、エ
ンジン運転時に吸気通路の負圧により大気ポート７ｃか
ら導入される大気により吸着剤８から脱離（パージ）さ
れ、当該導入された大気と共にパージポート７ｂから前
記エンジンの吸気通路に供給されて燃焼される。これに
よりキャニスタ６の吸着剤８は、吸着能力が回復して次
の駐車時或いは給油時の蒸発燃料の吸着に備える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸着剤（活
性炭）８の吸着・脱離能力は、温度に大きく左右され、
しかも、吸着能力は、図２に曲線Ｉで示すように温度が
高くなると低下し、一方、脱離能力は、同図曲線ＩＩで
示すように温度が低くなると低下するという相反する関
係にある。更に、吸着剤８は、給油時に短時間にガソリ
ン蒸気が吸着すると吸着熱が発生し、これに伴い吸着能
力が著しく低下する。

【０００６】また、給油時に蒸発燃料が大気中に放出さ
れることが著しく規制されてきており（オンボード規
制）、これに対応するためにキャニスタが、雰囲気が高
温のエンジンルームから低温の燃料タンクの近傍に配置
されるようになってきている。この結果、キャニスタ６
（吸着剤８）の温度が低下し、エンジン運転時に吸着剤
８に吸着されている蒸発燃料が脱離し難くなるという問
題がある。キャニスタ６は、吸着剤８から蒸発燃料が脱
離し難くなると、その吸着剤８の分吸着能力の回復が悪
くなり、次の駐車時、或いは給油時において燃料タンク
１内に発生した蒸発燃料の吸着能力が低下して好ましく
ない。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、給油時には蒸発燃料の吸着能力を向上させ、エンジ
ンの運転時には脱離能力を高めて小型化を図るようにし
た蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、燃料タンクの上部に連通接続されて
蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンク内の
燃料量を検出する燃料量検出手段と、前記キャニスタを
加熱する加熱手段と、前記燃料量検出手段が所定量以下
であることを検出したときに加熱を停止する制御手段と
を備えた構成としたものである。

【０００９】請求項２の装置では、加熱手段を、電気ヒ
ータで構成したものである。請求項３の装置では、第１
通路とキャニスタ近傍又は内部を通過する第２通路とを
有し、第２通路を通る排気ガスが加熱手段であるように
構成したものである。請求項４の装置では、第１通路と
キャニスタ近傍又は内部を通過する第２通路とを有し、
第２通路を通りエンジンから燃料タンクに戻るリターン
燃料が加熱手段であるように構成したものである。

【００１０】請求項５の装置では、第１通路とキャニス
タ近傍又は内部を通過する第２通路とを有し、第２通路
を通り前記エンジンの冷却水が加熱手段であるように構
成したものである。請求項６の装置では、所定量が燃料
タンク内の燃料が少なくなったことを示す燃料警告灯が
点灯する燃料量であるように構成したものである。

【００１１】請求項７の装置では、燃料警告灯の点灯が
燃料量検出手段の検出結果に基づき行われるように構成
したものである。

【００１２】

【作用】駐車時、或いは燃料給油時に燃料タンク内で発
生した蒸発燃料は、キャニスタに流入し、燃料成分が吸
着剤に吸着して除去される。キャニスタは、燃料タンク
内の燃料量が多いときにはエンジン運転時に加熱手段に
より加熱されて脱離能力が高くなる。これにより吸着し
た蒸発燃料の脱離が良好となり、回復が早くなる。燃料
タンク内の燃料量が少なくなり、給油するような残量に
なると、キャニスタは、加熱手段による加熱が停止され
る。これの結果、キャニスタ温度が低くなり、吸着能力
が高くなる。

【００１３】請求項２の装置では、加熱手段が電気ヒー
タであり、低温時或いは、エンジン始動直後などに効率
的に加熱を行うことができる。請求項３の装置では、第
１通路とキャニスタ近傍又は内部を通過する第２通路と
を有し、加熱手段がこの第２通路を通る排気ガスであ
り、構造が簡単である。請求項４の装置では、第１通路
とキャニスタ近傍又は内部を通過する第２通路とを有
し、第２通路を通りエンジンから燃料タンクに戻るリタ
ーン燃料によりキャニスタを加熱する。この場合には、
リターン燃料の温度を低下させることができ、燃料系で
の蒸発燃料の発生が抑えられる。

