JP2002122047A - 蒸発燃料処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャニスタ内の蒸発燃料をエンジンのインテ
ークマニホールドへ直接パージしないようにして、空燃
比制御や排気エミッションの悪化を防止する。 【解決手段】 キャニスタ８の吸着材１１に吸着捕集さ
れた蒸発燃料をキャニスタ８の外へ導出する導出手段Ａ
と、該導出した蒸発燃料を液化する液化手段Ｂと、該液
化した燃料を燃料タンク１または液状燃料通路３内に導
入する手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蒸発燃料処理方法お
よび蒸発燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガソリン等の高揮発性油を用いる
ガソリンエンジンを搭載した自動車においては、燃料タ
ンク内で蒸発した蒸発燃料が大気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備えられている。

【０００３】この蒸発燃料処理装置として従来、燃料タ
ンク内で発生した蒸発燃料（ベーパ）を導入して、体内
に充填した活性炭等の吸着材に捕集するキャニスタと、
該キャニスタとエンジンのインテークマニホールドを連
通するパージ通路と、該パージ通路をエンジンの運転状
態により開閉する電磁弁とを設けたものがある。そし
て、エンジンの停止中などにおいて燃料タンク内に発生
した蒸発燃料を、流通路を通じてキャニスタ内の吸着材
に吸着捕集し、エンジンの運転状態により前記の電磁弁
を開作動して、エンジンのインテークマニホールドに作
用する吸気負圧とキャニスタの大気ポート部の大気圧と
の差圧を利用して大気ポートより新気（空気）を導入
し、キャニスタの吸着材に吸着捕集されていた蒸発燃料
を新気とともにエンジンのインテークマニホールド内へ
導入（パージ）してエンジンで燃焼させることで、蒸発
燃料の大気への放出を抑制するものがある。このような
装置としては、例えば特許第１０４５８５１号公報に開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように蒸発燃料
をエンジンのインテークマニホールドにパージする方法
においては、あらかじめ設定された空気量とインジェク
タからのガソリン（液体燃料）の噴出量とは別に前記の
キャニスタからの蒸発燃料が追加的にエンジン燃焼室に
吸入されるため、設定空燃比が変化し、空燃比制御や排
気エミッションが悪化する問題がある。また、前記従来
の方法において、そのキャニスタからパージされる蒸発
燃料量を学習によって推定して制御するものもあるが、
このような制御によっても満足する空燃比制御や排気エ
ミッションを得ることは困難である。

【０００５】更に、近年、高性能、低燃費をねらったエ
ンジンは、インテークマニホールド内に作用する吸気負
圧が小さい。そのため、前記従来のように、キャニスタ
内に捕集された蒸発燃料をエンジンのインテークマニホ
ールドに作用する吸気負圧によってパージする方法を前
記のようなエンジンに適用した場合には、キャニスタ内
の蒸発燃料を十分にパージすることができない問題があ
る。

【０００６】更に、近年、希薄燃料によって精密な燃焼
を行うエンジンが提案されているが、このようなエンジ
ンに前記のように蒸発燃料をインテークマニホールドに
パージさせる方法を採用すると、エンジン制御が極めて
困難になる。

【０００７】そこで本発明は、キャニスタ内に捕集され
た蒸発燃料を、エンジンのインテークマニホールド内へ
直接パージさせないようにして、前記の各問題を解消す
る蒸発燃料処理方法と蒸発燃料処理装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、燃料タンク内の蒸
発燃料をキャニスタの吸着材に吸着捕集する蒸発燃料処
理方法において、キャニスタの吸着材に吸着捕集された
蒸発燃料をキャニスタ外へ導出して液化し、該液化した
燃料を燃料タンクまたは液状燃料通路内に導入するよう
にしたことを特徴とする蒸発燃料処理方法である。

【０００９】請求項２記載の第２の発明は、燃料タンク
内の蒸発燃料をキャニスタの吸着材に吸着捕集する蒸発
燃料処理装置において、キャニスタの吸着材に吸着捕集
された蒸発燃料をキャニスタの外へ導出する導出手段
と、該導出した蒸発燃料を液化する液化手段と、該液化
した燃料を燃料タンクまたは液状燃料通路内に導入する
手段を有すること特徴とする蒸発燃料処理装置である。

【００１０】請求項３記載の第３の発明は、燃料タンク
内の蒸発燃料をキャニスタの吸着材に吸着捕集する蒸発
燃料処理装置において、キャニスタの吸着材に吸着捕集
された蒸発燃料をキャニスタの外へ導出する導出手段
と、該導出した蒸発燃料を液化する液化手段と、液化し
た液状燃料と気体とに分離する気液分離手段と、この液
状燃料を燃料タンクまたは液状燃料通路内に導入する手
段と、前記気体をキャニスタへ戻す還元手段とを有する
ことを特徴とする蒸発燃料処理装置である。

