JP2014034958A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のものと比較して、吸着器の吸着性能を十分に発揮させることができる蒸発燃料処理装置を提供する。
【解決手段】燃料タンク31の内底面31aに対し、燃料タンク31内の燃料が満タンであるときの第1液面H1より低く予め定められた第2液面H2より燃料タンク31内の燃料の液面が低いことを条件として、燃料タンク31内の燃料が残り少ないことを表す情報を提示する車両に搭載され、燃料タンク31内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ41を燃料タンク31内に備え、キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aに対し、外底面41dが第2液面H2より高く、かつ、第1液面H1よりも低くなるように設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】燃料タンク31の内底面31aに対し、燃料タンク31内の燃料が満タンであるときの第1液面H1より低く予め定められた第2液面H2より燃料タンク31内の燃料の液面が低いことを条件として、燃料タンク31内の燃料が残り少ないことを表す情報を提示する車両に搭載され、燃料タンク31内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ41を燃料タンク31内に備え、キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aに対し、外底面41dが第2液面H2より高く、かつ、第1液面H1よりも低くなるように設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。
従来の蒸発燃料処理装置としては、吸着器としてのキャニスタと燃料ポンプとを一体化したユニットを収容するケーシングを燃料タンクの内部に配置させ、ケーシングの下部を燃料タンクの底部近傍に配置するように燃料タンクに取り付け、ケーシングの下部に、ポンプ設置部と燃料タンクとを連通させる連通部が形成され、燃料ポンプの吸い込み口をケーシングの下部に配置したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
上述したような従来の蒸発燃料処理装置は、燃料ポンプの作動により発生する熱が吸着器に伝達され、吸着器内の吸着材に吸着された燃料をパージされやすくし、エンジン停止時には、ガソリンの温度低下に伴って吸着器が冷却され、吸着器内の吸着材が蒸発燃料を吸着しやすくしていた。
しかしながら、このような従来の蒸発燃料処理装置においては、燃料タンク内の燃料が減少するにつれて燃料タンク内の燃料の温度が上昇することにより、吸着器の温度も上昇してしまうため、給油時における吸着器の蒸発燃料の吸着性能を十分に発揮させることができないといった課題があった。
そこで、本発明は、従来のものと比較して、吸着器の吸着性能を十分に発揮させることができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
本発明の蒸発燃料処理装置は、上記目的を達成するため、(1)燃料タンクの内底面に対し、前記燃料タンク内の燃料が満タンであるときの第1液面より低く予め定められた第2液面より前記燃料タンク内の燃料の液面が低いことを条件として、前記燃料タンク内の燃料が残り少ないことを表す情報を提示する情報提示部を有する車両に搭載され、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器を該燃料タンク内に備えた蒸発燃料処理装置において、前記吸着器は、前記燃料タンクの内底面に対向する外底面を有し、前記燃料タンクの内底面に対し、前記外底面が前記第2液面より高く、かつ、前記第1液面よりも低くなるように設けられている、という構成を有している。
この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の燃料が残り少ないときに、燃料タンク内の燃料と吸着器との間の熱伝達が行われなくなり、吸着器の温度の上昇が抑制されるため、従来のものと比較して、吸着器の吸着性能を十分に発揮させることができる。
また、本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の燃料が満タンになったときに、燃料タンク内の燃料と吸着器との間の熱伝達が高い効率で行われるようになり、給油後の走行時における吸着器の温度が上昇するため、吸着器の蒸発燃料の脱離性能も十分に発揮させることができる。
なお、上記(1)に記載の蒸発燃料処理装置において、(2)前記吸着器は、前記外底面に背向する外上面を有し、前記外上面が前記第1液面よりも低くなるように設けられていてもよい。
この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンクが満タンになったときに、燃料タンク内の燃料と吸着器との間の熱伝達がさらに高い効率で行われるようになり、給油後の走行時における吸着器の温度が上昇するため、吸着器の蒸発燃料の脱離性能をより十分に発揮させることができる。
なお、上記(1)または(2)に記載の蒸発燃料処理装置において、(3)前記吸着器は、前記燃料タンクの内底面側に支持されていてもよい。
