JP2011111919A - Evaporated fuel treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus for processing evaporated fuel.
自動車等の車両に備えられる燃料タンクで発生した蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置として、たとえば特許文献1には、キャニスタから流出されたガスを2つの分離ユニットに順に通過させて、高濃度ガスは燃料タンクに戻し、低濃度ガスはキャニスタに戻すようにした構造のものが記載されている。 As an evaporative fuel processing apparatus for processing evaporative fuel generated in a fuel tank provided in a vehicle such as an automobile, for example, Patent Document 1 discloses that gas discharged from a canister is passed through two separation units in order. A structure is described in which the concentration gas is returned to the fuel tank and the low concentration gas is returned to the canister.
しかし、特許文献1の構成では、2つの分離ユニット(分離部材)を常に稼動する構成であるため、これらの分離ユニットに蒸発燃料を透過させるために蒸発燃料の圧力を高くする必要があり、エネルギー消費が大きくなっていた。 However, in the configuration of Patent Document 1, since two separation units (separation members) are always operated, it is necessary to increase the pressure of the evaporated fuel in order to allow the evaporated fuel to permeate through these separation units. Consumption was growing.
本発明は上記事実を考慮し、蒸発燃料を含むガスを少ないエネルギーで効率的に高濃度ガスと低濃度ガスに分離できる蒸発燃料処理装置を得ることを課題とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide an evaporative fuel processing apparatus that can efficiently separate a gas containing evaporative fuel into a high concentration gas and a low concentration gas with less energy.
請求項1に記載の発明では、燃料を収容可能な燃料タンクと、前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むガスを相対的に燃料濃度の高い高濃度の成分ガスと相対的に燃料濃度の低い低濃度の成分ガスとに分離する第1分離手段と、前記第1分離手段で生成された前記高濃度の成分ガスを前記燃料タンク内に戻すためのタンク戻し流路と、前記第1分離手段で生成された前記低濃度の成分ガスを第1分離手段の外部に排出するための連通流路と、前記連通流路から導入された前記低濃度の成分ガスを、さらに相対的に燃料濃度の高い高濃度の成分ガスと相対的に燃料濃度の低い低濃度の成分ガスに分離する第2分離手段と、前記第1分離手段で生成された前記低濃度の成分ガスを第1分離手段に戻すための中間ガス戻し流路と、前記中間ガス戻し流路に設けられ中間ガス戻し流路を開閉する開閉弁と、前記中間ガス戻し流路を流れるガスを加圧して前記第1分離手段に送る戻し用ポンプと、を有する。 In the first aspect of the present invention, a fuel tank capable of storing fuel, and a gas containing evaporated fuel generated in the fuel tank is compared with a high-concentration component gas having a relatively high fuel concentration and a relative fuel concentration. A first separation means for separating into a low-concentration component gas; a tank return passage for returning the high-concentration component gas produced by the first separation means into the fuel tank; and the first separation. A communication channel for discharging the low-concentration component gas generated by the means to the outside of the first separation unit, and the low-concentration component gas introduced from the communication channel is further relatively fuel concentration The second separation means for separating the high concentration component gas having a high concentration and the low concentration component gas having a relatively low fuel concentration, and the low concentration component gas generated by the first separation means to the first separation means An intermediate gas return passage for returning, and the intermediate gas return channel It has an opening and closing valve for opening and closing the intermediate gas return flow path provided in the flow path, and a pump for returning sends the pressurizing said first separating means the gas flowing through the intermediate gas return flow path.
この蒸発燃料処理装置では、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むガスが、第1分離手段により、相対的に燃料濃度の高い高濃度の成分ガス(以下、「高濃度ガス」という)と、相対的に燃料濃度の低い低濃度の成分ガス(この成分ガスは、後述するように、第2分離手段で生成された相対的に燃料濃度の低い低濃度ガスよりは高濃度なので、以下「中濃度ガス」という)とに分離される。そして、高濃度ガスは、たとえば濃縮等の処理を行い、タンク戻し流路を通じて燃料タンク内に液化回収できる。また、中濃度ガスは、連通流路を通じて第2分離手段に導入され、相対的に燃料濃度の高い高濃度の成分ガス(この成分ガスも、便宜的に「中濃度ガス」という)と、相対的に燃料濃度の低い低濃度の成分ガス(以下、「低濃度ガス」という)とに分離される。 In this fuel vapor processing apparatus, the gas containing the fuel vapor generated in the fuel tank is converted into a high-concentration component gas (hereinafter referred to as “high-concentration gas”) having a relatively high fuel concentration by the first separation means. A low concentration component gas with a relatively low fuel concentration (this component gas has a higher concentration than a low concentration gas with a relatively low fuel concentration produced by the second separation means, as will be described later. It is separated into “concentration gas”. The high-concentration gas can be liquefied and collected in the fuel tank through the tank return flow path, for example, by performing a process such as concentration. In addition, the medium concentration gas is introduced into the second separation means through the communication channel, and the high concentration component gas having a relatively high fuel concentration (this component gas is also referred to as “medium concentration gas” for convenience) and relative In particular, it is separated into a low concentration component gas having a low fuel concentration (hereinafter referred to as “low concentration gas”).
