JP2606269B2

JP2606269B2 - 車両用蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP2606269B2
Application number: JP7555388A
Authority: JP
Inventors: 英徳佐藤; 倫保野坂
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH01247756A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車両の燃料タンク等の燃料貯溜室より蒸発
した燃料を吸着処理して、蒸発燃料が大気中に放出され
るのを防止する蒸発燃料処理装置（以下キャニスタと称
する）に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のキャニスタは、ケーシング内に活性炭
等よりなる吸着剤を有しており、この吸着剤により車両
の燃料タンクおよび気化器のフロート室で発生した蒸発
燃料を吸着するとともに、キャニスタで吸着した蒸発燃
料を吸気管負圧により脱離させて吸気管内に吸引するよ
うにしている。

また、脱離初期に濃度の高い蒸発燃料が吸気管内に吸
引されて空燃比が変動するのを防止するために、キャニ
スタから吸気管への通路内に、車両の各種条件によって
制御される開閉弁と、吸気管内へ吸引される蒸発燃料の
流量を制御する固定オリフィスとを設けたシステムを採
用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、ガソリン給油時において発生する大量の蒸
発燃料を処理するような大型のキャニスタの場合には、
前述したシステムを採用すると、脱離される蒸発燃料の
濃度が高いため、開閉弁を制御する脱離可能条件が厳し
くなり、吸入空気量がかなり多い領域についてのみキャ
ニスタに吸着された蒸発燃料の脱離が行われることにな
る。そのため、脱離される全体の蒸発燃料の流量が減少
し、キャニスタで吸着した蒸発燃料が充分に脱離されな
いという問題がある。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもの
で、給油時に発生する大量で流速の速い蒸発燃料を吸着
でき、キャニスタから吸気管内へ吸引される蒸発燃料が
空燃比に及ぼす影響を所定の許容範囲内に納めるととも
に、キャニスタで吸着した蒸発燃料の脱離可能な吸入空
気量領域を広げることにより脱離される全体の蒸発燃料
の流量を増加することのできる蒸発燃料処理装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明では、燃料タンク
からの蒸発燃料を蒸発燃料吸着剤により吸着するように
した車両用蒸発燃料処理装置において、ケーシング内
に、第１空間部、第１の蒸発燃料吸着剤、第２空間部、
第２の蒸発燃料吸着剤および第３空間部を有するととも
に、第１の蒸発燃料吸着剤を配置する第１の吸着剤室と、第２の蒸発燃料吸着剤を配置する第２の吸着剤室とを
隔壁により分割し、蒸発燃料の吸着時には、第１の吸着
剤室と第２の吸着剤室を直列に接続し、蒸発燃料を車両
の吸気系統に供給するパージ時には、第２空間部に開口し吸気管負圧によって蒸発燃料吸着
剤にて吸着した蒸発燃料を吸気管内へ脱離する第１パー
ジポートと、第１空間部に開口し吸気管負圧によって蒸発燃料吸着
剤にて吸着した蒸発燃料を吸気管内へ脱離する第２パー
ジポートとを設け、第１の吸着剤室と第２の吸着剤室を直列に接続してパ
ージする場合と、第２の吸着剤室のみをパージする場合とで、車両の運転状態に応じて切替制御する開閉手段とを備
え、ケーシングは、第１空間部に開口し燃料タンクの給
油時に発生する蒸発燃料を導入する導入ポートと、前記
第３空間部に開口し大気に連通する大気ポートとを設け
たことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成によれば、燃料タンクの給油時に発生する大
量の蒸発燃料は、導入ポートを通って第１空間部で拡散
した後、第１の蒸発燃料吸着剤にて吸着され、さらにこ
の吸着剤で吸着されずに洩れ出た蒸発燃料は第２空間部
で拡散した後、第２の蒸発燃料吸着剤にて吸着される。
そのため、給油時に発生する大量の蒸発燃料を直接蒸発
燃料吸着剤内に導入した場合のように通気抵抗の増加を
招くことなく、蒸発燃料は吸着剤にて有効に吸着され
る。なお、蒸発燃料は第１の吸着剤で吸着された後、第
２の吸着剤で吸着されるので、第１の吸着剤の吸着濃度
は第２の吸着剤の吸着濃度に比べて相対的に高くなる。

