JP2009024561A - 燃料蒸発ガス排出抑止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャニスタ内に残留する燃料蒸発ガスの大気への微小リークを未然に防止し、環境保全をより促進する。
【解決手段】キャニスタ３に、キャニスタ３内に大気を導入或いはキャニスタ３から空気を排出する大気通路８と、ブリーザ通路４の正圧バルブ５と燃料タンク１との間に接続されるリターン通路９とを接続し、リターン通路９に、負圧バルブ１０を介装する。そして、燃料タンク１の内圧が規定以上の負圧になったとき、リターン通路９の負圧バルブ１０が開弁し、大気ポート３８付近に燃料蒸発ガスが拡散した場合でも、燃料タンク１の負圧によってリターンポート３９から燃料蒸発ガスを吸入し、燃料タンク１内に回収することで、キャニスタ内に残留する燃料蒸発ガスの大気への微小リークを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの燃料タンクや燃料配管系から発生する燃料蒸発ガスの大気中への排出を抑制する燃料蒸発ガス排出抑止装置に関する。

一般に、自動車等の車両においては、燃料タンクや燃料配管系で発生する燃料の蒸発ガスを一旦キャニスタ内の活性炭等に吸着させて貯溜し、このキャニスタ内の燃料蒸発ガスを所定の運転条件下でエンジンの吸気通路へ吸入させて混合気と共に燃焼させることで、大気中への排出を抑止する燃料蒸発ガス抑止装置が備えられている。

例えば、特許文献１には、燃料蒸発ガスを燃料タンクからキャニスタに導入させるエアブリーザ通路に正圧バルブ及び負圧バルブを内蔵するツーウェイバルブを設けた燃料蒸発ガス抑止装置が開示されており、この技術では、ツーウェイバルブの正圧バルブに流体圧を作用させるポートを備え、このポートを、キャニスタに貯えられた燃料蒸発ガスをパージするパージ通路に連通させることで、車両の使用時におけるツーウェイバルブのバルブ鳴きを抑制し、且つ大気側のポートの目詰まりを防止するようにしている。

また、特許文献２には、燃料タンクとキャニスタとを連通するエバポ管路の中間部に、大気開口部から導入される大気圧との相対圧によってエバポ管路を開閉する負圧バルブとダイヤフラムからなる正圧バルブとで構成された相対圧式２ウェイバルブを介設すると共に、この相対圧式２ウェイバルブの大気開口部とキャニスタとを連通する通気管路を設け、前記相対圧式２ウェイバルブ内のダイヤフラムを透過した燃料蒸発ガスを通気管路によってキャニスタ内に導入することで、相対圧式２ウェイバルブの大気開口部から透過されるバルブ作動音の低減化を図る技術が開示されている。
特開２００２−２２７７２８号公報 特開２００３−２３９８１３号公報

ところで、キャニスタに貯えられた燃料蒸発ガスは、パージによって完全に掃気されるものではなく、時間経過と共にキャニスタ内に残留する燃料蒸発ガスが増加する。このため、燃料蒸発ガスがキャニスタ内の活性炭間で均一化して大気ポート付近まで拡散し、燃料タンクからの燃料蒸発ガス発生により押出され、大気への微小リークにつながる虞がある。

従来、この大気ポートからの燃料蒸発ガスの微小リークを抑制するためには、特許文献１や特許文献２等に開示されているように、蒸発燃料を吸着する活性炭とは別に、大気ポート側に活性炭層等を有するフィルタを用いる必要があり、コスト上昇の要因となるばかりでなく、環境保全の更なる向上を目指す上で必ずしも十分とは言えない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、キャニスタ内に残留する燃料蒸発ガスの大気への微小リークを未然に防止し、環境保全をより促進することのできる燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による燃料蒸発ガス排出抑止装置は、燃料を貯留する燃料タンクと燃料蒸発ガスを吸着する吸着材を内蔵したキャニスタとを連通するブリーザ通路と、上記ブリーザ通路に介装され、上記燃料タンク内の正圧によって開弁する第１のバルブと、上記キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路と、上記パージ通路に介装され、上記キャニスタに貯えられた燃料蒸発ガスを上記吸気通路にパージするためのパージコントロールバルブと、上記キャニスタを大気に連通する大気通路とを備えた燃料蒸発ガス排出抑止装置において、一方が上記ブリーザ通路に対して上記吸着材を挟んで上記大気通路と同じ側で上記キャニスタに連通し、他方が上記燃料タンクに連通するリターン通路と、上記リターン通路に介装され、上記燃料タンク内の負圧によって開弁する第２のバルブとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、キャニスタ内に残留する燃料蒸発ガスの大気への微小リークを未然に防止することができ、環境保全をより促進することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の実施の一形態に係り、図１は燃料蒸発ガス排出抑止装置の全体構成図、図２はキャニスタの断面図である。