ここで、本発明では、第1分離手段で生成された中濃度ガスを第1分離手段に戻す中間ガス戻し流路が設けられている。そして、中間ガス戻し流路に設けられ開閉弁を開弁し、戻し用ポンプを駆動することで、第1分離手段で生成された中濃度ガスを、第2分離手段に送ることなく、再度第1分離手段に導入して分離あるいは液化回収を行うことができる。第2分離手段に中濃度ガスを送らないので、蒸発燃料の圧力をその分だけ低くすることができ、戻し用ポンプの駆動に要するエネルギー(電力)を少なくして、蒸発燃料を効率的に高濃度ガスと低濃度ガスとに分離できる。 Here, in the present invention, there is provided an intermediate gas return flow path for returning the medium concentration gas generated by the first separation means to the first separation means. Then, by opening the on-off valve provided in the intermediate gas return flow path and driving the return pump, the intermediate concentration gas generated by the first separation means is again sent to the second separation means without being sent to the second separation means. It can introduce | transduce into 1 separation means and can perform separation or liquefaction collection. Since the medium concentration gas is not sent to the second separation means, the pressure of the evaporated fuel can be lowered by that amount, and the energy (electric power) required for driving the return pump can be reduced to increase the evaporated fuel efficiently. It can be separated into a concentration gas and a low concentration gas.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記燃料タンク内の蒸発燃料を含むガスを燃料タンクの外部に排出して前記第1分離手段に送るためのタンク排出流路と、前記タンク排出流路を流れるガスを加圧して前記第1分離手段に送る送り用ポンプと、を備え、前記中間ガス戻し流路が前記タンク排出流路に前記送り用ポンプよりも上流側で合流され、前記送り用ポンプが前記戻し用ポンプを兼ねている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a tank discharge passage for discharging gas containing the evaporated fuel in the fuel tank to the outside of the fuel tank and sending it to the first separation means. And a feed pump that pressurizes the gas flowing through the tank discharge flow path and sends it to the first separation means, and the intermediate gas return flow path is upstream of the feed pump in the tank discharge flow path The feed pump also serves as the return pump.
これにより、燃料タンク内の蒸発燃料を含むガスを、タンク排出流路を通じて燃料タンクの外部に排出し、第1分離手段に送ることができる。このとき、送り用ポンプによってタンク排出流路を流れるガスを加圧して、第1分離手段に送ることができる。 Thereby, the gas containing the evaporated fuel in the fuel tank can be discharged to the outside of the fuel tank through the tank discharge flow path and sent to the first separation means. At this time, the gas flowing through the tank discharge channel can be pressurized by the feed pump and sent to the first separation means.
中間ガス戻し流路は、タンク排出流路に送り用ポンプよりも上流側で合流されており、送り用ポンプが戻し用ポンプを兼ねている。また、タンク排出流路の一部も中間ガス戻し流路の一部を兼ねていることになる。これらにより、蒸発燃料処理装置の構造を簡略化できる。 The intermediate gas return flow path is joined to the tank discharge flow path on the upstream side of the feed pump, and the feed pump also serves as the return pump. Further, a part of the tank discharge channel also serves as a part of the intermediate gas return channel. As a result, the structure of the fuel vapor processing apparatus can be simplified.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、蒸発燃料の吸着及び脱離を吸着剤によって行うキャニスタと、前記第2分離手段で生成された前記低濃度の成分ガスを前記キャニスタに脱離用のガスとして送るための脱離用流路と、を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the canister for adsorbing and desorbing the evaporated fuel with an adsorbent and the low-concentration component gas generated by the second separation means are And a desorption channel for sending to the canister as desorption gas.