【００１１】請求項４記載の第４の発明は、前記第２又
は第３の発明において、前記導出手段として、コンプレ
ッサーを用いた蒸発燃料処理装置である。

【００１２】請求項５記載の第５の発明は、前記第２又
は第３の発明において、前記導出手段として、キャニス
タを加熱する加熱器を用いた蒸発燃料処理装置である。

【００１３】請求項６記載の第６の発明は、前記第２〜
第４のいずれかの発明において、前記液化手段として、
蒸発燃料を加圧して液化させる構成とした蒸発燃料処理
装置である。

【００１４】請求項７記載の第７の発明は、前記第２〜
第４のいずれかの発明において、前記液化手段として、
キャニスタから導出した蒸発燃料を加圧した後に急膨張
させることにより急冷して液化させる構成とした蒸発燃
料処理装置である。

【００１５】請求項８記載の第８の発明は、前記第２〜
第５のいずれかの発明において、前記液化手段として、
冷却器を用いた蒸発燃料処理装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】図に示す実施例に基づいて本発明
の実施の形態について説明する。

【００１７】図１は本発明の第１実施例を示す燃料配管
系で、自動車に搭載された燃料タンク１は、金属または
樹脂で形成されており、その板厚は一般に金属で約０．
８ｍｍ、樹脂で約８ｍｍに設定されている。該燃料タン
ク１内には燃料ポンプ２が装着されており、該燃料ポン
プ２の作動により燃料タンク１内の液状燃料（ガソリ
ン）を高圧（約３００ｋＰａ）で燃料供給通路３を通じ
てエンジン４の複数個の燃料噴射弁（インジェクタ）５
へ供給するようになっている。３ａはリターン通路で、
燃料噴射弁５から噴出されなかった余剰燃料を燃料タン
ク１内に帰還させるものである。

【００１８】前記燃料タンク１には、その燃料タンク１
内の気相部に開口するフューエルカトオフバルブ６が装
着されており、該フューエルカットオフバルブ６は第１
流通路７を通じてキャニスタ８に連通されている。フュ
ーエルカットオフバルブ６は内部にフロートを備え、常
時はフロートが下降して開弁し、燃料タンク１内で発生
する蒸発燃料（ガソリン蒸気）をキャニスタ８へ導出し
て燃料タンク１の内圧が上昇しないようにし、車両の旋
回あるいは転倒時に燃料タンク１内の液状燃料の油面が
異常上昇した場合には前記のフロートが上昇して閉弁
し、燃料タンク１内の液状燃料がキャニスタ８へ流出し
ないようにしている。

【００１９】更に、燃料タンク１には、その燃料タンク
１内の気相部に開口するＯＲＶＲ差圧弁９が装着されて
おり、該ＯＲＶＲ差圧弁９は前記第１流通路７を通じて
キャニスタ８に連通されている。該ＯＲＶＲ差圧弁９
は、燃料タンク１内にガソリン燃料を給油する場合に、
燃料タンク１内に大量の蒸発燃料が発生するため、この
蒸発燃料が大気中へ拡散しないようにその蒸発燃料をキ
ャニスタ８へ導くためのものである。

【００２０】前記のキャニスタ８のケース１０内には、
活性炭などからなる吸着材１１が充填されており、この
吸着材１１からなる吸着材層１２の一方の端面１２ａ側
には吸入ポート１３が設けられ、該吸入ポート１３に前
記第１流通路７が開口連通している。また、吸着材層１
２の他方の端面１２ｂ側には大気へ開口する大気ポート
１４が設けられている。この構成により、前記燃料タン
ク１内が昇圧すると、燃料タンク１内の圧力と大気ポー
ト１４部の大気圧との差圧により、燃料タンク１内で発
生した蒸発燃料は、フューエルカットオフバルブ６ある
いはＯＲＶＲ差圧弁９から第１流通路７を通って吸入ポ
ート１３よりキャニスタ８の吸着材層１２内に入り、そ
の蒸発燃料分が吸着材１１に吸着捕集され、空気が大気
ポート１４より大気へ流出する。なお、このキャニスタ
８は、図１に示す構造のものに限るものではなく、周知
の種々な型式のキャニスタであってもよい。

【００２１】前記キャニスタ８における吸着材層１２の
一方の端面１２ａ側、すなわち、前記吸入ポート１３が
設けられている側にはパージポート１５が設けられてい
る。該パージポート１５には第２流通路１６が連通して
設けられている。

【００２２】第２流通路１６の先には導出手段Ａを構成
するコンプレッサー１７が設けられており、該コンプレ
ッサー１７の駆動により、キャニスタ８内の吸着材１１
に吸着捕集されている蒸発燃料を吸引離脱させて第３通
路１８側へ矢印Ｖのように圧送するようになっている。
このコンプレッサー１７としては、ピストンポンプなど
を用い、その圧縮力は、後述する液化手段Ｂの噴出口２
４より蒸発燃料を噴出することによりその蒸発燃料が液
化するような圧力に設定されており、例えば第２流通路
１６側の蒸発燃料をコンプレッサー１７で約３００ｋＰ
ａ〜８００ｋＰａに圧縮して第３流通路１８へ圧送する
ようになっている。

