JP2015081528A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給油時における燃料タンクの減圧時間を短縮することができる蒸発燃料処理装置を得ること。【解決手段】蒸発燃料処理装置１０が、燃料を収容可能な燃料タンク１２と、吸着剤によって蒸発燃料を吸着可能なキャニスタ２８と、燃料タンク１２とキャニスタ２８を連通し、途中に封鎖弁３６が設けられた主配管３０と、燃料タンク１２とキャニスタ２８を連通し、途中に封鎖弁３８が設けられた副配管３２と、封鎖弁３６の開閉及び封鎖弁３８の開閉をそれぞれ制御し、給油時に封鎖弁３６及び封鎖弁３８をそれぞれ開弁させる制御装置２２と、を備えること。【選択図】図２

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

燃料タンクとして、キャニスタと燃料タンクを繋ぐ配管の途中に封鎖弁を設け、燃料タンクへの給油時や燃料タンクの内圧が所定値を上回った時以外は封鎖弁を閉弁することで、燃料タンクを密閉する密閉タンクがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３１７７０７号公報

ところで、密閉タンクの場合、給油時には、配管の封鎖弁を開き、蒸発燃料を含む気体を燃料タンクからキャニスタへ送り、燃料タンクの内圧を予め設定した圧力まで減圧している。しかし、キャニスタと燃料タンクを繋ぐ配管には、配管径の限度があるため、燃料タンクの減圧には時間がかかる。

本発明は上記事実を考慮し、給油時における燃料タンクの減圧時間を短縮することができる蒸発燃料処理装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置は、燃料を収容可能な燃料タンクと、吸着剤によって蒸発燃料を吸着可能なキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタを連通し、途中に第１封鎖弁が設けられた第１配管と、前記燃料タンクと前記キャニスタを連通し、途中に第２封鎖弁が設けられた第２配管と、前記第１封鎖弁の開閉及び前記第２封鎖弁の開閉をそれぞれ制御し、給油時に前記第１封鎖弁及び前記第２封鎖弁をそれぞれ開弁させる制御手段と、を備えている。

請求項１に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置では、給油時には、制御手段が第１封鎖弁及び第２封鎖弁をそれぞれ開弁させることから、燃料タンク内の蒸発燃料を含む気体が第１配管及び第２配管を通じてキャニスタへ送られるため、例えば、蒸発燃料を含む気体が１本の配管を通じてキャニスタへ送られるものと比べて、燃料タンクからキャニスタへの蒸発燃料を含む気体の流出量（送出量）が増える。これにより、給油時における燃料タンクの減圧時間を短縮することができる。

請求項２に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置は、請求項１に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置において、前記制御手段は、前記キャニスタのパージ時には、前記第２封鎖弁を閉弁させ且つ前記燃料タンクの内圧が予め設定した圧力以上になると前記第１封鎖弁を開弁させる。

請求項２に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置では、キャニスタのパージ時には、燃料タンクの内圧が予め設定した圧力以上になると制御手段が第１封鎖弁を開弁させることから、例えば、第１封鎖弁を閉弁させるものと比べて、燃料タンク内の圧力上昇を抑えることができる。これにより、給油時における燃料タンクの減圧時間をさらに短縮することができる。
また、キャニスタのパージ時には、第２封鎖弁を閉弁させることから、例えば、第２封鎖弁を開弁するものと比べて、エンジンが蒸発燃料を吸い込む量（吸引量）を制御することができる。

請求項３に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置は、請求項２に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置において、前記第２配管の流路断面積は、前記第１配管の流路断面積よりも大きい。

請求項３に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置では、第２配管の流路断面積を第１配管の流路断面積よりも大きくしていることから、キャニスタのパージ時にエンジンが蒸発燃料を吸い込む量を制御しつつ、給油時に燃料タンクからキャニスタへの蒸発燃料を含む気体の流出量をさらに増やすことができる。