この蒸発燃料処理装置では、キャニスタを備えているので、燃料タンク内の蒸発燃料を、ベーパ配管を通じてキャニスタに導入し、蒸発燃料を吸着させることができる。また、第2分離手段で生成された低濃度ガスを、脱離用流路を通じてキャニスタに送ることができる。そして、この低濃度ガスを脱離用のガスとして用い、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料の脱離を行うことができる。 Since this evaporative fuel processing apparatus is provided with a canister, the evaporative fuel in the fuel tank can be introduced into the canister through the vapor pipe and the evaporative fuel can be adsorbed. Moreover, the low concentration gas produced | generated by the 2nd separation means can be sent to a canister through the flow path for desorption. The low concentration gas can be used as a desorption gas to desorb the evaporated fuel adsorbed in the canister.
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明において、前記脱離用流路から分岐部によって分岐され、脱離用流路内の蒸発燃料を含むガスを前記第1分離手段に戻す蒸発燃料戻し流路と、前記分岐部よりも下流のガスの流路を脱離用流路と蒸発燃料戻し流路とに切り替える切り替え弁と、を備え、前記蒸発燃料戻し流路が前記タンク排出流路に前記送り用ポンプよりも上流側で合流されている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, a gas that is branched from the desorption flow path by a branching portion and contains evaporated fuel in the desorption flow path is supplied to the first separation means. An evaporative fuel return flow path, and a switching valve that switches a gas flow path downstream from the branching section to a desorption flow path and an evaporative fuel return flow path, wherein the evaporative fuel return flow path is the tank. The discharge channel is joined upstream of the feed pump.
したがって、切り替え弁を蒸発燃料戻し流路側に切り替えることで、脱離用流路中に存在する蒸発燃料を、蒸発燃料戻し流路を通じて第1分離手段に戻すことができる。たとえば、脱離用流路中に低濃度ガスが滞留されて結果的に高濃度のガスになっている場合であっても、第1分離手段を用いて(さらに第2分離手段を用いて)これを低濃度ガスにすることができる。このようにして生成された低濃度ガスを、切り替え弁を脱離用流路側に切り替えてキャニスタに送ることで、低濃度ガスを用いて、キャニスタ内に吸着された蒸発燃料の脱離を行うことが可能になる。高濃度になったガスがキャニスタに送られることがなく、キャニスタの汚染を抑制できる。 Therefore, by switching the switching valve to the evaporated fuel return channel side, the evaporated fuel existing in the desorption channel can be returned to the first separation means through the evaporated fuel return channel. For example, even when a low concentration gas is retained in the desorption flow path, resulting in a high concentration gas, the first separation means (and the second separation means) is used. This can be a low concentration gas. The low-concentration gas generated in this way is switched to the desorption channel side and sent to the canister, so that the evaporated fuel adsorbed in the canister is desorbed using the low-concentration gas. Is possible. Gas with a high concentration is not sent to the canister, and canister contamination can be suppressed.
しかも、蒸発燃料戻し流路がタンク排出流路に送り用ポンプよりも上流側で合流されているので、送り用ポンプを駆動して、脱離用流路中に滞留されたガスを第1分離手段に戻すことができる。 In addition, since the evaporated fuel return flow path is joined to the tank discharge flow path on the upstream side of the feed pump, the feed pump is driven to first separate the gas retained in the desorption flow path. Can be returned to the means.
本発明は上記構成としたので、蒸発燃料を含むガスを少ないエネルギーで効率的に高濃度ガスと低濃度ガスに分離できる。 Since the present invention has the above configuration, the gas containing the evaporated fuel can be efficiently separated into the high concentration gas and the low concentration gas with less energy.
