JP2018178894A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料を貯留する燃料タンクにて発生した蒸発燃料が大気中に放出されるのを防ぐため、蒸発燃料を捕捉するキャニスタを備える内燃機関が知られている。キャニスタに捕捉された燃料はパージ処理によって吸気通路に導入される。例えば、ハイブリッド車両に搭載される内燃機関は車両が走行中であっても作動を停止している場合があるので、パージ処理を実行できる機会が減少する。その結果、キャニスタに捕捉可能な燃料量の上限を越える蒸発燃料が流入し、以て、蒸発燃料が大気に放出される虞がある。【解決手段】蒸発燃料に含まれる不飽和炭化水素をアルコールに改質する改質触媒を蒸発燃料と接触可能な位置に配設し、蒸発燃料及び液状燃料におけるアルコール濃度を上昇させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料タンクにて発生した蒸発燃料を捕捉し、捕捉した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置に関する。

内燃機関（以下、単に「機関」とも称呼される。）へ供給される燃料を貯留する燃料タンクにて発生した蒸発燃料が大気に放出されることを回避するため、キャニスタを備える機関（以下、「従来機関」とも称呼される。）が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。キャニスタは燃料吸着剤を内包し、燃料吸着剤は燃料タンクからキャニスタ内に導入された蒸発燃料を捕捉する。

従来機関の吸気通路とキャニスタとを連通するパージ配管には、パージバルブが介装されている。パージバルブが開弁すると、従来機関の吸気行程にて発生する吸気通路の圧力低下（即ち、吸気負圧）によってキャニスタから吸気通路へ向かう気流（以下、「パージ気流」とも称呼される。）が発生する。パージ気流によって、燃料吸着剤に捕捉されていた燃料が燃料吸着剤から脱離し、脱離した燃料が吸気通路へ導入される。吸気通路に導入された燃料は、燃料噴射弁から噴射された燃料と共に燃焼室にて燃焼する。パージバルブを開弁して燃料吸着剤に捕捉されていた燃料を機関の吸気通路へ導入する処理は、以下、「パージ処理」とも称呼される。

特開２０１５−１１７５９９号公報

ところで、近年、機関に加えて電動機を駆動力源として搭載するハイブリッド車両が普及している。ハイブリッド車両において、走行に必要な駆動力（駆動トルク）を電動機のみが発生し、機関の運転が停止している場合がある。この場合、吸気負圧を必要とするパージ処理を実行することができない。換言すれば、ハイブリッド車両において、パージ処理を実行できる機会が、「駆動トルクを機関のみによって発生させる車両」と比較して減少する。

パージ処理を実行できる機会が減少すると、キャニスタが捕捉した蒸発燃料量（捕捉燃料量）が増大し、やがて、キャニスタが捕捉可能な燃料量の上限（以下、「捕捉上限量」とも称呼される。）と等しくなる状態（以下、「飽和状態」とも称呼される。）が発生する可能性が高くなる。キャニスタが飽和状態にあるとき、蒸発燃料がキャニスタに更に流入すると、蒸発燃料がキャニスタによって捕捉されずに大気中に放出される現象（以下、「過剰蒸発燃料放出現象」とも称呼される。）が発生する。

パージ処理を実行できる機会の減少に伴う過剰蒸発燃料放出現象は、例えば、車両が走行を停止しているときに機関の運転を一時的に停止させる車両（即ち、アイドリングストップ機能を備える車両）においても発生し得る。

加えて、パージ処理を実行できる機会の減少が発生しなくても、パージ処理の実行時に吸気通路に流入する燃料量が減少すれば、過剰蒸発燃料放出現象が発生する可能性が上昇する。パージ処理の実行時における吸気通路に流入する燃料量の減少は、例えば、吸気負圧の減少（即ち、吸気行程における吸気通路内の圧力と大気圧との差分の大きさの減少）によって発生する。吸気負圧の減少は、例えば、機関がアトキンソンサイクルを採用している場合、及び、機関が過給機を備えている場合に発生する。

