JP4342713B2 - Fuel vapor processing device and failure diagnosis device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから放出される燃料蒸気を吸着するキャニスタを備えた燃料蒸気処理装置と、その故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料蒸気処理装置は、車両走行中、あるいは停止時に燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を吸着保持して、車外へ放出されないようにするためのもので、吸着材として活性炭を充填したキャニスタを有している。キャニスタ内に吸着された燃料蒸気は、エンジン作動時に、吸気管の負圧によってキャニスタの大気口から導入される外気によって脱離（パージ）し、吸気管に導出されてインジェクタからの噴射燃料とともに燃焼する。
【０００３】
近年、この燃料蒸気の大気放出に関する規制が強化される傾向にあり、例えばＯＲＶＲ規制では、給油時に排出される燃料タンクからの燃料蒸気を、大気に放出せず、全てキャニスタで捕集することを義務づけている。このため、キャニスタにて大量の燃料蒸気を処理する必要があり、より高い性能を有するキャニスタが求められている。活性炭の吸着脱離性能は温度に大きく左右され、低温であるほど吸着量が増加し、高温であるほど脱離量が増加する。ところが、キャニスタ内部の温度は、吸着時には温度が上昇し、脱離時には温度が低下する方向に変化し、活性炭の性能が十分発揮されない問題がある。これについて、次に説明する。
【０００４】
活性炭に燃料蒸気が吸着する場合、活性炭の細孔において毛細管現象が起こり、気体である燃料蒸気が液化して吸着する。その際、気体から液体への変化とともに、吸着熱が発生し温度上昇する。液化した燃料蒸気が脱離する場合には、この逆で、液体から気体になるために吸熱が起こり温度が低下する。従来のキャニスタにおいてはこの現象により、吸着時にはキャニスタ内部が雰囲気温度より数１０℃以上高温となり、一方、脱離時にはキャニスタ内部の温度が低下して０℃以下となることもある。特に、脱離時において、吸熱反応により活性炭温度が低下した部位で、吸着している燃料蒸気が完全に脱離できないと、車両放置中にキャニスタ内を拡散して、大気口から洩れ出てくるおそれがあった。
【０００５】
そこで、脱離性能を向上させるために、例えば、キャニスタの活性炭層の内部にヒータ等の加熱手段を配設して脱離時に活性炭を加熱するようにした装置（特開平８−４２４１３号、実開昭６０−２７８１３号、実開平２−１３１６１号、特開昭６０−６０６１号、実開平５−２１１５８号公報等）や、キャニスタの外壁に隣接する熱交換器を設けてエンジンの排熱で温められた流体を流通させてキャニスタを外部から加熱するようにした装置が提案されている（実開昭５８−１４４０５１号公報等）。さらに、ドーナツ状のキャニスタを燃料タンク内に区画形成した少容量の燃料室に収容し、キャニスタ中央の通路から燃料室内に、吸着時にはタンク内の冷たい燃料を、脱離時には高温の戻し燃料を導入して、キャニスタの加熱と冷却の両方を可能にした装置も知られている（特開昭６４−３４７号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５８−１４４０５１号公報のように加熱手段をキャニスタの外部に配設した構成では、キャニスタ外壁が介在しているために伝熱効率が悪く、活性炭温度を十分上昇させることができないため、吸着した燃料蒸気を完全に脱離させることは難しい。また、特開平８−４２４１３号、実開昭６０−２７８１３号、特開昭６０−６０６１号のように内部に加熱手段を設けた場合でも加熱手段から離れた部位があると（例えば、特開昭６０−６０６１号公報において対向するサーモエレメントに囲まれた活性炭の中央部分）、その部分の活性炭の温度を十分上昇させることができないため、吸着した燃料蒸気を完全に脱離させることは難しい。特開昭６４−３４７号のようにキャニスタ中央に通路を有する構成においても同様で、温度調節が可能なのは、燃料に接するキャニスタの内外周壁面に近い一部の活性炭であり、壁面から離れた活性炭の温調効果は小さい。
【０００７】
このように、従来の構成では、加熱手段等による性能向上幅が小さく、所望の性能を得ようとして活性炭の充填量を増加すると、キャニスタ容量が大きくなり、搭載性が悪化する問題があった。活性炭全体を均一に温調するために、実開平５−２１１５８号公報のように渦巻状に加熱手段を設けた場合は、活性炭全体を均一に温調できるため脱離性能は向上するが、キャニスタ中央部分において、燃料蒸気を吸着するときに発生する吸着熱が、加熱手段によって遮られて効率良く放熱できないため、温度が上昇し、かえって吸着性能が低下してしまう。このため、加熱手段による性能向上幅が小さく、所望の性能を得ようとして活性炭の充填量を増加すると、キャニスタ容量が大きくなり、搭載性が悪化する問題があった。実開平２−１３１６１号公報のように加熱手段上に活性炭を担持させる構成では、活性炭の容積に対する加熱手段の容積が大きく、また蒸発燃料の通路を確保するために、板状担体の間に空隙を配設している。このため、所望の性能を得るには、非常に大容積の加熱手段、空隙が必要となるため、キャニスタ容積が大きくなり、搭載性が悪化する問題があった。また、必要となる加熱手段が多くなるため、消費電力の増加により、燃費が悪化する問題もあった。
【０００８】
次に、キャニスタから脱離された燃料蒸気は、内燃機関の吸気系に導入されてインジェクタから噴射される燃料とともに燃焼するが、この際、従来のキャニスタ温度を制御しないパージシステムにおいては、空燃比への影響が問題となる。すなわち、キャニスタのパージ初期段階では活性炭の温度の低下が小さいため、多量の燃料蒸気が活性炭から脱離して機関吸気系に導入され、空燃比が通常よりリッチ側にシフトする。さらにパージが進み、吸熱により活性炭の温度が低下すると、脱離量が減少し、吸気系への燃料蒸気の導出量が減少する。このように吸気系へ導出される燃料蒸気量が随時変化する環境、特に瞬時に多量の燃料蒸気がインジェクタ以外から吸気系に流入することは、例えば、直噴エンジンのように燃焼筒内の混合気形成が重要な車両では望ましいものではなく、燃焼不良、排気エミッションの悪化等が生じる原因となる。
【０００９】
そこで、加熱手段を設けた従来の装置において、キャニスタと吸気管との連通路にＨＣ濃度センサを設置してパージガスの濃度をモニタし、パージガスの濃度が高い間は加熱手段を作動させず、所定値より低くなったら加熱手段を作動させて脱離性能を上げる制御を行うことが提案されている。しかしながら、この制御では、吸気系へ所定の濃度範囲のパージガスを供給することは可能であるが、パージ初期段階における吸気系への多量の燃料蒸気の流入は避けられない。また、同濃度であっても吸気系へ導入される流量が異なればパージガス中の燃料蒸気量は異なるため、燃焼不良、排気エミッションの悪化を十分抑制できない。
【００１０】
しかして、本発明の目的は、燃料蒸気の吸着脱離性能を向上させ、キャニスタ容量を大きくすることなく、車両放置時の燃料蒸気の洩れを防止できる燃料蒸気処理装置を実現することにある。また、他の目的は、大量の燃料蒸気の脱離等による燃焼状態や排気エミッションの悪化を防止する手段を備えた燃料蒸気処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１における燃料蒸気処理装置は、ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出するようにしてある。そして、上記燃料吸着層の温度調節を行うための温調手段を燃料蒸気の流れに平行に配設し、上記燃料吸着層をその全領域が上記温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配設したものである。
【００１２】
燃料蒸気脱離時に加熱温調をした場合の効果について、図３のように燃料吸着層の中央に温調手段が配置された簡単な構造で説明する。温調手段を作動させてから十分に時間が経って、定常状態となった時の熱伝導は次の式１で表される。
（式１）
▽2 Ｔ＋Ｑ／λ＝０
ここで、▽2 ＝∂2 ／∂ｘ2 ＋∂ｙ2 ＋∂ｚ2
Ｔ：温度、Ｑ：温調手段の発熱量、
λ：燃料吸着層の熱伝導率、である。
【００１３】
例として、温調手段と吸着層との境界温度：１００℃、吸着層とケースとの境界温度：２５℃、吸着層：石炭系活性炭（熱伝導率：０．２Ｗ／ｍＫ）の場合において、式１より温調手段に垂直な方向の吸着層の温度分布を求めると、図１２のようになる。前述のように活性炭の吸着性能は温度に大きく左右され、高温であるほど脱離性能が増加することがわかっている。図１２に示した温度をある石炭系活性炭の脱離性能に当てはめると、脱離性能は図１２のように変化する。図１２に示すように温調手段から離れると温度が低下し、それに応じて脱離性能が低下しており、温調手段に近いほど、温調の効果が高いことがわかる。
【００１４】
図１２より、温調手段から２５ｍｍ以内に配置すると、温調の効果を十分に得る（温調により温調しない状態での性能の２倍の性能を得る）ことができる。温調手段から３０ｍｍ以上離れると、脱離性能は温調しない場合とほとんど変わらないぐらいになり、温調の効果は非常に小さくなる。図１２の脱離性能は、活性炭の能力により変化するが、ほとんどの活性炭は脱離特性と温度の関係はリニアであるため、活性炭が変わっても脱離性能向上の割合は変わらない。また、図１２において温調手段の温度を高くすることにより、温調の効果が得られる領域を２５ｍｍ以上に広げることは可能であるが、消費電力が多くなり、燃費の低下をまねくことになる。
【００１５】