図1には、本発明の第1実施形態の蒸発燃料処理装置12の概略構成が示されている。この蒸発燃料処理装置12は、燃料タンク14、キャニスタ16、第1分離膜ユニット18及び第2分離膜ユニット20を有している。燃料タンク14には、燃料ポンプ22が備えられており、この燃料ポンプ22が図示しないECUで駆動されることで、燃料タンク14の内部に収容された燃料を図示しないエンジンに供給することができる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel
キャニスタ16には、その内部に吸着剤としての活性炭が収容されている。燃料タンク14内で生じた蒸発燃料は、キャニスタ16の活性炭で吸着することができ、また、吸着された蒸発燃料を脱離(パージ)することができる。
The
キャニスタ16には大気開放配管24の一端が接続されており、大気開放配管24の他端は大気開放されている。大気開放配管24には、図示しないECUで開閉制御される電磁開放弁26が設けられている。
One end of an
燃料タンク14からは、内部の蒸発燃料を燃料タンク14の外部に排出するための排出配管28が延出されており、第1分離膜ユニット18の低濃度室46に接続されている。排出配管28には、燃料タンク14から第1分離膜ユニット18へ向かうガスの移動を許容し、反対方向の移動は阻止するタンク逆止弁30が設けられており、排出配管28を通じて、燃料タンク14内の蒸発燃料を第1分離膜ユニット18の低濃度室46に送ることができるようになっている。
From the
キャニスタ16からは、パージ配管32が延出され、合流部34において排出配管28に合流されている。実質的に合流部34から第1分離膜ユニット18に至る部分は、排出配管28とパージ配管32とが兼用されている。また、パージ配管32には、合流部34からキャニスタ16に向かうガスの移動のみを許容する逆止弁36Aと、その反対方向のガスの移動のみを許容する逆止弁36Bとが併設された逆止弁対36が設けられている。これにより、燃料タンク14の内圧が逆止弁36Aの開弁圧を超えた場合に燃料タンク14からキャニスタ16に蒸発燃料を送ることができる。さらに、後述するパージポンプ40の駆動により、キャニスタ16から第1分離膜ユニット18へ蒸発燃料を含むガスEGを送ることができるようになっている。
A
キャニスタ16のパージ配管32との接続部分には、キャニスタ16から排出されるガスEG中の蒸発燃料濃度を検出可能な濃度検出器38が設けられている。濃度検出器38は、図示しないECUに、検出した濃度のデータを送るようになっている。
A
合流部34と第1分離膜ユニット18の間には、図示しないECUで制御されるパージポンプ40が設けられている。このパージポンプ40は、本発明における「送り用ポンプ」を構成しており、パージポンプ40を駆動することで、第1分離膜ユニット18へと積極的に蒸発燃料を含むガスEG送ることができる。
A
第1分離膜ユニット18は、その内部が、第1分離膜42によって区画されており、高濃度室44と低濃度室46とが設けられている。第1分離膜42は、高分子材料(たとえばポリイミド等)で形成された薄膜状の部材であり、空気と蒸発燃料をと含むガスが接触すると、第1分離膜42に対する空気の溶解度と蒸発燃料の溶解度との相違から、これらを分離することが可能となっている。図1に示す例では、蒸発燃料を含むガスが所定値以上の高圧状態で低濃度室46に導入されると、第1分離膜42の両側に差圧が発生し、低圧側(高濃度室44)に向けて、相対的に高濃度の成分(以下、この相対的に高濃度の成分を「高濃度ガスHG」という)が通過されると共に、高圧側(低濃度室46)では、相対的に低濃度の成分(以下、この相対的に低濃度の成分を「中濃度ガスMG」という)となるように蒸発燃料が分離される。
The inside of the first
第1分離膜ユニット18の高濃度室44からは、燃料タンク14との間に、高濃度ガス逆止弁50を備える戻し配管48が接続されている。第1分離膜ユニット18で生じた高濃度ガスHGは、たとえば高濃度ガス逆止弁50よりもさらに燃料タンク14側に設けられた図示しない凝縮機構等で凝縮液化され、燃料タンク14に還流されて液化回収される。
A
第1分離膜ユニット18からは、さらに連通配管52が延出され、第2分離膜ユニット20に接続されている。第1分離膜ユニット18で生じた中濃度ガスMGを第2分離膜ユニット20の低濃度室58に送ることができる。
A
第2分離膜ユニット20は、第1分離膜ユニット18と同様に、その内部が、第2分離膜54によって区画されており、高濃度室56と低濃度室58とが設けられている。第2分離膜54は第1分離膜42と同様に、高分子材料(たとえばポリイミド等)で形成された薄膜状の部材であり、空気と蒸発燃料をと含むガスが接触すると、空気の溶解度と蒸発燃料の溶解度との相違から、これらを分離することができる。図1に示す例では、蒸発燃料を含むガスが所定値以上の高圧状態で低濃度室58に導入されると、第2分離膜54の両側に差圧が発生し、低圧側(高濃度室44)に向けて、相対的に高濃度の成分(以下、この相対的に高濃度の成分は、前述の中濃度ガスMGよりも高濃度になっているが、高濃度ガスHGよりも濃度が低いので、便宜的に「中濃度ガスMG」という)が通過されると共に、高圧側(低濃度室46)では、相対的に低濃度の成分(以下、この相対的に低濃度の成分を「低濃度ガスLG」という)となるように蒸発燃料が分離される。
Similar to the first
