JP2013053556A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱離時間を短縮するとともに加熱装置の消費電力を低減することのできる蒸発燃料処理装置を提供する。
【解決手段】蒸発燃料処理装置３２は、ケース４０内に蒸発燃料を吸着及び脱離可能な活性炭４４が充填されており、ケース４０内に導入される蒸発燃料を活性炭４４に吸着させ、吸着室４１，４２内を流れる空気により活性炭４４から蒸発燃料を脱離させてエンジンへパージする。活性炭４４を加熱するヒータ６８と、活性炭４４の温度変化を抑制する潜熱蓄熱体６６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に自動車等の車両において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着体で吸着しかつその吸着した蒸発燃料を脱離させてエンジン（内燃機関）へパージする蒸発燃料処理装置に関する。

蒸発燃料処理装置は、ケース内に蒸発燃料を吸着及び脱離可能な吸着体（活性炭等）が充填されており、ケース内に導入される蒸発燃料を吸着体に吸着させ、ケース内を流れる空気により吸着体から蒸発燃料を脱離させてエンジン（詳しくは吸気通路）へパージする。このような蒸発燃料処理装置において、吸着体を加熱する加熱装置を備えており、脱離時において加熱装置により吸着体を加熱することによって脱離性能を向上するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−１５０４５９号公報

前記従来例（特許文献１）によると、エンジン始動時より吸着体に吸着された蒸発燃料の残量が所定値に低減した後、加熱装置を作動（通電）させている。このため、加熱装置の通電停止中（非通電中）において、蒸発燃料の気化潜熱により吸着体の温度が低下するにともない、脱離性能が低下する。このため、脱離時間が長くかかるという問題があった。また、加熱装置の作動時間（通電時間）を長くすると、消費電力（エネルギー）の増加を招くことになる。

本発明が解決しようとする課題は、脱離時間を短縮するとともに加熱装置の消費電力を低減することのできる蒸発燃料処理装置を提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とする蒸発燃料処理装置により解決することができる。
請求項１に記載された蒸発燃料処理装置によると、ケース内に蒸発燃料を吸着及び脱離可能な吸着体が充填されており、ケース内に導入される蒸発燃料を吸着体に吸着させ、ケース内を流れる空気により吸着体から蒸発燃料を脱離させてエンジンへパージする蒸発燃料処理装置であって、吸着体を加熱する加熱装置と、吸着体の温度変化を潜熱により抑制する潜熱蓄熱体とを備える。この構成によると、脱離時において、加熱装置により吸着体を加熱することによって脱離性能を向上することができる。また、脱離時における加熱装置の通電停止中（非通電中）に、蒸発燃料の気化潜熱による吸着体の温度低下を潜熱蓄熱体の潜熱により抑制し、脱離性能の低下を防止することができる。よって、脱離時間を短縮するとともに加熱装置の消費電力を低減することができる。

請求項２に記載された蒸発燃料処理装置によると、潜熱蓄熱体が潜熱の放出を開始した後、加熱装置を作動させる加熱制御装置を備える。この構成によると、潜熱蓄熱体が潜熱の放出を開始した後、加熱制御装置により加熱装置を作動させることができる。

請求項３に記載された蒸発燃料処理装置によると、加熱装置は、通電により発熱する発熱体を備え、発熱体は、潜熱蓄熱体を含有する発熱体インクの塗膜である。この構成によると、発熱体に潜熱蓄熱体を容易にかつ一体的に保持することができる。また、発熱体である塗膜を印刷、塗装等によって容易に形成することができる。

実施形態１にかかる車両のエンジンシステムを示す構成図である。 蒸発燃料処理装置を示す断面図である。 蒸発燃料処理装置のパージにかかるパージ弁及びヒータの作動態様を示すタイミングチャートである。 実施形態２にかかる車両のエンジンシステムを示す構成図である。 蒸発燃料処理装置のパージにかかるヒータの作動態様を示すタイミングチャートである。 ヒータを作動するために実行されるヒータ作動ルーチンのフローチャートである。 実施形態３にかかる蒸発燃料処理装置を示す断面図である。 ヒータを一部破断して示す斜視図である。 ヒータの構成部品を示す分解斜視図である。 ヒータの配置例を示す斜視図である。 実施形態４にかかる蒸発燃料処理装置を示す断面図である。 パージ時の時間と活性炭の温度との関係を示す特性線図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
［実施形態１］
実施形態１を説明する。本実施形態では、自動車等の車両に搭載される蒸発燃料処理装置について例示する。説明の都合上、車両のエンジンシステム、蒸発燃料処理装置の順で説明する。図１は車両のエンジンシステムを示す構成図である。
車両のエンジンシステムを説明する。図１に示すように、車両のエンジンシステム１０は、エンジン（内燃機関）１２及び燃料タンク１４を備えている。エンジン１２は、例えばガソリンエンジンである。また、燃料タンク１４には、タンク内への給油のためのインレットパイプ１５が設けられている。インレットパイプ１５の上端部に形成された給油口には、キャップ１６が着脱可能に取付けられている。

