JP4001200B2 - 自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置に関するものであり、詳しくは、自動車の燃料貯蔵、供給系統から大気中に排出される燃料蒸発ガスを抑止するための燃料蒸発ガス排出抑止装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、自動車には、燃料貯蔵、供給系統から大気中に排出される燃料蒸発ガス（ガソリンベーパ）を抑止し低減化するための燃料蒸発ガス排出装置が備えられている。このような燃料蒸発ガス排出装置１によると、図４に示されるように、燃料タンク２内で発生した燃料蒸発ガスＧＶ（図中黒矢印で示す）は、設定圧に達するとエバポ管路３に設けられた２ウェイバルブ４のダイヤフラムからなる正圧バルブを開作動してキャニスタ５内に流入し、キャニスタ５内部に充填された活性炭６にＨＣ（炭化水素）が一時的に吸着される。そして、キャニスタ５内に貯留された燃料蒸発ガスＧＶのＨＣは、パージ管路７のパージコントロールバルブ（或いはチェックバルブ）８が図示しないＥＣＵからの信号によりデューティ制御されたり、或いはスロットル負圧により開かれることにより、キャニスタ５の大気ポート９から吸入された大気ＩＡ（図中白矢印で示す）により活性炭６から離脱させられるとともに、エンジン１０の吸気系、たとえばインテークマニホールド１１に導入されたのち燃焼室に吸入されることによって、ＨＣの大気放出が抑止されている。
【０００３】
ところで、このような燃料蒸発ガス排出抑止装置１のエバポ管路３に介設される２ウェイバルブ４に、大気圧との相対圧で開閉作動する相対圧式２ウェイバルブが採用されることがある。そのような２ウェイバルブ４には、燃料タンク２内圧が設定以上の正圧になると、燃料蒸発ガスＧＶをキャニスタ５側に流すダイヤフラム１２と、燃料タンク２内圧が規定以上の負圧になると開いてエバポ管路３を切換える負圧バルブ１３とが備えられているが、この負圧バルブ１３からは、バルブ開閉作動時の作動音が透過することがあり、その作動音が車体フレームを共鳴させたりして車内異音の原因となってしまうという問題があった。
さらに、この２ウェイバルブ４の負圧バルブ１３からは、２ウェイバルブ４内のダイヤフラム１２を透過した燃料蒸発ガスＧＶが２ウェイバルブ４から大気中に向かって排出されてしまう虞がある。また、キャニスタ５の大気ポート９からは、キャニスタ５内部に送り込まれた燃料蒸発ガスＧＶが吹き抜けてしまう虞がある。
【０００４】
そこで、この発明は、上述したような従来の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置が有している問題点を解決するためになされたものであって、相対圧式２ウェイバルブの大気開口部から透過されるバルブ作動音の低減化を図るだけでなく、相対圧式２ウェイバルブおよびキャニスタのそれぞれの大気開口部から大気中に排出される燃料蒸発ガスを抑止することのできる自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１にあっては、燃料タンクとキャニスタとを連通するエバポ管路の中間部に介設され、大気開口部から導入される大気圧と前記燃料タンクの内圧との相対圧により開閉する相対圧式２ウェイバルブと、前記キャニスタとエンジンの吸気系とを連通し、前記キャニスタ内に貯留された燃料蒸発ガスを前記エンジンの吸気系に導入するパージ管路と、前記相対圧式２ウェイバルブの前記大気開口部と前記キャニスタとを連通する通気管路とを備え、前記通気管路は、前記キャニスタ内部に充填された活性炭を挟んで前記パージ管路の反対側で前記キャニスタに接続されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２にあっては、請求項１に記載の前記キャニスタは、キャニスタ内部に大気を導入するための大気ポートが形成され、この大気ポートに大気を濾過するエアフィルタが接続されることを特徴としている。
【０００７】
請求項３にあっては、請求項１に記載の前記キャニスタは、キャニスタ内部に大気を導入するための大気ポートと、この大気ポートから導入された大気を濾過するエアフィルタとが備えられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４にあっては、請求項２または３に記載の前記エアフィルタは、内部を通過、循環する気体の全流量がフィルターエレメントを通るフルフロー式であって、前記フィルターエレメントは、活性炭層の両側面が不織布によって被覆されたフィルター濾紙を星形又は長手方向に沿ってプリーツ形に折ることによって形成されていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置の実施形態について図１，２を参照して説明する。図１は、本発明の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置を説明するための構成図、図２は、同例に具備されるエアフィルタを説明するための図１中におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１０】