この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内の燃料が残り少ないと判断される第2液面が燃料タンク内の内底面に近いため、吸着器を支持する部材として、小型化したものを適用することができる。
また、上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の蒸発燃料処理装置において、(4)前記車両は、前記燃料タンクに給油するための給油管を有し、前記吸着器は、前記給油管における燃料流通方向下流側の開口端が向いている位置に設けられていてもよい。
この構成により、本発明の蒸発燃料処理装置は、給油された燃料によって吸着器が直接に冷却されるため、吸着器の吸着性能をさらに向上させることができる。
本発明によれば、従来のものと比較して、吸着器の吸着性能を十分に発揮させることができる蒸発燃料処理装置を提供することができる。
以下、本発明に係る蒸発燃料処理装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、図示しない車両に走行駆動用に搭載されている。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、図示しない車両に走行駆動用に搭載されている。
まず、構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、燃料タンク31を有する燃料供給機構3と、蒸発燃料処理装置を構成する燃料パージシステム4と、ECU(Electronic Control Unit)5と、を含んで構成されている。
エンジン2は、火花点火式の多気筒内燃機関、例えば、4サイクルの直列4気筒エンジンによって構成されている。
エンジン2の4つの気筒2a(図1中に1つのみ図示する)の吸気ポート部分には、それぞれインジェクタ21(燃料噴射弁)が装着されており、複数のインジェクタ21は、デリバリーパイプ22に接続されている。
デリバリーパイプ22には、後述する燃料ポンプ32から、揮発性の高い燃料(例えばガソリン)がエンジン2に要求される燃圧(燃料圧力)に加圧されて供給されるようになっている。
また、エンジン2の吸気ポート部分には吸気管23が接続されており、この吸気管23には、吸気脈動や吸気干渉を抑える所定容積のサージタンク23aが設けられている。
吸気管23の内部には吸気通路23bが形成されており、吸気通路23b上には、スロットルアクチュエータ24aにより開度調整可能に駆動されるスロットルバルブ24が設けられている。このスロットルバルブ24は、吸気通路23bの開度を調整することにより、エンジン2に吸入される吸入空気量を調整するようになっている。
燃料供給機構3は、燃料タンク31と、燃料タンク31内に設置された燃料ポンプ32と、デリバリーパイプ22および燃料ポンプ32を接続する燃料供給管33とを含んで構成されている。なお、図1において、燃料ポンプ32は、燃料タンク31の内部に収容されているが、本発明においては、燃料タンク31の内部に収容されている必要はない。
燃料タンク31は、車両1の車体の下部側に配置されており、エンジン2で消費される燃料を補給可能に貯留するようになっている。燃料タンク31の内部には、燃料ポンプ32に加えて、キャニスタ41(吸着器)が収容されている。
燃料ポンプ32は、燃料タンク31内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出能力(吐出量および吐出圧)可変タイプのもので、例えば円周流ポンプによって構成されている。この燃料ポンプ32は、詳細な内部構成を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車と、その羽根車を駆動する内蔵モータとを有している。
また、燃料ポンプ32は、内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力を変化させることができるようになっている。
このように燃料ポンプ32の吐出能力を変化させるため、燃料供給機構3には、ECU5の制御に応じて燃料ポンプ32の駆動電圧を制御するFPC(Fuel Pump Controller)84が設けられている。
燃料ポンプ32の上流側には、サクションフィルタ32aが設けられている。このサクションフィルタ32aは、燃料ポンプ32に吸入される燃料をろ過する公知のものである。
燃料供給管33は、燃料ポンプ32の出力ポートと、デリバリーパイプ22内とを相互に連通させる燃料供給通路を形成している。燃料供給管33には、燃料供給通路内が設定された燃圧以上になった場合に、燃料タンク31内に余剰燃料をリリーフするリリーフバルブ33aが設けられている。
通常、燃料ポンプ32は、必要とされる吐出能力以上の吐出能力で燃料を吐出しているため、リリーフバルブ33aは、燃料ポンプ32が駆動している状態では、ほぼ常に、燃料タンク31内に余剰燃料をリリーフするようになっている。
ここで、燃料ポンプ32によって吐出される燃料は、駆動中の燃料ポンプ32によって加熱されるため、リリーフバルブ33aによってリリーフされる余剰燃料は、燃料タンク31内の燃料の温度を上昇させる。