以上のように、温調手段を設置し、燃料吸着層の全領域が温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配置して、温調手段の発熱量（または吸熱量）を適切に設定することで、燃料吸着層内の各吸着材層を効率良く加熱または冷却することができる。よって、温度調節されない領域をなくして吸着材全体を温度調節することが可能になるため、吸着性能を大幅に向上できる。例えば、上記温調手段で脱離時に各吸着材層を加熱するようにすれば、脱離が促進されて、上記燃料吸着層に残留する燃料蒸気がなくなり、車両放置時に大気に放出されるのを防止できる。そして、上記燃料吸着層に燃料蒸気が残留しないので、吸着可能な燃料蒸気量が増大し、キャニスタ容量を大きくすることなく、吸着性能が向上する。また、吸着材が劣化しにくくなり、従来、劣化分（約２０％）を見込んで増量していた吸着材量を減らすことができるため、小型化が可能である。
【００１６】
請求項１の構成では、上記温調手段を、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁と一体に設ける。具体的には、上記仕切壁と一体とすると、構成が簡易になり、また、壁面全面から温度調節するように構成することで伝熱効率が向上する。
【００１７】
請求項２の構成では、上記燃料吸着層を、上記複数の吸着材層のそれぞれが偏平な断面形状となるように区画する。各吸着材層を偏平な形状とし、層厚を薄くすることで、上記温調手段で温度調節されない領域をなくし、伝熱効率を高めることができる。
【００１８】
請求項３の構成では、上記燃料吸着層の燃料蒸気の流れと垂直な断面を略長方形とし、その長辺に接する上記ケース壁面と平行に、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁を配置する。例えば、長方形の短辺間を二等分するように仕切壁を設けると、偏平な長方形断面の２つの吸着材層が形成され、上記燃料吸着層を細かく仕切ることなく、簡易な構成で吸着材全体の温度調節が可能である。
【００２０】
請求項４の構成では、上記温調手段を、上記吸着材を加熱するためのヒータプレートとし、該ヒータプレートを、上記仕切壁または上記ケース壁内に発熱体を埋設して構成する。この場合、脱離時に上記ヒータプレートに通電して吸着材を加熱することで、燃料蒸気の気化に伴う温度低下を抑制し、脱離性能を向上させることができる。上記仕切壁または上記ケース壁自体を上記温調手段としてのヒータプレートで構成したので、伝熱効率が高く、また、上記発熱体が上記吸着材に直接接触しないので安全性に優れる。
【００２１】
請求項５の構成では、上記温調手段を、上記仕切壁または上記ケース壁内に設けた流路と該流路内を流れて上記吸着材を加熱または冷却する媒体からなる温調層とする。例えば、脱離時には蒸気流路に加熱媒体を流通させ、吸着時には冷却媒体を流通させることで、より効果的な温度調節が可能であり、キャニスタ性能が大きく向上する。
【００２２】
請求項６の構成では、複数の吸着材層と温調層を交互あるいは格子状に配置することにより、吸着剤層を複数の面から温調して伝熱効率を高めることができる。
【００２５】
請求項７は、本発明の他の課題を解決するための構成で、上記各請求項に記載の燃料蒸気処理装置のように、吸着材の温度調節を行うための温調手段を備えた燃料蒸気処理装置において、パージ通路に設けたパージバルブの開度と、ＨＣ濃度センサの検出結果を基に脱離したパージ燃料量を算出し、このパージ燃料量が所定範囲となるように、上記パージバルブの開度および上記温調手段の作動を制御する制御手段を設けたものである。
【００２６】
上記制御手段は、パージバルブの開度から知られるパージ流量と、ＨＣ濃度センサで検出される燃料蒸気濃度を基に、上記吸気管に流入するパージ燃料量を算出し、これが所定範囲となるように上記パージバルブの開度を調整する。上記パージバルブの開度によっても所定のパージ燃料量が得られない場合に、上記温調手段の作動を開始し、脱離を促進または抑制することで、上記吸気管に流入する燃料蒸気量を所定範囲に制御することができる。よって、空燃比の変動を防止し、燃焼不良や排気エミッションの悪化を防止可能である。
【００２７】
請求項８の構成では、上記温調手段が上記吸着材の加熱手段であり、上記制御手段は、上記燃料タンクの燃料残量が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する。
【００２８】
上記温調手段が上記吸着材の加熱手段である場合、給油時にキャニスタが加熱された状態であると吸着性能が低下するため、上記燃料タンクの燃料残量が所定値より少ないと判断したら、上記温調手段による加熱を停止して、吸着性能の低下を防止する。上記所定値を、通常、給油が必要となる残量より多めに設定すれば、給油時にはキャニスタ温度が低下しているので、吸着性能を十分発揮できる。なお、燃料残量が所定値よりも多く、温調手段が作動中に給油しようとする場合、作動停止から給油までの時間が短く、十分温度が低下しないこともあるが、この場合、給油量（すなわち、発生する燃料蒸気量）が比較的少なく、また、脱離性能の向上によりキャニスタ内に燃料蒸気が残留していないので、発生する全量を吸着可能である。
【００２９】
請求項９の構成では、上記制御手段は、上記ＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度ないし燃料タンク内圧が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する。
【００３０】
上記ＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度が所定値以下となった時には、キャニスタ内に吸着されている燃料蒸気量が少ないと判断して、上記温調手段の作動を停止する。また、燃料タンク内圧が所定値以下となった場合にも、キャニスタへの燃料蒸気の流入がないと判断されるため、上記温調手段の作動を停止することで、消費電力の低減等によるコスト低減が可能である。
【００３１】
請求項１０は、上記燃料蒸気処理装置の故障診断装置であり、上記燃料タンクから上記キャニスタを介して上記吸気路に至る燃料蒸気通路において、上記キャニスタと上記吸気路の間の上記パージ通路に設けたパージバルブを閉じた時に形成される閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより加圧し、圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力が、所定時間内に所定圧に達するか否を判定する。この時、所定時間内に所定圧に達したら、上記閉路空間の洩れはないと判定し、所定圧に達しなければ洩れがあると判定する。これにより、故障診断のための特別な構成を要さず、容易に洩れの有無を判定することができる。
【００３２】
請求項１１の構成では、上記閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより所定圧に加圧し、その後加熱を中断して、上記圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力降下状態から上記閉路空間の洩れを判定する。
【００３３】
上記閉路空間を所定圧に加圧した後、加熱を中断して、その圧力降下状態をモニタするようにすれば、洩れの有無のみならず、洩れ穴径の大きさ等を知ることができ、より正確な判定が可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は燃料蒸気処理装置の全体構成を示すもので、キャニスタ１は、車両エンジンの燃料タンクＴと、燃料蒸気通路であるエバポライン２、給油ライン３によって接続されている。エバポライン２、給油ライン３の途中には後述するタンク内圧弁２１、給油弁３１がそれぞれ設けられ、雰囲気温度の上昇あるいは給油によりタンク内圧が所定圧を越えた時に開弁して燃料蒸気を放出するようになしてある。
【００３５】
図１（ｂ）のように、キャニスタ１の外壁を構成する筒状ケース１１内には、その両端面の近傍に多孔板４１、４２がそれぞれ配設され、これら多孔板４１、４２間に活性炭Ｃを充填して燃料吸着層５を形成している。燃料吸着層５は、燃料タンクＴから放出される燃料蒸気を一時的に吸着保持するもので、燃料蒸気の流れ方向（図の左右方向）に平行な仕切壁１２によってさらに２つの吸着材層５１、５２に区画されている。本実施の形態において、ケース１１は、図１（ｃ）に示す燃料蒸気の流れ方向（図の左右方向）に垂直な断面が、偏平な長方形となるように形成され、仕切壁１２は、その長辺を含む壁面１１ａ、１１ｂに平行に、短辺を二等分するように設けられる。すなわち、区画された各吸着材層５１、５２は、同一形状でより偏平な長方形断面の層となる。温調手段によって活性炭Ｃ全体を温調制御可能とするため、各吸着材層５１、５２の全領域が後述する温調手段から２５ｍｍ以内になるように、各吸着材層５１、５２の厚みを５０ｍｍ以下にしてある。
【００３６】
ケース１１の左右端面と多孔板４１、４２の間には、空間１３、１４が形成されて、燃料蒸気または大気が各吸着材層５１、５２に均等に分配されるようにしてある。燃料吸着層５は、該空間１３、１４にそれぞれ配設したスプリング４３、４４のばね力によって挟持されており、また、多孔板４１、４２と活性炭Ｃの間には、それぞれフィルタ４５、４６が配設されて活性炭Ｃの脱落を防止している。
【００３７】
ケース１１の左端面には、エバポライン２に連通するタンクポート１５、給油時用の給油ライン３に連通する給油ポート１６と、パージポート１７が設けてある。パージポート１７は、吸気路たるエンジンの吸気管６にパージライン６１を介して連通し、パージライン６１の途中にパージ流量を調整するパージバルブ６２が設けられている。パージバルブ６２とキャニスタ１の間には、パージガス濃度をモニタするＨＣ濃度センサＳ１が設置される。また、ケース１１の右端面には、大気に連通する大気ポート１８が形成してある。