吸気負圧の減少によってパージ処理の実行時に吸気通路に流入する燃料量が減少する理由を説明する。パージ処理の実行時に発生するパージ気流によってキャニスタに捕捉されていた燃料が脱離する。吸気負圧が小さいと（即ち、吸気通路内の圧力と大気圧との差分の大きさが小さいと）、吸気負圧が大きいときと比較してパージ気流の流速が小さくなる。その結果、キャニスタから脱離する燃料量が減少し、以て、パージ処理の実行時に吸気通路に流入する燃料量が減少する。

過剰蒸発燃料放出現象の発生は、キャニスタの大型化に伴う捕捉上限量の増加によって回避できる可能性がある。しかし、キャニスタの大型化は、設置場所の確保及び生産コストの増大等の車両設計上の制約が原因で実現できない場合がある。

そこで、本発明の目的の一つは、キャニスタを大型化することなく過剰蒸発燃料放出現象が発生する可能性を低減することができる蒸発燃料処理装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る蒸発燃料処理装置（以下、「本発明装置」とも称呼される。）は、燃料タンク、キャニスタ、ベント配管、パージ配管、パージバルブ、及び、改質触媒を備える。

前記燃料タンク（３１）は、
内燃機関（１０）に供給される燃料を液体の状態にて貯留する。

前記キャニスタ（４１）は、
前記燃料タンクに貯留された燃料が気化して発生する「蒸発燃料」を、内包する燃料吸着剤（４１ａ）によって「捕捉燃料」として捕捉する。

前記ベント配管（４２及び４２ａ）は、
前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記キャニスタに導入する。

前記パージ配管（４３）は、
前記キャニスタ内の捕捉燃料を前記内燃機関の吸気通路に導入する。

前記パージバルブ（４６）は、
前記パージ配管に介装され、前記捕捉燃料を前記吸気通路に導入するときに開弁される。

前記改質触媒（４８、７１ａ及び８１）は、
前記燃料タンク内にて発生し且つ前記キャニスタに到達していない蒸発燃料と接触可能な空間に配設され、且つ、前記蒸発燃料に含まれる不飽和炭化水素からアルコールへの化学変化を促進する。

改質触媒は、例えば、担体としてのメソポーラスシリカと、担体に担持された白金（Ｐｔ）と、によって構成される。改質触媒に用いられる担体は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）及び酸化チタン（ＴｉＯ_２）等であっても良い。加えて、担体に担持される物質は、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）等であっても良い。

蒸発燃料が改質触媒と接触すると、蒸発燃料に含まれる不飽和炭化水素（具体的には、オレフィン及びアロマティクス等）の水和反応が促進され、その結果、アルコールが生成される。水和反応（即ち、改質）の結果として、（ａ）キャニスタに流入する蒸発燃料量が減少し、（ｂ）捕捉上限量が増加し、且つ、（ｃ）キャニスタに捕捉された燃料の脱離が容易となる。

（ａ）について説明すると、蒸発燃料の改質によって発生したアルコールの一部は、燃料タンク内の液状燃料と接触して融解する。即ち、蒸発燃料の改質によって液状燃料のアルコール濃度が上昇する。蒸発燃料の改質によって発生したアルコールは、改質される前の物質である不飽和炭化水素と比較して沸点が高い。そのため、液状燃料のアルコール濃度が上昇することによって、蒸発する燃料の量が減少する。そのため、アルコールへの改質によってキャニスタに流入する蒸発燃料量が減少する。

（ｂ）について説明すると、蒸発燃料に含まれるアルカン及びオレフィン等は、キャニスタが内包する燃料吸着剤に吸着すると化学吸着によって単分子層を形成する（図２の左側を参照）。一方、蒸発燃料の改質によって発生したアルコールは、化学吸着によって燃料吸着剤に吸着すると共に、アルコール分子どうしが物理吸着して多分子層を形成する（図２の右側を参照）。

