JP2008045472A - Evaporated fuel treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に内燃機関を備えた車両における蒸発燃料処理技術に関する。 The present invention relates to an evaporative fuel processing technique particularly in a vehicle including an internal combustion engine.
従来、内燃機関を備えた車両における蒸発燃料処理装置では、パージ実行時において、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに導いて一時的に吸着させ、そのキャニスタに吸着された蒸発燃料を新気導入口から導入される空気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させることによって燃焼処理する。
かかる蒸発燃料処理装置では、新気導入口から空気とともに水、ダスト等が侵入しないように、水、ダスト等を分離するセパレータが新気導入口近辺に設けられる。たとえば、特許文献1には、セパレータとして、筒状容器の底部にダストフィルタ等を設けたものが開示されている。
Conventionally, in an evaporative fuel processing apparatus in a vehicle equipped with an internal combustion engine, at the time of purging, the evaporative fuel generated in the fuel tank is guided to the canister and temporarily adsorbed, and the evaporative fuel adsorbed by the canister is introduced into the fresh air Combustion processing is performed by causing the air to be introduced into the intake system of the internal combustion engine through the purge control valve together with air introduced from the mouth.
In such an evaporative fuel processing apparatus, a separator that separates water, dust, and the like is provided near the fresh air inlet so that water, dust, and the like together with air do not enter from the fresh air inlet. For example,
ところで、特許文献1に開示された、従来の蒸発燃料処理装置のセパレータは、フィルタ方式を用いているため分離性能には優れるが、セパレータ前後における空気の圧力損失が高く、吸気系に対して十分なパージ空気量を確保できない場合があった。
By the way, although the separator of the conventional evaporative fuel processing apparatus disclosed by
以上の観点から、本発明の目的は、車両外部から導入する空気から水、ダスト等を分離する際の十分な分離性能を備えつつ、吸気系に対して十分なパージ空気量を確保できるようにした蒸発燃料処理装置を提供することにある。 In view of the above, the object of the present invention is to provide a sufficient amount of purge air for the intake system while providing sufficient separation performance when separating water, dust, and the like from air introduced from the outside of the vehicle. Another object of the present invention is to provide an evaporative fuel processing apparatus.
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関を備えた車両の蒸発燃料処理装置であって、キャニスタと、第1通路と、第2通路と、第3通路と、セパレータとを備える。
キャニスタは、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着する。第1通路は、燃料タンクとキャニスタとを接続する。第2通路は、キャニスタと内燃機関の吸気通路とを接続する。第3通路は、車両外部とキャニスタとを接続する。セパレータは、第3通路に設けられ、車両外部から導入される空気に含まれる水分および/またはダストを分離する。
このセパレータは、シリンダ室と、第1流入口と、第1流出口と、円柱体と、複数のフィンとを有する。シリンダ室は、上部および底部が閉塞している。第1流入口は空気を流入し、第1流出口は、シリンダ室の側部上であって、かつ、第1流入口よりも高位置に配設され、キャニスタへ空気を流出する。円柱体は、シリンダ室の中心軸方向において、シリンダ室の上部から少なくとも第1流出口にかけて、シリンダ室と略同心に設けられる。複数のフィンは、円柱体の側部からシリンダ室の側部内壁に向けて設けられ、全体として螺旋状に形成される。
In order to achieve the above object, the present invention is an evaporative fuel processing apparatus for a vehicle equipped with an internal combustion engine, comprising a canister, a first passage, a second passage, a third passage, and a separator.
The canister adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank. The first passage connects the fuel tank and the canister. The second passage connects the canister and the intake passage of the internal combustion engine. The third passage connects the outside of the vehicle and the canister. The separator is provided in the third passage and separates moisture and / or dust contained in the air introduced from the outside of the vehicle.
The separator has a cylinder chamber, a first inlet, a first outlet, a cylindrical body, and a plurality of fins. The cylinder chamber is closed at the top and bottom. Air flows into the first inlet, and the first outlet is disposed on the side of the cylinder chamber and at a higher position than the first inlet, and flows out into the canister. The cylindrical body is provided substantially concentrically with the cylinder chamber from the upper part of the cylinder chamber to at least the first outlet in the central axis direction of the cylinder chamber. The plurality of fins are provided from the side of the cylindrical body toward the inner wall of the side of the cylinder chamber, and are formed in a spiral shape as a whole.