請求項４に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置では、燃料を収容可能な燃料タンクと、吸着剤によって蒸発燃料を吸着可能なキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタを連通し、途中に封鎖弁が設けられた配管と、前記配管の前記キャニスタと前記封鎖弁との間に設けられ、前記燃料タンク内の気体を前記キャニスタへ送出するポンプと、前記封鎖弁の開閉及び前記ポンプの駆動をそれぞれ制御し、給油時に前記封鎖弁を開弁させると共に前記ポンプを駆動させる制御手段と、を備えている。

請求項４に記載の発明に係る蒸発燃料処理装置は、給油時には、制御手段が封鎖弁を開弁させると共にポンプを駆動させることから、燃料タンク内の蒸発燃料が配管を通じてキャニスタへ強制的に送り出されるため、燃料タンクからキャニスタへの蒸発燃料を含む気体の流出量（送出量）が増える。これにより、給油時における燃料タンクの減圧時間を短縮することができる。

請求項１に記載の本発明に係る蒸発燃料処理装置は、給油時における燃料タンクの減圧時間を短縮することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の本発明に係る蒸発燃料処理装置は、給油時における燃料タンクの減圧時間をさらに短縮しつつ、キャニスタのパージ時にエンジンが蒸発燃料を吸い込む量を制御することができる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の本発明に係る蒸発燃料処理装置は、キャニスタのパージ時にエンジンが蒸発燃料を吸い込む量を制御しつつ、給油時に燃料タンクからキャニスタへの蒸発燃料の流出量をさらに増やすことができる、という優れた効果を有する。

請求項４に記載の本発明に係る蒸発燃料処理装置は、給油時における燃料タンクの減圧時間を短縮することができる、という優れた効果を有する。

第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図であり、キャニスタのパージ時を示している。 図１の蒸発燃料処理装置の概略構成図であり、燃料タンクへの給油時を示している。 第２実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概略構成図であり、キャニスタのパージ時を示している。 図３の蒸発燃料処理装置の概略構成図であり、燃料タンクへの給油時を示している。

以下、本発明に係る蒸発燃料処理装置の第１実施形態について説明する。
図１及び図２には、第１実施形態の蒸発燃料処理装置１０が示されている。なお、図１では、蒸発燃料処理装置１０のキャニスタ２８のパージ時を示し、図２では、蒸発燃料処理装置１０の燃料タンク１２への給油時を示している。

蒸発燃料処理装置１０は、燃料Ｌを収容可能な燃料タンク１２を有している。この燃料タンク１２の上部には、インレットパイプ１４の下端部分が接続されている。このインレットパイプ１４は、上端の開口部分が給油口１４Ａとされている。この給油口１４Ａに図示しない給油装置の給油ガンを差し入れることで、燃料タンク１２に給油可能となる。また、給油口１４Ａは、通常はフューエルキャップ１６によって閉塞されおり、給油時には、フューエルキャップ１６が給油作業者により外される。

車体のパネルには、フューエルキャップ１６のさらに外側にフューエルリッド１８が設けられている。フューエルリッド１８は、一例として車室内等に設けられたリッド開放スイッチ２０が操作された情報が制御装置２２に送られると、制御装置２２が後述する所定の条件下で開放する。フューエルリッド１８の開閉状態はリッド開閉センサ２４で検知され、その情報が制御装置２２に送られる。なお、本実施形態の制御装置２２は、本発明の制御手段の一例である。

燃料タンク１２には、タンク内圧センサ２６が設けられている。タンク内圧センサ２６で検知されたタンク内圧の情報は、制御装置２２に送られる。

燃料タンク１２の外部には、内部に活性炭等の吸着剤が収容されたキャニスタ２８が設けられている。燃料タンク１２の上部とキャニスタ２８は、主配管３０と副配管３２によってそれぞれ連通されている。これら主配管３０と副配管３２は、並列に配置され、それぞれ燃料タンク１２内の気体（蒸発燃料を含む気体）をキャニスタ２８へ送れるように構成されている。燃料タンク１２内から送られた気体中の蒸発燃料は、キャニスタ２８の吸着剤で吸着され、それ以外の気体（大気成分）が、大気連通管３４から大気中に排出される。