【００２３】前記コンプレッサー１７は、所定時に作動
するようになっており、エンジンの運転時に駆動し、エ
ンジンの停止により停止させてもよく、または図１に示
すように、キャニスタ８内の蒸発燃料の濃度を検知する
濃度センサ１９と制御部２０を設け、濃度センサ１９と
制御部２０により所定の濃度を検知した場合に、制御部
２０によってコンプレッサー１７を駆動するようにして
もよい。

【００２４】前記第３流通路１８の途中には、冷却器２
１が設けられている。この冷却器２１を設ける理由は、
前記のように空気と混合した気体状の蒸発燃料をコンプ
レッサー１７で圧縮すると、ボイル・シャルルの法則に
より蒸発燃料と空気の温度が上昇するため、冷却器２１
で蒸発燃料と空気を常温程度まで冷却するようにしたも
のである。この冷却器２１としては例えばペルチェ素子
を使用した冷却器など適宜の冷却手段を用いる。この冷
却器は必ずしも必要なものではない。

【００２５】前記冷却器２１を通った下流側の第３流通
路１８の下流端には、体内が略大気圧になっているリザ
ーバ２３が設けられている。前記第３流通路１８の先部
は噴出口２４によってリザーバ２３内に開口し、該噴出
口２４の上流側には、第３流通路を開閉する電磁弁２５
が設けられている。該電磁弁２５は、前記コンプレッサ
ー１７によって第３流通路１８内が所定の高圧になると
開弁し、所定以下の圧力になると閉弁して、前記コンプ
レッサー１７で加圧された蒸発燃料と空気が噴出口２４
から所定の高圧で略大気圧のリザーバ２３内に噴出する
ようになっている。このように蒸発燃料が噴出するとジ
ュール・トムソン効果により急激に熱を奪われて蒸発燃
料が冷却され、蒸発燃料成分が凝縮して液化するように
なっている。液化した燃料はリザーバ２３内の下部に溜
り、リザーバ２３内の上部には気体が溜る。したがっ
て、前記コンプレッサー１７と電磁弁２５と噴出口２４
により液化手段Ｂを構成し、リザーバ２３が気液分離手
段Ｃを構成している。

【００２６】なお、前記電磁弁２５の代わりに、噴出口
２４部に絞りを設けて、コンプレッサー１７の作動時に
蒸発燃料と空気が絞りにより噴出して液化するようにし
てもよい。

【００２７】前記リザーバ２３の下部には燃料タンク１
内の上部に連通する流出口２６が設けられている。リザ
ーバ２３内には、該リザーバ２３内に液体燃料が所定量
溜った場合にこれを検知して流出口２６を開口し、所定
量以下の場合にはこれを検知して閉口する弁装置２７が
設けられている。該弁装置２７はフロートを使用しても
よく、また、その他の電磁弁などの開閉手段を使用して
もよい。

【００２８】前記リザーバ２３には、そのリザーバ２３
内の上部に開口連通する第４流通路２８が接続されてお
り、該第４流通路２８の他端は、前記キャニスタ８にお
ける吸着材層１２の一方の端面１２ａ側に、ポート２９
を通じて開口連通している。この第４流通路２８が気液
分離手段Ｃで分離された気体をキャニスタ８へ還元する
還元手段Ｄを構成している。

【００２９】次に本第１実施例の作用について説明す
る。

【００３０】自動車の走行中、停止中さらには給油時に
おいて、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料は、燃料タ
ンク１内の圧力とキャニスタ８の大気ポート１４部の大
気圧との差圧により、フューエルカットオフバルブ６あ
るいはＯＲＶＲ差圧弁９を通じて第１流通路７よりキャ
ニスタ８内へ導入され、その蒸発燃料はキャニスタ８内
の吸着材１１に吸着捕集される。これにより、蒸発燃料
の大気への拡散が抑制される。

【００３１】エンジンの運転時、またはキャニスタ８内
の蒸発燃料の濃度が所定以上になってコンプレッサー１
７がオン作動すると、キャニスタ８の大気ポート１４か
ら空気（大気）が吸入され、その空気はキャニスタ８内
の吸着材層１２内を流通してパージポート１５、第２流
通路１６、コンプレッサー１７を経て第３流通路１８へ
圧送される。この吸着材層１２内を流通する空気により
吸着材１１に吸着捕集されていた蒸発燃料は吸着材１１
より離脱され、流通する空気とともにコンプレッサー１
７で加圧されて第３通路１８へ圧送される。

【００３２】このコンプレッサー１７により蒸発燃料と
空気との混合体（流体）が高圧に、例えば３００ｋＰａ
〜８００ｋＰａに加圧されるとその蒸発燃料の一部が液
化する。この液化した一部の液状燃料とともに液化され
なかった蒸発燃料と空気が第３流通路１８に設けた冷却
器２１を通り、この冷却器２１により冷却される。そし
て、第３流通路１８内の圧力が所定の高圧になると電磁
弁２５が開弁して、前記の蒸発燃料と空気は噴出口２４
から略大気圧下のリザーバ２３内に噴出されて急激に減
圧され、ジュール・トムソン効果により急激に熱を奪わ
れて冷却し、蒸発燃料は液化する。例えば前記のように
コンプレッサー１７により３００ｋＰａ〜８００ｋＰａ
に圧縮した場合には噴出時に約−２０℃に冷却されて液
化する。また、第３流通路１８内が所定圧力以下に減圧
すると電磁弁２５が閉弁する。そして、再度所定圧以上
に昇圧すると電磁弁２５が開弁して液化作用がなされ
る。