この蒸発燃料処理装置では、車両外部から空気が第3通路に導入されるが、その空気がキャニスタに送られる前に、セパレータにて水分および/またはダストの分離処理が行われる。セパレータでは、第1流入口から導入された車両外部の空気は、シリンダ室内部において、円柱体の側部とシリンダ室の側部内壁とで形成されるドーナツ状の領域を、第1流入口よりも上方に位置する第1流出口に向かって流れるが、そのとき、複数のフィンが螺旋状に円柱体に対して設けられているため、シリンダ室内部で空気流は渦巻状に上昇するようになる。したがって、シリンダ室内の空気の滞在時間を極力長くできるため、高い分離性能が確保される。 In this fuel vapor processing apparatus, air is introduced into the third passage from the outside of the vehicle. Before the air is sent to the canister, moisture and / or dust is separated by the separator. In the separator, the air outside the vehicle introduced from the first inlet passes through the donut-shaped region formed by the side of the cylindrical body and the inner wall of the side of the cylinder chamber from the first inlet. However, since the plurality of fins are provided spirally with respect to the cylindrical body, the air flow rises spirally inside the cylinder chamber. Become. Therefore, since the residence time of air in the cylinder chamber can be made as long as possible, high separation performance is ensured.
本発明の蒸発燃料処理装置によれば、車両外部から導入する空気から水、ダスト等を分離する際の十分な分離性能を備える。同時に、セパレータとしてフィルタ方式を用いていないためにセパレータ前後の圧力損失が小さく、吸気系に対して十分なパージ空気量を確保できる。 According to the fuel vapor processing apparatus of the present invention, sufficient separation performance is provided when water, dust and the like are separated from air introduced from the outside of the vehicle. At the same time, since the filter system is not used as the separator, the pressure loss before and after the separator is small, and a sufficient purge air amount can be secured for the intake system.
以下、本発明の蒸発燃料処理装置の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the fuel vapor processing apparatus of the present invention will be described.
<第1の実施形態>
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図である。この蒸発燃料処理装置1は、内燃機関を備えた車両に搭載される。図に示すように、この蒸発燃料処理装置1は、キャニスタ3と、蒸発燃料通路10(第1通路)と、パージ通路11(第2通路)と、空気通路12,13(第3通路)と、セパレータ6と、パージ制御弁30と、開閉弁31と、圧力センサ40とを含んで構成される。蒸発燃料通路10は、キャニスタ3と燃料タンク2とを接続している。パージ通路11は、キャニスタ3とスロットルバルブ51の下流側の吸気管5とを接続している。
<First Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel vapor processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The evaporative
空気通路13の一端は車両外部の大気に開放され、他端は、セパレータ6の流入ポート64(後述する)を介して開口64aに接続される。空気通路12の一端は、セパレータ6の流出ポート65(後述する)を介して開口65aに接続され、他端は、キャニスタ3の通気口3aに接続される。かかる構成により、キャニスタ3は、セパレータ6および空気通路12,13を介して、車両外部の大気と連通可能となっている。
One end of the
開閉弁31は、常閉型の電磁弁で構成される開閉弁(オンオフ弁)であって、ドレインカットバルブとも称する。開閉弁31は、本実施形態では空気通路12上に設けられる。開閉弁31は、制御ユニット4のリーク診断制御信号L_CTLによって動作し、空気通路12を連通または遮断する。すなわち、開閉弁31は、リーク診断制御信号L_CTLが「リーク診断停止」を示す場合に開状態となり、これにより空気通路12が連通する。開閉弁31は、リーク診断制御信号L_CTLが「リーク診断実行」を示す場合に閉状態となり、これにより空気通路12が遮断する。
The on-off
キャニスタ3には、活性炭等の吸着剤35が収容されており、燃料タンク2内で発生した蒸発燃料を蒸発燃料通路10により導いて一時的に吸着する。また、前述したように、開閉弁31の動作に応じて、キャニスタ3の通気口3aは、車両外部の大気と連通または遮断する。
The canister 3 contains an
パージ制御弁30は、常閉型の電磁弁で構成される開閉弁であって、パージ通路11に設けられている。パージ制御弁30は、制御ユニット4のパージ制御信号P_CTLによって動作する。すなわち、パージ制御弁30は、パージ制御信号P_CTLが「パージ実行」を示す場合には開状態となり、パージ制御信号P_CTLが「パージ停止」を示す場合には閉状態のままである。
The