図１において、符号１は燃料タンクであり、リリーフバルブ付きキャップを備えたフィラーネック２を介して補給される燃料を貯留し、貯留された燃料が図示しない燃料ポンプによってエンジン５０に供給される。また、燃料タンク１は、燃料タンク１内で発生する燃料蒸発ガスを貯留するキャニスタ３に、ブリーザ通路４を介して接続されている。

ブリーザ通路４には、第１のバルブとしての正圧バルブ５が介装されている。正圧バルブ５は、燃料タンク１の内圧が所定の正圧以上になると開弁して燃料タンク１からキャニスタ３への流れを許容するチェックバルブであり、この正圧バルブ５の開弁により燃料タンク１とキャニスタ３とが連通し、燃料タンク１内や燃料配管系で発生した燃料蒸発ガスがブリーザ通路４を通してキャニスタ３内に導かれる。

尚、正圧バルブ５は、既存の燃料蒸発ガスパージ系におけるブリーザ通路に介装される２ウェイバルブ、すなわち負圧バルブと正圧バルブとを一体化したバルブを用いることも可能である。

キャニスタ３は、パージ通路６を介してエンジン５０の吸気通路に接続されており、パージ通路６に介装されたパージコントロールバルブ７を介して燃料蒸発ガスがエンジン５０の吸気通路にパージされる。図１においては、キャニスタ３から延出されるパージ通路６は、エンジン５０の吸気マニホルド５１の集合部に取り付けられたスロットルボディ５２に介装されるスロットルバルブ５３の下流側に開口されている。

パージコントロールバルブ７は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）１００によりバルブ開度が制御され、このパージコントロールバルブ７の開弁によりキャニスタ３とエンジン５０の吸気通路とが連通し、燃料蒸発ガスがスロットルバルブ５３からの混合気と共にエンジン５０の燃焼室に吸入されて燃焼される。

また、キャニスタ３には、キャニスタ３内に大気を導入或いはキャニスタ３から空気を排出する大気通路８と、正圧バルブ５と燃料タンク１との間のブリーザ通路４に接続されて燃料タンク１に連通されるリターン通路９とが接続されている。リターン通路９は、キャニスタ３内で拡散した燃料蒸発ガスが大気通路８から大気に微小リークすることを防止するための通路であり、第２のバルブとしての負圧バルブ１０が介装されている。

負圧バルブ１０は、燃料タンク１の内圧が所定の負圧以下になると開弁し、キャニスタ３から燃料タンク１への一方の流れを許容するチェックバルブである。この負圧バルブ１０の開弁により、キャニスタ３内で大気側に拡散する微小の燃料蒸発ガスがリターン通路９からブリーザ通路４を通って燃料タンク１内にリターンされる。

尚、リターン通路９は、ブリーザ通路４を経由することなく、直接、キャニスタ３と燃料タンク１とを連通する経路として設けても良い。また、本形態においては、正圧バルブ５と負圧バルブ１０とを別体のチェックバルブとして構成した例を示しているが、正圧バルブ５と負圧バルブ１０とを一体化し、３ポートのバルブとして構成しても良い。

ここで、キャニスタ３の構成について説明する。図２に示すように、キャニスタ３は、筐体３０内に燃料蒸発ガスを吸着する吸着材としての活性炭３１を内蔵しており、本形態においては、活性炭３１は、プレート状のフィルタ３２とホルダー３３とで挟持されている。キャニスタ３内の一方のフィルタ３２側には、ブリーザ通路４の開口端となるブリーザポート３４と、パージ通路６の開口端となるパージポート３５とが設けられている。

また、キャニスタ３内の他方のホルダー３３側には、活性炭３１を押圧固定するスプリング３６を収容する空間部が設けられ、この空間部に、ブリーザポート３４及びパージポート３５に対して活性炭３１を挟んで同じ側となるように、フィルタ３７を介して大気通路８の開口端となる大気ポート３８と、リターン通路９の開口端となるリターンポート３９とが設けられている。

ホルダー３３は、従来のキャニスタでは大気への燃料蒸発ガスの微小リークを防止すると共に、大気側からの塵芥の侵入を防止するための活性炭層等を有するフィルタとして構成されるものであるが、本形態のキャニスタ３においては、ホルダー３３は単なる保持枠でフィルタ機能は必要なく、コスト低減を図ることができる。また、大気ポート３８側に設けられるフィルタ３７は、大気側からキャニスタ３内に導入される空気を濾過するフィルタである。