【００３８】
エバポライン２の途中に設置される内圧弁２１は、燃料タンクＴの内圧の変化（正圧側および負圧側の双方向）に対応して開閉するように構成されており、燃料タンクＴ内圧が上昇して設定圧以上となった時に開弁して、キャニスタ１へ燃料蒸気を排出する排出弁（正圧側）と、燃料タンク１内圧が低下して設定値以下となった時に開弁して外気を吸入する吸入弁（負圧側）からなる。この排出弁、吸入弁の設定圧は、燃料タンク１の耐圧等を考慮してそれぞれ決定される。給油ライン３の途中に設置される給油弁３１は、給油時に発生する大量の燃料蒸気をキャニスタ１へ送出するためのもので、給油時にのみ開放されるように構成される。また、燃料タンクＴにはタンク内圧をモニタする圧力センサＳ２が、キャニスタ１には活性炭Ｃ温度をモニタする温度センサＳ３が設置されている。
【００３９】
本実施の形態では、燃料吸着層５に接するケース１１壁面のうち、面積の広い壁面１１ａ、１１ｂと、吸着材層５１、５２を区画する仕切壁１２を温調手段たるヒータプレート７で構成する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒータプレート７は、発熱体としての電熱線ヒータ７１を中空とした内部のほぼ全体に、伝熱効率を極力損なわない絶縁材７２で被覆した状態で収容してなり、活性炭Ｃと発熱体が直接接触しないようにしている。ヒータプレート７本体は、伝熱効率の良好な金属、例えばステンレス製とする。各ヒータプレート７の端部には電熱線ヒータ７１に接続するコネクタ７３が設置してあり、それぞれ図略の電圧調整器に接続されている。電熱線ヒータ７１に代えて、ＰＴＣヒータ等、他の発熱体を用いて温調手段を構成してももちろんよい。
【００４０】
ヒータプレート７への通電は、制御手段８によって制御される。制御手段８には、パージバルブ６１の開度、燃料残量、エンジンの運転状態等と、ＨＣ濃度センサＳ１、圧力センサＳ２、温度センサＳ３の検出結果が随時入力され、これを基にヒータプレート７への通電を行うことにより、燃料吸着層５を加熱して、活性炭Ｃからのパージを促進する。この時、各吸着材層５１、５２を偏平な形状とし厚みを５０ｍｍ以下にして、その両側のケース壁面１１ａ、１１ｂおよび仕切壁１２にヒータプレート７を設置したので、各吸着材層５１、５２の全領域がヒータプレート７から２５ｍｍ以内になっており、上記図１２に基づいて説明したように、活性炭Ｃ全体を効果的に加熱して、脱離性能を向上することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態ではヒータプレート７を、ケース１１の面積の広い壁面１１ａ、１１ｂと仕切壁１２、すなわち各吸着材層５１、５２を囲む側面のうち面積の広い２つの側面に配置したが、図３に第２の実施の形態として示すように、吸着材層５１、５２を区画する仕切壁１２のみをヒータプレート７で構成することもできる。各吸着材層５１、５２を薄く形成し、厚みを２５ｍｍ以下にして、一側面側からの加熱のみでも活性炭Ｃ全体を十分に加熱できる場合には、このようにすると、構成が簡易になり、コストが低減できる。
【００４２】
本発明の参考例として、図４に第３の形態として示すように、燃料吸着層５の全領域がヒータプレート７から２５ｍｍ以内に入る構成であれば、内部を複数に区画しない構成としてもよい。この場合は、ケース１１の面積の広い壁面１１ａ、１１ｂをヒータプレート７とする。このようにしても同様の効果を得ることができ、構成の簡易化によるコスト低減ができる。
【００４３】
次に、上記第１の実施の形態の燃料蒸気処理装置の作動について、エンジン作動時、エンジン停止時、給油時に分けて説明する。エンジン作動時には、吸気管６内が負圧となるために、パージバルブ６２を開いて大気ポート１８から外気を導入することで、キャニスタ１内の燃料蒸気を大量にパージ可能である。キャニスタ１には、エンジン停止時または給油時に燃料タンクＴで発生した燃料蒸気が吸着しており、外気の導入に伴い燃料吸着層５の活性炭Ｃから脱離して、パージポート１７からパージライン６１、パージバルブ６２を経て吸気管６内に導出され、エンジン内で燃焼する。なお、エンジン作動時にも、外気温の上昇により発生する燃料蒸気がキャニスタ１に流入するが、上記吸気管負圧により容易にパージされる。
【００４４】
ただし、燃料蒸気が燃料吸着層５の活性炭Ｃから脱離する際には、液体から気体となるために気化熱を奪い、キャニスタ１内部の温度が低下する。一般に、脱離性能は高温であるほど高いため、この温度が低下した部位で脱離性能が低下し、燃料蒸気が完全に脱離されずに、車両放置中にキャニスタ１内を拡散して大気口１８から洩れ出てくるおそれがある。そこで、本実施の形態では、吸着材層５１、５２に接するケース壁面１１ａ、１１ｂ、および仕切壁１２を兼ねるヒータプレート７を配設し、必要に応じてヒータプレート７に通電、加熱することで活性炭Ｃの温度低下を防止し、脱離性能を向上させる。
【００４５】
このエンジン作動時の制御手段８による温調制御を、図５のフローチャートに示す。温調制御は制御手段８で所定の周期で実行される。図５において、キャニスタ温調制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ２０１でエンジンが作動状態にあるか否か、すなわちＩＧ（イグニッション）スイッチがＯＮの位置にあるか否かを判別する。ＩＧスイッチがＯＮであれば、ステップ２０２に進み、図略の液面計等で検出される燃料残量が所定量Ｖ0 以上であるか否かを判定する。燃料残量が所定量Ｖ0 より少なければ制御ルーチンを終了する。ステップ２０２は、給油時にキャニスタ１が加熱された状態で燃料蒸気が吸着されるの防止するためのものであり、活性炭Ｃ温度が高い場合、脱離には有利であるが吸着には不利であるため、燃料タンクＴの燃料残量が少ないと判断したら温調制御を中止する。これについては後述する。
【００４６】
ステップ２０２で燃料残量が所定量Ｖ0 以上であればステップ２０３に進む。ステップ２０３では、吸気管６負圧とパージバルブ６１の開度により一義的に決定されるパージ流量を入力し、ステップ２０４に進んでＨＣ濃度センサＳ１により得られるパージガス濃度を入力する。そして、ステップ２０５で、これらパージ流量とパージガス濃度からパージ燃料量を算出し、ステップ２０６で、このパージ燃料量が所定範囲内にあるか否かを判定する。ここで、所定範囲（Ｍ０≦パージ燃料量≦Ｍ１）とは、吸気系にパージガスを導入した時に燃焼不良および排気エミッションを悪化させない範囲の量である。
【００４７】
ステップ２０６で、パージ燃料量が所定範囲にあればステップ２０１に戻り、所定範囲になければステップ２０７へ進む。ステップ２０７では所定範囲を越えたパージ燃料量が上記範囲の最大値Ｍ１よりも大きいか否かを判定する。最大値Ｍ１より大きい場合はステップ２０８へ進み、パージバルブ６２の開度を小さくしてパージ燃料量を減量した後、ステップ２０１に戻る。
【００４８】
ステップ２０７で最大値Ｍ１以下である場合には、最小値Ｍ０未満と判断してステップ２０９へ進み、パージバルブ６２の開度が最大であるか否かを判定する。パージバルブ６２の開度が最大でなければステップ２１０へ進み、パージバルブ６２の開度を大きくしてパージ燃料量を増量する。パージバルブ６２の開度が最大であった場合、これ以上、現状態ではパージ燃料量が確保できないと判断して、ステップ２１１に進み、ヒータプレート７に電源を供給する。
【００４９】
吸気管６を経てエンジンに導入されるパージ燃料量は、パージガス濃度だけでなく、吸気管６に流入する流量によっても変化する。そこで、ステップ２０３〜２０５でこれらの値で基にパージ燃料量を算出し、これが所定範囲となるように、パージバルブ６２の開度とヒータプレート７の作動を制御する（ステップ２０６〜２１１）。この時、まず、パージバルブ６２の開度を調整し、これによって所定のパージ燃料量が得られない場合に、ヒータプレート７による加熱を開始する。これにより、パージ燃料量を所定範囲に制御し、空燃比の変動を防止して燃焼不良や排気エミッションの悪化を防止できる。
【００５０】
次いで、ステップ２１２で温度センサＳ３の検出結果を読み込み、キャニスタ１内の活性炭Ｃ温度が所定温度Ｔ0 以上であるか否かを判定する。この場合、所定温度Ｔ0 は、キャニスタ１内の燃料蒸気が完全に脱離できる温度とし、通常１００℃以上とすることが望ましい。ステップ２１２で活性炭Ｃ温度が所定温度Ｔ0 に達していない場合は、ステップ２０１に戻り、所定温度Ｔ0 以上であればステップ２１３に進む。ステップ２１３では、タンク内圧をモニタする圧力センサＳ２の検出結果を読み込み、タンク内圧が所定圧Ｐ0 、ここではタンク内圧弁２１の排出弁の開弁圧より低いか否かを判定する。タンク内圧が所定圧Ｐ0 以上である場合、タンク内圧弁２１は開弁しており、キャニスタ１への燃料蒸気の流入があると判断されるため、ステップ２０１に戻る。
【００５１】
タンク内圧が所定圧Ｐ0 より低い場合は、キャニスタ１への燃料蒸気の流入がないと判断してステップ２１４に進み、ＨＣ濃度センサＳ１でモニタされるパージガス濃度が所定濃度Ｃ0 以上であるか否かを判定する。パージガス濃度が所定濃度Ｃ0 以上であれば、キャニスタ１に未だに燃料蒸気が残存していると判断して、ステップ２０１に戻り、パージガス濃度が所定濃度Ｃ0 に満たなければ、キャニスタ１に燃料蒸気が残存していないと判断してステップ２１５に進み、ヒータプレート７への電源の供給を停止して制御ルーチンを終了する。
【００５２】