【００１４】請求項５の装置では、第１通路とキャニス
タ近傍又は内部を通過する第２通路とを有し、第２通路
を通るエンジンの冷却水によりキャニスタを加熱する場
合には、エンジン冷却水が冷却されてエンジンの冷却効
率が高くなる。請求項６の装置では、キャニスタの加熱
を停止する燃料タンク内の燃料の残量は、燃料タンク内
の燃料が少なくなったことを示す燃料警告灯が点灯する
燃料量としてたものである。

【００１５】請求項７の装置では、燃料警告灯の点灯が
燃料量検出手段の検出結果に基づき行われ、既存のシス
テムを利用することができる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の第１実施例を添付図面に基づい
て詳述する。尚、図１と同一部材には同一符号を付して
ある。図３において燃料タンク１に燃料を補給するため
のフィラーネック２は、下部２ａが燃料タンク１の側壁
の下部を液密に貫通且つ固定され、当該燃料タンク１内
に略水平に僅かに突出して開口し、上部２ｂが燃料タン
ク１から斜め上方に延出しており、開口端（給油口）２
ｃにはキャップ（図示せず）が液密に、且つ着脱可能に
冠着される。

【００１７】キャニスタ６は、キャニスタ容器７内の両
側に隔壁７ｄ、７ｅが設けられてチャンバ７ｆ、７ｇが
画成されており、これらの隔壁７ｆ、７ｅの間には吸着
剤（活性炭）８が充填されている。チャンバ７ｆは、タ
ンクポート７ａがベントホース５を介してロールオーバ
バルブ４に接続されると共にパージポート７ｂを介して
エンジンの吸気通路（共に図示せず）に連通接続され、
チャンバ７ｇは、大気ポート７ｃを介して大気に開口さ
れている。尚、隔壁７ｄ、７ｅは、小孔が多数穿設され
た例えば、パンチングメタルにより形成されている。そ
して、吸着剤８内には加熱手段例えば、電熱ヒータ１１
が収納されている。

【００１８】一方、燃料タンク１内には、フロート１２
と、このフロート１２により開閉されるスイッチ１３と
が収納されている。スイッチ１３は、燃料タンク１内の
上面１ａに固定されており、２つの固定設定１３ａ、１
３ｂと可動接点１３ｃとが設けられている。可動接点１
３ｃは、固定設定１３ａ、１３ｂの下方に配置されてお
り、当該可動接点１３ｃにはロッド１４の上端が固定さ
れ、ロッド１４の下端にはフロート１２が固定されてい
る。

【００１９】フロート１２は、燃料タンク１内の燃料の
液面の高さに応じて上下し、燃料量が多いときには上昇
しており、可動接点１３ｃが固定接点１３ａ、１３ｂに
当接してスイッチ１３がオンとなる。また、フロート１
２は、燃料タンク１内の燃料量が少なくなるとこれに伴
い下降し、可動接点１３ｃが固定接点１３ａ、１３ｂか
ら離隔するとスイッチ１３がオフとなる。このスイッチ
１３がオフとなる燃料量は、給油を必要とする燃料量例
えば、公称容量の２０％以下になったときである。

【００２０】前記キャニスタ６の吸着剤８内に収納され
ている電熱ヒータ１１の一端は、スイッチ１３の接点１
３ａに接続され、他端は、キースイッチ１５の接点１５
ａに接続されている。そして、スイッチ１３の接点１３
ｂは、接地され、キースイッチ１５の接点１５ｂは、電
源＋Ｖに接続される。このキースイッチ１５は、エンジ
ンの運転時にスイッチオンとなる。

【００２１】以下に作用を説明する。駐車時等において
燃料タンク１内に発生した蒸発燃料（ガソリン蒸気）
は、ベントホース５を通してキャニスタ６のチャンバ７
ｆに流入し、隔壁７ｄの多数の小孔を通して吸着剤８内
に拡散する。拡散された蒸発燃料は、吸着剤８により吸
着されて除去される。この燃料成分が除去された蒸気
は、隔壁７ｅの多数の小孔を通してチャンバ７ｇに流入
し、大気ポート７ｃから大気中に放出される。駐車時に
は燃料タンク１の温度が低く、キャニスタ６の温度も低
くなっており、吸着剤８の吸着能力は高い（図２の曲線
Ｉ）。従って、キャニスタ６は、燃料タンク１で発生し
た蒸発燃料を良好に吸着することができる。