燃料タンク31には、燃料タンク31から車両1の側方または後方側に延びるように、給油管34が突出して設けられている。給油管34の突出方向の先端には、給油口34aが形成されている。この給油口34aは、車両1の図示しないボディに設けられたフューエルインレットボックス35内に収容されている。
また、給油管34には、燃料タンク31の上部と給油管34内の上流部分とを連通させる循環配管36が設けられている。フューエルインレットボックス35には、燃料の給油時に外部に対して開放されるフューエルリッド37が設けられている。
燃料の給油時には、フューエルリッド37を開放し、給油口34aに着脱可能に取り付けられたキャップ34bを取り外すことにより、給油口34aから燃料タンク31内に燃料を注入できるようになっている。
燃料パージシステム4は、燃料タンク31と吸気管23との間、より詳しくは、燃料タンク31とサージタンク23aとの間に介装されている。燃料パージシステム4は、燃料タンク31内で発生する蒸発燃料をエンジン2の吸気時に吸気通路23bに放出させて気筒2a内で燃焼させることができるようになっている。
燃料パージシステム4は、燃料タンク31内で生じた蒸発燃料を吸着するキャニスタ41と、キャニスタ41に空気を通してキャニスタ41から脱離した燃料および空気を含むパージガスをエンジン2の吸気管23内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構42と、パージガスの吸気管23内への吸入量を制御してエンジン2における空燃比の変動を抑制するパージ制御機構45と、を含んで構成されている。
キャニスタ41は、キャニスタケース41aの内部に活性炭等の吸着材41bを内蔵したものであり、燃料タンク31の内底面31aに支持部材41cを介して支持されている。なお、支持部材41cは、キャニスタケース41aと一体に形成されていてもよく、キャニスタ41の一部をそれぞれ支持する複数の部材によって構成されていてもよい。
また、図1において、支持部材41cは、サクションフィルタ32aを取り囲むように配置されているが、本発明においては、サクションフィルタ32aを取り囲むように配置される必要はない。
キャニスタ41は、給油管34における燃料流通方向下流側の開口端34cが向いている位置に設けられている。すなわち、キャニスタ41は、給油口34aから燃料タンク31内に燃料を注入されたとき、注入された燃料が直接に当たる位置に設けられている。
本実施の形態において、キャニスタ41には、燃料タンク31内の燃料の残量を検出する残量検出センサ53が設けられている。残量検出センサ53は、センダゲージによって構成されている。
残量検出センサ53は、ボックス状に形成されてキャニスタ41に固定されたゲージ本体53aと、ゲージ本体53aに対して回動可能に設けられたアーム53bと、アーム53bの自由端部に取付けられ、燃料タンク31内の液面に浮遊するフロート53cとを備えている。残量検出センサ53は、アーム53bの移動量に基づいて燃料タンク31内の燃料の残量を検出するようになっている。
ここで、ECU5は、残量検出センサ53の検出結果に基づいて、燃料タンク31の内底面31aに対し、燃料タンク31内の燃料の液面が予め定められた第1液面H1より高いことを条件として、燃料タンク31が満タンであると判断するようになっている。
また、ECU5は、残量検出センサ53の検出結果に基づいて、燃料タンク31の内底面31aに対し、第1液面H1より低く予め定められた第2液面H2より燃料タンク31内の燃料の液面が低いことを条件として、燃料タンク31内の燃料が残り少ない状態、すなわち、給油が必要な状態にあると判断するようになっている。
キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aに対向する外底面41dと、外底面41dに背向する外上面41eとを有している。キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aを基準として、外底面41dが、第2液面H2より高く、かつ、第1液面H1よりも低くなるように燃料タンク31の内底面31aに支持部材41cを介して支持されている。
キャニスタ41の内部(吸着材収納空間)は、エバポ配管48および気液分離バルブ49を介して燃料タンク31内の上部空間に連通するようになっている。
したがって、キャニスタ41は、燃料タンク31内で燃料が蒸発し、燃料タンク31内の上部空間に蒸発燃料が溜まるとき、吸着材41bによって蒸発燃料を吸着することができる。また、燃料タンク31内の燃料の液面上昇や液面変動時には、逆止弁機能を有する気液分離バルブ49が浮上してエバポ配管48の先端部を閉止するようになっている。
パージ機構42は、キャニスタ41の内部を吸気管23の吸気通路23bのうちサージタンク23aの内部部分に連通させるパージ配管43と、キャニスタ41の内部を大気側、例えばフューエルインレットボックス35の内方の大気圧空間に開放させる大気配管44とを有している。
このパージ機構42は、エンジン2の運転時にサージタンク23aの内部に負圧が発生するとき、キャニスタ41の内部の一端側にパージ配管43を通して負圧を導入させつつ、キャニスタ41の内部の他端側に大気配管44を通して大気を導入させることができる。
したがって、パージ機構42は、キャニスタ41の吸着材41bに吸着されてキャニスタ41内に保持されている燃料を、キャニスタ41から脱離(放出)させてサージタンク23aの内部に吸入させることができる。