ステップ２１３、２１４は消費電力の低減を目的としたものである。燃料タンクＴの内圧が開弁圧より低く、パージガス濃度が所定濃度Ｃ0 に満たない場合、ヒータプレート７による加熱の必要がないと判断して温調制御を停止することで、消費電力を低減しコストの低減が可能である。
【００５３】
一方、エンジン停止時には、ヒータプレート７の電源は入っておらず、吸気管負圧もないため、キャニスタ１には、外気温の上昇とともに発生する燃料蒸気が吸着されるのみとなる。すなわち、燃料タンクＴ内で燃料蒸気が発生し、燃料タンクＴ内圧が所定値以上に上昇すると、タンク内圧弁２１の排出弁が開いてエバポライン２、タンクポート１５を経てキャニスタ１に排出される。この時、前記したエンジン作動時においてキャニスタ１内の燃料蒸気はほぼ完全に脱離されているため、キャニスタ１は燃料タンクＴからの燃料蒸気を十分吸着できる状態にあり、流入する燃料蒸気を効率よく吸着することができる。また、キャニスタ１内に燃料蒸気が残存していないため、従来のように、残存する燃料蒸気がエンジン停止時にキャニスタ１内を拡散して大気口１８より大気へ放出されるのを防止できる。
【００５４】
給油時には、燃料タンクＴに滞留していた燃料蒸気が、給油燃料に押し出される形で給油弁３１を開き、給油ライン３から給油ポート１７を介してキャニスタ１に流入する。この際、活性炭温度が高いと吸着性能が低下するため、給油に先立ち、ヒータプレート７による温調制御を停止する。すなわち、前記図５の制御ルーチンにおいて、燃料残量が所定量Ｖ0 より少なくなったら給油の必要があると判断して（ステップ２０２）、ヒータプレート７への電源の供給を停止する制御を行う（ステップ２１５）。ステップ２０２における所定量Ｖ0 は、通常、給油が必要とされる燃料残量よりやや多い量、例えば公称容量の１／４とする。これにより、燃料残量が１／４を切った時点で温調制御を中断されるので、給油時にはキャニスタ温度がほぼ常温に戻っており、キャニスタ１温度つまり活性炭Ｃ温度が高い状態での吸着を防止できる。
【００５５】
また、燃料残量が所定量Ｖ0 より多い状態ないし燃料残量が所定量Ｖ0 に達した直後に給油する場合、エンジン停止によってまたは燃料残量が所定量Ｖ0 に達した時点でヒータプレート７がＯＦＦとなり（ステップ２０１、２０２）、給油直前までヒータプレート７に通電された状態となる。これらの場合、給油までの時間が短いために、活性炭Ｃ温度が十分に下がらずに燃料蒸気が吸着されることがある。ただし、この場合の給油量は比較的少なく、発生する燃料蒸気量も給油量に比例するため、キャニスタ１に流入する燃料蒸気はさほど多くなく、また、キャニスタ１は燃料蒸気の脱離がほぼ完了しているため、発生する全量を吸着可能である。ヒータプレート７をＯＦＦにする燃料残量Ｖ0 は、これらを踏まえ、キャニスタ１の活性炭Ｃ容量と燃料タンクＴの大きさおよびキャニスタ１への燃料蒸気流入量から求められる最適値とし、給油時の流入燃料蒸気を全量吸着可能なようにする。
【００５６】
以上のように、上記構成によれば、複数の吸着材層５１、５２をそれぞれ壁面に設けたヒータプレート７で加熱することにより、活性炭Ｃ全体を効率よく加熱して、吸着している燃料蒸気のほぼ全量を脱離させることができる。この時、各吸着材層５１、５２を偏平な形状とし、吸着材層５１、５２の全領域がヒータプレート７から２５ｍｍ以内に入るように構成してあるため、加熱されない領域がなくなり、脱離性能が大きく向上する。従って、燃料蒸気がキャニスタ１内に残存しないので、次回の吸着時に放出される燃料蒸気の全量を確実に吸着することができ、また、車両放置中に燃料蒸気がキャニスタ１内を拡散して大気口１８から洩れるのを防止できる。また、従来の装置では約２０％発生していた活性炭Ｃの劣化がほとんどなくなり、これを見込んで増量する必要がないので、キャニスタ１の小型化が可能である。第２、第３の実施の形態についても上記制御を行うことで、同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、上記構成のヒータプレート７を有する装置において、ヒータプレート７を利用して、その故障診断を行うことができる。これを図６の制御ルーチンを用いて説明する。図６において、故障診断制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ３０１でパージバルブ６２を閉弁し、続いてステップ３０２でキャニスタ１の大気口１８下流側に設置されるキャニスタクローズドバルブ（図略）を閉弁する。これにより燃料タンクＴからキャニスタ１を介して吸気系のパージバルブ６２に至る燃料蒸気通路が閉路空間となる。そこで、ステップ３０３でヒータプレート７に電力を供給すると、閉路空間内の気体が加熱されて膨張し、閉路空間内の圧力が上昇する。この圧力が所定圧Ｐ1 になるまでヒータプレート７に電力を供給し、ステップ３０４で所定圧Ｐ1 に至る経過時間をモニタする。ヒータプレート７に通電することにより閉路空間の圧力は上昇するが、閉路空間に穴が空いていれば、その上昇速度は遅く、穴の大きさによっては所定圧Ｐ1 に到達するのに相当の時間がかかる。ステップ３０４では、予め実験等により任意の時間ｔ1 を決めておき、ｔ1 以上時間がかかるようであれば、明らかに閉路空間に穴が空いているとして、異常判定を行う。
【００５８】
この判定法は、大きめの洩れ穴の判定に適する簡易な方法で、細かい穴の判定は以降のステップに従う。ステップ３０５では、閉路空間の圧力をモニタし、時間ｔ1 未満で所定圧Ｐ1 に達したら、ステップ３０６でヒータプレート７への通電を停止する。次にステップ３０７でヒータプレート７の通電停止からの経過時間をモニタし、ステップ３０８で時間ｔ2 経過時の閉路空間内の圧力Ｐ2 を測定する。ヒータプレート７の余熱は閉路空間内の圧力を若干上昇傾向とするが、閉路空間に洩れがあると、閉路空間内の圧力は、洩れ穴の大きさや燃料残量等により降下幅は異なるものの、徐々に低下する。ステップ３０９ではＰ2 −Ｐ1 を計算してＰ3 を求め、ステップ３１０で任意の規定圧Ｐ4 とＰ3 の大小を比較する。規定圧Ｐ4 とは、任意の燃料残量で発生する圧力低下において、本システムに許容される洩れ穴の最大値であり、Ｐ3 がＰ4 より大きければ洩れ穴は許容範囲を越えているとして、ステップ３１１で異常判定する。それ以外はステップ３１２で正常判定する。
【００５９】
このように、ヒータプレート７を設けた上記装置では、ヒータプレート７を加圧手段として利用することで、構成を変更することなく容易に洩れの有無を判定することができる。また、燃料残量と洩れ穴の大きさに対する圧力低下の大きさを把握して規定圧を決めれば、あらゆる洩れ穴に対応できる。
【００６０】
図７に本発明の第４の実施の形態を示す。上記各実施の形態では、温調手段としてのヒータプレート７を用いて、脱離時の活性炭Ｃの温度調節を行うことにより脱離性能を向上させているが、本実施の形態では、脱離時のみならず吸着時にも温度調節可能な温調手段を設けている。図７（ａ）は、本実施の形態の燃料蒸気処理装置の概略構成を示すもので、キャニスタ１以外の構成は、上記各実施の形態と同じであり、以下、相違点を中心に説明する。
【００６１】
図７（ａ）、（ｂ）のように、キャニスタ１は筒状ケース１１内に配設した多孔板４１、４２間に活性炭Ｃを充填した燃料吸着層５を有している。多孔板４１、４２とケース１１の間には空間１３、１４がそれぞれ形成され、多孔板４１、４２の内側には活性炭Ｃを保持するフィルタ（図略）が介設されている。燃料吸着層５は、燃料蒸気の流れ方向（図７（ｂ）の左右方向）に平行な２つの吸着材層５１、５２に区画されており、これら吸着材層５１、５２の周囲を取り囲むように（図７（ｃ））、その流れ方向の全長に渡って、温調手段としての温調層９が配設されている。
【００６２】
本実施の形態においても、ケース１１は、燃料蒸気の流れ方向（図７（ａ）の左右方向）に垂直な断面が、偏平な長方形となるように形成され、仕切壁となる層９ｂは、ケース１１の長辺を含む壁面と平行に、短辺を等分するように設けられる。すなわち、２つの吸着材層５１、５２は、同一形状でより偏平な長方形断面の層となり、吸着材層５１、５２の全領域が温調層９から２５ｍｍ以下となるように構成することで、温調制御されない領域をなくし、吸着および脱離を効果的に行うことができる。
【００６３】
図７（ｂ）、（ｃ）において、温調層９はケース１１外側壁を兼ねる層９ａと、２つの吸着材層５１、５２を区画する仕切壁となる層９ｂからなり、これらの層９ａ、９ｂは互いに連通している。各層９ａ、９ｂは、中空としたケース１１の壁部内を、活性炭Ｃを加熱または冷却する媒体が流れる流路となしたもので、外周側の層９ａの左端上部、右端下部にそれぞれ設けたポート９１、９２にて外部と連通している。吸着材層５１、５２に接する温調層９の壁面は、金属等の熱伝達率の高い材料とし、熱交換を促進して温調効果を高めることができる。
【００６４】
そして、例えば、温調層９の左端上部のポート９１を媒体の導入ポートとし、右端下部のポート９２を媒体の導出ポートとして、活性炭Ｃ温度が上昇する吸着時には冷却用の媒体を、活性炭Ｃ温度が低下する脱離時には加熱用の媒体を、それぞれ流通させることで、吸着脱離性能を向上可能である。すなわち、吸着時には、活性炭Ｃの放熱を促進して温度上昇を抑制し、脱離時には、活性炭Ｃ温度の低下を抑制して、効果的に吸着脱離を行うことができる。その具体例について、以下に説明する。
【００６５】
図８は本発明の第５の実施の形態であり、図示されるように、キャニスタ１の温調層９には、導入ポート９１にエアポンプＰを接続するとともに、このエアポンプＰ１に三方弁Ｖ１を介して通路９３、９４をそれぞれ接続して、吸着時と脱離時で導入される媒体を切り替える構成としてある。このうち、通路９３は冷却媒体としての外気に連通し、通路９４は排気管６３近傍に延びて、加熱媒体として、排気の熱で温められた空気が導入されるようになしてある。
【００６６】