また、機関運転時には、発生する吸気管負圧によって
吸着剤にて吸着された蒸発燃料が脱離されるが、開閉弁
は車両の運転状態に応じて、第１パージポートあるいは
第２パージポートと吸気管との連通を開閉する。そのた
め、例えば脱離初期や吸入空気量が少ない場合には、第
１パージポートと吸気管との連通を行い、吸気管負圧に
よって大気ポートから導入された大気は第３空間部，第
２の吸着剤，第２空間部および第１パージポートを順次
通過し、主として吸気濃度の低い第２の吸着剤によって
吸着された蒸発燃料の脱離を行う。また、例えば脱離所
定時間経過後で吸入空気量が多い場合には、開閉弁は第
２パージポートと吸気管との連通を行い、吸気管負圧に
よって大気ポートから導入された大気は、第３空間部，
第２の吸着剤，第２空間部，第１の吸着剤および第１空
間部を順次通過し、第１および第２の吸着剤の両方に吸
着された蒸発燃料、主として吸着濃度の高い第１の吸着
剤によって吸着された蒸発燃料の脱離を行う。そのた
め、開閉弁の制御を行うことにより、脱離可能条件を制
限することなく、運転状態に応じて脱離される蒸発燃料
の濃度を制御することができ、空燃比の変動を防止でき
る。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の実施例を説明する。

第１図において、キャニスタ100は樹脂あるいは鉄板
により成形される円柱形状のケーシング２と、このケー
シング２の内部に配設され、樹脂あるいは鉄板により成
形される円柱形状の隔壁３とを有している。

ケーシング２の内部であって隔壁３の外周には、例え
ば活性炭等によりなる吸着剤６が充填されており、この
吸着剤６により吸着剤層５が形成されている。この吸着
剤層５の図中下面には不織布等よりなるフィルター20が
配され、さらにその下面には連通孔30aを有する隔壁３
の底面部30が配されている。また、吸着剤層５の図面上
面にも不織布等よりなるフィルター17が配され、さらに
その上面には連通孔14aを有する上押え板14が配されて
いる。なお、フィルター20、隔壁３の底面部30、フィル
ター17、上押え板14はケーシング２の内周面に固定され
ることにより、その位置が固定されている。

また、隔壁３の内部にも、吸着剤６により吸着剤層４
が形成されており、この吸着剤層４の図中下面にはフィ
ルター19および連通孔16aを有する下押え板16が配さ
れ、さらに吸着剤層４の図中上方にはフィルター18およ
び連通孔15aを有する上押え板15が配されている。

なお、隔壁３の内部であって、吸着剤層４の図中下方
には第１空間部７が形成されている。また、ケーシング
２の内部であって、吸着剤層５の上方には第２空間部８
が形成されており、吸着剤層５の下方には第３空間部９
が形成されている。

外ケーシング２の図中上面には、導入管10と、第１パ
ージポート11と、第２パージパイプ12とが形成されてい
る。

導入管10の一端10aは配管31を介して燃料タンク21の
燃料供給管21aに連通し、他端10bは第２空間部８に連通
している。第１パージポート11の一端11aは、配管32を
介して電磁弁23のポート23aに連通し、他端11bは第２空
間部８および吸気剤層４を介して第１空間部７に連通し
ている。第２パージパイプ12の一端12aは配管33を介し
て電磁弁23のポート23bに連通しており、他端12bは第２
空間空間部８および吸着剤層４を貫通して第１空間部７
に連通している。また、第１パージポート11および第２
パージパイプ12内には、径が0.6mm〜1.0mm程度の絞り35
および36が各々配設されている。

電磁弁23は、吸気管25のスロットル弁26の上流側のポ
ート24に配管34を介して連通するポート23cとポート23a
との連通と、ポート23cとポート23bとの連通とを切替え
るもので、吸入空気量等の運転状態を示す信号が入力さ
れた制御回路27によって電流が供給されるようになって
いる。