【００３３】液化した液状燃料（ガソリン）は気体（液
化されなかった蒸発燃料と空気）と分離してリザーバ２
３内の下部に溜り、液化されなかった蒸発燃料を含んだ
気体は、リザーバ２３内の上部に溜ってリザーバ２３内
で気液分離する。そして、気体は第４流通路２８を経て
ポート２９よりキャニスタ８内の吸着材層１２内に還元
されてその蒸発燃料成分が吸着材１１に吸着捕集され
る。この吸着捕集された蒸発燃料は再度前記のようにコ
ンプレッサー１７へパージされる。

【００３４】また、前記リザーバ２３内に液状燃料が所
定量溜まると、弁装置２７が開作動してその液状燃料は
燃料タンク１内に戻される。

【００３５】以上のように、キャニスタ８内に吸着捕集
された蒸発燃料をキャニスタ外へ導出して液化し、これ
を燃料タンク１内に戻して、エンジンのインテークマニ
ホールド内には蒸発燃料をパージさせないようにしたの
で、空気量と燃料噴射弁５からの燃料噴射量で設定され
た空燃比や排気エミッションに対して蒸発燃料処理が悪
影響を与えることがない。

【００３６】図２は本発明の第２実施例を示す。

【００３７】図２において、燃料タンク１、燃料ポンプ
２、燃料供給通路３、エンジン４、燃料噴射弁５、フュ
ーエルカットオフバルブ６、第１流通路７、キャニスタ
８、ＯＲＶＲ差圧弁９は前記第１実施例と同様である。
そのため、これらの構造については前記と同一部分に前
記と同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３８】キャニスタ８のパージポート１５には前記
と同様に第２流通路１６が連通して設けられ、その先に
はコンプレッサー１７が設けられており、該コンプレッ
サー１７の駆動により、キャニスタ８内の吸着材１１に
吸着捕集されている蒸発燃料を吸引離脱させて第３通路
１８側へ矢印Ｖのように圧送するようになっている。該
コンプレッサー１７の圧縮力は、前記のように吸引した
蒸発燃料を液化する圧力まで加圧できるように設定され
ており、例えば蒸発燃料を３００ｋＰａ〜８００ｋＰａ
に加圧するようになっている。本実施例では、このコン
プレッサー１７が導出手段Ａと液化手段Ｂを構成してい
る。

【００３９】前記コンプレッサー１７は、前記第１実施
例と同様に、エンジンの運転時または濃度センサ１９と
制御部２０により所定の濃度を検知した場合に作動する
ようになっている。

【００４０】前記第３流通路１８には、前記第１実施例
と同様に冷却器２１が設けられている。

【００４１】前記第３流通路１８の下流には、気液分離
手段Ｃが設けられている。該気液分離手段Ｃは、下端に
流出口３２を有するリザーバ３３と、該リザーバ３３内
の下部に液体燃料が所定量溜った場合にこれを検知して
流出口３２を開口し、所定量以下の場合にはこれを検知
して流出口３２を閉口する弁装置３４とからなる。該弁
装置３４はフロートを使用してもよく、また、電磁弁な
どの開閉手段を使用してもよい。

【００４２】前記リザーバ３３の流出口３２には第５流
通路３５が連通され、該第５流通路３５の下流側は逆止
弁３６を介して前記燃料供給通路３に連通している。逆
止弁３６は、リザーバ３３から燃料供給通路３への方向
の燃料の流れは許容し、その逆の方向への燃料の流れは
遮断されるようになっている。

【００４３】前記リザーバ３３内の上部には第６流通路
３７が連通して設けられており、該第６流通路３７の下
流側には、該第６流通路３７を開閉する電磁弁３８を介
してリザーバ３９が設けられている。該リザーバ３９内
は略大気圧になっており、前記のコンプレッサー１７で
加圧された気体を電磁弁３８の開口によってリザーバ３
９内へ急激に噴出させて減圧させることによりその噴出
された気体がジュール・トムソン効果により冷却される
ようになっている。

【００４４】前記のコンプレッサー１７は蒸発燃料の加
圧時に、ボイル・シャルルの法則により温度が上昇す
る。そのため、前記のリザーバ３９をコンプレッサー１
７に密着させて、コンプレッサー１７に発生する熱のリ
ザーバ３９への接受を行わせてコンプレッサー１７の寿
命の向上を図っている。

【００４５】前記電磁弁３８は、前記コンプレッサー１
７によって第３流通路１８、リザーバ３３内、第６流通
路３７内が所定圧力以上になると開弁し、所定以下の圧
力に減圧すると閉弁して、前記のリザーバ３３内の圧力
を所定圧力に維持するようになっている。なお、この所
定圧力とは、前記燃料ポンプ２の吐出圧力、すなわち、
燃料供給通路３内の圧力よりも高い圧力である。