上記構成において、燃料蒸気の吸着時（エンジン停止時または給油時）には、三方弁Ｖ１を通路９３側に開き、エアポンプＰ１により冷却媒体としての外気を温調層９に導入する。一方、燃料タンクＴ内で発生した燃料蒸気は、エバポライン２または給油ライン３からキャニスタ１に放出され、空間１３内を拡散して各吸着材層５１、５２に均等に流入し、活性炭Ｃに吸着される。この時、燃料蒸気の液化に伴って発熱するが、発生した熱が温調層９に放熱されるため、活性炭Ｃ温度の上昇が抑制される。また、エアポンプＰ１を回すことにより、熱交換により温度上昇した温調層９内の空気は導出ポート９２から外部へ排出され、低温の新気が常に導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを冷却する効果が高く、高い吸着性能を得ることができる。
【００６７】
燃料蒸気の脱離時（エンジン作動時）には、三方弁Ｖ１を通路９４側に開き、エアポンプＰ１によって、排気管６３の熱で温められた加熱媒体としての高温の空気がを温調層９に導入する。一方、キャニスタ１内の燃料蒸気は、吸気管負圧により大気ポート１８から導入される大気によって脱離し、パージライン６１から吸気管６に送出される。この時、燃料蒸気の気化に伴い各吸着材層５１、５２の温度が低下し始めるが、温調層９を流通する高温の空気によって加熱され、温度低下が抑制される。熱交換により温度低下した温調層９内の空気は導出ポート９２から外部へ排出され、高温の空気が新たに導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを加熱する効果が高く、高い脱離性能を得ることができる。
【００６８】
このように、吸着時と脱離時とで温調層９に導入される媒体を切り替え、さらにエアポンプＰ１を用いて強制的に温調層９内の空気を循環させることで、高い温調効果が得られる。また、図８に破線で示すように、導出ポート９２を、通路６４にて大気ポート１８と連通させることもできる。この場合、吸着時に温調層９から排出される高温の空気をそのままパージエアとして使用することができるので、脱離時の温度低下を抑制する効果が高い。なお、上記実施の形態では、冷却媒体として外気を、加熱媒体として排気の熱で温められた高温の空気を用いたが、他の気体を用いることももちろんできる。
【００６９】
また、図９に第６の実施の形態として示すように、導入ポート９１にポンプＰ２を接続し、このポンプＰ２に三方弁Ｖ２を介して通路９５、９６をそれぞれ接続した構成としてもよい。このうち、通路９５はエンジン冷却水配管に接続されており、通路９６は水タンクＴ´に連通している。水タンクＴ´は通路６７を介して三方弁Ｖ３に連通し、三方弁Ｖ３の一端は導出ポート９２に接続する通路６５に、他端は通路６６を介してエンジン冷却水配管に接続されている。
【００７０】
上記構成において、エンジン停止時等の吸着時には、三方弁Ｖ２を通路９６側に開き、ポンプＰ２により冷却媒体として水タンクＴ´内の低温の水を温調層９に導入する。一方、燃料タンクＴ内で発生した燃料蒸気がキャニスタ１に流入し、吸着される。この時、燃料蒸気の液化に伴って発生した熱は温調層９を流通する低温の水に放熱され、活性炭Ｃ温度の上昇が抑制される。また、ポンプＰ２により温度上昇した温調層９内の水は導出ポート９２から排出されて、通路６５、三方弁Ｖ３、通路６７を経て水タンクＴ´に戻り、低温の水が常に導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを冷却する効果が高く、高い吸着性能を得ることができる。
【００７１】
エンジン作動時の脱離時には、三方弁Ｖ２を通路９５側に開き、ポンプＰ２により加熱媒体としてエンジンにより温められた高温のエンジン冷却水を温調層９に導入する。一方、吸気管負圧により大気ポート１８から導入される大気によって燃料蒸気が脱離し、吸気管６に送出される。この時、燃料蒸気の気化に伴い各吸着材層５１、５２の温度が低下するが、温調層９を流通する高温の水によって加熱され、温度低下が抑制される。熱交換により温度低下した温調層９内の水は導出ポート９２から通路６５、三方弁Ｖ３、通路６６を経てエンジン冷却水配管に戻り、高温の水が常に導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを加熱する効果が高く、高い脱離性能を得ることができる。
【００７２】
このように、冷却または加熱媒体として水を用いることもでき、吸着時と脱離時とで温調層９に導入される媒体を切り替え、さらにポンプＰ２を用いて強制的に温調層９内の水を循環させることで、高い温調効果が得られる。水の他、例えばオイル等の液体を用いてもよい。
【００７３】
上記各実施の形態では、燃料吸着層５を上下２層の吸着材層５１、５２に区画したが（図７（ｃ）参照）、各吸着材層の形状や数は、これに限るものではない。例えば、図１０（ａ）に第７の実施の形態として示すように、燃料吸着層５を格子状に多数に区画し、区画された各部に吸着材層５３と温調層９を互い違いに配置した構成や、図１０（ｂ）に第８の実施の形態として示すように、吸着材層５４と温調層９を図の左右に交互に配置した構成とすることもできる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）はいずれも燃料吸着層５の燃料蒸気の流れ方向と垂直な断面を示すもので（図７（ｃ）に対応）、各吸着材層５３、５４は燃料蒸気の流れ方向と平行に形成されている。
【００７４】
さらに、図１１に第９の実施の形態として示すように、燃料吸着層５内に温調層９を埋設した構成、すなわち、上記図７（ｃ）に示した吸着材層５１、５２と温調層９の配置を逆転させた構成とすることもできる。図１１において、燃料吸着層５内には、偏平な長方形断面の２つの温調層９ｃ、９ｄが間隔をおいて配置され、各温調層９ｃ、９ｄの周囲を取り囲むように活性炭を充填した燃料吸着層５が形成されている。このようにしても、燃料吸着層５と温調層９との接触面積を十分大きく取ることができ、燃料吸着層５を温調効果が得られる適当な厚さに設定することで、燃料吸着層５の全体を効果的に温調して、吸着脱離性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す図で、（ａ）は燃料蒸気処理装置の全体概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線断面図である。
【図２】 （ａ）はヒータプレートの正面図、（ｂ）はヒータプレートの断面図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す図で、（ａ）は燃料蒸気処理装置の全体概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃ線断面図である。
【図４】 本発明の参考例である第３の形態を示す図で、（ａ）は燃料蒸気処理装置の全体概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＶｃ−ＩＶｃ線断面図である。
【図５】 本発明の燃料蒸気処理装置の作動を説明するための制御のフローチャートを示す図である。
【図６】 燃料蒸気処理装置を用いた故障診断装置の制御のフローチャートを示す図である。
【図７】 本発明の第４の実施の形態を示す図で、（ａ）は燃料蒸気処理装置の全体概略構成図、（ｂ）は（ａ）のキャニスタの断面図、（ｃ）は（ｂ）のＶＩＩｃ−ＶＩＩｃ線断面図である。
【図８】 本発明の第５の実施の形態を示す燃料蒸気処理装置の全体概略構成図である。
【図９】 本発明の第６の実施の形態を示す燃料蒸気処理装置の全体概略構成図である。
【図１０】 （ａ）は本発明の第７の実施の形態におけるキャニスタの断面図、（ｂ）は本発明の第８の実施の形態におけるキャニスタの断面図である。
【図１１】 本発明の第９の実施の形態におけるキャニスタの断面図である。
【図１２】 温調手段からの距離と燃料吸着層温度、脱離性能との関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel vapor processing apparatus including a canister that adsorbs fuel vapor discharged from a fuel tank, and a failure diagnosis apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
The fuel vapor processing device is for adsorbing and holding the fuel vapor evaporated from the fuel tank when the vehicle is running or stopped so that it is not released outside the vehicle, and has a canister filled with activated carbon as an adsorbent. Yes. The fuel vapor adsorbed in the canister is desorbed (purged) by the outside air introduced from the air inlet of the canister due to the negative pressure of the intake pipe during engine operation, and is led to the intake pipe and burned together with the injected fuel from the injector To do.