蒸発燃料の改質によって「燃料吸着剤への吸着時に多分子層を形成する物質（この場合、アルコール）」の濃度が上昇すると、燃料吸着剤の単位表面積あたりに吸着する分子数が増加する。そのため、アルコールへの改質によって捕捉上限量が増加する。

（ｃ）について説明すると、物理吸着の吸着力は化学吸着の吸着力よりも弱いので、物理吸着によって形成された多分子層は、化学吸着によって形成された単分子層と比較してパージ気流によって容易に脱離される。そのため、アルコールへの改質によってキャニスタに捕捉された燃料の脱離が容易となる。

従って、蒸発燃料のアルコールへの改質によって捕捉燃料量が捕捉上限量に達する可能性を低減することができる。よって、本発明装置によれば、キャニスタを大型化することなく過剰蒸発燃料放出現象の発生を回避することができる可能性が高くなる。

本発明装置の一態様において、
前記改質触媒（７１ａ及び８１）は、
前記燃料タンクに貯留された燃料（ＦＬ）と、液体の流通を阻止し且つ気体の流通を許容するカットオフバルブ（４５及び７３）によって隔離された空間に配設される。

カットオフバルブは、例えば、フロート弁を用いて構成される。カットオフバルブによって、改質触媒が燃料タンク内の液状燃料と直接接触することが回避される。仮に、改質触媒が液状燃料と直接接触すると、蒸発燃料のみならず液状燃料もアルコールに改質され、その結果、液状燃料のアルコール濃度が必要以上に高くなる可能性がある。

不飽和炭化水素からアルコールへの改質によって燃焼時の発生熱量が低下するので、液状燃料のアルコール濃度が必要以上に高くなると、燃料が機関に供給されて燃焼したときに機関が発生させるトルクの減少量が大きくなる虞がある。しかし、本態様によれば、蒸発燃料がアルコールに改質される一方、液状燃料がアルコールに改質されることが回避され、以て、液状燃料のアルコール濃度が必要以上に高くなることが回避される。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置（本処理装置）及び本処理装置が適用される機関の概略図である。 燃料吸着剤の表面に形成される単分子層と多分子層とを表した模式図である。 実施形態の第１変形例に係る蒸発燃料処理装置（第１変形装置）の概略図である。 実施形態の第２変形例に係る蒸発燃料処理装置（第２変形装置）の概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置（以下、「本処理装置」とも称呼される。）について説明する。本処理装置の構成が、図１に示される。本処理装置は、多気筒・火花点火・ガソリン燃料噴射式の機関１０に適用される。機関１０は、図示しない車両（以下、「本車両」とも称呼される。）に駆動力源として搭載されている。本車両は、機関１０に加えて駆動力源としての電動機（不図示）も備えている。即ち、本車両は、ハイブリッド車両である。

機関１０は、吸気ポート２１ａを含む吸気通路２１、燃焼室２２、排気ポート２３ａを含む排気通路２３、吸気弁２４、排気弁２５、燃料噴射弁２６、アクチュエータ２７ａを備えるスロットル弁２７、及び、点火プラグ２８を含んでいる。

吸気弁２４は、シリンダヘッド部に配設され、インテークカムシャフト（不図示）によって駆動されることにより「吸気ポート２１ａと燃焼室２２との連通部」を開閉するようになっている。排気弁２５は、シリンダヘッド部に配設され、エキゾーストカムシャフト（不図示）によって駆動されることにより「排気ポート２３ａと燃焼室２２との連通部」を開閉するようになっている。

燃料噴射弁２６は、吸気ポート２１ａに配設されている。燃料噴射弁２６は、後述されるＥＣＵ５０からの指示に応じて吸気ポート２１ａ内に燃料を噴射するようになっている。燃料噴射弁２６から噴射された燃料は、「吸気通路２１を通って燃焼室２２へ導入される空気」と共に燃焼室２２へ供給される。

スロットル弁２７は、吸気通路２１内に配設されている。スロットル弁２７は、ＥＣＵ５０からの指示に応答するアクチュエータ２７ａによって開閉される。即ち、アクチュエータ２７ａによってスロットル弁２７の開度が調整され、以て、燃焼室２２に流入する空気の量が調節される。