【００４６】前記リザーバ３９には第７流通路４０が接
続されており、その下流側は、前記キャニスタ８におけ
る吸着材層１２の一方の端面１２ａ側に、ポート２９を
通じて開口連通している。これら第６流通路３７、電磁
弁３８、リザーバ３９、第７流通路４０が還元手段Ｄを
構成している。

【００４７】次に本第２実施例の作用について説明す
る。

【００４８】自動車の走行中、停止中さらには給油時に
おいて、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料は前記と同
様にキャニスタ８内の吸着材１１に吸着捕集される。

【００４９】エンジンの運転時あるいはキャニスタ８内
の蒸発燃料の濃度が所定以上になってコンプレッサー１
７がオン作動すると、キャニスタ８の大気ポート１４か
ら空気（大気）が吸入され、その空気はキャニスタ８内
の吸着材層１２内を流通してパージポート１５、第２流
通路１６、コンプレッサー１７、冷却器２１を有する第
３通路１８へ圧送される。この吸着材層１２内を流通す
る空気により吸着材１１に吸着捕集されていた蒸発燃料
は吸着材１１より離脱され、流通する空気とともにコン
プレッサー１７で加圧されて第３流通路１８へ圧送され
る。

【００５０】このコンプレッサー１７によって、蒸発燃
料と空気との混合気体が高圧に、例えば３００ｋＰａ〜
８００ｋＰａに圧縮されると、蒸発燃料の一部が液化す
る。この液化した一部の液状燃料とともに液化されなか
った蒸発燃料と空気は冷却器２１を通り、この冷却器２
１により冷却されてリザーバ３３に入り、液状燃料はリ
ザーバ３３内の下部に溜り、液化されなかった蒸発燃料
を含む気体はリザーバ３３の上部に溜って気液分離され
る。

【００５１】前記リザーバ３３内の液状燃料（ガソリ
ン）が所定量溜まると弁装置３４が開作動する。該弁装
置３４が開作動すると、リザーバ３３内の圧力が、前記
燃料ポンプ２の吐出圧力、すなわち燃料供給通路３内の
圧力よりも高くなっていることにより、リザーバ３３内
の液状燃料は逆止弁３６を通って燃料供給通路３内に流
入し、エンジンの燃料噴射弁５から噴射させる液状燃料
として使用、消費される。

【００５２】また、前記リザーバ３３内の蒸発燃料を含
む加圧された気体は、電磁弁３８の開作動によって第６
流通路３７を経てリザーバ３９内へ噴出され、急激に大
気圧まで減圧される。そして、この減圧された気体は、
第７流通路４０を経てポート２９よりキャニスタ８内の
吸着材層１２内に還元され、蒸発燃料が吸着材１１に吸
着捕集される。この吸着捕集された蒸発燃料は再度前記
のようにコンプレッサー１７へパージされる。

【００５３】また、リザーバ３９は、前記の気体の急激
な減圧により冷却されるため、該リザーバ３９に密着し
て配置されたコンプレッサー１７が冷却され、そのコン
プレッサー１７の寿命を向上させる。

【００５４】以上のように、キャニスタ８内に吸着捕集
された蒸発燃料をキャニスタ外へ導出して液化し、これ
を燃料供給通路３内に混入して液状燃料として使用、消
費するようにしたので、空気量と燃料噴射弁５からの燃
料噴射量で設定された空燃比制御や排気エミッションに
対して蒸発燃料処理が悪影響を与えることがない。

【００５５】図３は本発明の第３実施例を示す。

【００５６】本第３実施例は、前記第２実施例における
気液分離手段Ｃにおけるリザーバ３３の流出口３２を、
燃料供給通路３に連通することなく、第８流通路４１に
より燃料タンク１内へ連通したものである。また、第８
流通路４１には減圧器４２が設けられている。

【００５７】その他の構造は前記第２実施例と同様であ
るため、同一部分には同一の符号を付してその説明は省
略する。

【００５８】本第３実施例においては、前記コンプレッ
サー１７により液化された液状燃料が燃料タンク１内へ
戻され、前記と同様に蒸発燃料処理による空燃比制御や
排気エミッションの悪化を招くことがない。

【００５９】図４は本発明の第４実施例を示す。

【００６０】図４において、燃料タンク１、燃料ポンプ
２、燃料供給通路３、リターン通路３ａ，エンジン４、
燃料噴射弁５、フューエルカットオフバルブ６、第１流
通路７、キャニスタ８、ＯＲＶＲ差圧弁９は前記第１実
施例と同様である。そのため、これらの構造について
は、前記と同一部分に前記と同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００６１】キャニスタ８には、該キャニスタ８を加熱
する加熱器５０が備えられており、該加熱器５０が蒸発
燃料の導出手段Ａを構成している。該加熱器５０として
は、キャニスタ８の周りにエンジンの排気熱を通した
り、エンジンの冷却水（温水）を通したり、電熱ヒータ
を付設して構成する。また、該加熱器５０は、キャニス
タ８内の蒸発燃料をキャニスタ外へ導出できる所定の温
度、例えばキャニスタ８内を約８０〜３００℃に加熱で
きるようにする。