前記燃料タンク１４内に燃料供給装置１８が設けられている。燃料供給装置１８は、燃料ポンプ１９を備えている。燃料ポンプ１９により燃料タンク１４内から汲み上げられかつ昇圧された燃料は、燃料供給通路２２を介して前記エンジン１２の各気筒に対応するインジェクタ（燃料噴射弁）２３へ圧送され、各インジェクタ２３からエンジン１２の吸気ポートに向けて噴射される。各インジェクタ２３は、エンジン電子制御ユニット（「ＥＣＵ」という）２５によって作動制御すなわち燃料噴射制御される。なお、ＥＣＵ２５は本明細書でいう「エンジン制御装置」に相当する。また、図１において、符号２７はエンジン１２の吸気通路、２８はエアクリーナ、２９はスロットルバルブを示している。

前記車両のエンジンシステム１０に蒸発燃料処理システム３０が組込まれている。蒸発燃料処理システム３０は、蒸発燃料処理装置３２、蒸発燃料通路３４、パージ通路３６、パージ弁３８等を備えている。蒸発燃料処理装置３２は、ケース４０内に蒸発燃料を吸着及び脱離可能な活性炭４４が充填されており、ケース４０内に導入される蒸発燃料を活性炭４４に吸着させ、ケース４０内を流れる空気により活性炭４４から蒸発燃料を脱離させてエンジン１２（詳しくは吸気通路２７）へパージするキャニスタである。なお、蒸発燃料処理装置３２の構成は後で説明する。

前記蒸発燃料通路３４により、前記燃料タンク１４の気層部と前記蒸発燃料処理装置３２のケース４０内とが連通されている。また、前記パージ通路３６により、蒸発燃料処理装置３２のケース４０内と吸気通路２７（詳しくはスロットルバルブ２９よりも下流側の吸気通路部）とが連通されている。また、前記パージ弁３８は、電磁弁からなり、パージ通路３６に設けられている。パージ弁３８は、前記ＥＣＵ２５によって作動制御すなわち開閉制御（「パージ制御」ともいう）される。また、蒸発燃料通路３４の燃料タンク１４側の端部には、ロールオーバーバルブ４６及びカットオフバルブ４８が設けられている。なお、蒸発燃料処理システム３０の作用は後で説明する。

次に、蒸発燃料処理装置３２を説明する。なお、図２は蒸発燃料処理装置を示す断面図である。説明の都合上、図２を基準として蒸発燃料処理装置３２の上下左右を定めることにする。
図２に示すように、蒸発燃料処理装置３２は、樹脂製のケース４０を備えている。ケース４０は、上端面を閉塞しかつ下端面を開口する有天筒状のケース本体５０と、ケース本体５０の下端面を閉塞する蓋部材５１とにより構成されている。ケース本体５０内は、隔壁５２により左右二室に仕切られている。両室は、ケース本体５０の下端部に形成された連通路５４によって連通されている。これにより、ケース４０内にＵ字状のガス通路が形成されている。

前記ケース本体５０の上端部には、右室に連通するタンクポート（チャージポート）５６およびパージポート５７と、左室に連通する大気ポート５８が形成されている。前記蒸発燃料処理システム３０（図１参照）において、タンクポート５６と蒸発燃料通路３４とが接続され、パージポート５７とパージ通路３６とが接続されている。なお、図１におけるタンクポート５６とチャージポート５７とは、便宜上、図２に示した配置に対して逆配置で示されている。また、大気ポート５８は大気に開放される。なお、右室の上端部内は仕切壁５９により左右に仕切られている。その仕切壁５９の左側部分はパージポート５７に連通し、その右側部分はタンクポート５６に連通している。

前記右室の仕切壁５９で仕切られた各上端部及び該右室の下端部、並びに、前記左室の上端部及び下端部には、それぞれフィルタ６０が設けられている。各フィルタ６０は、例えば樹脂製の不織布、発泡ウレタン等により形成されている。また、両室内の下端部において、フィルタ６０の下側には多孔板６２がそれぞれ積層状に設けられている。また、それぞれの多孔板６２と蓋部材５１との間には、コイルバネからなるバネ部材６４がそれぞれ介装されている。バネ部材６４は、多孔板６２を上方へ付勢している。また、両室における上下のフィルタ６０の相互間が吸着室４１，４２となっている。右側の吸着室４１を第１吸着室４１といい、左側の吸着室４２を第２吸着室４２という。なお、両吸着室４１，４２は、例えば、上下方向に延びかつ左右方向の横幅を前後方向（図２における紙面表裏方向）の奥行よりも大きくする中空長四角筒状に形成されている。