[0003]
In recent years, regulations regarding the release of fuel vapor to the atmosphere tend to be strengthened. For example, in the ORVR regulations, fuel vapor from a fuel tank discharged during refueling is not released to the atmosphere, but all collected by a canister. Mandatory. For this reason, it is necessary to process a large amount of fuel vapor in the canister, and a canister having higher performance is required. The adsorption / desorption performance of activated carbon greatly depends on the temperature. The adsorption amount increases as the temperature decreases, and the desorption amount increases as the temperature increases. However, the temperature inside the canister changes in such a direction that the temperature rises at the time of adsorption and decreases at the time of desorption, and there is a problem that the performance of the activated carbon is not sufficiently exhibited. This will be described next.
[0004]
When the fuel vapor is adsorbed on the activated carbon, a capillary phenomenon occurs in the pores of the activated carbon, and the gaseous fuel vapor is liquefied and adsorbed. At that time, with the change from gas to liquid, heat of adsorption is generated and the temperature rises. When the liquefied fuel vapor is desorbed, on the contrary, since the liquid is changed to gas, heat is absorbed and the temperature is lowered. In the conventional canister, due to this phenomenon, the inside of the canister becomes several tens of degrees Celsius or higher than the ambient temperature during adsorption, while the temperature inside the canister may decrease to 0 ° C. or below during desorption. In particular, at the time of desorption, if the adsorbed fuel vapor cannot be completely desorbed at the part where the activated carbon temperature has fallen due to the endothermic reaction, it will diffuse through the canister and leave the air vent while leaving the vehicle. There was a fear.
[0005]
Therefore, in order to improve the desorption performance, for example, an apparatus that heats the activated carbon at the time of desorption by disposing a heating means such as a heater inside the activated carbon layer of the canister (Japanese Patent Laid-Open No. 8-42413, In addition, a heat exchanger adjacent to the outer wall of the canister is provided for exhaust heat of the engine, such as Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-27813, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-13161, Japanese Patent Application Laid-Open No. An apparatus has been proposed in which a heated fluid is circulated to heat a canister from the outside (Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-144051). In addition, a donut-shaped canister is housed in a small-capacity fuel chamber defined in the fuel tank, and cold fuel in the tank is introduced during adsorption and hot return fuel is introduced during desorption from the passage in the center of the canister. An apparatus that enables both heating and cooling of a canister is also known (Japanese Patent Laid-Open No. 64-347).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration in which the heating means is disposed outside the canister as in Japanese Utility Model Publication No. 58-144051, the heat transfer efficiency is poor because the canister outer wall is interposed, and the activated carbon temperature cannot be sufficiently increased. It is difficult to completely desorb the adsorbed fuel vapor. Further, even when a heating means is provided inside as in JP-A-8-42413, JP-A-60-27813, and JP-A-60-6061, there is a part away from the heating means (for example, JP-A-8-42413). In the Sho 60-6061 publication, since the temperature of the activated carbon surrounded by the opposing thermoelements cannot be sufficiently increased, it is difficult to completely desorb the adsorbed fuel vapor. Similarly in the configuration having a passage in the center of the canister as in JP-A-64-347, the temperature can be controlled by a part of the activated carbon close to the inner and outer peripheral wall surfaces of the canister contacting the fuel, and the activated carbon separated from the wall surface. The temperature control effect is small.
[0007]
As described above, in the conventional configuration, there is a problem that the performance improvement range by the heating means or the like is small, and when the filling amount of the activated carbon is increased in order to obtain a desired performance, the canister capacity is increased and the mountability is deteriorated. In order to uniformly control the temperature of the entire activated carbon, when a heating means is provided in a spiral shape as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-2158, the temperature of the entire activated carbon can be uniformly controlled, so that the desorption performance is improved. In the central portion, the heat of adsorption generated when the fuel vapor is adsorbed is blocked by the heating means and cannot be efficiently dissipated, so that the temperature rises and the adsorption performance is lowered. For this reason, the performance improvement range by a heating means is small, and when the filling amount of activated carbon was increased in order to obtain desired performance, there was a problem that the capacity of the canister was increased and the mountability was deteriorated. In the configuration in which activated carbon is supported on the heating means as in Japanese Utility Model Publication No. 2-13161, the volume of the heating means is large with respect to the volume of the activated carbon, and in order to secure the passage of the evaporated fuel, there is a gap between the plate-like carriers. Is arranged. For this reason, in order to obtain a desired performance, a very large volume of heating means and gaps are required, so there is a problem that the capacity of the canister becomes large and the mountability deteriorates. In addition, since more heating means are required, there has been a problem that fuel consumption deteriorates due to an increase in power consumption.
[0008]
Next, the fuel vapor desorbed from the canister is introduced into the intake system of the internal combustion engine and combusted together with the fuel injected from the injector. At this time, in the conventional purge system that does not control the canister temperature, the air-fuel ratio is reduced. The impact on is a problem. That is, since the temperature drop of the activated carbon is small at the initial stage of the canister purge, a large amount of fuel vapor is desorbed from the activated carbon and introduced into the engine intake system, and the air-fuel ratio shifts to a richer side than usual. As the purge proceeds further and the temperature of the activated carbon decreases due to heat absorption, the desorption amount decreases, and the amount of fuel vapor derived to the intake system decreases. In this way, the amount of fuel vapor led out to the intake system changes from time to time, especially when a large amount of fuel vapor instantaneously flows into the intake system from other than the injector. This is not desirable for vehicles in which air formation is important, and may cause combustion failure, exhaust emission deterioration, and the like.
[0009]
Therefore, in a conventional apparatus provided with a heating means, an HC concentration sensor is installed in the communication path between the canister and the intake pipe to monitor the purge gas concentration. While the purge gas concentration is high, the heating means is not operated, and a predetermined value is set. It has been proposed to perform control to increase the desorption performance by operating the heating means when it becomes lower than the value. However, with this control, it is possible to supply purge gas in a predetermined concentration range to the intake system, but a large amount of fuel vapor inflow into the intake system in the initial stage of purge is unavoidable. Further, even if the concentration is the same, if the flow rate introduced into the intake system is different, the amount of fuel vapor in the purge gas will be different, so that combustion failure and exhaust emission deterioration cannot be sufficiently suppressed.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to realize a fuel vapor processing apparatus that can improve fuel vapor adsorption / desorption performance and prevent leakage of fuel vapor when the vehicle is left without increasing the capacity of the canister. Another object of the present invention is to provide a fuel vapor processing apparatus provided with means for preventing deterioration of combustion state and exhaust emission due to desorption of a large amount of fuel vapor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a fuel vapor processing apparatus according to claim 1 is provided with a fuel vapor passage extending to a fuel tank and an internal combustion engine at one end of a canister filled with an adsorbent in a case to form a fuel adsorption layer. While communicating with the purge passage leading to the intake passage, the other end side of the canister is communicated with the atmosphere, and the fuel vapor discharged from the fuel tank to the fuel vapor passage is temporarily adsorbed and held in the fuel adsorption layer, It is desorbed when the internal combustion engine is operated, and is sent from the purge passage to the intake passage. The temperature adjusting means for adjusting the temperature of the fuel adsorbing layer is arranged in parallel with the flow of the fuel vapor, and the fuel adsorbing layer is arranged so that the entire area thereof is within 25 mm from the temperature adjusting means. It is a thing.
[0012]
The effect when the heating temperature is adjusted during fuel vapor desorption will be described with a simple structure in which the temperature adjusting means is arranged in the center of the fuel adsorption layer as shown in FIG. The heat conduction when a steady state is reached after a sufficient time has passed since the temperature control means is operated is expressed by the following equation (1).