配管31内であって燃料タンク21の燃料供給管21aとの
接続部には、燃料供給時のみ所定時間だけ開となる切替
弁22が設けられている。

また、ケーシング２の図中下面には大気ポート13が形
成されており、この大気ポート13は大気に開放してい
る。

次に、本実施例の作動について説明する。

燃料タンク21の燃料供給管21aへ供給された燃料は約3
0〜40/minの流速で燃料タンク21へ流入する。この
時、切替弁22は開となっており、給油時に発生した蒸発
燃料は配管31内に流入し、キャニスタ100内に導入され
る。

導入管10を通って導入された蒸発燃料は、導入管10内
の開口端10bから第１空間部７へ吐出される。この吐出
された蒸発燃料は、変向板として作用する隔壁３の底面
部30の内壁に衝突して空間７内て拡散し、流速が低下す
る。なお、第１導入管10の開口端10bから底面部30の内
壁までの距離は約6mm程度に設定されている。

その後、蒸発燃料は下押え板16の連通孔16aよりフィ
ルター19を介して吸着剤層４の下方から上方へ流通し、
徐々に吸着現象が進行していく。

ここで、蒸発燃料は底面部30の内壁に衝突して第１空
間部７内で拡散した後で吸着剤層４を流通するので、流
速の速い蒸発燃料が直接吸着剤層を流通した場合のよう
に蒸発燃料が充分に吸着されずに通り抜けてしまうこと
なく、蒸発燃料は吸着剤層４の全領域において吸着さ
れ、吸着剤層４の利用効率は極めて高くなる。

次に、吸着剤層４から洩れ出た蒸発燃料は、第２空間
部８に吐出されて拡散した後、吸着剤層５の上方から下
方へ流通し吸着される。なお、吸着剤層４から第１空間
部７に吐出された蒸発燃料は、第１パージポート11内へ
も流入しようとするが、第１パージポート11内には絞り
35が設けられているため、通気抵抗の小さい吸着剤層５
側へほとんどが流れる。また、この場合にも、蒸発燃料
は一旦第１空間部７内で拡散した後吸着剤層５を通過す
るため吸着剤層５の利用効率は高くなる。

機関運転時には、スロットル弁26の回動により吸気管
25に負圧が発生し、この負圧はポート24,配管35を介し
て電磁弁23のポート23cに作用する。この時、電磁弁23
は車両の運転状態に応じて制御回路27に切替制御され、
例えば蒸発燃料の脱離初期や吸入空気量が少ない場合に
はポート23cとポート23aとを連通し、また例えば脱離所
定時間経過後でかつ吸入空気量が多い場合にはポート23
cとポート23bとの連通を行うようになっている。

そのため、例えば脱離初期や吸入空気量が少ない場合
には、吸気管負圧によって大気が大気ポート13からキャ
ニスタ100内に導入され、この大気は第３空間部9,吸着
剤層5,第２空間部８を順次通過する。この大気により、
主として吸着濃度の低い吸着剤層５に吸着されていた蒸
発燃料が脱離され、この蒸発燃料は第１パージポート1
1,配管32,ポート23a,ポート23c,ポート24を順次通って
吸気管25内へ吸引される。

また、例えば脱離所定時間経過後で、かつ吸入空気量
が多い場合には、電磁弁23はポート23cとポート23bとの
連通を行うため、吸気管負圧によって大気が大気ポート
13からキャニスタ100内に導入され、この大気は第３空
間部9,吸着剤層5,第２空間部8,吸着剤層4,第１空間部７
を順次通過する。この大気により、吸着剤層４および吸
着剤層５の両方、主として吸着濃度の高い吸着剤層４に
吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この蒸発燃料は第
２パージパイプ12,配管33,ポート23b,ポート23c,ポート
24を順次通って吸気管25内へ吸引される。なお、第２図
は本実施例における経過時間ｔと蒸発燃料の脱離量との
関係を示す図である。

以上のように、本実施例によれば、給油時に発生する
大量でかつ流入速度の速い蒸発燃料は導入管10を通って
第１空間部７内で拡散した後、吸着剤層4,5により全体
的にほぼ均等に有効に吸着されるので、大量の蒸発燃料
を直接吸着剤層内に導入した場合のように通気抵抗の増
加を招くことがない。