主配管３０には、途中に封鎖弁３６（本実施形態では、一例として電磁弁）が設けられている。この封鎖弁３６は、制御装置２２によって開閉制御されている。封鎖弁３６の開弁状態では、燃料タンク１２内の気体が主配管３０を通じてキャニスタ２８に移動可能とされ、封鎖弁３６の閉弁状態では、この気体の移動が不能となる。なお、本実施形態の主配管３０は本発明の第１配管の一例であり、本実施形態の封鎖弁３６は本発明の第１封鎖弁の一例である。

副配管３２には、途中に封鎖弁３８（本実施形態では、一例として電磁弁）が設けられている。この封鎖弁３８は、制御装置２２によって開閉制御されている。封鎖弁３８の開弁状態では、燃料タンク１２内の気体が副配管３２を通じてキャニスタ２８に移動可能とされ、封鎖弁３８の閉弁状態では、この気体の移動が不能となる。なお、本実施形態の副配管３２は本発明の第２配管の一例であり、本実施形態の封鎖弁３８は本発明の第２封鎖弁の一例である。また、副配管３２の流路断面積は、主配管３０の流路断面積よりも大きくされている。

キャニスタ２８とエンジン４０とは、パージ配管４２で接続されている。封鎖弁３６及び封鎖弁３８を閉弁した状態でエンジン４０の負圧をキャニスタ２８に作用させることで、大気連通管３４から大気を導入すると共に吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離（パージ）させることができる。脱離された蒸発燃料は、エンジン４０に送られて燃焼される。

主配管３０の下端には、フロート状の弁体４４Ａを供えた満タン規制バルブ４４が設けられている。給油時に燃料Ｌの液面ＬＳが上昇した場合でも、液面ＬＳが満タン規制バルブ４４に達するまでは、弁体４４Ａは主配管３０を閉塞しないため、給油が妨げられることはない。液面ＬＳが満タン規制バルブ４４に達して弁体４４Ａが燃料に浮き、主配管３０を閉塞すると、燃料タンク１２内の気体がキャニスタ２８に移動できなくなる。

主配管３０は、燃料タンク１２内で下端部近傍が分岐されて分岐配管３０Ａが構成されている。分岐配管３０Ａの下端には、カットオフバルブ４６が設けられている。カットオフバルブ４６は、燃料タンク１２内において、満タン規制バルブ４４よりも高い位置に設けられている。このカットオフバルブ４６は、燃料タンク１２のタンク内圧が上昇して所定値を超えると開弁され、燃料タンク１２内の気体をキャニスタ２８に流入可能とする。たとえば、満タン規制バルブ４４が閉弁されていても、カットオフバルブ４６が開弁されることで、燃料タンク１２内の気体がキャニスタ２８に移動可能となる。これにより、燃料タンク１２のタンク内圧の過度の上昇が抑制される。

制御装置２２は、燃料タンク１２へ給油するためにリッド開放スイッチ２０が操作されると、封鎖弁３６及び封鎖弁３８をそれぞれ開弁させる。これにより、燃料タンク１２内の気体がタンク内圧によって主配管３０及び副配管３２を通じてキャニスタ２８へ送られる。送られた気体中の蒸発燃料は、キャニスタ２８の吸着剤で吸着され、それ以外の気体（大気成分）が、大気連通管３４から大気中に排出される。また、燃料タンク１２内から気体がキャニスタ２８へ送られて、タンク内圧が予め設定した圧力（以下、適宜「第１設定圧力」）よりも減圧されると、タンク内圧センサ２６で検知されたタンク内圧情報に基づいて制御装置２２がフューエルリッド１８を開くように構成されている。これにより、給油が可能となる。

