JP2002155812A - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動ポンプの耐久性を向上し、かつキャニス
タからの蒸発燃料の脱離を促進し、内燃機関の運転状態
に応じた所望のパージ流量を確保すること。 【解決手段】 電動ポンプ４０のモータ部４５によって
そのポンプ部４１を駆動するときの発熱を利用してキャ
ニスタ３０の吸着体３１を加熱することができ、吸着体
３１に吸着されている蒸発燃料の脱離を促進することが
できる。これにより、電動ポンプ４０の所望のパージ流
量を確保するための回転数を低下することができる。ま
た、同時に、電動ポンプ４０のモータ部４５は、ハウジ
ング周囲から蒸発燃料による気化熱が奪われることによ
って冷却され、モータ部４５の過熱を防止することがで
きる。これにより、電動ポンプ４０は消費電力を低減す
ることができ、かつ耐久性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の蒸発燃
料処理装置に関するもので、特に、車両の燃料供給系で
発生する蒸発燃料の大気中への拡散を防止する内燃機関
の蒸発燃料処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用内燃機関において、燃料タ
ンク内で発生する蒸発燃料をキャニスタ内の吸着体を利
用して一時的に吸着し、この吸着された蒸発燃料を運転
状態に応じてスロットルバルブの開度で決まる吸気通路
内の負圧によってキャニスタ内の吸着体から脱離し、内
燃機関の吸気通路内に導入しパージ（purge:浄化）する
ことで大気中への拡散を防止する技術が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、更な
る低燃費を達成するため、内燃機関の運転状態に応じて
吸気バルブの位相やリフト量を可変とし、吸気通路内の
負圧発生を抑制することでポンピングロス（吸気損失）
の低減が図られている。

【０００４】しかし、前述のものや、内燃機関の高負荷
運転条件下、筒内直噴エンジンでは吸気通路内の負圧が
得られないため、その負圧を利用してキャニスタ内の吸
着体に吸着された蒸発燃料を脱離させ、内燃機関の吸気
通路内に導入することができない。

【０００５】これに対処するため、ＥＰ（ヨーロッパ特
許）０８６４７４１Ｂ１公報にて開示されたものが知ら
れている。このものでは、内燃機関の吸気通路内で負圧
が得られないときには、電動ポンプを用いて、強制的に
キャニスタ内の吸着体に吸着された蒸発燃料を脱離さ
せ、吸気通路内に導入させる技術が示されている。

【０００６】ところが、電動ポンプを殆どの運転条件下
において駆動しなくてはならないことから、そのモータ
部の過熱による給電用接点の劣化を含め、電動ポンプの
耐久性が得難いという不具合があった。

【０００７】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、電動ポンプの耐久性を向上
し、かつキャニスタからの蒸発燃料の脱離を促進し、吸
気通路内の負圧の大きさにかかわらず内燃機関の運転状
態に応じた所望のパージ流量を確保可能な内燃機関の蒸
発燃料処理装置の提供を課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関の蒸
発燃料処理装置によれば、電動ポンプのポンプ部を駆動
するときのモータ部がキャニスタの吸着体に埋設されて
いることで、そのモータ部の発熱を利用してキャニスタ
の吸着体を加熱することができ、吸着体に吸着されてい
る蒸発燃料の脱離が促進される。同時に、電動ポンプの
モータ部は、ハウジング周囲から蒸発燃料による気化熱
が奪われることによって冷却され、モータ部の過熱が防
止される。これにより、電動ポンプは所望のパージ流量
を確保するための回転数が低下できるため、消費電力が
低減されると共に、耐久性が向上される。

【０００９】請求項２の内燃機関の蒸発燃料処理装置で
は、電動ポンプがキャニスタの蒸発燃料を送出する端面
側に配設されることで、そのモータ部の発熱を利用して
濃い濃度の吸着体を加熱することができ、吸着体から蒸
発燃料が効率良く脱離される。

【００１０】請求項３の内燃機関の蒸発燃料処理装置で
は、電動ポンプがキャニスタの大気を導入する端面側に
配設されることで、そのモータ部の発熱が導入された空
気によって効率良く冷却され、この温度上昇された空気
によって吸着体に吸着された蒸発燃料の脱離が促進され
る。

【００１１】請求項４の内燃機関の蒸発燃料処理装置に
おける電動ポンプでは、モータ部がキャニスタ内の蒸発
燃料の流れ方向の断面中心軸上に位置されることで、そ
のモータ部の発熱がキャニスタの中央部の吸着体に効率
良く伝導され、蒸発燃料の脱離が困難な吸着体からの脱
離が促進される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１３】〈実施例１〉図１は本発明の実施の形態の
第１実施例にかかる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成
を示す概略図である。