【００２２】燃料タンク１内の燃料量が多く液面が高い
ときにはフロート１２は、上昇しており、可動接点１３
ｃが固定接点１３ａ、１３ｂに当接してスイッチ１３が
オンとなっている。この状態においてキースイッチ１５
が操作されてエンジンが運転状態になると、接点１５
ａ、１５ｂが接続されてスイッチオンとなる。この結
果、電気ヒータ１１が電源＋Ｖに接続されて発熱し、吸
着剤８を加熱する。吸着剤８は、加熱されて温度が高く
なると脱離能力が大きくなり（図２の曲線ＩＩ）、吸着
している燃料成分を脱離する。この結果、吸着剤８の回
復が速くなる。そして、離脱された燃料成分は、エンジ
ンにより燃焼される。

【００２３】燃料タンク１内の燃料量が少なくなり、給
油するような残量例えば、前述した公称容量の２０％以
下になるとスイッチ１３がオフとなり、キースイッチ１
５がオン即ち、エンジン運転時でも電気ヒータ１１への
通電が停止され、吸着剤８の加熱が停止される。これに
伴い吸着剤８の温度が低下する。キャニスタ６は、温度
が低くなると、吸着能力が高くなり、燃料タンク１内に
発生する蒸発燃料を良好に吸着する。この結果、キャニ
スタ６は、給油時における蒸発燃料の吸着能力が高くな
る。即ち、燃料タンク１内の燃料量が多いときにはキャ
ニスタ６の吸着剤８の温度を上昇させて脱離能力を高く
し、燃料量の少ない給油時には吸着剤８の温度を低下さ
せて吸着能力を高くする。

【００２４】図４は、本発明の第２実施例を示し、電気
ヒータ１１に代えてキャニスタ６の吸着剤８内にパイプ
１６を蛇行させて収納し、一端１６ａをエンジン冷却水
の通路１７の途中に接続した切換弁例えば、３方切換電
磁弁１８のポート１８ｃに接続し、他端１６ｂを当該電
磁弁１８よりも上流側のエンジン冷却水通路１７に接続
したものである。即ち、エンジン冷却水通路１７に３方
切換電磁弁１８を介してパイプ１６を接続したものであ
る。パイプ１６は、吸着剤８内を蛇行させることによ
り、吸着剤８との接触面積が大きくなり、熱交換効率が
高くなる。この３方切換電磁弁１８のソレノイドは、一
端がスイッチ１３の固定接点１３ａに、他端がキースイ
ッチ１５の固定接点１５ａに接続される。この３方切換
電磁弁１８は、付勢されるとポート１８ｂと１８ｃとが
連通され、且つポート１８ａが閉塞され、消勢されると
ポート１８ｃが閉塞され、且つポート１８ａと１８ｂと
が連通される。

【００２５】燃料タンク１内の燃料量が多いときにはス
イッチ１３がオンとなっており、３方切換電磁弁１８
は、エンジンの運転時に付勢され、ポート１８ｃと１８
ｂとが連通され、ポート１８ａが閉塞される。これによ
り高温のエンジン冷却水がパイプ１６に流れてキャニス
タ６の吸着剤８を加熱する。これにより、キャニスタ６
の脱離能力が高くなる。

【００２６】燃料タンク１内の燃料量が給油するような
残量となり、スイッチ１３がオフになると、３方切換電
磁弁１８が消勢され、ポート１８ｃが閉塞されると共に
ポート１８ａと１８ｂとが連通される。この結果、エン
ジン冷却水のパイプ１６への流れが停止され、キャニス
タ６の温度が低下する。これによりキャニスタ６の吸着
能力が高くなる。

【００２７】尚、図４において加熱手段としてエンジン
冷却水に替えてエンジン運転時に当該エンジンから燃料
タンク１に還流される余剰燃料即ち、リターン燃料を流
すようにしても良い。リターン燃料は、エンジンのシリ
ンダ近傍を流れる際に加熱されて高温（６０〜７０°
Ｃ）となっており、キャニスタ６を十分に加熱すること
ができる。