点火プラグ２８は、燃焼室２２のシリンダヘッド部に配設されている。点火プラグ２８は、ＥＣＵ５０からの指示に応じて燃焼室２２内の混合気を点火する。

更に、本車両は、燃料供給装置３０及び蒸発燃料処理装置４０を備えている。燃料供給装置３０は、燃料給油口３１ａを備える燃料タンク３１、燃料供給配管３２及び燃料ポンプ３３を含んでいる。

燃料タンク３１は、密閉された容器であって燃料噴射弁２６に供給される燃料（本実施形態においてガソリンであり、アルコール含有燃料であっても良い。）を貯留する。燃料タンク３１に貯留された液体状態の燃料（液状燃料）は、以下、「燃料ＦＬ」とも称呼される。燃料供給配管３２は、燃料タンク３１と燃料噴射弁２６とを連通する。燃料ポンプ３３は、燃料供給配管３２に介装されている。燃料ポンプ３３は、燃料噴射弁２６に供給される燃料を加圧する。

蒸発燃料処理装置４０は、キャニスタ４１、ベント配管４２、パージ配管４３、大気配管４４、カットオフバルブ４５、パージバルブ４６、エアフィルタ４７及び改質触媒４８を含んでいる。

キャニスタ４１は、略円筒形状又は略直方体形状を有する筐体と、その筐体の内部に収められた燃料吸着剤４１ａと、を備える。燃料吸着剤４１ａは、キャニスタ４１に流入した蒸発燃料を捕捉（吸着）することができる。燃料吸着剤４１ａは、活性炭により構成されている。ベント配管４２、パージ配管４３及び大気配管４４のそれぞれの一端は、キャニスタ４１に接続されている。ベント配管４２及びパージ配管４３のそれぞれのキャニスタ４１側の端部は、大気配管４４のキャニスタ４１側の端部と燃料吸着剤４１ａを挟んで対向する位置に設けられている。キャニスタ４１の作用については後述される。

ベント配管４２は、燃料タンク３１とキャニスタ４１とを連通する。燃料ＦＬの一部が気化して蒸発燃料となったために燃料タンク３１内の圧力が高くなると、蒸発燃料はベント配管４２を介してキャニスタ４１に流入する。

パージ配管４３は、キャニスタ４１と吸気通路２１（スロットル弁２７よりも下流側位置）とを連通する。大気配管４４は、キャニスタ４１に大気を導入するために設けられている。

カットオフバルブ４５は、ベント配管４２の一端である燃料タンク３１内突出部に配設されている。カットオフバルブ４５は、フロート弁を含み、気体の流通を許容する一方、液体の流通を妨げる。そのため、蒸発燃料はカットオフバルブ４５を通過できるが、燃料ＦＬが燃料タンク３１からキャニスタ４１へ流入することはカットオフバルブ４５によって阻止される。

パージバルブ４６は、パージ配管４３に介装されている。パージバルブ４６は、電磁式制御弁であってＥＣＵ５０の指示に応じて開弁する。エアフィルタ４７は、大気配管４４に介装されている。エアフィルタ４７は、大気配管４４を介してキャニスタ４１に流入する大気中の異物を除去する。

改質触媒４８は、燃料タンク３１の内側の上面に配設されている。即ち、改質触媒４８は、燃料タンク３１内であって、本車両が静止しているとき、燃料ＦＬが到達しない場所に配設されている。改質触媒４８は、担体としてのメソポーラスシリカ（多孔質シリカであって、ＭＣＭ−４１とも称呼される。）と、担体に担持させられた白金（Ｐｔ）と、を含んでいる。改質触媒４８の作用については後述される。