【００１４】図１において、内燃機関１０には吸気通路
１１と排気通路（図示略）とが接続されている。吸気通
路１１の上流側には空気を濾過するエアクリーナ１２が
配設され、エアクリーナ１２を介して空気が吸気通路１
１内に吸入される。この吸気通路１１内に吸入された空
気は、サージタンク１３を経て内燃機関１０の各気筒の
吸気ポート１４から吸気バルブ１５が開状態となるタイ
ミングにてそれぞれの燃焼室（図示略）内に供給され
る。

【００１５】また、液体燃料（ガソリン）が貯留された
燃料タンク２０は、燃料蒸気通路２１を介してキャニス
タ３０と接続されている。このキャニスタ３０内には活
性炭からなる吸着体３１が収容されている。このため、
燃料タンク２０内にて発生する蒸発燃料は逐次、キャニ
スタ３０の吸着体３１に吸着される。

【００１６】そして、キャニスタ３０の吸着体３１に吸
着された蒸発燃料は、内燃機関１０の運転状態に応じて
パージポンプとしての電動ポンプ４０の駆動により吸着
体３１から強制的に脱離され、サージタンク１３の上流
側に接続された連通路５１からＶＳＶ（Vacuum Switchi
ng Valve）等からなるパージ制御バルブ６１を介して吸
気通路１１内に導入される。

【００１７】なお、燃料タンク２０と接続されたキャニ
スタ３０の蒸発燃料を吸入する端面３３側と反対の大気
導入の端面３５側は、連通路５３を通りＶＳＶ等からな
る閉塞バルブ６３を介してエアクリーナ１２に接続さ
れ、必要に応じて大気導入の端面３５側を大気に解放で
きるようになっている。また、本実施例では燃料タンク
２０から内燃機関１０に供給される液体燃料の供給経路
等に関しては省略されている。

【００１８】電動ポンプ４０は、キャニスタ３０の吸着
体３１から脱離された蒸発燃料を内燃機関１０の吸気通
路１１内に送出するためのポンプ部４１と、そのポンプ
部４１を駆動するためのモータ部４５とからなる。この
電動ポンプ４０のモータ部４５はキャニスタ３０の吸着
体３１に埋設、即ち、そのモータ部４５のハウジング周
囲がキャニスタ３０の吸着体３１と接するよう配設され
ている。

【００１９】また、電動ポンプ４０のモータ部４５は、
キャニスタ３０の蒸発燃料を送出する端面３３側で、キ
ャニスタ３０内の蒸発燃料の流れ方向の断面中心軸上に
位置するよう配設されている。つまり、電動ポンプ４０
のモータ部４５の回転中心軸とキャニスタ３０の中心軸
とが一致されている。

【００２０】次に、その動作及び作用について、図１を
参照して説明する。

【００２１】図１において、上述したように、電動ポン
プ４０はキャニスタ３０の端面３３側に配設され、その
ポンプ部４１を駆動するモータ部４５がキャニスタ３０
の中心軸上に位置するよう吸着体３１に埋設されてい
る。

【００２２】内燃機関の運転状態に応じて電動ポンプ４
０のモータ部４５が回転され、ポンプ部４１が駆動され
る。このとき、閉塞バルブ６３を介して連通路５３から
キャニスタ３０内にパージのための空気としてのパージ
エアが吸入される。このため、キャニスタ３０内の吸着
体３１に吸着された蒸発燃料が強制的に脱離され、連通
路５１を通りパージ制御バルブ６１を介して吸気通路１
１内に導入される。

【００２３】この際、モータ部４５においては、ポンプ
部４１の回転駆動に伴う発熱が生じることとなる。この
発熱がモータ部４５のハウジング周囲から吸着体３１に
伝導されることで、吸着体３１が加熱され蒸発燃料の脱
離が促進されることとなる。このため、電動ポンプ４０
は所望のパージ流量を確保するための回転数が低下され
る。また、この際、電動ポンプ４０のモータ部４５は、
ハウジング周囲から蒸発燃料による気化熱が奪われるこ
とによって冷却され、モータ部４５内のコイル等の過熱
が防止される。

【００２４】このように、本実施例の内燃機関の蒸発燃
料処理装置は、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料を
吸着する吸着体３１を収容するキャニスタ３０と、キャ
ニスタ３０の吸着体３１に吸着された蒸発燃料を強制的
に脱離し、内燃機関１０の吸気通路１１内に導入する電
動ポンプ４０とを具備し、電動ポンプ４０がそのポンプ
部４１を駆動するモータ部４５をキャニスタ３０の吸着
体３１に埋設するものである。

【００２５】したがって、電動ポンプ４０のモータ部４
５によってそのポンプ部４１を駆動するときの発熱を利
用してキャニスタ３０の吸着体３１を加熱することがで
き、吸着体３１に吸着されている蒸発燃料の脱離を促進
することができる。これにより、電動ポンプ４０は所望
のパージ流量を確保するための回転数を低下することが
できる。また、同時に、電動ポンプ４０のモータ部４５
は、ハウジング周囲から蒸発燃料による気化熱が奪われ
ることによって冷却され、モータ部４５の過熱を防止す
ることができる。これにより、電動ポンプ４０は消費電
力を低減することができ、かつ耐久性の向上を図ること
ができる。