まず、本発明の燃料蒸発ガス排出抑止装置２０が適用されるのは、図１に示されるように、燃料タンク２１とキャニスタ２２とを連通するエバポ管路２３の中間部に、大気圧との相対圧によってエバポ管路２３を開閉する相対圧式２ウェイバルブ（以下、２ウェイバルブという）２４が介設されていて、この２ウェイバルブ２４が、燃料タンク２１の内圧が設定以上の正圧になると正圧バルブが開いてキャニスタ２２へのエバポ管路２３を開き、また、燃料タンク２１の内圧が規定以上の負圧になると２ウェイバルブ２４の負圧バルブが開いてエバポ管路２３を切換え、燃料タンク２１内に大気ＩＡを導入させるように構成されているものである。
【００１１】
燃料タンク２１について説明する。燃料タンク２１は、リヤシート下方の車体ボディに固定バンドにより吊設されるものであって、燃料タンク２１下のリヤデファレンシャル装置を跨ぐために、タンク底は鞍型に成形されている。この燃料タンク２１内に燃料を導くように接続配管されたフィラパイプ２５の上端部には、燃料給油口を塞ぐフィラキャップ２６が装着されているとともに、過給油を防止するために、燃料給油中にエバポ管路２３を閉じるシャットバルブ２７が組み込まれている。
【００１２】
さらに、フィラパイプ２５の上端部には、圧力差検知管路２８の一端部が接続されているとともに、この圧力差検知管路２８の他端部は、燃料タンク２１の上方に取り付けられたベントバルブ２９に接続されている。ベントバルブ２９は、燃料タンク２１の内圧と大気圧との圧力差に応じて、燃料タンク２１内の上部空間（空気室部）とキャニスタ２２とを連通するベント管路３０を開閉作動するように構成されている。そのため、燃料給油などでフィラキャップ２６が外された際に、燃料タンク２１の内圧と大気圧とが所定圧力差を生じていると、ベントバルブ２９はベント管路３０を開作動して、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスＧＶをキャニスタ２２に送り込む。そのことにより、燃料給油口からの燃料蒸発ガスＧＶの大気放出が抑制されるとともに、燃料給油時の燃料タンク２１内のエア抜きが行われる。なお、ベントバルブ２９には、燃料タンク２１内の液面レベルとともに上下浮動するフロート３１が備えられており、このフロート３１が上昇してベントバルブ２９の図示しない空気穴を閉じることにより、ベント管路３０への燃料（液体分）の流入が防止されている。
【００１３】
また、燃料タンク２１内の上方には、燃料タンク２１とキャニスタ２２とを連通するエバポ管路２３の一端部が分岐された状態で接続配管されている。このエバポ管路２３は、エンジン稼動状態に関わらず、設定以上の正圧となった燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスＧＶをキャニスタ２２に導入させたり、或いは燃料タンク２１の内圧が規定以上の負圧になると大気ＩＡを燃料タンク２１に導入させる際に用いられる。そして、エバポ管路２３の分岐された管端部には、それぞれ燃料タンク２１内の液面レベルとともに上下浮動し、エバポ管路２３への燃料（液体分）の流入を防止するフロート３２，３３を備えたフューエルシャットオフバルブ３４およびフューエルシャットオフサブバルブ３５が高低差をつけた状態で取り付けられている。このようなエバポ管路２３の中間部には、エバポ管路２３を開閉する２ウェイバルブ２４が介設されているとともに、エバポ管路２３の他端部は、ベント管路３０の中間部に接続されている。
【００１４】
さらに、燃料タンク２１の上部空気室と連通した位置には、燃料タンク２１の内圧を検出し図示しない制御手段（ＥＣＵ）に出力する圧力センサ３６が取り付けられている。
【００１５】
次に、キャニスタ２２について説明する。キャニスタ２２には、ベント管路３０の他端部が接続されるタンクポート３７と、タンクポート３７から導入された燃料蒸発ガスＧＶのＨＣを一時的に吸着するように内部充填された活性炭３８と、活性炭３８に吸着されたＨＣを離脱させるためにキャニスタ２２内に大気ＩＡを導入する大気ポート３９と、燃料蒸発ガスＧＶやＨＣを含んだ大気ＩＡなどをエンジン４０のインテークマニホールド４１に導入させるパージ管路４２の一端部が接続されるパージポート４３と、キャニスタ２２内に導入された燃料蒸発ガスＧＶや大気ＩＡなどが通気される通気ポート４４とが備えられている。
【００１６】