ＥＣＵ５０は、本車両の加速度が運転者の要求加速度と一致するように、機関１０が発生させるトルク及び電動機が発生させるトルクを調整する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及び、ＲＡＭを備えている。ＣＰＵは、所定のプログラム（ルーチン）を逐次実行することによってデータの読み込み、数値演算、及び、演算結果の出力等を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するプログラム及びルックアップテーブル（マップ）等を記憶している。ＲＡＭは、データを一時的に記憶する。

ＥＣＵ５０は、水温センサ６１及びクランク角度センサ６２からの信号を受信するようになっている。

水温センサ６１は、機関１０の本体部に配設されている。水温センサ６１は、機関１０を冷却するために循環する冷却水（不図示）の温度である冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力する。

クランク角度センサ６２は、機関１０のクランクシャフト（不図示）の回転位置を表す信号を発生させる。ＥＣＵ５０は、クランク角度センサ６２からの信号に基づいて機関１０の機関回転速度ＮＥを算出する。

（蒸発燃料処理装置の作用）
次に、蒸発燃料処理装置４０の作用について説明する。燃料タンク３１内の蒸発燃料が増加して燃料タンク３１内の圧力が上昇すると、燃料タンク３１からベント配管４２を介してキャニスタ４１に蒸発燃料が燃料タンク３１内の空気と共に流入する。キャニスタ４１に流入した蒸発燃料は、燃料吸着剤４１ａに吸着される。即ち、キャニスタ４１が蒸発燃料を捕捉する。一方、キャニスタ４１に流入した空気は、大気配管４４を経て大気中に放出される。

キャニスタ４１が捕捉した蒸発燃料の量（捕捉燃料量）が増加し続けると、やがて、捕捉燃料量がキャニスタ４１が捕捉可能な燃料量の上限（捕捉上限量）と等しくなる。即ち、キャニスタ４１が飽和状態となる。

仮に、キャニスタ４１が飽和状態であるときに蒸発燃料がキャニスタ４１に更に流入すると、その蒸発燃料は、キャニスタ４１に捕捉されることなく大気配管４４を経て大気中に放出される。即ち、過剰蒸発燃料放出現象が発生する。

そこで、ＥＣＵ５０は、過剰蒸発燃料放出現象の発生を回避するため、パージ処理を実行する。具体的には、機関１０の運転中に所定のパージ処理実行条件が成立すると、ＥＣＵ５０は、パージバルブ４６を閉弁状態から開弁状態に変更する。即ち、ＥＣＵ５０は、パージバルブ４６を開弁させる。

本実施形態において、パージ処理実行条件は、以下の（条件１）及び（条件２）が共に成立したときに成立する条件である。
（条件１）冷却水温ＴＨＷが所定の閾値温度ＴＨＷｔｈよりも高い。
（条件２）機関回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度ＮＥｔｈよりも大きい。

パージ処理が実行されると、機関１０の吸気行程に発生する吸気通路２１内の負圧（即ち、吸気負圧）によって、大気配管４４を経てキャニスタ４１に流入した空気が、パージ配管４３を経て吸気通路２１に流入する。即ち、パージ気流が発生する。このとき、燃料吸着剤４１ａに吸着していた燃料が脱離してパージ気流と共に吸気通路２１に流入する。パージ気流に含まれる燃料は、燃料噴射弁２６から噴射された燃料と共に燃焼室２２内にて燃焼する。この結果、キャニスタ４１の捕捉燃料量が減少するので、過剰蒸発燃料放出現象の発生が回避される。

（改質触媒の作用）
本車両の走行中、電動機のみが駆動力を発生させる一方、機関１０の運転が停止している場合がある。そのため、駆動力源として機関のみを搭載している車両と比較して、上記（条件２）が成立する機会が減少し、以て、パージ処理を実行できる機会が減少する。パージ処理を実行できる機会が減少してもキャニスタ４１が飽和状態となることを回避するため、改質触媒４８が燃料タンク３１内の蒸発燃料の一部をアルコールに改質する。