また、吸着剤層4,5により吸着された蒸発燃料は、機
関運転時に吸気管負圧によって脱離されるが、車両の状
態に応じて電磁弁23が切替えられることにより、吸気管
25内へ蒸発燃料を脱離するパージポートが第１パージポ
ート11,第２パージパイプ12に切替えられるため、例え
ば脱離初期や吸入空気量が少ない場合には主として吸着
濃度の低い吸着剤層５に吸着された蒸発燃料の脱離を行
い、また脱離所定時間経過後で、かつ吸入空気量が多い
場合には吸着剤層４と吸着剤層５の両方、主として吸着
濃度の高い吸着剤層５に吸着された蒸発燃料の脱離を行
うことができる。そのため、キャニスタ100の脱離可能
条件を制限することなく、運動状態に応じて脱離される
蒸発燃料の濃度を制御することができ、空燃比の変動を
防止することができる。

なお、電磁弁23を切替えるために制御回路28に入力さ
れる信号としては、吸入空気量，吸気負圧，燃料タンク
21内の燃料残量，冷却水温度，排気ガス中の酸素量，ス
ロットルポジション，エンジン回転数，燃料噴射量等が
考えられる。

また、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、その主旨を逸脱しない限り種々変形可能である。以
下、その変形例を説明する。

前記実施例では、パージポートの切替えを一つの電磁
弁23により行うようにしていたが、第３図に示すように
配管33,配管34内に各々設けられた開閉弁40,41により行
うようにしても良い。

また、第４図に示すように、燃料タンク21内に貯蔵さ
れた燃料からの比較的流量の少ない蒸発燃料を、配管4
2,ケーシング２の上面に形成された第２の導入管43を介
して直接吸着剤層４内に導入して一つキャニスタで吸着
させることもできる。

さらに、第５図に示すように、第１空間部7,吸着剤層
4,第２空間部8,吸着剤層５および第３空間部９が順次直
列に連通するように、仕切板50によって区画するように
しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、給油時に発生
する大量の蒸発燃料を有効に吸着することができるとと
もに、開閉弁を制御することにより、キャニスタの脱離
可能条件を制限することなく、運転状態に応じて脱離さ
れる蒸発燃料の濃度を制御することができ、空燃比の変
動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に関するもので、
第１図は本実施例の構成を示す断面図、第２図は本実施
例の経過時間と脱離量との関係を示す特性図、第３図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は本発明の更
に他の実施例を示す断面図、第５図は本発明の更に別の
実施例を示す断面図である。 100……キャニスタ,2……ケーシング,3……隔壁,4……
吸着剤層,5……吸着剤層,7……第１空間部,8……第２空
間部,9……第３空間部,10……導入管,11……第１パージ
ポート,12……第２パージパイプ,13……大気ポート,23
……電磁弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクからの蒸発燃料を蒸発燃料吸着
剤により吸着するようにした車両用蒸発燃料処理装置に
おいて、ケーシング内に、第１空間部、第１の蒸発燃料吸着剤、
第２空間部、第２の蒸発燃料吸着剤および第３空間部を
有するとともに、前記第１の蒸発燃料吸着剤を配置する第１の吸着剤室
と、前記第２の蒸発燃料吸着剤を配置する第２の吸着剤室と
を隔壁により分割し、蒸発燃料の吸着時には、前記第１
の吸着剤室と前記第２の吸着剤室を直列に接続し、蒸発
燃料を車両の吸気系統に供給するパージ時には、前記第２空間部に開口し吸気管負圧によって前記蒸発燃
料吸着剤にて吸着した蒸発燃料を吸気管内へ脱離する第
１パージポートと、前記第１空間部に開口し吸気管負圧によって前記蒸発燃
料吸着剤にて吸着した蒸発燃料を吸気管内へ脱離する第
２パージポートとを設け、前記第１の吸着剤と前記第２の吸着剤室を直列に接続し
てパージする場合と、前記第２の吸着剤室のみをパージする場合とで、車両の運転状態に応じて切替制御する開閉手段とを備
え、前記ケーシングは、前記第１空間部に開口し燃料タンク
の給油時に発生する蒸発燃料を導入する導入ポートと、
前記第３空間部に開口し大気に連通する大気ボートと、を設けたことを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。