(Formula 1)
▽2T + Q / λ = 0
Where ▽2= ∂2/ ∂x2+ ∂y2+ ∂z2
T: temperature, Q: calorific value of temperature control means,
λ is the thermal conductivity of the fuel adsorption layer.
[0013]
As an example, in the case of the boundary temperature between the temperature control means and the adsorption layer: 100 ° C., the boundary temperature between the adsorption layer and the case: 25 ° C., the adsorption layer: coal-based activated carbon (thermal conductivity: 0.2 W / mK), When the temperature distribution of the adsorption layer in the direction perpendicular to the temperature control means is obtained from Equation 1, it is as shown in FIG. As described above, it is known that the adsorption performance of activated carbon depends greatly on the temperature, and the desorption performance increases as the temperature increases. When the temperature shown in FIG. 12 is applied to the desorption performance of a certain coal-based activated carbon, the desorption performance changes as shown in FIG. As shown in FIG. 12, the temperature decreases as the distance from the temperature adjusting means decreases, and the desorption performance decreases accordingly. It is understood that the closer to the temperature adjusting means, the higher the temperature adjusting effect.
[0014]
As shown in FIG. 12, when the temperature is adjusted within 25 mm from the temperature adjusting means, the effect of the temperature adjustment can be sufficiently obtained (a performance twice as high as that in a state where the temperature is not adjusted by the temperature adjustment) can be obtained. When separated from the temperature control means by 30 mm or more, the desorption performance becomes almost the same as when the temperature is not controlled, and the effect of the temperature control becomes very small. Although the desorption performance in FIG. 12 varies depending on the ability of the activated carbon, since the relationship between desorption characteristics and temperature is linear for most activated carbons, the rate of desorption performance improvement does not change even if the activated carbon is changed. Further, in FIG. 12, by increasing the temperature of the temperature adjusting means, it is possible to expand the region where the temperature adjustment effect can be obtained to 25 mm or more, but the power consumption increases and the fuel consumption decreases. .
[0015]
As described above, the temperature adjustment means is installed and arranged so that the entire region of the fuel adsorbing layer is within 25 mm from the temperature adjustment means, and the heat generation amount (or heat absorption amount) of the temperature adjustment means is appropriately set. Thus, each adsorbent layer in the fuel adsorption layer can be efficiently heated or cooled. Therefore, the temperature of the entire adsorbent can be adjusted without the region where the temperature is not adjusted, so that the adsorption performance can be greatly improved. For example, if each adsorbent layer is heated at the time of desorption by the temperature control means, the desorption is promoted and there is no fuel vapor remaining in the fuel adsorption layer, and it is released to the atmosphere when the vehicle is left. Can be prevented. Since no fuel vapor remains in the fuel adsorption layer, the amount of adsorbable fuel vapor increases, and the adsorption performance is improved without increasing the canister capacity. Further, the adsorbent is less likely to deteriorate, and the amount of adsorbent that has been increased in anticipation of the deterioration (about 20%) can be reduced.
[0016]
  Claim1In the configuration ofThe temperature control means is provided integrally with a partition wall that partitions the plurality of adsorbent layers. Specifically, when it is integrated with the partition wall, the configuration is simplified, and the heat transfer efficiency is improved by performing the temperature adjustment from the entire wall surface.
[0017]
  Claim2In this configuration, the fuel adsorption layer is partitioned so that each of the plurality of adsorbent layers has a flat cross-sectional shape. By making each adsorbent layer flat and reducing the layer thickness, it is possible to eliminate the region where the temperature is not adjusted by the temperature adjusting means, and to increase the heat transfer efficiency.
[0018]
  Claim3In this configuration, the cross section perpendicular to the flow of the fuel vapor in the fuel adsorbing layer is substantially rectangular, and a partition wall for partitioning the adsorbent layers is disposed in parallel with the case wall surface in contact with the long side. For example, when a partition wall is provided so as to bisect the short side of a rectangle, two adsorbent layers with a flat rectangular cross section are formed, and the adsorbent can be formed with a simple configuration without finely dividing the fuel adsorption layer. Overall temperature control is possible.
[0020]
  Claim4In this configuration, the temperature adjusting means is a heater plate for heating the adsorbent, and the heater plate is configured by embedding a heating element in the partition wall or the case wall. In this case, when the adsorbent is heated by energizing the heater plate at the time of desorption, it is possible to suppress a temperature decrease due to vaporization of the fuel vapor and to improve the desorption performance. Since the partition wall or the case wall itself is composed of the heater plate as the temperature control means, the heat transfer efficiency is high, and the heating element does not directly contact the adsorbent, which is excellent in safety.
[0021]
  Claim5In this configuration, the temperature control means is a temperature control layer including a flow path provided in the partition wall or the case wall and a medium that flows in the flow path to heat or cool the adsorbent. For example, by allowing a heating medium to flow in the vapor channel during desorption and a cooling medium to flow during adsorption, more effective temperature adjustment is possible, and canister performance is greatly improved.
[0022]
  Claim6In this configuration, by arranging a plurality of adsorbent layers and temperature control layers alternately or in a lattice shape, the heat transfer efficiency can be improved by adjusting the temperature of the adsorbent layers from a plurality of surfaces.
[0025]
  Claim7Is a configuration for solving another problem of the present invention, and a fuel vapor processing apparatus provided with a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the adsorbent as in the fuel vapor processing apparatus according to the respective claims. The amount of purge fuel desorbed based on the opening degree of the purge valve provided in the purge passage and the detection result of the HC concentration sensor is calculated, and the opening degree of the purge valve and the purge valve amount are adjusted so that the purge fuel amount falls within a predetermined range. Control means for controlling the operation of the temperature control means is provided.
[0026]
The control means calculates the purge fuel amount flowing into the intake pipe based on the purge flow rate known from the opening of the purge valve and the fuel vapor concentration detected by the HC concentration sensor so that this is within a predetermined range. The opening degree of the purge valve is adjusted. When the predetermined purge fuel amount cannot be obtained even by the opening degree of the purge valve, the operation of the temperature control means is started, and the fuel vapor amount flowing into the intake pipe is predetermined by promoting or suppressing detachment. The range can be controlled. Therefore, it is possible to prevent fluctuations in the air-fuel ratio and prevent combustion failure and deterioration of exhaust emission.
[0027]
  Claim8In the configuration, the temperature adjusting means is the adsorbent heating means, and the control means stops the operation of the temperature adjusting means when the remaining amount of fuel in the fuel tank becomes a predetermined value or less.
[0028]
When the temperature control means is a heating means for the adsorbent, if the canister is heated at the time of refueling, the adsorption performance will be reduced, so if it is determined that the remaining amount of fuel in the fuel tank is less than a predetermined value, Heating by the temperature control means is stopped to prevent a decrease in adsorption performance. If the predetermined value is set to be larger than the remaining amount that normally requires refueling, the canister temperature is lowered during refueling, so that the adsorption performance can be sufficiently exhibited. If the remaining amount of fuel is greater than the predetermined value and the temperature control means tries to refuel during operation, the time from stoppage of operation to refueling is short and the temperature may not drop sufficiently. (Ie, the amount of generated fuel vapor) is relatively small, and since the fuel vapor does not remain in the canister due to the improved desorption performance, the entire amount generated can be adsorbed.
[0029]
  Claim9In this configuration, the control means stops the operation of the temperature adjusting means when the HC concentration detected by the HC concentration sensor or the fuel tank internal pressure becomes a predetermined value or less.
[0030]
When the HC concentration detected by the HC concentration sensor becomes a predetermined value or less, it is determined that the amount of fuel vapor adsorbed in the canister is small, and the operation of the temperature control means is stopped. Further, even when the internal pressure of the fuel tank becomes a predetermined value or less, it is determined that no fuel vapor flows into the canister. Therefore, by stopping the operation of the temperature control means, it is possible to reduce the power consumption and other costs. Reduction is possible.
[0031]
  Claim10Is a failure diagnosis device of the fuel vapor processing device, and includes a purge valve provided in the purge passage between the canister and the intake passage in a fuel vapor passage from the fuel tank to the intake passage through the canister. The closed space formed at the time of closing is pressurized by heating with the temperature adjusting means, and it is determined whether or not the pressure of the closed space detected by the pressure detecting means reaches a predetermined pressure within a predetermined time. At this time, if the predetermined pressure is reached within a predetermined time, it is determined that there is no leakage in the closed space, and if it does not reach the predetermined pressure, it is determined that there is leakage. Thereby, the presence or absence of leakage can be easily determined without requiring a special configuration for failure diagnosis.
[0032]
  Claim11In the configuration, the closed space is pressurized to a predetermined pressure by heating the closed space, and then the heating is interrupted, and the closed space is detected from the pressure drop state of the closed space detected by the pressure detecting device. Check for leaks.