前記両吸着室４１，４２内には、粒状の活性炭４４、及び、粒状の潜熱蓄熱体６６が混合した状態で充填されている。活性炭４４は、蒸発燃料を吸着及び脱離可能である。また、活性炭４４としては、例えば、破砕した活性炭（いわゆる破砕炭）、粒状あるいは粉末状の活性炭をバインダともに造粒した造粒炭等を用いることができる。なお、活性炭４４は本明細書でいう「吸着体」に相当する。また、吸着体には、活性炭４４の他、蒸発燃料を吸着及び脱離可能な特性を有する粒状の物質を用いることができる。また、本明細書でいう「粒状の活性炭」とは、吸着室内に対して活性炭の相互間に空気が流れる隙間を確保できる形態をもって充填可能な体積平均粒子径を有する活性炭のことをいう。

前記潜熱蓄熱体６６は、活性炭４４の温度変化を潜熱により抑制する。また、潜熱蓄熱体６６としては、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入したマイクロカプセル型の潜熱蓄熱体、あるいは、そのマイクロカプセル型の潜熱蓄熱体をバインダ樹脂によってペレット状に造粒成形してなる造粒型の潜熱蓄熱体等を用いることができる。また、マイクロカプセル型の潜熱蓄熱体としては、例えば、特開２００６−６３３２７号公報に開示された「蓄熱材マイクロカプセル固形物」、特開２００３−３１１１１８号公報に開示された「蓄熱材」を用いることができる。また、本明細書でいう「粒状の潜熱蓄熱体」とは、吸着室内に対して潜熱蓄熱材の相互間及び活性炭との間に空気が流れる隙間を確保できる形態をもって充填可能な体積平均粒子径を有する潜熱蓄熱体のことをいう。

前記両吸着室４１，４２内の中央部には、前記活性炭４４を加熱する電気ヒータ６８がそれぞれ設けられている。電気ヒータ（以下、「ヒータ」という）６８としては、長四角形状をなす板状、シート状、フィルム状等の面状の電気ヒータが用いられている。また、ヒータ６８の長手方向は、各吸着室４１，４２を流れる空気（蒸発燃料を含むガス）の流通方向すなわち上下方向に向けられている。また、ヒータ６８の短手方向は、各吸着室４１，４２の横幅方向（左右方向）に向けられている。また、ヒータ６８の板厚方向（表裏方向）は、各吸着室４１，４２の奥行方向（図２における紙面表裏方向）に向けられている。また、ヒータ６８は、活性炭４４及び潜熱蓄熱体６６に対して全体的に埋設されている。また、ヒータ６８は、前記ＥＣＵ２５（図１参照）によって作動制御（通電制御）される。なお、ヒータ６８は本明細書でいう「加熱装置」に相当する。また、ＥＣＵ２５は本明細書でいう「ヒータ制御装置」、「加熱制御装置」に相当する。また、図２において、符号６９はヒータ６８から引き出されたリード線を示している。

次に、前記蒸発燃料処理装置３２を備えた蒸発燃料処理システム３０の作用について説明する（図１参照）。
［吸着時］
吸着時には、エンジン１２は停止し、パージ弁３８は閉弁している。この状態で、燃料タンク１４内で発生した蒸発燃料を含むガス（蒸発燃料ガス）は、蒸発燃料通路３４を介して第１吸着室４１に導入される。その蒸発燃料は、第１吸着室４１内の活性炭４４に吸着される。第１吸着室４１内の活性炭４４に吸着されなかった蒸発燃料は、連通路５４を介して第２吸着室４２に導入され、第２吸着室４２内の活性炭４４に吸着される。そして、ほとんど空気となったガスは、ケース４０内から大気へ放出される。また、蒸発燃料の吸着時の発熱反応による活性炭４４の温度上昇は、潜熱蓄熱体６６の潜熱（融解熱）により抑制される。このため、活性炭４４の吸着性能の低下が抑制される。

［脱離時（パージ時）］
エンジン１２の運転中における脱離時（パージ時）すなわちパージ弁３８の開弁（ＯＮ）時には、エンジン１２の吸気負圧がパージ通路３６を介して蒸発燃料処理装置３２のケース４０内に作用する。これにともない、大気ポート５８から大気中の空気（新気）が第２吸着室４２に導入される。第２吸着室４２に導入された空気は、第２吸着室４２内の活性炭４４から蒸発燃料を脱離させた後、連通路５４を介して第１吸着室４１に導入され、第１吸着室４１内の活性炭４４から蒸発燃料を脱離させる。そして、活性炭４４から脱離された蒸発燃料を含むパージ用空気（蒸発燃料ガス）は、パージ通路３６を介して吸気通路２７にパージされる。