マイクロコンピュータを内蔵する制御ユニット(C/U)4には、装置内(より具体的には、燃料タンク2〜パージ制御弁30)の圧力Pを検出する圧力センサ40、および、図示しない他のセンサ(たとえば燃温センサ等)からの検出信号が入力される。なお、圧力センサ40からの検出信号は、装置内のリーク診断において用いられる。
制御ユニット4は、機関に対する各種制御を行うと共に、機関の運転条件に応じてパージ処理を実行または停止を決定し、パージ制御信号P_CTLによりパージ制御弁30および開閉弁31を制御してキャニスタ3に吸着した蒸発燃料の処理を行う。
The control unit (C / U) 4 incorporating the microcomputer includes a
The
次に、セパレータ6の構造について、図2および図3を参照して説明する。図2は、セパレータ6の(a)上面図と(b)側面図とを示す。図3は、図2(b)における断面図、すなわち、(a)A−A線による断面図と(b)B−B線による断面図とを示す。なお、図2では、セパレータ6の内部構造が明らかとなるように、シリンダ室61を構成する上部、底部および側部が透明であると仮定して記載してある。
Next, the structure of the
図2に示すように、セパレータ6は、全体としては円筒形状となっている。セパレータ6は、外観上、導入した空気に含まれる水分および/またはダストを分離する分離機能を内蔵するシリンダ室61と、そのシリンダ室61に設けられた流入ポート64および流出ポート65とを有する。流入ポート64は空気通路13と接続され、流出ポート65は空気通路12と接続される(図1参照)。
As shown in FIG. 2, the
図3(a)に示すように、流入ポート64は、その中心軸がシリンダ室61の側部61aの接線と略平行かつ近接するようにして設けられる。流入ポート64とシリンダ室61との接合位置には、開口64a(第1流入口)が形成される。これにより、開口64aから導入される空気がシリンダ室61の側部61aに沿って流れるようになっている。
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)に示すように、流出ポート65は、その中心軸がシリンダ室61の側部61aの接線と略平行かつ近接するようにして設けられる。流出ポート65とシリンダ室61との接合位置には、開口65a(第2流出口)が形成される。これにより、シリンダ室61の側部61aに沿って流れてくる空気を効率良く導出するようになっている。
As shown in FIG. 3B, the
図2(b)に示すように、シリンダ室61内の空気流を下方から上方へ発生させるために、流出ポート65は、流入ポート64よりも高位置に設けられる。
なお、図2に示したセパレータ6では、上面図において流入ポート64と流出ポート65とが略平行となっているが、各ポートの中心軸がシリンダ室61の側部61aの接線と略平行かつ近接するようにして設けられる限り、両者は平行でなくともよい。
As shown in FIG. 2B, the
In the
シリンダ室61の内部において、円柱体62は、シリンダ室61の上部61bから下方に向けて、少なくとも流入ポート64の位置まで延設される。円柱体62は、シリンダ室61と略同心である。円柱体62の下端は閉塞しており、シリンダ室61内の空気が円柱体62の内部に侵入することはない。
In the
円柱体62の側部から前記シリンダ室の側部61aの内壁に向けて、全体として螺旋状に形成されるフィン群63(複数のフィン)が設けられる。フィン群63の各フィンは、水平面に対して略平行となるように取り付けられる。各フィンは、円柱体62の中心軸を基準として、隣接するフィン同士が指向する方向で形成される角度がほぼ同一となっている。本実施形態では、図2に示すように、フィン群63は9個のフィンではからなり、隣接するフィン同士が指向する方向で形成される角度は45度一定である。なお、図2(a)の平面図では2個のフィンが重なっており、8個のフィンが視認される。
また、図2(b)に示すように、フィン群63の各フィンは、フィン群63全体として螺旋状となるように、円柱体62に対して取り付けられる。
A fin group 63 (a plurality of fins) formed in a spiral shape as a whole is provided from the side of the
Further, as shown in FIG. 2B, each fin of the
シリンダ室61の底部61cには、導入された空気から分離される水分を外部に排出するための水抜き孔66が設けられる。
The bottom 61c of the
次に、蒸発燃料処理装置1の動作を、特にセパレータ6の動作に注目して説明する。
Next, the operation of the evaporated
制御ユニット4は、機関の運転条件に応じてパージ処理を実行することを決定すると、「パージ実行」を示すパージ制御信号P_CTLをパージ制御弁30に送出する。これにより、パージ制御弁30は開状態となる。
When the
パージ制御弁30が開状態になると、吸気管5内の吸入負圧がキャニスタ3に作用するため、車両外部の空気は、セパレータ6によって水分および/またはダストが除去(分離)された後に、通気口3aよりキャニスタ3内に導入される。この導入された空気によってキャニスタ3に吸着されていた蒸発燃料は脱離され、脱離された蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路11を通って吸気管5内へと吸入され、その後、機関の燃焼室内で燃焼処理(パージ処理)される。
When the
ここで、セパレータ6における空気の流れについて図4を参照して説明する。図4は、図2と同様にセパレータ6の上面図および側面図であるが、空気の流れを矢印にて示してある。
図4において、車両外部の空気は、空気通路13から流入ポート64および開口64aを介して、シリンダ室61内に導入される。流出ポート65が流入ポート64よりも上方に設けられているため、この導入された空気は、シリンダ室61の側部61a内壁と円柱体62の側部とで形成されるドーナツ状の空間を下方から上方に向かうことになる。その際、円柱体62の側部には全体として螺旋状に形成されたフィン群63が設けられているため、導入された空気は、直ぐに流出ポート65へ向かわずに、フィン群63に沿って上昇する。すなわち、シリンダ室61内の空気流は、図4(b)に示すように渦巻状となる。
Here, the flow of air in the
In FIG. 4, the air outside the vehicle is introduced into the
以上説明したように、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置1によれば、セパレータ6において、シリンダ室61内部の空気流が渦巻状となるため、シリンダ室61内の空気の滞在時間を極力長くでき、その滞在期間の間に重量の大きい水分およびダストがシリンダ室61の底部61cに落下することによって、高い分離性能が確保される。