第2分離膜ユニット20の低濃度室58からは、キャニスタ16との間に低濃度ガス配管72が接続されている。低濃度ガス配管72は、第2分離膜ユニット20からキャニスタ16へのガスの移動のみ許容し、反対方向のガスの移動は阻止する低濃度ガス逆止弁80が設けられており、低濃度ガスLGがキャニスタ16に送られる。
A low
第2分離膜ユニット20の高濃度室56からは、循環配管60が延出され、合流部34に接続されている。循環配管60には循環逆止弁62が設けられている。第2分離膜ユニット20で生じた中濃度ガスMGを、循環配管60、合流部34及び排出配管28を通じて第1分離膜ユニット18に送ることができるが、その反対方向の流れは阻止されている。
A
連通配管52の中間部分には分岐部64が設定されている。この分岐部64からは、中濃度ガス配管66が延出され、合流部68において循環配管60に合流されている。すなわち、中濃度ガス配管66は、循環配管60を介して、パージポンプ40よりも上流側で排出配管28(パージ配管32)に接続されており、合流部68から合流部34までの部分は、循環配管60と中濃度ガス配管66とが兼用されている。また、パージポンプ40が、本発明における「戻し用ポンプ」を兼ねている。
A
中濃度ガス配管66には、図示しないECUで開閉制御される電磁開閉弁70が設けられている。したがって、電磁開閉弁70を開弁し、パージポンプ40を駆動することで、第1分離膜ユニット18で生じた中濃度ガスMGを、連通配管52、分岐部64、中濃度ガス配管66、合流部68、循環配管60、排出配管28を経て、第1分離膜ユニット18の低濃度室46に送ることができる。電磁開閉弁70を閉弁すると、第1分離膜ユニット18で生じた中濃度ガスMGを、連通配管52を通じて、第2分離膜ユニット20の低濃度室58にのみ送ることができる。
The medium
燃料タンク14の内部にも、温度センサ78が設けられている。この温度センサ78で検出された温度データは、図示しないECUに送られ、ECUでは、車両の走行状態や、キャニスタ16を脱離(パージ)するときのパージポンプの駆動時間、さらには、濃度検出器38で検出された濃度等から、燃料タンク14内の蒸発燃料の濃度を推定できるようになっている。
A
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置12の動作及び作用を説明する。
Next, the operation and action of the evaporated
燃料タンク14に給油を行う場合には、給油された燃料の体積に相当する分のガスを燃料タンク14の外部に排出する必要がある。ここで、図示しないECUがパージポンプ40の駆動を停止し、電磁開閉弁70を閉弁すると共に、電磁開放弁26を開弁する。したがって、燃料タンク14内のガス(空気と蒸発燃料とが混合している)は、排出配管28から排出され、パージ配管32を経てキャニスタ16に流入する。これにより、燃料タンク14への給油を継続して行うことができる。また、ガス中の蒸発燃料がキャニスタ16内の吸着剤で吸着され、残余のガス(実質的に、蒸発燃料が殆ど含まれていない空気)が大気中に排出されるため、蒸発燃料が不用意に大気に放出されることが抑制される。
When refueling the
ECUがパージポンプ40を駆動すると、図2に実線の矢印F1で示すように、キャニスタ16の吸着剤に吸着された蒸発燃料を含むガスEGが、パージ配管32及び排出配管28(合流部34から第1分離膜ユニット18までの、実質的にパージ配管32を兼ねている部分)を経て、第1分離膜ユニット18の低濃度室46に送られる。第1分離膜ユニット18では、このガスが高濃度ガスHGと中濃度ガスMGとに分離され、高濃度ガスHGは、一点鎖線の矢印F2で示すように、戻し配管48によって燃料タンク14に戻される。
When the ECU drives the
ここで、ECUが電磁開閉弁70を閉弁している場合には、第1分離膜ユニット18で生じた中濃度ガスMGは、二点鎖線の矢印F3で示すように、連通配管52を経て、第2分離膜ユニット20の低濃度室58に送られる。
Here, when the ECU closes the electromagnetic on-off
第2分離膜ユニット20では、さらにガスが低濃度ガスLGと中濃度ガスMGとに分離分離される。低濃度ガスLGは破線の矢印F4で示すように、キャニスタ16に送られるので、この低濃度ガスLGによってキャニスタ16内の吸着剤に吸着されていた蒸発燃料が脱離(パージ)される。また、中濃度ガスMGは二点鎖線の矢印F5で示すように、循環配管60から合流部34、排出配管28(パージ配管32を兼ねている部分)を経て、第1分離膜ユニット18の低濃度室46に送られる。
In the second
本実施形態の蒸発燃料処理装置12では、キャニスタ16から排出されるガスの蒸発燃料濃度を、濃度検出器38で検出している。そして、ECUでは、蒸発燃料濃度が低下して、キャニスタ16の脱離(パージ)が実質的に完了したと判断される場合には、パージポンプ40の駆動を停止する。これにより、必要以上の長時間にわたってパージポンプ40を駆動することがなくなるので、無駄な電力消費を抑制できる。
In the evaporated
このようにして、キャニスタ16が脱離(パージ)された状態、あるいは、キャニスタ16の脱離が実質的にほぼ完了した状態で、たとえば温度上昇などに起因して、燃料タンク14内の蒸発燃料の量が多くなることがある。ECUは、燃料タンク14内において蒸発燃料の濃度が上昇したと判断した場合には、電磁開閉弁70を開弁し、パージポンプ40を駆動する。これにより、燃料タンク14内のガスが、図3に実線の矢印F6で示すように第1分離膜ユニット18に送られるので、このガスは高濃度ガスHGと中濃度ガスMGとに分離され、高濃度ガスHGは液化された後に燃料タンク14に戻される。