前記脱離の開始後においてヒータ６８は通電停止状態すなわち非通電状態にある。このため、脱離時の吸熱反応による活性炭４４の温度低下が、潜熱蓄熱体６６の潜熱（凝固熱）により抑制される。これによって、活性炭４４の脱離性能の低下が防止される。その後、潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を終了すると、活性炭４４の温度低下を抑制する効果がなくなる。このため、潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出の終了時又は終了前後において、ＥＣＵ２５によりヒータ６８を作動すなわち通電（ＯＮ）させて、ヒータ６８により活性炭４４が加熱される。これによって、活性炭４４の脱離性能が向上される。なお、活性炭４４の蒸発燃料が全て脱離された後において、パージ弁３８が閉弁（ＯＦＦ）されるとともにヒータ６８の通電が停止（ＯＦＦ）される。

次に、前記ＥＣＵ２５によるヒータ６８の作動制御の一例を説明する。図３は蒸発燃料処理装置のパージにかかるパージ弁及びヒータの作動態様を示すタイミングチャートである。
図３において、横軸は時間を示し、縦軸は上から下へ、パージ弁の作動態様（ＯＮ，ＯＦＦ）、ヒータの作動態様（ＯＮ，ＯＦＦ）、活性炭温度の変化、潜熱蓄熱体（詳しくは相変化物質）の変化を示している。また、時刻ｔ１以前においては、エンジン１２の作動中でパージが実行される前であって、パージ弁３８がＯＦＦされ、ヒータ６８がＯＦＦされている。また、活性炭４４の温度は常温である。また、潜熱蓄熱体６６（詳しくは相変化物質）は液体である。また、本実施形態の活性炭４４の温度変化が特性線Ｌ１１で示され、潜熱蓄熱体６６及びヒータ６８を備えていない比較例の活性炭４４の温度変化が特性線Ｌ１２で示されている。

時刻ｔ１で、ＥＣＵ２５がパージ弁３８をＯＮさせることでパージが開始される。すると、蒸発燃料が脱離されていくにともない、活性炭４４の温度が次第に低下していく。そして、時刻ｔ２で、活性炭４４の温度が潜熱蓄熱体６６（詳しくは相変化物質）の凝固温度Ａに低下すると、それ以降、潜熱蓄熱体６６の潜熱（凝固熱）により活性炭４４の温度低下が抑制されることによって、活性炭４４の温度が一定化される（特性線Ｌ１１ａ参照）。このため、活性炭４４の脱離性能の低下が抑制される。これにともない、潜熱蓄熱体６６は次第に固体化していく。この状態は、潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を終了する時刻ｔ４まで継続する。

時刻ｔ４は、蒸発燃料の脱離開始すなわちパージ弁３８が開弁した時刻ｔ１から時間Ｔを経過した時刻である。その時間（「経過時間」という）Ｔは、脱離開始から潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を終了するまでに要する時間であって、実験、算出等によって求められており、ＥＣＵ２５に設定されている。なお、潜熱蓄熱体６６は、時刻ｔ４で全て固体となる。

時刻ｔ４で、ＥＣＵ２５は、経過時間Ｔに基づいてヒータ６８の作動時期を判断し、ヒータ６８をＯＮさせる。すると、ヒータ６８により活性炭４４が加熱されるにともない、活性炭４４の温度が次第に上昇していく（特性線Ｌ１１参照）。これにより、活性炭４４の脱離性能が向上される。これにともない、潜熱蓄熱体６６は、次第に液体化していき、時刻ｔ５で全て液体となる。なお、活性炭４４の蒸発燃料が全て脱離された後において、ＥＣＵ２５がパージ弁３８をＯＦＦし、ヒータ６８をＯＦＦする。

一方、潜熱蓄熱体及びヒータを備えていない比較例（特性線Ｌ１２参照）によると、時刻ｔ２を過ぎても活性炭４４の温度が低下していく。そして、ｔ３で活性炭４４の温度が最低となり、以降、活性炭４４の温度が次第に常温に向かって上昇していく。これは、吸着室を通る空気温度（通気温度）、外気温度の影響による。また、活性炭４４は、常温に達すると、以降、常温を保つ。

前記した蒸発燃料処理装置３２によると、脱離時において、ヒータ６８により活性炭４４を加熱することによって脱離性能を向上することができる。また、脱離時におけるヒータ６８の通電停止中（非作動中）に、蒸発燃料の気化潜熱による活性炭４４の温度低下を潜熱蓄熱体６６の潜熱により抑制し、脱離性能の低下を防止することができる。よって、脱離時間を短縮するとともにヒータ６８の消費電力を低減することができる。

また、潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を開始した後、ヒータ６８を作動させるＥＣＵ２５を備える。したがって、潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を開始した後、ＥＣＵ２５によりヒータ６８を作動させることができる。