より具体的に述べると、改質触媒４８によって、燃料タンク３１内の蒸発燃料に含まれる不飽和炭化水素（具体的には、オレフィン及びアロマティクス等）と、燃料タンク３１内の空気に含まれる水蒸気と、の化合（水和反応）が促進される。オレフィンの水和反応は、下式（１）によって表される。加えて、アロマティクスの側鎖における非共役二重結合の水和反応は、下式（２）によって表される。ただし、式（２）において、「Ａｒ」はアリール基を表している。式（１）及び式（２）から理解されるように、改質触媒４８によって促進される水和反応によって不飽和炭化水素がアルコールへ改質される。

Ｃ_ｎＨ_２ｎ ＋ Ｈ_２Ｏ → Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１ＯＨ ……（１）
Ａｒ-Ｃ_ｎＨ_２ｎ−１ ＋ Ｈ_２Ｏ → Ａｒ-Ｃ_ｎＨ_２ｎ-ＯＨ ……（２）

蒸発燃料の一部がアルコールに改質されることによって、以下の（ａ）乃至（ｃ）の効果が得られる。
（ａ）キャニスタ４１に流入する蒸発燃料量が減少する。
（ｂ）キャニスタ４１の捕捉上限量が増加する。
（ｃ）キャニスタ４１に捕捉された燃料の脱離が容易となる。

先ず、（ａ）について説明する。改質によって発生したアルコールは、改質される前の物質である不飽和炭化水素よりも沸点が高い。例えば、ガソリンに含まれる不飽和炭化水素の一種である１−ブテンの沸点は−６．６°Ｃである一方、１−ブテンが改質されて発生したアルコールの一種である１−ブタノールの沸点は１１７．７°Ｃである。

改質によって発生したアルコールの一部は燃料ＦＬと接触して溶解（液化）するので、燃料ＦＬのアルコール濃度が上昇する。その結果、燃料ＦＬのうち蒸発する燃料の量が減少し、以て、キャニスタ４１に流入する蒸発燃料量が減少する。

次に、上記（ｂ）について説明する。蒸発燃料に含まれるアルカン及びオレフィン等は、燃料吸着剤４１ａに吸着されると、化学吸着によって燃料吸着剤４１ａの表面上に単分子層を形成する。燃料吸着剤４１ａの表面上に形成された単分子層が、図２の左側に模式的に表される。

一方、改質によって発生したアルコールは、化学吸着によって燃料吸着剤４１ａの表面上に吸着すると共に、ファンデルワールス力の増加に伴いアルコール分子どうしが物理吸着して多分子層を形成する。燃料吸着剤４１ａの表面上に形成された多分子層が、図２の右側に模式的に表される。

キャニスタ４１に流入する蒸発燃料における「燃料吸着剤４１ａへの吸着時に多分子層を形成する物質（本例において、アルコール）」の濃度が上昇すれば、燃料吸着剤４１ａの単位表面積あたりに吸着できる分子数が増加する。従って、アルコールへの改質によって、キャニスタ４１の捕捉上限量が増加する。

次に、上記（ｃ）について説明する。燃料吸着剤４１ａの表面上に物理吸着によって形成された多分子層は、化学吸着によって形成された単分子層と比較してパージ処理の実行時にキャニスタ４１内に発生する空気流（即ち、パージ気流）によって容易に脱離する。そのため、キャニスタ４１に流入する蒸発燃料における「燃料吸着剤４１ａへの吸着時に多分子層を形成する物質」の濃度が上昇すれば、キャニスタ４１に捕捉された燃料の脱離が容易となる。

以上説明したように、本処理装置によれば、改質触媒４８による蒸発燃料のアルコールへの改質によって過剰蒸発燃料放出現象が発生する可能性を低減できる。例えば、キャニスタの捕捉上限量を増加させるため（ひいては過剰蒸発燃料放出現象が発生する可能性を低減するため）、キャニスタ（キャニスタに内包される燃料吸着剤を含む）の大型化、及び、燃料吸着剤の電熱線による加熱が考えられる。しかし、キャニスタが大型化すれば、車両内における設置場所の確保が困難となる可能性がある。加えて、燃料吸着剤を電熱線によって加熱すれば、加熱のためのエネルギー消費によって車両の燃料消費率（燃費）が悪化する可能性がある。他方、本発明装置によれば、キャニスタの大型化及び車両の燃料消費率の悪化を伴うことなく、過剰蒸発燃料放出現象が発生する可能性を低減することが可能となる。