【００６２】また、キャニスタ８には、その吸着材１１
に吸着捕集された蒸発燃料の濃度を検知する濃度センサ
１９と、制御部５１が設けられており、濃度センサ１９
と制御部５１により所定以上の濃度を検知した場合に、
制御部５１によって前記加熱器５０の加熱作動を行い、
所定以下の濃度を検知した場合に加熱作動を停止するよ
うになっている。更に、キャニスタ８には温度センサ５
２が設けられ、該温度センサ５２と制御部５１とにより
キャニスタ８内の温度を所定の温度に制御するようにな
っている。

【００６３】燃料タンク１からの蒸発燃料をキャニスタ
８内へ導入する吸入ポート１３には電磁弁からなる開閉
バルブ５３が設けられ、また、キャニスタ８の大気ポー
ト１４には電磁弁からなる開閉バルブ５４が設けられて
いる。

【００６４】キャニスタ８のパージポート１５には第２
流通路１６が連通して設けられ、該第２流通路１６の先
には液化手段Ｂとしての冷却器５５が設けられている。
該冷却器５５としては、例えばペルチェ素子を使用した
冷却器など適宜の冷却手段を用いる。該冷却器５５によ
る冷却温度は、該冷却器５５を通る蒸発燃料を液化でき
る温度に設定される。この温度は、該冷却器５５を通る
混合気の蒸発燃料と空気との割合により設定されるが、
例えば５℃〜−３０℃とする。また、該冷却器５５の出
口部は、小さな噴口に形成されており、該冷却器５５内
の高圧の流体が第３流通路１８部に流出した際に略大気
圧に減圧されるようになっている。

【００６５】前記冷却器５５の下流側には第３流通路１
８が設けられており、該第３流通路１８の下流には気液
分離手段Ｃが設けられている。該気液分離手段Ｃは、上
部に前記第３流通路１８が開口し、下部が燃料タンク１
内の上部に連通する流出口５８を有するリザーバ５７
と、該リザーバ５７内に液体燃料が所定量溜った場合に
これを検知して流出口５８を開口し、所定量以下の場合
にはこれを検知して閉口する弁装置５９とからなる。更
に、前記リザーバ５７の外周面には例えばペルチェ素子
を使用した冷却器６０が設けられ、リザーバ５７内を冷
却するようになっている。

【００６６】前記リザーバ５７には、そのリザーバ５７
内の上部に開口連通する第４流通路２８が接続されてお
り、該第４流通路２８はコンプレッサー６１を介して前
記キャニスタ８のポート２９に連通している。該第４流
通路２８とコンプレッサー６１により還元手段Ｄを構成
している。

【００６７】次に本第４実施例の作用について説明す
る。

【００６８】濃度センサ１９と制御部５１によりキャニ
スタ８内の蒸発燃料の濃度が所定値以下と判断されてい
る場合は、制御部５１の指示により吸入ポート１３の開
閉バルブ５３と大気ポート１４の開閉バルブ５４が開状
態に保持されている。これにより、燃料タンク１内に発
生する蒸発燃料は前記のようにキャニスタ８内に導入さ
れて吸着材１１に吸着捕集される。

【００６９】蒸発燃料の吸着捕集が行われ、濃度センサ
１９と制御部５１によりキャニスタ８内の蒸発燃料の濃
度が所定以上と判断されると、制御部５１の指示により
前記両開閉バルブ５３，５４が閉塞される。

【００７０】この閉塞後、制御部５１の指示により加熱
器５０が加熱作動し、キャニスタ８内を所定温度、例え
ば８０〜３００℃程度に加熱する。この温度は温度セン
サ５２と制御部５１とにより制御される。前記の加熱に
より、吸着材１１に吸着されていた蒸発燃料は吸着材１
１から蒸発して離脱するとともにキャニスタ８内の気体
が熱膨脹してキャニスタ８の内部の圧力は上昇する。こ
の圧力上昇により、前記離脱した蒸発燃料はポート１５
から第２流通路１６へ押し出され、第２流通路１６に設
けた冷却器５５を通過することによって冷却される。前
記のように加熱して発生した蒸発燃料は空気をほどんど
含まないため、冷却器５５による冷却により容易に液化
される。すなわち、前記実施例のように、キャニスタ８
内の蒸発燃料をコンプレッサー１７により離脱する方式
によると、離脱作動時に大気ポート１４からの空気が蒸
発燃料に混入し、蒸発燃料の液化に余分なエネルギーが
必要になるのに対し、本実施例によれば前記のような空
気の混入がないため、液化が容易になる特長がある。

【００７１】そして、前記の液化した液状燃料とその他
の気体分は、冷却器５５によって冷却され、かつ冷却器
５５より第３流通路１８へ流出する際に略大気圧まで減
圧されて第３流通路１８を通って気液分離手段Ｃのリザ
ーバ５７内に流入し、液状燃料はリザーバ５７内の下部
に溜り、気体は上部に溜って気液分離される。また、リ
ザーバ５７に設けた冷却器６０によりリザーバ５７内が
冷却されていることにより、更に液化が促進される。