また、ＥＣＵ２５は、蒸発燃料の脱離開始からの経過時間Ｔに基づいてヒータ６８の作動時期を判断する。したがって、蒸発燃料の脱離開始からの経過時間Ｔに基づいてヒータ６８を作動させることができる。また、本実施形態では、経過時間Ｔが、脱離開始から潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を終了するまでに要する時間に設定したことによって、潜熱蓄熱体６６の潜熱を有効に利用しながらも、潜熱蓄熱体６６の潜熱の放出終了時にヒータ６８を作動させることができる。なお、経過時間Ｔは適宜設定することができる。例えば、経過時間Ｔを、脱離開始から潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を終了するまでに要する時間に所定時間を加えた時間に設定することによって、潜熱蓄熱体６６の潜熱の放出終了後にヒータ６８を作動させることができる。また、経過時間Ｔを、脱離開始から潜熱蓄熱体６６が潜熱の放出を終了するまでに要する時間から所定時間を減らした時間に設定することによって、潜熱蓄熱体６６の潜熱の放出終了前にヒータ６８を作動させることができる。

また、潜熱蓄熱体６６は、活性炭４４と混合した状態で両吸着室４１，４２内に充填されている。したがって、両吸着室４１，４２内の活性炭４４に対して潜熱蓄熱体６６を容易に分散的に配置することができる。

［実施形態２］
実施形態２を説明する。本実施形態以降の実施形態は、前記実施形態１に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図４は車両のエンジンシステムを示す構成図である。
図４に示すように、前記実施形態１の蒸発燃料処理装置３２における両吸着室４１，４２内にそれぞれ活性炭４４の温度を検出する温度センサ７２が設けられている。詳しくは、第１吸着室４１の温度センサ７２は、該吸着室４１のタンクポート５６（図２参照）側の端部の中央部位に配置されている。また、第２吸着室４２の温度センサ７２は、該吸着室４１の連通路５４（図２参照）側の端部の中央部位に配置されている。両温度センサ７２の検出信号はＥＣＵ２５に入力される。ＥＣＵ２５は、両温度センサ７２からの検出信号すなわち両吸着室４１，４２内の活性炭４４の温度に基づいてヒータ６８の作動時期を判断する。

次に、前記ＥＣＵ２５によるヒータ６８の作動制御の一例を説明する。図５は蒸発燃料処理装置のパージにかかるヒータの作動態様を示すタイミングチャートである。
図５において、横軸は時間を示し、縦軸は上段側がヒータの作動態様（ＯＮ，ＯＦＦ）、その下段側が活性炭温度の変化を示している。なお、図５はパージ開始からヒータの作動にかかるまでの活性炭温度の変化を示す。また、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ４は、前記実施形態（図３参照）と同様である。また、両吸着室４１，４２の温度センサ７２による作動態様は同じとする。

図５に示すように、時刻ｔ４で潜熱蓄熱体６６の潜熱の放出の終了時に、ヒータ６８がＯＮされない場合、時刻ｔ４以降、活性炭４４の温度は、吸着室の通気温度、外気温度の影響によって、潜熱蓄熱体６６の凝固温度Ａ以上に上昇していく（図５中、特性線Ｌ２１参照）。これは、時刻ｔ４以降において、活性炭４４の蒸発燃料の残量が少ない場合である。しかし、時刻ｔ４以降において、活性炭４４の蒸発燃料の残量が多い場合は、活性炭４４の温度は、蒸発燃料の脱離によって、潜熱蓄熱体６６の凝固温度Ａ以下に低下していくことになる（図５中、特性線Ｌ２２参照）。

そこで、本実施形態では、潜熱蓄熱体６６の凝固温度Ａに所定温度を加えた温度Ｂと、凝固温度Ａから所定温度を減らした温度Ｃを設定し、温度Ｂと温度Ｃとの間にヒータ６８をＯＮ（通電）させない不感帯を設定している。活性炭４４の温度が、温度Ｂ以上あるいは温度Ｃ以下になったとき（時刻ｔ６）に、ＥＣＵ２５によりヒータ６８をＯＮさせるようにする。

次に、前記ヒータ６８を作動するためにＥＣＵ２５が実行するヒータ作動ルーチンについて説明する。図６はヒータを作動するために実行されるヒータ作動ルーチンのフローチャートである。なお、本ヒータ作動ルーチンは、ＥＣＵ２５により一定時間毎に実行される。また、初期状態においてヒータ６８はＯＦＦ状態にある。
図６に示すように、ステップＳ１０１において、パージ中すなわちパージ弁３８がＯＮ（開弁）中であるか否かが判別される。その結果、パージ中でない場合は、今回の処理サイクルを終了する。