In this way, the evaporated fuel in the
このとき、電磁開閉弁70は開弁されているので、パージポンプ40を駆動すると、第1分離膜ユニット18の低濃度室46で生じた中濃度ガスMGは、二点鎖線の矢印F7で示すように、分岐部64から中濃度ガス配管66、合流部68、循環配管60、排出配管28を経て、第1分離膜ユニット18の低濃度室46に送られる。そして、第1分離膜ユニット18のみを用いて(第2分離膜ユニット20を用いることなく)蒸発燃料の燃料タンク14への液化回収を行うことができる。実質的に、第2分離膜ユニット20にガスを導入するための圧力をパージポンプ40で発生させる必要がない。すなわち、パージポンプ40の消費電力を少なくして、無駄な電力消費を抑制できる。
At this time, since the electromagnetic on-off
図4には、本発明の第2実施形態の蒸発燃料処理装置92が示されている。第2実施形態において、第1実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 4 shows an evaporated
第2実施形態の蒸発燃料処理装置92では、低濃度ガス配管72の中間部分に、電磁切り替え弁74が設けられており、循環配管60の中間部分に設定された合流部82と電磁切り替え弁74とが還流配管76で接続されている。実質的に、還流配管76は、合流部82からさらに循環配管60を経て合流部34に至っており、パージポンプ40よりも上流側において、排出配管28(パージ配管32)に接続されていることになる。
In the evaporated
電磁切り替え弁74は、図示しないECUによって制御される三方弁であり、第2分離膜ユニット20の低濃度室58から送られた蒸発燃料を含むガスを、キャニスタ16側と合流部82側のいずれか一方に選択的に送るようになっている。キャニスタ16側に切り替えられた場合は、低濃度室58で生じた蒸発燃料を含むガスがそのままキャニスタ送られる。合流部34側に切り替えられた場合には、低濃度室58で生じた蒸発燃料を含むガスが、循環配管60から排出配管28を経て第1分離膜ユニット18に送られる。
The
このような構成とされた第2実施形態の蒸発燃料処理装置92では、第2分離膜ユニット20でガスが低濃度ガスLGと中濃度ガスMGとに分離分離された状態で、ECUが電磁切り替え弁74をキャニスタ16側に切り替えている場合に、低濃度ガスLGはキャニスタ16に送られるので、この低濃度ガスLGによってキャニスタ16内の吸着剤に吸着されていた蒸発燃料が脱離(パージ)される。
In the evaporated
また、パージポンプ40を駆動してキャニスタ16をパージした後、パージポンプ40の駆動を一時的に停止すると、第1分離膜42及び第2分離膜54において、これら分離膜の両側(高濃度室側と低濃度室側)でのガスを透過させるための推力が無くなるので、分離膜の両側での濃度勾配(濃度差)が漸減する。これにより、第2分離膜ユニット20に関しては、低濃度室46の蒸発燃料濃度が上昇し、低濃度ガス配管72の蒸発燃料濃度も上昇する。
When the
この状態で、パージポンプ40を再駆動してキャニスタ16を脱離(パージ)する場合等には、ECUは、電磁開閉弁70を閉弁した後、一定時間だけ、電磁切り替え弁74を合流部34側に切り替える。これにより、図5に破線の矢印F8で示すように、低濃度ガス配管72中で濃度上昇したガスは、電磁切り替え弁74から還流配管76、合流部82、循環配管60、排出配管28を経て第1分離膜ユニット18に送られ、第1分離膜ユニット18及び第2分離膜ユニット20によって、高濃度ガスHGと低濃度ガスLGとに分離される。このように、低濃度ガス配管72中に本来の低濃度ガスLGよりも濃度上昇したガスが存在していても、このガスを、第1分離膜ユニット18及び第2分離膜ユニット20を用いて、あらためて高濃度ガスHGと低濃度ガスLGとに分離できる。そして、一定時間経過後には、低濃度ガス配管72中のガスの蒸発燃料濃度が十分に低下し、本来的な低濃度ガスLGになっていると考えられるので、ECUは電磁切り替え弁74をキャニスタ16側に切り替え、低濃度ガスLGをキャニスタ16に送る。これにより、低濃度ガス配管72内で濃度上昇したガスがキャニスタ16に送られてキャニスタ16が汚染されることを抑制できる。
In this state, when the
なお、図4〜図5では、還流配管76が低濃度ガス配管72から分岐する部分(実質的に電磁切り替え弁74)の位置を、低濃度ガス配管72の中間部分としているが、低濃度ガス配管72中で濃度上昇したガスをより確実に低濃度化するためには、分岐部分はキャニスタ16に近い位置とすることが好ましい。
4 to 5, the position of the portion where the
また、三方弁とされた電磁切り替え弁74に代えて、分岐部分よりも下流側の低濃度ガス配管72及び還流配管76のそれぞれに開閉弁を設けてもよいが、分岐部分に三方弁を設けた上記実施形態では、構造を簡素化することができる。
Further, in place of the