＜第１変形例＞
次に、本処理装置の第１変形例について説明する。第１変形例に係る蒸発燃料処理装置（第１変形装置）の構成が、図３に示される。上述した実施形態（本処理装置）に係る改質触媒４８は、燃料タンク３１の内側且つ上面に配設されていた。これに対し、第１変形例に係る改質触媒７１ａは、燃料タンク３１の外にある改質室７１に内包されている。以下、この相違点を中心に説明する。

燃料タンク３１と改質室７１は、改質配管７２によって連通されている。改質配管７２の一端である燃料タンク３１内突出部に、改質カットオフバルブ７３が配設されている。より具体的には、改質カットオフバルブ７３は、燃料タンク３１内上部であって、本車両が静止しているときに燃料ＦＬが到達しない場所に配設されている。改質カットオフバルブ７３は、フロート弁を含み、気体の流通を許容する一方、液体の流通を妨げる。そのため、蒸発燃料は改質カットオフバルブ７３を通過できるが、燃料ＦＬが燃料タンク３１から改質室７１へ流入することは改質カットオフバルブ７３によって阻止される。

燃料タンク３１内の蒸発燃料の一部は、改質配管７２を介して改質室７１に流入し、改質触媒７１ａによってアルコールに改質される。改質によって生じた気体のアルコールの一部は、改質配管７２を介して燃料タンク３１に流入する。

一方、燃料ＦＬの改質室７１への流入は、改質カットオフバルブ７３によって阻止されるので、燃料ＦＬが改質触媒７１ａと直接接触することによって燃料ＦＬがアルコールに改質されることが回避される。従って、第１変形装置によれば、燃料ＦＬのアルコール濃度が必要以上に高くなること（具体的には、燃料ＦＬのアルコール濃度が、上記（ａ）の効果が得られる程度のアルコール濃度よりも更に高くなること）が阻止される。そのため、燃料ＦＬにおける「改質によって燃焼時における発生熱量が低下したアルコール」の濃度が必要以上に高くなることに起因して「燃料ＦＬが燃焼室２２にて燃焼したときに発生する熱量」の減少量が過大となることが回避される。

＜第２変形例＞
次に、本処理装置の第２変形例について説明する。第２変形例に係る蒸発燃料処理装置（第２変形装置）の構成が、図４に示される。上述した実施形態（本処理装置）に係る改質触媒４８は、燃料タンク３１の内側且つ上面に配設されていた。これに対し、第２変形例に係る改質触媒８１は、燃料タンク３１とキャニスタ４１とを連通するベント配管４２ａに内包（介装）されている。以下、この相違点を中心に説明する。

燃料タンク３１内の蒸発燃料の一部は、ベント配管４２ａに流入して改質触媒８１によってアルコールに改質される。改質によって生じた気体のアルコールの一部は、燃料タンク３１に流入する。

一方、燃料ＦＬのベント配管４２ａへの流入は、カットオフバルブ４５によって阻止されるので、燃料ＦＬが改質触媒８１と直接接触することによって燃料ＦＬがアルコールに改質されることが回避される。従って、第２変形装置によれば、燃料ＦＬのアルコール濃度が必要以上に高くなることに起因して「燃料ＦＬが燃焼室２２にて燃焼したときに発生する熱量」の減少量が過大となることが回避される。

以上、本発明に係る蒸発燃料処理装置の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態に係る本車両はハイブリッド車両であった。しかし、機関１０は、駆動力源としての電動機を備えていない車両に搭載されても良い。更に、機関１０は、アイドリングストップ機能を備える車両に搭載されても良い。或いは、機関１０は、過給機を備える機関、又は、アトキンソンサイクルを採用した機関であっても良い。