また、パージ中である場合は、ステップＳ１０２において、温度センサ７２からの検出信号に基づいて、活性炭４４の温度が潜熱蓄熱体６６の凝固温度Ａになった履歴があるか否かが判別される。その結果、履歴がない場合は、今回の処理サイクルを終了する。また、履歴がある場合は、ステップＳ１０３において、温度センサ７２からの検出信号に基づいて、活性炭４４の温度が温度Ｂ以上か否かが判別される。その結果、温度Ｂ以上であれば、ステップＳ１０４において、ヒータ６８をＯＮさせた後、今回の処理サイクルを終了する。また、温度Ｂ以上でない場合は、ステップＳ１０５において、温度センサ７２からの検出信号に基づいて、活性炭４４の温度が温度Ｃ以下か否かが判別される。その結果、温度Ｃ以下であれば、ステップＳ１０４において、ヒータ６８をＯＮさせた後、今回の処理サイクルを終了する。また、温度Ｃ以下でない場合は、本処理サイクルを終了する。

本実施形態によると、ＥＣＵ２５は、活性炭４４の温度に基づいてヒータ６８の作動時期を判断する。したがって、ＥＣＵ２５が潜熱蓄熱体６６の潜熱の放出終了を精度良く判断し、その潜熱蓄熱体６６の潜熱の放出終了後にヒータ６８を作動させることができる。これにより、潜熱蓄熱体６６の潜熱を有効に利用することができる。なお、両吸着室４１，４２の温度センサ７２による作動態様は適宜変更することが可能である。

［実施形態３］
実施形態３を説明する。本実施形態は、前記実施形態１に変更を加えたものである。図７は蒸発燃料処理装置を示す断面図である。
図７に示すように、本実施形態では、前記実施形態１の蒸発燃料処理装置３２において、両吸着室４１，４２に充填された潜熱蓄熱体６６（図２参照）が省略されている。その代わりに、潜熱蓄熱体を一体的に備えたヒータ（符号、７４を付す）が用いられている。図８はヒータを一部破断して示す斜視図、図９はヒータの構成部品を示す分解斜視図である。なお、説明の都合上、加熱装置の方位は前記蒸発燃料処理装置３２の方位に準じて定める。

図８に示すように、ヒータ７４は、前記実施形態１のヒータ６８（図２参照）と同様の外形を有する面状の加熱ヒータである。また、ヒータ７４は、基板７６と第１絶縁層７８と発熱層８０と電極層８２と第２絶縁層８４とを備えている（図９参照）。基板７６は、高い熱伝導率を有する材料、例えば活性炭４４の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するアルミ合金材で長四角形状に形成されている。また、第１絶縁層７８は、基板７６の表面上に全面的に形成されている。第１絶縁層７８は、例えばポリイミド系樹脂からなる熱硬化型又は光硬化型の絶縁体インクの塗膜であり、絶縁性を有する。

前記発熱層８０は、第１絶縁層７８の表面上に全面的に積層されている。発熱層８０は、例えばカーボンを含有する導電性樹脂からなる熱硬化型の発熱体インクの塗膜であり、通電により発熱する発熱性を有する。また、発熱体インクには、粉状の潜熱蓄熱体８１が混合されている。したがって、発熱層８０は潜熱蓄熱体８１を含有する。なお、発熱層８０は本明細書でいう「発熱体」に相当する。

前記電極層８２は、前記発熱層８０の長手方向の両端部において短手方向に延びる帯板状に形成されている。電極層８２は、例えば銀を含有する導電性樹脂からなる熱硬化型の電極インクの塗膜であり、導電性を有する。また、両電極層８２の一方の端末部にはそれぞれリード線８３が取付けられている。また、前記第２絶縁層８４は、発熱層８０及び両電極層８２の表面上に全面的に積層されている。第２絶縁層８４は、第１絶縁層７８と同様、例えばポリイミド系樹脂からなる熱硬化型又は光硬化型の絶縁体インクの塗膜であり、絶縁性を有する。なお、ヒータ７４は本明細書でいう「加熱装置」に相当する。

次に、前記ヒータ７４の製造方法の一例を説明する（図８参照）。まず、基板７６上に第１絶縁層７８を印刷する。第１絶縁層７８の硬化後、その絶縁層７８上に発熱層８０を印刷する。発熱層８０の硬化後、発熱層８０の両端部に両電極層８２を印刷する。両電極層８２の硬化後、印刷した両電極層８２にリード線８３を取付ける。次に、両電極層８２を含有する発熱層８０上に第２絶縁層８４を印刷する。その後、第２絶縁層８４を硬化させる。このようにして、ヒータ７４が完成する。