また、この蒸発燃料処理装置1におけるセパレータ6は、フィルタ方式ではないためにセパレータ6前後の圧力損失が少なく、十分なパージ空気量を確保することができる。
As described above, according to the evaporated
Further, since the
<変形例>
次に、図5を参照して、上記セパレータ6の変形例であるセパレータ7について説明する。図5は、本実施形態におけるセパレータの変形例を示す図である。図5に示すセパレータ7は、上記セパレータ6とはフィン群の構成のみが異なる。
上述したフィン群63は、全体として螺旋状に形成されていたが、このセパレータ7におけるフィン群73は、プロペラ状に形成されている。すなわち、各フィンは、水平面に対して上向きに角度が付けられて円柱体62に取り付けられ、フィン4個で1組となるプロペラが複数(図5では3層)積層されて形成されている。
この変形例では、フィン群73がプロペラ状である、すなわち、各フィンが水平面に対して上向きに角度が付けられているため、流入ポート64から導入される空気の流れがシリンダ室61内で渦巻状となる。したがって、セパレータ7は、セパレータ6同様に高い分離性能が確保される。
<Modification>
Next, a
The
In this modification, the
<第2の実施形態>
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、第1の実施形態の蒸発燃料処理装置と比較して、セパレータのみが異なる。
<Second Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The evaporated fuel processing apparatus of this embodiment differs from the evaporated fuel processing apparatus of the first embodiment only in the separator.
以下、この蒸発燃料処理装置のセパレータ8について図面を参照して説明する。図6は、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置におけるセパレータの(a)上面図と(b)側面図とを示す。図7は、図6(b)におけるC−C線による断面図を示す。以下の説明において、第1の実施形態のセパレータ6と同一の部位については、同一の符号を付し、重複説明を行わない。
Hereinafter, the
このセパレータ8では、前述したセパレータ6における流入ポート64と円柱体62の機能を併せ持つ管部82が設けられる点で、セパレータ6と異なる。この管部82は、両端が開放された中空形状であり、シリンダ室61外部の開口82a側において空気通路13(図1参照)と接続される。管部82は、開口端82aから水平方向にシリンダ室61の中心軸まで延設され、湾曲部82bにおいて下方に湾曲し、上部61bにおいてシリンダ室61と接合される。管部82は、その接合位置からシリンダ室61と同心にて他方の開口端82c(第1流入口)まで延設している。
管部82においてシリンダ室61の内部にある部分は、中空円柱体となっている。この中空円柱体に対して、前述したセパレータ6の円柱体62同様にフィン群63が設けられる。
This
A portion of the
次に、セパレータ8における空気の流れについて図8を参照して説明する。図8は、図6と同様にセパレータ8の上面図および側面図であるが、空気の流れを矢印にて示してある。
図8において、車両外部の空気は、管部82を経由し、その開口端82cからシリンダ室61内に導入される。シリンダ室61に導入された空気は、上方から下方に方向付けられているため、シリンダ室61の底部61cに衝突した後に上方へ向かう。
Next, the flow of air in the
In FIG. 8, the air outside the vehicle is introduced into the
その後の空気の流れは、第1の実施形態におけるセパレータ6と同様である。すなわち、その後、空気は、シリンダ室61の側部61a内壁と管部82の中空円柱体部分の側部とで形成されるドーナツ状の空間を下方から上方に向かうことになる。その際、円柱体62の側部には全体として螺旋状に形成されたフィン群63が設けられているため、導入された空気は、直ぐに流出ポート65へ向かわずに、フィン群63に沿って上昇する。すなわち、シリンダ室61内の空気流は、図8(b)に示すように渦巻状となる。
The subsequent air flow is the same as that of the
以上説明したように、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置では、セパレータ8において、シリンダ室61内部の空気流が渦巻状となるため、シリンダ室61内の空気の滞在時間を極力長くでき、その滞在期間の間に重量の大きい水分およびダストがシリンダ室61の底部61cに落下することによって、高い分離性能が確保される点は第1の実施形態の蒸発燃料処理装置1と同様である。
さらに、この蒸発燃料処理装置において、管部82は、シリンダ室61の内部において中空円柱体となっており、その中空円柱体の下側の開口端82cによって空気がシリンダ室61内部に導入されるので、中空円柱体内の空気流の重力効果によってさらに分離性能が向上している。
As described above, in the fuel vapor processing apparatus according to the present embodiment, the air flow in the
Further, in this fuel vapor processing apparatus, the
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成及びシステムは本実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更や、他のシステムへの適応なども含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the specific configuration and system are not limited to the present embodiment, and design modifications and other systems can be made without departing from the scope of the present invention. This includes adaptations.