さらに、大気ポート３９には、エアフィルタ４５とドレンバルブ４６とが直列した状態で接続されている。エアフィルタ４５は、図２に示されるように、その内部を通過、循環する気体、たとえばキャニスタ２２に導入される大気ＩＡなどの全流量がフィルターエレメント４７を通るフルフロー式とされている。フィルターエレメント４７は、中心層にあたる活性炭層４８の両側面（図２にあっては内外周面）が不織布４９によって被覆されたフィルター濾紙５０を星形に折ることによって形成されていて、フィルターエレメント４７の有効濾過面積が充分に確保されている。なお、フィルターエレメント４７の長手方向に沿ってフィルター濾紙５０をプリーツ折りしてもよい。また、ドレンバルブ４６は、大気ポート４２とエアフィルタ４５との間に介設されており、制御手段により開閉作動されて通過する気体を流量制御する。なお、図中の符号５１は、エンジン稼動状態に応じた制御手段によって開閉作動されるパージコントロールバルブ（或いは、チェックバルブ）である。
ところで、キャニスタ２２の通気ポート４４には、２ウェイバルブ２４の大気ポート５２と連通する通気管路５３の一端部が接続されている。
【００１７】
２ウェイバルブ２４について説明する。この２ウェイバルブ２４には、通気管路５３の他端部が接続される大気ポート５２と、この大気ポート５２から内部に導入される大気圧との相対圧でエバポ管路２３を開閉作動するダイヤフラム５４とが備えられている。そして、２ウェイバルブ２４は、エンジン稼動状態に関わらず、燃料タンク２１の内圧が設定以上の正圧となると燃料蒸発ガスＧＶがダイヤフラム５４を押し上げることによって、燃料タンク２１とキャニスタ２２とが連通されるように構成されている。また、燃料タンク２１の内圧が規定以上の負圧となるとダイヤフラム５４がエバポ管路２３を閉ざすとともに、２ウェイバルブ２４の負圧バルブが開くように構成されている。
【００１８】
そのため、本発明の燃料蒸発ガス排出抑止装置２０によれば、走行中の自車両や道路からの輻射熱、走行直後のエンジン停止時の自車両や長時間の駐車時における外気温などを熱源として、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガスＧＶは、設定圧に達すると、制御手段によりドレンバルブ４６が開制御されるとともに、エバポ管路２３に介設された２ウェイバルブ２４のダイヤフラム５４を押し上げてキャニスタ２２に向かって流れ始める。このとき、２ウェイバルブ２４の大気ポート５２は、通気管路５３によってキャニスタ２２と連通されているので、バルブ開作動時の作動音が大気ポート５２から透過することはない。そして、キャニスタ２２側に向かって流れ出した燃料蒸発ガスＧＶは、ベント管路３０を経由したのちタンクポート３７からキャニスタ２２内部に導入されるとともに、燃料蒸発ガスＧＶのＨＣが活性炭３８に一時的に吸着される。ＨＣが離脱された燃料蒸発ガスＧＶ（空気成分）は、大気ポート３９からドレンバルブ４６を介しエアフィルタ４５に向かって排出されるとともに、エアフィルタ４５を通過する際にフィルターエレメント４７の活性炭層４８によって微量のＨＣさえ大気に漏出しないようＨＣの除去が念入りに行われる。そのことにより、キャニスタ２２内部に送り込まれた燃料蒸発ガスＧＶのＨＣがキャニスタ２２の大気ポート３９から吹き抜けてしまうことが防止される。
【００１９】
そして、キャニスタ２２内の活性炭３８に吸着された燃料蒸発ガスＧＶのＨＣは、制御手段がエンジン稼動状態に応じてパージコントロールバルブ５１を開くとともに、ドレンバルブ４６を開制御することによって、キャニスタ２２内部に導入された大気ＩＡにより活性炭３８から離脱させられる。そして、離脱させられた燃料蒸発ガスＧＶのＨＣは、導入された大気ＩＡとともにパージ管路４２からインテークマニホールド４１に送り込まれた後、インテークマニホールド負圧によってエンジン４０の燃焼室に吸入されたのち燃焼される。
【００２０】
一方、エンジン停止から時間経過とともに燃料タンク２１内の燃料温度が低下すると、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスＧＶの液化や燃料体積の収縮が発生して、燃料タンク２１内は正圧から負圧に変化し始める。そして、燃料タンク２１の内圧が規定以上の負圧となると、内圧センサ３６の検出値に基づいて制御手段がドレンバルブ４６を開制御する。すると、エアフィルタ４５によって濾過された大気ＩＡが大気ポート３９からキャニスタ２２内に導入されるとともに、キャニスタ２２の通気ポート４４から２ウェイバルブ２４の大気ポート５２へ導入される。そして、２ウェイバルブ２４のダイヤフラム５４がエバポ管路２３を閉ざすとともに、負圧バルブが開く。そして、キャニスタ２２内に導入された大気ＩＡなどがベント管路３０を介して、内部が負圧となった燃料タンク２１内に吸入される。そのことによって、燃料タンク２１の変形が防止されるとともに、２ウェイバルブ２４の大気ポート５２とキャニスタ２２とが通気管路５３によって連通されているので、バルブ閉作動時の作動音が大気ポート５２から透過することはない。