また、本実施形態では、前記した発熱層８０、両絶縁層７８，８４、及び、電極層８２の印刷は、スクリーン印刷で行われている。このため、発熱層８０が含有する潜熱蓄熱体８１としては、スクリーン印刷のスクリーンの目を通過することのできる体積平均粒子径の粉状の潜熱蓄熱体が用いられている。また、本実施形態の潜熱蓄熱体８１の体積平均粒子径は、例えば５００μｍ以下で、潜熱蓄熱体８１を製造することのできる最小の体積平均粒子径以上である。また、本明細書でいう「粉状の潜熱蓄熱体」とは、仮に活性炭４４と混合して吸着室４１，４２内へ充填しても、重力により活性炭４４の相互間の隙間を下方へ抜け落ちたり、空気の流れにのって室外へ放出したりする体積平均粒子径を有する潜熱蓄熱体のことをいう。このため、粉状の潜熱蓄熱体８１を混合した発熱体インクを印刷して形成した塗膜により発熱層８０を形成することで、発熱層８０に粉状の潜熱蓄熱体８１を保持することができる。

本実施形態によると、ヒータ７４が、通電により発熱する発熱層８０を備え、発熱層８０が、潜熱蓄熱体８１を含有する発熱体インクの塗膜である。したがって、発熱層８０に潜熱蓄熱体８１を容易にかつ一体的に保持することができる。また、発熱層８０である塗膜を印刷によって容易に形成することができる。なお、本実施形態では、発熱層８０を、スクリーン印刷によって形成したが、その他の印刷方法、例えばインクジェット印刷によって形成してもよい。この場合、潜熱蓄熱体８１には、インクジェット印刷に適した体積平均粒子径を有する潜熱蓄熱体を用いればよい。また、発熱層８０は、印刷に限らず、吹付け塗装、刷毛塗り、ローラー塗り等の塗装によって形成することができる。この場合、潜熱蓄熱体８１には、塗装に適した体積平均粒子径を有する潜熱蓄熱体を用いればよい。また、発熱層８０を印刷、塗装等によって形成する場合においては、印刷、塗装等が可能であれば、粉状の潜熱蓄熱体８１に限らず、粒状の潜熱蓄熱体を用いることができる。

また、ヒータ７４の両絶縁層７８，８４、及び、電極層８２のうちの少なくとも１つの層は、スクリーン印刷以外の印刷、あるいは、塗装により行うこともできる。また、両絶縁層７８，８４のうちの少なくとも１つの絶縁層は、絶縁フィルムに代えることができる。また、両電極層８２のうちの少なくとも１つの電極層は、シート状の電極部材に代えることができる。また、前記実施形態１又は２におけるヒータ６８を、本実施形態のヒータ７４に代えることもできる。

前記ヒータ７４の配置例について図１０の斜視図を参照して説明する。本配置例は、吸着室に対して、複数枚（図１０では３枚を示す）のヒータ７４を板厚方向（表裏方向）に所定間隔を隔てて平行状に配置したものである。この場合、各ヒータ７４のリード線８３は並列接続するとよい。また、前記実施形態１又は２におけるヒータ６８についても配置例と同様に配置してもよい。

［実施形態４］
実施形態４を説明する。本実施形態は、前記実施形態３に変更を加えたものである。図１１は蒸発燃料処理装置を示す断面図である。
本実施形態は、図１１に示すように、前記実施形態３におけるヒータ７４の発熱層８０を短手方向（左右方向）に３分割し、中央部の発熱層部８８における潜熱蓄熱体（符号省略）の分散密度を、両側部における発熱層部８９の潜熱蓄熱体の分散密度よりも高くしたものである。

ところで、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近は、外周付近に比べて、熱がこもりやすいという問題がある。例えば、パージ時（脱離時）において、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近の活性炭４４は、外周付近の活性炭４４に比べて、外気温の影響を受けにくい。このため、脱離時における両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近の活性炭４４の温度低下量が、外周付近の活性炭４４の温度低下量に比べて大きい。

図１２はパージ時の時間と活性炭の温度との関係を示す特性線図である。図１２において、横軸は時間を示し、縦軸は活性炭の温度を示している。また、特性線Ｌ３１は両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近の活性炭４４の温度変化を示し、特性線Ｌ３２は両吸着室４１，４２の通路断面における外周付近の活性炭４４の温度変化を示している。図１２の特性線Ｌ３１，３２から、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近の活性炭４４の温度低下量が、外周付近の活性炭４４の温度低下量に比べて大きいことがわかる。

前記ヒータ７４は、前に述べたように、両吸着室４１，４２内の中央部に配置されている（図１１参照）。したがって、ヒータ７４の発熱層８０の中央部の発熱層部８８は、吸着室４１，４２の通路断面における中央付近に対応し、両側部における発熱層部８９は、その通路断面における外周付近に対応する。このため、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近に対応する潜熱蓄熱体の分散密度が、外周付近における潜熱蓄熱体の分散密度よりも高い。