【００２６】また、本実施例の内燃機関の蒸発燃料処理
装置の電動ポンプ４０は、キャニスタ３０の蒸発燃料を
送出する端面３３側に配設するものである。ここで、キ
ャニスタ３０から蒸発燃料を送出する端面３３は燃料タ
ンク２０との接続側であるため、キャニスタ３０の吸着
体３１に吸着される蒸発燃料の濃度は、その端面３３側
の方から順次、飽和濃度に達する。そこで、キャニスタ
３０の蒸発燃料を送出する端面３３側に電動ポンプ４０
を配設することで、その発熱を利用して濃い濃度の吸着
体３１を加熱することができ、吸着体３１から蒸発燃料
を効率良く脱離することができる。

【００２７】そして、本実施例の内燃機関の蒸発燃料処
理装置の電動ポンプ４０は、そのモータ部４５がキャニ
スタ３０内の蒸発燃料の流れ方向の断面中心軸上に位置
するものである。この配置によれば、電動ポンプ４０の
モータ部４５の発熱をキャニスタ３０の中央部の吸着体
３１に効率良く伝導させ、蒸発燃料の脱離が困難な吸着
体３１からの脱離を促進することができる。

【００２８】上記実施例では、電動ポンプ４０のモータ
部４５をキャニスタ３０内の蒸発燃料の流れ方向の断面
中心軸上に位置させる構成が、蒸発燃料の脱離促進とモ
ータ冷却との両立を図る上で有効であると説明した。こ
のような配置は、基本的にキャニスタ３０の断面積が小
さく、モータ部４５の発生する熱が、キャニスタ３０を
介して外部へ放散するような場合に、特に、有効であ
る。なお、逆に、キャニスタ３０の断面積が大きくモー
タ部４５の発熱が、キャニスタ３０外への放散がさほど
影響しない場合には、燃料タンク２０からの蒸発燃料を
キャニスタ３０へ導入する燃料蒸気通路２１近傍側にモ
ータ部４５を蒸発燃料の流れ方向の断面中心軸上から多
少ずらして配置し、モータ部４５の発熱をより積極的に
利用するようにしてもよい。

【００２９】〈実施例２〉図２は本発明の実施の形態の
第２実施例にかかる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成
を示す概略図である。なお、図中、上述の実施例と同様
の構成または相当部分からなるものについては同一符号
及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略すると共
に、相違点について重点的に説明する。

【００３０】図２において、電動ポンプ４０は、キャニ
スタ３０の大気を導入する端面３５側に配設されてい
る。このため、内燃機関１０の運転状態に応じて駆動さ
れる電動ポンプ４０の駆動によって、エアクリーナ１
２、連通路５３、閉塞バルブ６３を介して吸入された空
気が、キャニスタ３０内に押込まれる。そして、この押
込まれた空気によってキャニスタ３０の吸着体３１に吸
着された蒸発燃料が強制的に脱離され、連通路５１、パ
ージ制御バルブ６１を介して内燃機関１０の吸気通路１
１に導入される。

【００３１】この際、キャニスタ３０に押込まれる空気
によって電動ポンプ４０のモータ部４５の発熱が効率良
く冷却され、このとき温度上昇された空気によって吸着
体３１に吸着された蒸発燃料の脱離が促進されることと
なる。

【００３２】このように、本実施例の内燃機関の蒸発燃
料処理装置の電動ポンプ４０は、キャニスタ３０の大気
を導入する端面３５側に配設するものである。これによ
り、電動ポンプ４０のモータ部４５の発熱が導入された
空気によって効率良く冷却され、この温度上昇された空
気によって吸着体３１に吸着された蒸発燃料の脱離を促
進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の第１実施例にか
かる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成を示す概略図で
ある。

【図２】 図２は本発明の実施の形態の第２実施例にか
かる内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １１ 吸気通路 ２０ 燃料タンク ３０ キャニスタ ３１ 吸着体 ４０ 電動ポンプ ４１ ポンプ部 ４５ モータ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着
   する吸着体を収容するキャニスタと、 前記キャニスタの前記吸着体に吸着された蒸発燃料を強
   制的に脱離し、内燃機関の吸気通路内に導入する電動ポ
   ンプとを具備し、 前記電動ポンプは、そのポンプ部を駆動するモータ部を
   前記キャニスタの前記吸着体に埋設することを特徴とす
   る内燃機関の蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 前記電動ポンプは、前記キャニスタの蒸
   発燃料を送出する端面側に配設することを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 前記電動ポンプは、前記キャニスタの大
   気を導入する端面側に配設することを特徴とする請求項
   １に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 前記電動ポンプは、そのモータ部が前記
   キャニスタ内の蒸発燃料の流れ方向の断面中心軸上に位
   置することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか
   １つに記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。