加えて、本実施形態に係る燃料吸着剤４１ａは、活性炭により構成されていた。しかし、燃料吸着剤４１ａは活性炭以外の材料（例えば、細孔内に蒸発燃料を吸着することができる材料であり、一例として、ゼオライト）によって構成されても良い。

加えて、本実施形態に係る改質触媒４８は、担体としてのメソポーラスシリカ、及び、担体に担持させられた白金を含んでいた。しかし、改質触媒４８の担体は、メソポーラスシリカ以外の物質（例えば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、ジルコニア、及び、酸化チタン）であっても良い。更に、改質触媒４８の担体に担持される物質は、不飽和炭化水素からアルコールへの化学変化を促進する物質であればよく、そのため、白金以外の物質（例えば、パラジウム、金、及び、銀）であっても良い。

加えて、ベント配管４２及びベント配管４２ａには、燃料ＦＬの一部が気化して蒸発燃料が発生したために「燃料タンク３１内の圧力」が「キャニスタ４１内の圧力」よりも所定の圧力閾値だけ高くなると開弁するベントバルブが介装されていても良い。

特に、第２変形装置においては、ベントバルブがベント配管４２ａにおける改質触媒８１とキャニスタ４１側との間の位置に介装されていても良い。この場合、ベントバルブが設けられていない場合と比較して、蒸発燃料が発生して燃料タンク３１内の圧力が上昇し始めてから、その蒸発燃料がキャニスタ４１に流入するまでの時間が長くなる。その結果、改質触媒８１にて生成されるアルコールの量が増加する。従って、この構成によれば、上述した（ａ）乃至（ｃ）の効果を得るために充分な量のアルコールが生成される。

加えて、本実施形態に係るパージ処理実行条件は、上記（条件１）及び（条件２）が共に成立したときに成立していた。しかし、パージ処理実行条件は、（条件１）及び（条件２）と異なっていても良い。例えば、（条件１）は割愛されても良い。この場合、（条件２）が成立すれば、パージ処理実行条件が成立する。或いは、パージ処理実行条件は、パージ処理が前回実行された後に経過した機関１０の運転時間が所定の時間閾値を超えたときに成立する条件であっても良い。

１０…機関、２１…吸気通路、２１ａ…吸気ポート、２２…燃焼室、２３…排気通路、２３ａ…排気ポート、２４…吸気弁、２５…排気弁、２６…燃料噴射弁、２７…スロットル弁、２７ａ…アクチュエータ、２８…点火プラグ、３０…燃料供給装置、３１…燃料タンク、３１ａ…燃料給油口、３２…燃料供給配管、３３…燃料ポンプ、４０…蒸発燃料処理装置、４１…キャニスタ、４１ａ…燃料吸着剤、４２…ベント配管、４３…パージ配管、４４…大気配管、４５…カットオフバルブ、４６…パージバルブ、４７…エアフィルタ、４８…改質触媒、５０…ＥＣＵ、６１…水温センサ、６２…クランク角度センサ。

Claims (2)

1. 内燃機関に供給される燃料を液体の状態にて貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンクに貯留された燃料が気化して発生する蒸発燃料を、内包する燃料吸着剤によって捕捉燃料として捕捉するキャニスタと、
   前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記キャニスタに導入するベント配管と、
   前記キャニスタ内の捕捉燃料を前記内燃機関の吸気通路に導入するパージ配管と、
   前記パージ配管に介装され、前記捕捉燃料を前記吸気通路に導入するときに開弁されるパージバルブと、
   を備える蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンク内にて発生し且つ前記キャニスタに到達していない蒸発燃料と接触可能な空間に配設され、且つ、前記蒸発燃料に含まれる不飽和炭化水素からアルコールへの化学変化を促進する改質触媒を備える、
   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において、
   前記改質触媒は、
   前記燃料タンクに貯留された燃料と、液体の流通を阻止し且つ気体の流通を許容するカットオフバルブによって隔離された空間に配設される、
   蒸発燃料処理装置。
   

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