そして、それら大気ＩＡなどを吸入した燃料タンク２１の内圧が規定値以内となると、ドレンバルブ４６が閉制御されて燃料タンク２１内への大気ＩＡなどの吸入が停止される。
【００２１】
それらの結果、自動車の燃料貯蔵、供給系統から大気に排出される燃料蒸発ガスＧＶのＨＣを抑止することができるとともに、排出量を低減化することによって環境を保全することができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、キャニスタ２２の大気ポート３９にエアフィルタ４５とドレンバルブ４６とを直列に接続するようにしたが、図３に示されるように、エアフィルタ４５とほぼ同等の濾過性能を有するエアフィルタ４５'およびドレンバルブ４６'をキャニスタ２２内に組み込んで一体化させるように構成してもよい。これにより、上述した実施形態とほぼ同様の作用効果が得られるのに加え、エアフィルタ４５とドレンバルブ４６とを配置するスペースが確保できない車両でも容易に装着させることができるとともに、取付作業の効率化を図ることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、相対圧式２ウェイバルブの大気ポートから透過されるバルブ作動音の低減化を図ることができるだけでなく、相対圧式２ウェイバルブおよびキャニスタのそれぞれの大気開口部から大気中に排出される燃料蒸発ガスを抑止することのできる自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置を説明するための構成図である。
【図２】同例に具備されるエアフィルタを説明するための図１中におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】同例とは異なる自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置を説明するための構成図である。
【図４】従来の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置を説明する構成図である。
【符号の説明】
２０ 燃料蒸発ガス排出抑止装置
２１ 燃料タンク
２２ キャニスタ
２３ エバポ管路
２４ 相対圧式２ウェイバルブ
３９ （キャニスタの）大気ポート
４５，４５' エアフィルタ
４８ 活性炭層
４９ 不織布
５０ フィルター濾紙
５２ （２ウェイバルブの）大気ポート
５３ 通気管路
ＧＶ 燃料蒸発ガス（ガソリンベーパ）
ＩＡ 大気（インテークエア）

Claims (4)

1. 燃料タンクとキャニスタとを連通するエバポ管路の中間部に介設され、大気開口部から導入される大気圧と前記燃料タンクの内圧との相対圧により開閉する相対圧式２ウェイバルブと、
   前記キャニスタとエンジンの吸気系とを連通し、前記キャニスタ内に貯留された燃料蒸発ガスを前記エンジンの吸気系に導入するパージ管路と、
   前記相対圧式２ウェイバルブの前記大気開口部と前記キャニスタとを連通する通気管路とを備え、
   前記通気管路は、前記キャニスタ内部に充填された活性炭を挟んで前記パージ管路の反対側で前記キャニスタに接続されている
   ことを特徴とする自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
2. 前記キャニスタは、キャニスタ内部に大気を導入するための大気ポートが形成され、この大気ポートに大気を濾過するエアフィルタが接続されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
3. 前記キャニスタは、キャニスタ内部に大気を導入するための大気ポートと、この大気ポートから導入された大気を濾過するエアフィルタとが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の燃料蒸発ガス排出装置。
4. 前記エアフィルタは、内部を通過、循環する気体の全流量がフィルターエレメントを通るフルフロー式であって、前記フィルターエレメントは、活性炭層の両側面が不織布によって被覆されたフィルター濾紙を星形又は長手方向に沿ってプリーツ形に折ることによって形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の自動車の燃料蒸発ガス排出抑止装置。

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