パージ制御機構45は、ECU5によって制御されるパージ用のバキュームソレノイドバルブ(以下、「パージ用VSV」という)46を含んで構成されている。
パージ用VSV46は、パージ配管43の途中に設けられている。このパージ用VSV46は、パージ配管43の途中の開度を変化させることで、キャニスタ41から脱離させる燃料量を可変制御できるようになっている。
具体的には、パージ用VSV46は、その励磁電流がデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管23内の吸気負圧によりキャニスタ41から脱離した燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク23a内に吸入させることができる。
ECU5は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。
ECU5のROMには、当該マイクロプロセッサをECU5として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ECU5のCPUがRAMを作業領域としてROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ECU5として機能する。
ECU5の入出力ポートの入力側には、残量検出センサ53に加えて、デリバリーパイプ22の燃圧を検知する燃圧センサ50およびスロットル開度センサ24bを含む各種センサ類が接続されている。
また、ECU5の入出力ポートの出力側には、FPC84、スロットルアクチュエータ24aおよびパージ用VSV46に加えて、表示部52等の各種制御対象類が接続されている。
ECU5は、各種センサ情報に基づいて、パージ用VSV46をデューティ制御することにより、パージ率を制御することができるようになっている。例えば、ECU5は、エンジン2が所定の運転状態にあるときに、スロットル開度センサ24bより得られるスロットルバルブ24の開度が予め設定された設定開度より小さい状態となることを条件として、パージ用VSV46を開弁させることによりパージ機構42にパージ動作を実行させるようになっている。
表示部52は、車両1のインストルメントパネル等に設けられ、ECU5を介して残量検出センサ53によって検出された燃料タンク31内の燃料の残量に関する情報を表示するようになっている。
特に、表示部52は、燃料タンク31内の燃料が残り少ない状態にあると判断されている場合には、これら判断結果が視覚的に識別できるように表示するようになっている。このように、ECU5および表示部52は、本発明における情報提示部を構成する。
次に、作用について説明する。
上述のように構成された本実施の形態の蒸発燃料処理装置では、例えば、燃料タンク31内の燃料がエンジン2等によって消費され、燃料タンク31内の燃料の液面が第2液面H2より低くなると、表示部52には、燃料タンク31内の燃料が残り少ないことを表す情報が表示される。
ここで、キャニスタ41は、外底面41dが第2液面H2より高くなるように設けられているため、燃料タンク31内の比較的高温な燃料との間で熱伝達が行われなくなる。このため、キャニスタ41の温度上昇が抑制される。
一方、燃料タンク31が給油され、燃料タンク31が満タンになると、キャニスタ41は、外底面41dが第1液面H1より低くなるように設けられているため、給油後の走行時における燃料タンク31内の比較的高温な燃料との間で熱伝達が行われる。このため、キャニスタ41の温度上昇が促進される。
以上に説明したように、本実施の形態は、燃料タンク31内の燃料の量が給油を促す量以下になったときに、燃料タンク31内の燃料とキャニスタ41との間の熱伝達が行われなくなり、キャニスタ41の温度の上昇が抑制されるため、従来のものと比較して、キャニスタ41の吸着性能を十分に発揮させることができる。
また、本実施の形態は、燃料タンク31が満タンになったときに、燃料タンク31内の燃料とキャニスタ41との間の熱伝達が高い効率で行われるようになり、給油後の走行時におけるキャニスタ41の温度が上昇するため、キャニスタ41の蒸発燃料の脱離性能も十分に発揮させることができる。
なお、本実施の形態においては、ECU5および表示部52によって本発明における情報提示部を構成した例について説明したが、これらに加え、ECU5を介して残量検出センサ53によって検出された燃料タンク31内の燃料の残量を表す情報を音声出力する音声出力装置によって本発明における情報提示部を構成してもよい。
また、ECU5および音声出力装置によって本発明における情報提示部を構成してもよい。本発明における情報提示部は、少なくとも、燃料タンク31内の燃料が残り少ない状態にあることをユーザに提示できるように構成されていればよい。
また、本実施の形態において、残量検出センサ53は、キャニスタ41に設けられているものとして説明したが、図示しないサブタンクの外周面等の他の箇所に設けられていてもよい。
(第2の実施の形態)
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムの機構を示している。
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置を搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムの機構を示している。