【００２８】或いは、図４において加熱手段として前記
エンジン冷却水、又はリターン燃料に代えてエンジンの
排気ガスを通すようにしても良い。この場合、排気ガス
は、非常に高温であり、従って、排気ガスの一部をパイ
プ１６に流せばキャニスタ６を加熱するには十分であ
る。また、上記実施例においては、スイッチ１３が作動
する燃料タンク１内の燃料量として給油するような燃料
量例えば、公称容量の２０％以下に減少した場合につい
て記述したが、これに限るものではなく、燃料タンク１
内の燃料量が少なくなったことを運転者に知らせる燃料
警告灯が点灯するときの燃料量としても良い。また、フ
ロート１２とスイッチ１３とによる燃料量の検出結果に
より前記燃料警告灯を点灯させるようにしても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料タンク内の燃料量に応じ燃料残量が多いときにはキャ
ニスタを加熱することで当該キャニスタから蒸発燃料を
効率よく脱離することができ、燃料残量が少ないときに
は加熱を中止することで給油の際に効率よく蒸発燃料を
吸着することができ、この結果、キャニスタの容量を小
さくすることができる。

【００３０】請求項２の発明によれば、キャニスタの加
熱を、必要に応じ、例えば低温時や始動直後にも効率的
に行うことができる。請求項３の発明によれば、キャニ
スタの加熱を簡単に実施することができ、しかも、構造
が簡単であり、新たに追加する部分が少ない。請求項４
の発明によれば、リターン燃料によりキャニスタを加熱
することで当該リターン燃料の温度を低下させることが
でき、これに伴い燃料系における蒸発燃料の発生も低減
できる。

【００３１】請求項５の発明によれば、エンジン冷却水
によりキャニスタを加熱することで当該エンジン冷却水
の温度を低下させることができ、エンジンの冷却効果を
高めることが可能である。請求項６の発明によれば、燃
料補給の頻度が高い燃料量となったときに加熱が停止さ
れるので、より効果的に蒸発燃料を吸着することが可能
である。

【００３２】請求項７の発明によれば、既存の燃料警告
表示システムに追加することができ、実施が容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の蒸発燃料処理装置の概要を示す構成図で
ある。

【図２】蒸発燃料処理装置に使用する吸着剤の温度特性
を示すグラフである。

【図３】本発明に係る蒸発燃料処理装置の第１実施例を
示す要部断面図である。

【図４】本発明に係る蒸発燃料処理装置の第２実施例を
示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ フィラーネック ３ フュエルカットバルブ ４ ロールオーババルブ ５ ベントホース ６ キャニスタ ７ キャニスタ容器 ７ａ、７ｂ、７ｃ ポート ７ｄ、７ｅ 隔壁 ７ｆ、７ｇ チャンバ ８ 吸着剤 ９ ２ウェイバルブ １１ 電気ヒータ １２ フロート １３ スイッチ １５ キースイッチ １６、１７ パイプ １８ ３方切換電磁弁

フロントページの続き (72)発明者 安藤 陽一郎 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクの上部に連通接続されて蒸発
   燃料を吸着するキャニスタと、 前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段
   と、 前記キャニスタを加熱する加熱手段と、 前記燃料量検出手段が所定量以下であることを検出した
   ときに加熱を停止する制御手段とを備えたことを特徴と
   する蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段が、電気ヒータであること
   を特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 第１通路と前記キャニスタ近傍又は内部
   を通過する第２通路とを有し、前記第２通路を通る排気
   ガスが前記加熱手段であること特徴とする請求項１記載
   の蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 第１通路と前記キャニスタ近傍又は内部
   を通過する第２通路とを有し、前記第２通路を通り前記
   エンジンから前記燃料タンクに戻るリターン燃料が前記
   加熱手段であることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃
   料処理装置。
5. 【請求項５】 第１通路と前記キャニスタ近傍又は内部
   を通過する第２通路とを有し、前記第２通路を通り前記
   エンジンの冷却水が前記加熱手段であることを特徴とす
   る請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
6. 【請求項６】 前記所定量が前記燃料タンク内の燃料が
   少なくなったことを示す燃料警告灯が点灯する燃料量で
   あることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装
   置。
7. 【請求項７】 前記燃料警告灯の点灯が前記燃料量検出
   手段の検出結果に基づき行われることを特徴とする請求
   項６記載の蒸発燃料処理装置。