【００７２】分離された液状燃料（ガソリン）がリザー
バ５７内に所定量溜まると、弁装置５９が開作動してそ
の液状燃料は流出口５８より燃料タンク１内に戻され
る。なお、流出口５８は燃料ポンプ２の近傍に位置して
設けられており、前記の液状燃料が燃料ポンプ２の近傍
に戻されて燃料ポンプ２でエンジンに供給、燃焼される
ようにし、燃料タンク２内に戻された前記の液状燃料の
再蒸発を抑制するようになっている。

【００７３】また、前記分離された気体はコンプレッサ
ー６１の作動により第４流通路２８へ吸引され、該第４
流通路２８の下流側のポート２９からキャニスタ８の吸
着材層１２へ戻される。

【００７４】キャニスタ８内の蒸発燃料が前記のように
パージされてキャニスタ８内の蒸発燃料の濃度が所定値
以下になり、これを濃度センサ１９と制御部５１で検知
すると、制御部５１の指示により加熱器５０の加熱作用
が停止されるとともに両開閉弁５３，５４が開作動さ
れ、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料の吸着捕集を可
能にする。

【００７５】以上のように、キャニスタ８内に吸着捕集
された蒸発燃料をキャニスタ外へ導出して液化し、これ
を燃料タンク１内に戻して、エンジンのインテークマニ
ホールド内には蒸発燃料をパージさせないようにしたの
で、空気量と燃料噴射弁５からの燃料噴射量で設定され
た空燃比や排気エミッションに対して蒸発燃料処理が悪
影響を与えることがない。

【００７６】図５は本発明の第５実施例を示す。

【００７７】図５において、燃料タンク１、燃料ポンプ
２、燃料供給通路３、リターン通路３ａ、エンジン４、
燃料噴射弁５、フューエルカットオフバル６、第１流通
路７、キャニスタ８、ＯＲＶＲ差圧弁９は前記図１に示
す第１実施例と同様である。そのため、これらの構造に
ついては、前記と同一部分に前記と同一の符号を付して
その説明を省略する。

【００７８】また、図５において、濃度センサ１９、加
熱器５０、制御部５１、温度センサ５２、開閉バルブ５
３，５４は前記図４に示す第４実施例と同一であるた
め、同一符号を付してその説明を省略する。

【００７９】キャニスタ８のパージポート１５には第２
流通路１６が連通して設けられ、該第２流通路１６の先
には気液分離手段Ｃが設けられている。該気液分離手段
Ｃは、上部に前記第２流通路１６が開口し、下端に流出
口７１を有するリザーバ７２と、該リザーバ７２内に液
体燃料が所定量溜った場合にこれを検知して流出口７１
を開口し、所定量以下の場合にはこれを検知して閉口す
る弁装置７３とからなる。この弁装置７３は、フロート
を使用してもよく、また、電磁弁などの開閉手段を使用
してもよい。更に、前記リザーバ７２の外周には液化手
段Ｂとしての冷却器７４が設けられている。該冷却器７
４は、例えばペルチェ素子を使用した冷却器などを使用
する。

【００８０】前記リザーバ７２の流出口７１には第５流
通路３５が連通され、該第５流通路３５の下流側は逆止
弁３６を介して前記燃料供給通路３に連通している。該
逆止弁３６は、リザーバ７２から燃料供給通路３への方
向の液体の流れは許容し、その逆の方向への液体の流れ
は遮断されるようになっている。

【００８１】前記リザーバ７２には、その上部に開口連
通する第４流通路２８が連通して設けられており、該第
４流通路２８はコンプレッサー６１を介して前記キャニ
スタ８のポート２９に連通している。この第４通路２８
とコンプレッサー６１が還元手段Ｄを構成している。

【００８２】次に本第５実施例の作用について説明す
る。

【００８３】燃料タンク１内の蒸発燃料がキャニスタ８
内に導入されて吸着材１１に吸着捕集される作用は前記
図４に示す第４実施例と同様である。

【００８４】また、キャニスタ８内の蒸発燃料が所定以
上の濃度になると、前記図４の第４実施例と同様に両開
閉弁５３，５４が閉塞されて加熱器５０が加熱作動す
る。この加熱制御は前記第４実施例と同様である。

【００８５】加熱器５０の加熱作動により、吸着材１１
に吸着されていた蒸発燃料は吸着材１１から蒸発して離
脱するとともにキャニスタ８内の気体が熱膨脹してキャ
ニスタ８内の圧力が上昇する。この圧力上昇により、前
記離脱した蒸発燃料はポート１５から第２流通路１６に
押し出され、該第２流通路１６を通じて気液分離手段Ｃ
のリザーバ７２内に高圧状態で流入する。該リザーバ７
２は冷却器７４により冷却されているため、リザーバ７
２内に流入した蒸発燃料は高圧状態を維持して冷却され
て液化し、その液状燃料はリザーバ７２の下部に溜り、
気体分は上部に溜って気液分離される。