なお、上記では、キャニスタ16から排出されるガスの蒸発燃料濃度を検出するために、濃度検出器38を備えた構成を挙げたが、このガスの蒸発燃料濃度を検出する構成は、濃度検出器38に限られない。たとえば、濃度検出器38に代えて、キャニスタ16からパージ配管32に排出されるガスの流量を検出する流量計を設けてもよい。この構成では、検出された流量が所定の値に達したときに、キャニスタ16のパージが実質的に完了しているとみなし、パージポンプ40の駆動を停止するようにすればよい。
In the above description, the configuration provided with the
また、上記では、中濃度ガス配管66を、連通配管52の分岐部64から分岐させると共に、循環配管60に合流部68で合流させた例を挙げたが、中濃度ガス配管66としては、要するに、第1分離膜ユニット18で生じた中濃度ガスMGをパージポンプの上流側に送る流路を構成していればよい。したがって、中濃度ガス配管66を、第1分離膜ユニット18の低濃度室46から直接的に接続したり、排出配管28におけるパージポンプ40上流側部分に合流させたりする構成でもよい。さらには、中濃度ガス配管66の下流側を、第1分離膜ユニット18の低濃度室46に直接的に接続し、あらたに中濃度ガス配管66に、中濃度ガスMGを送るためのポンプを設けてもよい。ただし、これらの構成では、中濃度ガス配管66が長くなったり、あらたなポンプが必要になったりするため、重量増やコスト高を招くおそれがある。上記実施形態の構成では、中濃度ガス配管66の一部を連通配管52や排出配管28と共通化でき、あらたなポンプを設ける必要もなくなる(パージポンプ40を用いる)ので、軽量化及び低コスト化を図ることが可能になる。
In the above description, the example in which the medium
12 蒸発燃料処理装置
14 燃料タンク
16 キャニスタ
18 第1分離膜ユニット(第1分離手段)
20 第2分離膜ユニット(第2分離手段)
26 電磁開放弁
28 排出配管
32 パージ配管
34 合流部
38 濃度検出器
40 パージポンプ(送り用ポンプ、戻し用ポンプ)
42 第1分離膜
44 高濃度室
46 低濃度室
48 戻し配管
52 連通配管(連通流路)
54 第2分離膜
56 高濃度室
58 低濃度室
60 循環配管
64 分岐部
66 中濃度ガス配管(中間ガス戻し流路)
68 合流部
70 電磁開閉弁
72 低濃度ガス配管(脱離用流路)
74 電磁切り替え弁
76 還流配管(蒸発燃料戻し流路)
78 温度センサ
92 蒸発燃料処理装置
12 evaporative
20 Second separation membrane unit (second separation means)
26
42
54
68
74
78
Claims (4)
前記燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むガスを相対的に燃料濃度の高い高濃度の成分ガスと相対的に燃料濃度の低い低濃度の成分ガスとに分離する第1分離手段と、
前記第1分離手段で生成された前記高濃度の成分ガスを前記燃料タンク内に戻すためのタンク戻し流路と、
前記第1分離手段で生成された前記低濃度の成分ガスを第1分離手段の外部に排出するための連通流路と、
前記連通流路から導入された前記低濃度の成分ガスを、さらに相対的に燃料濃度の高い高濃度の成分ガスと相対的に燃料濃度の低い低濃度の成分ガスに分離する第2分離手段と、
前記第1分離手段で生成された前記低濃度の成分ガスを第1分離手段に戻すための中間ガス戻し流路と、
前記中間ガス戻し流路に設けられ中間ガス戻し流路を開閉する開閉弁と、
前記中間ガス戻し流路を流れるガスを加圧して前記第1分離手段に送る戻し用ポンプと、
を有する蒸発燃料処理装置。 A fuel tank capable of containing fuel;
First separation means for separating a gas containing evaporated fuel generated in the fuel tank into a high concentration component gas having a relatively high fuel concentration and a low concentration component gas having a relatively low fuel concentration;
A tank return flow path for returning the high-concentration component gas generated by the first separation means into the fuel tank;
A communication channel for discharging the low-concentration component gas generated by the first separation means to the outside of the first separation means;
Second separation means for separating the low concentration component gas introduced from the communication channel into a high concentration component gas having a relatively high fuel concentration and a low concentration component gas having a relatively low fuel concentration; ,