また、制御装置２２は、キャニスタ２８のパージ時に封鎖弁３８を閉弁させ、且つ、燃料タンク１２の内圧が予め設定した圧力（以下、適宜「第２設定圧力」）以上になると封鎖弁３６を開弁させ、燃料タンク１２の内圧が予め設定した圧力（以下、適宜「第３設定圧力」）以下になると封鎖弁３６を閉弁させる。なお、本実施形態では、一例として第１設定圧力は、第２設定圧力と第３設定圧力の間の圧力とされているが本発明はこの構成に限定されない。また、制御装置２２によって、封鎖弁３６及び封鎖弁３８がそれぞれ閉弁されると、燃料タンク１２内は密閉状態となる。なお、本実施形態では、制御装置２２は、給油時のみに封鎖弁３８を開弁させるように構成されているが、本発明はこの構成に限定されない。

次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置１０の作用について説明する。
蒸発燃料処理装置１０では、給油時（図２参照）には、制御装置２２が封鎖弁３６及び封鎖弁３８をそれぞれ開弁させることから、燃料タンク１２内の気体（蒸発燃料を含む気体）が主配管３０及び副配管３２を通じてキャニスタ２８へ送られるため、例えば、上記気体が１本の配管を通じてキャニスタへ送られるものと比べて、燃料タンク１２からキャニスタ２８への気体の流出量（送出量）が増える。これにより、給油時において燃料タンク１２を第１設定圧力まで減圧する時間を短縮することができる。また、給油時には、燃料Ｌの液面ＬＳの上昇とともに燃料タンク１２の内圧が高まるが、主配管３０及び副配管３２を通じて燃料タンク１２内の気体がキャニスタ２８へ送られるため、給油がスムーズに行われる。結果、給油待ち時間を短縮することができる。なお、図２では、蒸発燃料を含む気体の流れを矢印Ｂ（実線）で示し、キャニスタ２８を通って蒸発燃料が除かれて大気連通管３４を流れる気体の流れを矢印Ａ（実線）で示している。

また、蒸発燃料処理装置１０では、キャニスタ２８のパージ時（図１参照）には、燃料タンク１２の内圧が第２設定圧力以上になると制御装置２２が封鎖弁３６を開弁させることから、例えば、封鎖弁３６を閉弁するものと比べて、燃料タンク１２内の圧力上昇を抑えることができる。これにより、給油時における燃料タンク１２の減圧時間をさらに短縮することができる。また、キャニスタ２８のパージ時に燃料タンク１２の内圧が第３設定圧力以下になると制御装置２２が封鎖弁３６を閉弁させることから、燃料タンク１２の内圧低下を抑えられる。
一方、キャニスタのパージ時には、制御装置２２が封鎖弁３８を閉弁させることから、例えば、封鎖弁３８を開弁するものと比べて、エンジン４０が蒸発燃料を吸い込む量（吸引量）を制御することができる。なお、図１では、蒸発燃料を含む気体の流れを矢印Ｂ（二点鎖線）で示し、キャニスタ２８から脱離（パージ）されてエンジン４０へ送られる蒸発燃料を含む気体の流れを矢印Ｃ（実線）で示し、大気連通管３４から導入される大気の流れを矢印Ａ（実線）で示している。

そして、蒸発燃料処理装置１０では、副配管３２の流路断面積を主配管３０の流路断面積よりも大きくしていることから、キャニスタ２８のパージ時にエンジン４０が蒸発燃料を吸い込む量を制御しつつ、給油時に燃料タンク１２からキャニスタ２８への気体の流出量をさらに増やすことができる。

次に、本発明に係る蒸発燃料処理装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成及び作用効果については同一符号を付し、その説明を省略する。
図３及び図４には、第２実施形態の蒸発燃料処理装置５０が示されている。なお、図３では、蒸発燃料処理装置５０のキャニスタ２８のパージ時を示し、図４では、蒸発燃料処理装置５０の燃料タンク１２への給油時を示している。

本実施形態の蒸発燃料処理装置５０は、第１実施形態の副配管３２及び封鎖弁３８を備えず、代わりに主配管３０の途中にポンプ５２を備えている。なお、蒸発燃料処理装置５０のその他の構成は、第１実施形態と同一である。