【００８６】分離された液状燃料（ガソリン）が所定量
溜って弁装置７３が開作動すると、リザーバ７２内の圧
力が、燃料ポンプ２の吐出圧力よりも高くなるように設
定されていることにより、リザーバ７２内の液状燃料は
逆止弁３６を通って燃料供給通路３内に流入し、エンジ
ンの燃料噴射弁５から噴射される液状燃料として使用、
消費される。

【００８７】また、前記リザーバ７２内の蒸発燃料を含
む気体は、コンプレッサー６１の作動により第４流通路
２８を通ってキャニスタ８のポート２９より吸着材層１
２内へ還元される。

【００８８】以上のように、キャニスタ８内に吸着捕集
された蒸発燃料をキャニスタ外へ導出して液化し、これ
を燃料供給通路３内に混入して液状燃料として使用、消
費するようにしたので、空気量と燃料噴射弁５からの燃
料噴射量で設定された空燃比や排気エミッションに対し
て蒸発燃料処理が悪影響を与えることがない。

【００８９】なお、前記各実施例は燃料噴射弁を用いる
エンジンに適用した例であるが、気化器を使用するエン
ジンにおいては、前記燃料供給通路３を気化器へ連通し
て燃料を気化器へ供給するようにしてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上のように本発明においては、キャニ
スタ内の吸着材に吸着捕集された蒸発燃料を、キャニス
タ外へ導出して液化し、この液状燃料を燃料タンクある
いは液状燃料通路内へ導入するようにし、従来のように
キャニスタ内の蒸発燃料をエンジンのインテークマニホ
ールドへ直接パージさせないようにしたので、従来のよ
うな設定された空燃比が蒸発燃料のパージによって変化
することを防止し、空燃比制御や排気エミッションに悪
影響を与えることを防止できる。特に、希薄燃料によっ
て精密な燃焼を行うエンジンにおいては一層有効であ
る。

【００９１】更に、本発明においては、エンジンの吸気
負圧を利用しないため、小型で吸引負圧が小さいエンジ
ンにおいても蒸発燃料の処理が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の燃料配管系を示す構成
図。

【図２】本発明の第２実施例の燃料配管系を示す構成
図。

【図３】本発明の第３実施例の燃料配管系を示す構成
図。

【図４】本発明の第４実施例の燃料配管系を示す構成
図。

【図５】本発明の第５実施例の燃料配管系を示す構成
図。

【符号の説明】

Ａ 導出手段 Ｂ 液化手段 Ｃ 気液分離手段 Ｄ 還元手段 １ 燃料タンク ２ 燃料ポンプ ３ 燃料供給通路（液状燃料通路） ８ キャニスタ １１ 吸着材 １７，６１ コンプレッサー ２１，５５ 冷却器 ５０ 加熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 37/00 ３０１ Ｆ０２Ｍ 37/00 ３０１Ｇ (72)発明者 春田 和己 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G044 AA05 BA08 GA13 GA14 GA18 GA20 GA22 GA25 GA29

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタの
   吸着材に吸着捕集する蒸発燃料処理方法において、キャ
   ニスタの吸着材に吸着捕集された蒸発燃料をキャニスタ
   外へ導出して液化し、該液化した燃料を燃料タンクまた
   は液状燃料通路内に導入するようにしたことを特徴とす
   る蒸発燃料処理方法。
2. 【請求項２】 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタの
   吸着材に吸着捕集する蒸発燃料処理装置において、キャ
   ニスタの吸着材に吸着捕集された蒸発燃料をキャニスタ
   の外へ導出する導出手段と、該導出した蒸発燃料を液化
   する液化手段と、該液化した燃料を燃料タンクまたは液
   状燃料通路内に導入する手段を有すること特徴とする蒸
   発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタの
   吸着材に吸着捕集する蒸発燃料処理装置において、キャ
   ニスタの吸着材に吸着捕集された蒸発燃料をキャニスタ
   の外へ導出する導出手段と、該導出した蒸発燃料を液化
   する液化手段と、液化した液状燃料と気体とに分離する
   気液分離手段と、この液状燃料を燃料タンクまたは液状
   燃料通路内に導入する手段と、前記気体をキャニスタへ
   戻す還元手段とを有することを特徴とする蒸発燃料処理
   装置。
4. 【請求項４】 前記導出手段として、コンプレッサーを
   用いた請求項２又は３記載の蒸発燃料処理装置。
5. 【請求項５】 前記導出手段として、キャニスタを加熱
   する加熱器を用いた請求項２又は３記載の蒸発燃料処理
   装置。
6. 【請求項６】 前記液化手段として、蒸発燃料を加圧し
   て液化させる構成とした請求項２〜４のいずれかに記載
   の蒸発燃料処理装置。
7. 【請求項７】 前記液化手段として、キャニスタから導
   出した蒸発燃料を加圧した後に急膨張させることにより
   急冷して液化させる構成とした請求項２〜４のいずれか
   に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 【請求項８】 前記液化手段として、冷却器を用いた請
   求項２〜５のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置。