尚、リターンポート３９は、リターン通路９をキャニスタ３外部で大気通路８から分岐させて形成することにより、大気ポート３８と兼用させることも可能である。

次に、以上の燃料蒸発ガス抑止装置による燃料蒸発ガスの抑止に係る作用について説明する。

燃料タンク１内で燃料蒸発ガスが発生すると、この燃料蒸発ガスの発生によりタンク内圧が上昇し、正の設定圧に達するとブリーザ通路４の正圧バルブ５が開弁する。この正圧バルブ５の開弁により、燃料タンク１内の燃料蒸発ガスがブリーザ通路４を通ってキャニスタ３に流入し、キャニスタ３内の活性炭３１に吸着される。

キャニスタ３の活性炭３１に吸着された燃料蒸発ガスは、ＥＣＵ１００により開閉制御されるパージコントロールバルブ７を介してパージ通路６からエンジン５０の負圧によりスロットルバルブ５３下流側にパージされる。例えば、ＥＣＵ１００は、パージコントロールバルブ７のバルブ開度をデューティ制御し、運転状態に応じた最適なパージ量に制御する。

ここで、燃料蒸発ガスのパージは、キャニスタ３内の活性炭３１に吸着させた蒸発ガス中のＨＣ等の粒子を、大気通路８から導入された大気によって脱離し、エンジンで燃焼させるものであるが、活性炭３１に吸着された粒子を全て脱離してパージできるわけではなく、活性炭３１には吸着した粒子が残留してしまう。このため、エンジン停止後、時間が経過すると、燃料蒸発ガスが活性炭３１内部で均一化し、大気ポート３８付近まで拡散する虞がある。

一方、燃料タンク１内の燃料温度は、エンジン停止から時間経過と共に低下し、燃料タンク１内の燃料蒸発ガスの液化や燃料体積の収縮が発生し、燃料タンク１内は正圧から負圧に変化し始める。そして、燃料タンク１の内圧が規定以上の負圧となると、リターン通路９の負圧バルブ１０が開弁し、大気ポート３８付近に燃料蒸発ガスが拡散した場合でも、燃料タンク１の負圧によってリターンポート３９から燃料蒸発ガスを吸入し、燃料タンク１内に回収する。

これにより、燃料系から大気に排出される燃料蒸発ガスを、キャニスタに貯留してエンジンの吸気通路へパージして抑止することができるばかりでなく、キャニスタ内に残留して大気ポート付近に拡散する燃料蒸発ガスの大気への微小リークをも未然に防止することができ、環境保全をより一層促進することができる。

尚、本実施の形態においては、ブリーザ通路及びパージ通路と大気通路とがキャニスタに対してそれぞれ反対側に配置される形式のキャニスタを例に取って説明したが、本発明は、パージ通路やブリーザ通路と大気通路とがキャニスタに対して同じ側に配置される形式のキャニスタにも適用可能である。要は、本発明のリターン通路は、パージ通路やブリーザ通路に対して吸着材を挟んで大気通路と同じ側に配置されていれば良い。

燃料蒸発ガス排出抑止装置の全体構成図 キャニスタの断面図

符号の説明

１ 燃料タンク
３ キャニスタ
４ ブリーザ通路
５ 正圧バルブ
６ パージ通路
７ パージコントロールバルブ
８ 大気通路
９ リターン通路
１０ 負圧バルブ
３１ 活性炭
５０ エンジン
１００ エンジン制御装置

Claims (1)

1. 燃料を貯留する燃料タンクと燃料蒸発ガスを吸着する吸着材を内蔵したキャニスタとを連通するブリーザ通路と、
   上記ブリーザ通路に介装され、上記燃料タンク内の正圧によって開弁する第１のバルブと、
   上記キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路と、
   上記パージ通路に介装され、上記キャニスタに貯えられた燃料蒸発ガスを上記吸気通路にパージするためのパージコントロールバルブと、
   上記キャニスタを大気に連通する大気通路と
   を備えた燃料蒸発ガス排出抑止装置において、
   一方が上記ブリーザ通路に対して上記吸着材を挟んで上記大気通路と同じ側で上記キャニスタに連通し、他方が上記燃料タンクに連通するリターン通路と、
   上記リターン通路に介装され、上記燃料タンク内の負圧によって開弁する第２のバルブと
   を備えたことを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑止装置。

Images