ポンプ５２は、主配管３０のキャニスタ２８と封鎖弁３６との間に配置されている。また、ポンプ５２は、制御装置２２によって駆動制御されており、駆動時には負圧を発生させて燃料タンク１２内の気体を吸引して強制的にキャニスタ２８へ送出している。

次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置５０の作用について説明する。なお、第１実施形態と同様に得られる作用効果については省略する。
蒸発燃料処理装置５０では、給油時には、制御装置２２が封鎖弁３６を開弁させると共にポンプ５２を駆動させることから、燃料タンク１２内の蒸発燃料を含む気体が主配管３０（本発明の配管の一例）を通じてキャニスタ２８へ強制的に送出されるため、燃料タンク１２からキャニスタ２８への気体の流出量（送出量）が増える。これにより、給油時において燃料タンク１２を第１設定圧力まで減圧する時間を短縮することができる。また、給油時には、燃料Ｌの液面ＬＳの上昇とともに燃料タンク１２の内圧が高まるが、主配管３０を通じて燃料タンク１２内の気体が強制的にキャニスタ２８へ送出されるため、給油がスムーズに行われる。

また、蒸発燃料処理装置５０では、ポンプ５２の出力（負圧生成力）を調整することで、燃料タンク１２内の気体をキャニスタ２８へ強制的に送出するときの送出量とポンプ５２の駆動による電力消費とをバランスよくコントロールできる。なお、図３では、蒸発燃料を含む気体の流れを矢印Ｂ（二点鎖線）で示し、キャニスタ２８から脱離（パージ）されてエンジン４０へ送られる蒸発燃料を含む気体の流れを矢印Ｃ（実線）で示し、大気連通管３４から導入される大気の流れを矢印Ａ（実線）で示している。また、図４では、蒸発燃料を含む気体の流れを矢印Ｂ（実線）で示し、キャニスタ２８を通って蒸発燃料が除かれて大気連通管３４を流れる気体の流れを矢印Ａ（実線）で示している。

なお、第２実施形態の主配管３０にポンプ５２を設ける構成については、第１実施形態に適用してもよい。また、第１実施形態の副配管３２にポンプ５２を設けてもよく、主配管３０及び副配管３２にそれぞれポンプ５２を設けてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０、５０ 蒸発燃料処理装置
１２ 燃料タンク
２２ 制御装置（制御手段）
２８ キャニスタ
３０ 主配管（第１配管、配管）
３２ 副配管（第２配管）
３６ 封鎖弁（第１封鎖弁、封鎖弁）
３８ 封鎖弁（第２封鎖弁）
５２ ポンプ

Claims (4)

1. 燃料を収容可能な燃料タンクと、
   吸着剤によって蒸発燃料を吸着可能なキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタを連通し、途中に第１封鎖弁が設けられた第１配管と、
   前記燃料タンクと前記キャニスタを連通し、途中に第２封鎖弁が設けられた第２配管と、
   前記第１封鎖弁の開閉及び前記第２封鎖弁の開閉をそれぞれ制御し、給油時に前記第１封鎖弁及び前記第２封鎖弁をそれぞれ開弁させる制御手段と、
   を備えた蒸発燃料処理装置。
2. 前記制御手段は、前記キャニスタのパージ時には、前記第２封鎖弁を閉弁させ且つ前記燃料タンクの内圧が予め設定した圧力以上になると前記第１封鎖弁を開弁させる、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記第２配管の流路断面積は、前記第１配管の流路断面積よりも大きい、請求項２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 燃料を収容可能な燃料タンクと、
   吸着剤によって蒸発燃料を吸着可能なキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタを連通し、途中に封鎖弁が設けられた配管と、
   前記配管の前記キャニスタと前記封鎖弁との間に設けられ、前記燃料タンク内の気体を前記キャニスタへ送出するポンプと、
   前記封鎖弁の開閉及び前記ポンプの駆動をそれぞれ制御し、給油時に前記封鎖弁を開弁させると共に前記ポンプを駆動させる制御手段と、
   を備えた蒸発燃料処理装置。

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