本実施形態によると、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近に対応する潜熱蓄熱体の分散密度が、外周付近における潜熱蓄熱体の分散密度よりも高いことによって、脱離時において、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近における活性炭４４の温度低下を、発熱層８０の中央部の発熱層部８８における潜熱蓄熱体の潜熱により効果的に抑制することができる。また、ヒータ７４の発熱層８０を短手方向（左右方向）に４分割以上に分割し、両側から中央へ向かって、潜熱蓄熱体８１の分散密度を２段階以上で段階的に高くしたり、あるいは徐々に高くしたりすることができる。また、潜熱蓄熱体の分散密度は、吸着室４１，４２に対するヒータ７４の配置位置に応じて適宜変更することができる。

［実施形態５］
実施形態５を説明する。本実施形態は、前記実施形態１に変更を加えたものである。本実施形態は、図示を省略するが、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近に対応する潜熱蓄熱体６６（図２参照）の分散密度を、外周付近における潜熱蓄熱体６６の分散密度よりも高くする。これによって、脱離時において、両吸着室４１，４２の通路断面における中央付近における活性炭４４の温度低下を、中央付近における潜熱蓄熱体６６の潜熱により効果的に抑制することができる。また、両吸着室４１，４２の通路断面における外周側から中央部へ向かって、潜熱蓄熱体６６の分散密度を２段階で高くする他、３段階以上で段階的に高くしたり、あるいは徐々に高くしたりすることができる。

［実施形態６］
実施形態６を説明する。本実施形態は、前記実施形態１，５に変更を加えたものである。本実施形態は、図示を省略するが、粒状の活性炭４４に潜熱蓄熱体６６を接着、塗装等により付着させたものである。この場合、接着、塗装等が可能であれば、粒状の潜熱蓄熱体６６に限らず、粒状の潜熱蓄熱体を用いることができる。

［他の技術的事項］
特許請求の範囲の請求項以外に、前記実施形態から把握することのできる技術的事項を以下に記載する。
（１）請求項２に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記加熱制御装置は、前記吸着体の温度に基づいて前記加熱装置の作動時期を判断することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
（２）請求項２に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記加熱制御装置は、蒸発燃料の脱離開始からの経過時間に基づいて前記加熱装置の作動時期を判断することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
（３）請求項２、前記（１）項、前記（２）項のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置であって、前記加熱制御装置は、前記潜熱蓄熱体が潜熱の放出を終了した後、前記加熱装置を作動させることを特徴とする蒸発燃料処理装置。

（４）請求項３に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記発熱体インクの塗膜は、スクリーン印刷により形成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
（５）請求項３又は前記（４）項に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記潜熱蓄熱体の体積平均粒子径が５００μｍ以下であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
（６）請求項３、前記（４）項、前記（５）項のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置であって、前記ケース（吸着室）内の通路断面における中央付近に対応する前記発熱体の部分における前記潜熱蓄熱体の分散密度を、その他の部分における前記潜熱蓄熱体の分散密度よりも高くしたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。

（７）請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記潜熱蓄熱体は、前記活性炭と混合した状態でケース（吸着室）内に充填されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
（８）請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記潜熱蓄熱体は、前記活性炭に付着されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
（９）前記（７）項、前記（８）項に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記吸着室の通路断面における中央付近に対応する前記潜熱蓄熱体の分散密度を、その他の部分における前記潜熱蓄熱体の分散密度よりも高くしたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、蒸発燃料処理装置３２の吸着室４１，４２は、２室に限定されるものではなく、１室あるいは３室以上とすることができる。また、両吸着室４１，４２のいずれか一方のヒータは省略することもできる。また、加熱装置としては、活性炭４４を加熱するものであればよく、前記実施形態で例示したヒータ以外の加熱装置を用いてもよい。また、加熱装置は、吸着室４１，４２内に設ける他、吸着室４１，４２の側壁部に付設することもできる。

１０…車両のエンジンシステム
２５…ＥＣＵ（ヒータ制御装置、加熱制御装置、エンジン制御装置）
３０…蒸発燃料処理システム
３２…蒸発燃料処理装置
４０…ケース
４１…第１吸着室
４２…第２吸着室
４４…活性炭（吸着体）
６６…潜熱蓄熱体
６８…ヒータ（加熱装置）
７２…温度センサ
７４…ヒータ（加熱装置）
８０…発熱層
８１…潜熱蓄熱体

Claims (3)

1. ケース内に蒸発燃料を吸着及び脱離可能な吸着体が充填されており、ケース内に導入される蒸発燃料を吸着体に吸着させ、ケース内を流れる空気により吸着体から蒸発燃料を脱離させてエンジンへパージする蒸発燃料処理装置であって、
   前記吸着体を加熱する加熱装置と、前記吸着体の温度変化を潜熱により抑制する潜熱蓄熱体とを備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記潜熱蓄熱体が潜熱の放出を開始した後、前記加熱装置を作動させる加熱制御装置を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記加熱装置は、通電により発熱する発熱体を備え、
   前記発熱体は、前記潜熱蓄熱体を含有する発熱体インクの塗膜である
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
   

Images