本実施の形態は、キャニスタおよびその近傍の構成が第1の実施の形態と相違するものの、他の主要構成は第1の実施の形態と同様なものである。したがって、第1の実施の形態と同様な構成要素については、図1中に示す対応する構成要素と同一の符号で示し、第1の実施の形態との相違点について、以下に説明する。
本発明の第1の実施の形態においては、キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aに支持部材41cを介して支持されていたが、本実施の形態では、燃料タンク31の内底面31aに設けられたサクションフィルタ32aに支持部材41cを介して支持されている。
また、本実施の形態におけるサクションフィルタ32aは、箱型形状をなすための骨格部分にメッシュ素材を装着したもの、または、一定形状を保つ十分な剛性を有する箱型形状のメッシュ材で構成されたものが適用される。
また、本実施の形態においても、キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aを基準として、外底面41dが、第2液面H2より高く、かつ、第1液面H1よりも低くなるようにサクションフィルタ32aに支持部材41cを介して支持されている。
したがって、本実施の形態においても、本発明の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した本発明の第1および第2の実施の形態において、キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aに対し、外底面41dが、第2液面H2より高く、かつ、第1液面H1よりも低くなるように設けられているものとして説明した。
これに対し、本発明において、キャニスタ41は、燃料タンク31の内底面31aに対し、外底面41dが第2液面H2より高く、かつ、外上面41eが第1液面H1よりも低くなるように設けられていてもよい。
このように構成することにより、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、燃料タンク31が満タンになったときに、燃料タンク31内の燃料とキャニスタ41との間の熱伝達がさらに高い効率で行われるようになり、給油後の走行時におけるキャニスタ41の温度が上昇するため、キャニスタ41の蒸発燃料の脱離性能をより十分に発揮させることができるようになる。
以上のように、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、従来のものと比較して、吸着器の吸着性能を十分に発揮させることができるという効果を奏するものであり、燃料タンク内に吸着器が設けられた蒸発燃料処理装置に有用である。
1…車両、2…エンジン、3…燃料供給機構、4…燃料パージシステム、5…ECU(情報提示部)、21…インジェクタ、22…デリバリーパイプ、23…吸気管、23b…吸気通路、24…スロットルバルブ、31…燃料タンク、31a…内底面、32…燃料ポンプ、32a…サクションフィルタ、33…燃料供給管、34…給油管、34c…開口端、41…キャニスタ(吸着器)、41b…吸着材、41c…支持部材、41d…外底面、41e…外上面、42…パージ機構、43…パージ配管、44…大気配管、45…パージ制御機構、46…パージ用VSV、52…表示部(情報提示部)、H1…第1液面、H2…第2液面
Claims (4)
- 燃料タンクの内底面に対し、前記燃料タンク内の燃料が満タンであるときの第1液面より低く予め定められた第2液面より前記燃料タンク内の燃料の液面が低いことを条件として、前記燃料タンク内の燃料が残り少ないことを表す情報を提示する情報提示部を有する車両に搭載され、
前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器を該燃料タンク内に備えた蒸発燃料処理装置において、
前記吸着器は、前記燃料タンクの内底面に対向する外底面を有し、前記燃料タンクの内底面に対し、前記外底面が前記第2液面より高く、かつ、前記第1液面よりも低くなるように設けられていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。 - 前記吸着器は、前記外底面に背向する外上面を有し、前記外上面が前記第1液面よりも低くなるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の蒸発燃料処理装置。
- 前記吸着器は、前記燃料タンクの内底面側に支持されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の蒸発燃料処理装置。
- 前記車両は、前記燃料タンクに給油するための給油管を有し、
前記吸着器は、前記給油管における燃料流通方向下流側の開口端が向いている位置に設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の蒸発燃料処理装置。
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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