An intermediate gas return channel for returning the low-concentration component gas generated by the first separation means to the first separation means;
An on-off valve provided in the intermediate gas return channel to open and close the intermediate gas return channel;
A return pump that pressurizes the gas flowing through the intermediate gas return flow path and sends it to the first separation means;
An evaporative fuel processing apparatus.
前記タンク排出流路を流れるガスを加圧して前記第1分離手段に送る送り用ポンプと、
を備え、
前記中間ガス戻し流路が前記タンク排出流路に前記送り用ポンプよりも上流側で合流され、前記送り用ポンプが前記戻し用ポンプを兼ねている請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。 A tank discharge flow path for discharging gas containing evaporated fuel in the fuel tank to the outside of the fuel tank and sending it to the first separation means;
A feed pump that pressurizes the gas flowing through the tank discharge flow path and sends it to the first separation means;
With
The evaporated fuel processing apparatus according to claim 1, wherein the intermediate gas return flow path is joined to the tank discharge flow path on the upstream side of the feed pump, and the feed pump also serves as the return pump.
前記第2分離手段で生成された前記低濃度の成分ガスを前記キャニスタに脱離用のガスとして送るための脱離用流路と、
を有する請求項2に記載の蒸発燃料処理装置。 A canister for adsorbing and desorbing fuel vapor with an adsorbent;
A desorption channel for sending the low-concentration component gas generated by the second separation means to the canister as a desorption gas;
The evaporative fuel processing apparatus of Claim 2 which has these.
前記分岐部よりも下流のガスの流路を脱離用流路と蒸発燃料戻し流路とに切り替える切り替え弁と、
を備え、
前記蒸発燃料戻し流路が前記タンク排出流路に前記送り用ポンプよりも上流側で合流されている請求項3に記載の蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel return flow path branched from the desorption flow path by a branch portion and returning a gas containing the evaporated fuel in the desorption flow path to the first separation means;
A switching valve for switching the gas flow path downstream from the branching section to the desorption flow path and the evaporated fuel return flow path;
With
The evaporated fuel processing apparatus according to claim 3, wherein the evaporated fuel return flow path is joined to the tank discharge flow path on the upstream side of the feed pump.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009266746A JP2011111919A (en) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | Evaporated fuel treatment device |
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