1…蒸発燃料処理装置
2…燃料タンク
3…キャニスタ
4…制御ユニット
5…吸気管
6…セパレータ
61…シリンダ室
62…円柱体
63…フィン群(複数のフィン)
64…流入ポート(第1流入口)
65…流出ポート(第1流出口)
66…水抜き孔
10…蒸発燃料通路(第1通路)
11…パージ通路(第2通路)
DESCRIPTION OF
64 ... Inflow port (first inlet)
65 ... Outflow port (first outlet)
66 ...
11 ... Purge passage (second passage)
Claims (4)
燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを接続する第1通路と、
前記キャニスタと内燃機関の吸気通路とを接続する第2通路と、
車両外部と前記キャニスタとを接続する第3通路と、
前記第3通路に設けられ、車両外部から導入される空気に含まれる水分および/またはダストを分離するセパレータと、を備え、
前記セパレータは、
上部および底部が閉塞したシリンダ室と、
空気を流入する第1流入口と、
前記シリンダ室の側部上であって、かつ、前記第1流入口よりも高位置に配設され、前記キャニスタへ空気を流出する第1流出口と、
前記シリンダ室の中心軸方向において、前記シリンダ室の上部から少なくとも前記第1流出口にかけて、前記シリンダ室と略同心に設けられる円柱体と、
前記円柱体の側部から前記シリンダ室の側部内壁に向けて設けられ、全体として螺旋状に形成される複数のフィンと、を有する
蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing apparatus for a vehicle equipped with an internal combustion engine,
A canister that adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank;
A first passage connecting the fuel tank and the canister;
A second passage connecting the canister and an intake passage of the internal combustion engine;
A third passage connecting the outside of the vehicle and the canister;
A separator provided in the third passage for separating moisture and / or dust contained in air introduced from the outside of the vehicle,
The separator is
A cylinder chamber closed at the top and bottom;
A first inlet for inflowing air;
A first outlet that is on a side of the cylinder chamber and disposed at a higher position than the first inlet, and flows out air to the canister;
A cylindrical body provided substantially concentrically with the cylinder chamber from the top of the cylinder chamber to at least the first outlet in the central axis direction of the cylinder chamber;
An evaporative fuel processing apparatus, comprising: a plurality of fins that are provided from the side of the cylindrical body toward the inner wall of the side of the cylinder chamber and are formed in a spiral shape as a whole.
請求項1記載の蒸発燃料処理装置。 The evaporated fuel processing apparatus according to claim 1, wherein the fin is substantially parallel to a horizontal plane.
請求項1記載の蒸発燃料処理装置。 The evaporated fuel processing apparatus according to claim 1, wherein the fin is angled upward with respect to a horizontal plane.
請求項1〜3のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1, wherein the cylindrical body is a hollow cylindrical body, and the first inflow port is formed by an opening end on a lower side of the hollow cylindrical body. .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024018550A1 (en) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 三菱電機株式会社 | Canister vent solenoid valve |
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2006
- 2006-08-14 JP JP2006221117A patent/JP2008045472A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024018550A1 (en) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 三菱電機株式会社 | Canister vent solenoid valve |
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