[0033]
After pressurizing the closed space to a predetermined pressure, if heating is interrupted and the pressure drop state is monitored, not only the presence or absence of leakage, but also the size of the leakage hole diameter, etc. can be known, More accurate determination is possible.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1A shows the overall configuration of a fuel vapor processing apparatus. A canister 1 is connected to a fuel tank T of a vehicle engine by an evaporation line 2 and a fuel supply line 3 which are fuel vapor passages. A tank internal pressure valve 21 and a fuel supply valve 31, which will be described later, are provided in the middle of the evaporation line 2 and the fuel supply line 3, respectively, and are opened to release fuel vapor when the tank internal pressure exceeds a predetermined pressure due to an increase in the ambient temperature or fueling. It ’s like that.
[0035]
As shown in FIG. 1 (b), in the cylindrical case 11 constituting the outer wall of the canister 1, porous plates 41 and 42 are disposed in the vicinity of both end faces, and activated carbon is interposed between the porous plates 41 and 42. The fuel adsorbing layer 5 is formed by filling C. The fuel adsorbing layer 5 temporarily adsorbs and holds the fuel vapor discharged from the fuel tank T, and two adsorbent layers 51 are further provided by the partition wall 12 parallel to the fuel vapor flow direction (left-right direction in the figure). , 52. In the present embodiment, the case 11 is formed so that a cross section perpendicular to the fuel vapor flow direction (left-right direction in the figure) shown in FIG. The short side is divided into two equal parts in parallel to the wall surfaces 11a and 11b including the long side. That is, each of the divided adsorbent layers 51 and 52 is a layer having the same shape and a flatter rectangular section. In order to enable temperature control of the entire activated carbon C by the temperature control means, the thickness of each adsorbent layer 51, 52 is set so that the entire area of each adsorbent layer 51, 52 is within 25 mm from the temperature control means described later. 50 mm or less.
[0036]
Spaces 13 and 14 are formed between the left and right end surfaces of the case 11 and the perforated plates 41 and 42 so that the fuel vapor or the atmosphere is evenly distributed to the adsorbent layers 51 and 52. The fuel adsorbing layer 5 is sandwiched by spring forces of springs 43 and 44 disposed in the spaces 13 and 14, respectively, and filters 45 and 46 are provided between the perforated plates 41 and 42 and the activated carbon C, respectively. The activated carbon C is prevented from falling off.
[0037]
A tank port 15 that communicates with the evaporation line 2, an oil supply port 16 that communicates with the oil supply line 3 for refueling, and a purge port 17 are provided on the left end surface of the case 11. The purge port 17 communicates with the intake pipe 6 of the engine serving as an intake passage via a purge line 61, and a purge valve 62 that adjusts the purge flow rate is provided in the middle of the purge line 61. Between the purge valve 62 and the canister 1, an HC concentration sensor S1 for monitoring the purge gas concentration is installed. An air port 18 that communicates with the atmosphere is formed on the right end surface of the case 11.
[0038]
The internal pressure valve 21 installed in the middle of the evaporation line 2 is configured to open and close in response to changes in the internal pressure of the fuel tank T (both positive and negative pressure sides), and the internal pressure of the fuel tank T increases. When the pressure exceeds the set pressure, the valve opens and discharges the fuel vapor to the canister 1 (positive pressure side). When the internal pressure of the fuel tank 1 drops and falls below the set value, the valve opens to open the outside air. Consists of intake valve (negative pressure side) for intake. The set pressures of the discharge valve and the intake valve are determined in consideration of the pressure resistance of the fuel tank 1 and the like. The oil supply valve 31 installed in the middle of the oil supply line 3 is for sending a large amount of fuel vapor generated during refueling to the canister 1 and is configured to be opened only during refueling. The fuel tank T is provided with a pressure sensor S2 for monitoring the tank internal pressure, and the canister 1 is provided with a temperature sensor S3 for monitoring the activated carbon C temperature.
[0039]
In the present embodiment, of the wall surface of the case 11 in contact with the fuel adsorption layer 5, the wall surfaces 11 a and 11 b having a large area and the partition wall 12 that partitions the adsorbent layers 51 and 52 are configured by the heater plate 7 serving as a temperature control means. . As shown in FIGS. 2A and 2B, the heater plate 7 is a state in which a heating wire heater 71 serving as a heating element is almost entirely covered with an insulating material 72 that does not impair heat transfer efficiency as much as possible. So that the activated carbon C and the heating element are not in direct contact with each other. The main body of the heater plate 7 is made of a metal having good heat transfer efficiency, for example, stainless steel. A connector 73 connected to the heating wire heater 71 is installed at the end of each heater plate 7 and is connected to a voltage regulator (not shown). Of course, instead of the heating wire heater 71, the temperature adjusting means may be configured by using another heating element such as a PTC heater.
[0040]
Energization of the heater plate 7 is controlled by the control means 8. The control means 8 receives the opening of the purge valve 61, the remaining amount of fuel, the operating state of the engine, and the detection results of the HC concentration sensor S1, the pressure sensor S2, and the temperature sensor S3 at any time. By energizing the fuel, the fuel adsorption layer 5 is heated and the purge from the activated carbon C is promoted. At this time, since each adsorbent layer 51, 52 has a flat shape and a thickness of 50 mm or less, and the heater plates 7 are installed on the case wall surfaces 11a, 11b and the partition wall 12 on both sides thereof, each adsorbent layer 51, 52 is provided. Is within 25 mm from the heater plate 7, and as described with reference to FIG. 12, the entire activated carbon C can be effectively heated to improve the desorption performance.
[0041]
In the present embodiment, the heater plate 7 is disposed on the two side surfaces having a large area among the side surfaces surrounding the wall surfaces 11a and 11b having a large area of the case 11 and the partition wall 12, that is, the adsorbent layers 51 and 52. As shown in FIG. 3 as the second embodiment, only the partition wall 12 that partitions the adsorbent layers 51 and 52 can be configured by the heater plate 7. When each adsorbent layer 51, 52 is formed thin, the thickness is 25 mm or less, and the entire activated carbon C can be sufficiently heated only by heating from one side, this makes the configuration simple, Cost can be reduced.
[0042]
  As a reference example of the present invention, In FIG.Third formAs shown in the figure, as long as the entire region of the fuel adsorbing layer 5 is within 25 mm from the heater plate 7, the inside may be divided into a plurality of sections. In this case, the large wall surfaces 11 a and 11 b of the case 11 are used as the heater plate 7. Even if it does in this way, the same effect can be acquired and cost reduction by simplification of composition can be performed.
[0043]
Next, the operation of the fuel vapor processing apparatus of the first embodiment will be described separately when the engine is operating, when the engine is stopped, and when refueling. When the engine is in operation, the pressure inside the intake pipe 6 becomes negative. Therefore, a large amount of fuel vapor in the canister 1 can be purged by opening the purge valve 62 and introducing outside air from the atmospheric port 18. The canister 1 adsorbs fuel vapor generated in the fuel tank T when the engine is stopped or refueled, and is desorbed from the activated carbon C of the fuel adsorbing layer 5 with the introduction of outside air, and from the purge port 17 to the purge line 61, It is led into the intake pipe 6 through the purge valve 62 and burns in the engine. Even when the engine is operating, the fuel vapor generated by the rise in the outside air temperature flows into the canister 1, but is easily purged by the intake pipe negative pressure.
[0044]
However, when the fuel vapor is desorbed from the activated carbon C of the fuel adsorbing layer 5, since the liquid is changed to gas, the heat of vaporization is taken and the temperature inside the canister 1 is lowered. In general, the higher the temperature is, the higher the desorption performance is. Therefore, the desorption performance is lowered at the part where the temperature is lowered, and the fuel vapor is not completely desorbed, but diffuses in the canister 1 while the vehicle is left, so that 18 may leak out. Therefore, in the present embodiment, the case wall surfaces 11a and 11b that are in contact with the adsorbent layers 51 and 52 and the heater plate 7 that also serves as the partition wall 12 are disposed, and the heater plate 7 is energized and heated as necessary. The temperature decrease of the activated carbon C is prevented and the desorption performance is improved.
[0045]
The temperature control by the control means 8 when the engine is operating is shown in the flowchart of FIG. The temperature control is executed by the control means 8 at a predetermined cycle. In FIG. 5, when the canister temperature control routine starts, first, at step 201, it is determined whether or not the engine is in an operating state, that is, whether or not an IG (ignition) switch is in an ON position. If the IG switch is ON, the routine proceeds to step 202, where it is determined whether or not the remaining amount of fuel detected by a not-shown liquid level gauge or the like is a predetermined amount V0 or more. If the remaining amount of fuel is less than the predetermined amount V0, the control routine is terminated. Step 202 is for preventing the fuel vapor from being adsorbed while the canister 1 is heated during refueling. When the activated carbon C temperature is high, it is advantageous for desorption but disadvantageous for adsorption. Therefore, if it is determined that the remaining amount of fuel in the fuel tank T is small, the temperature control is stopped. This will be described later.
[0046]
If the remaining amount of fuel is not less than the predetermined amount V0 in step 202, the process proceeds to step 203. In step 203, the purge flow rate uniquely determined by the negative pressure of the intake pipe 6 and the opening of the purge valve 61 is input, and the process proceeds to step 204 to input the purge gas concentration obtained by the HC concentration sensor S1. In step 205, the purge fuel amount is calculated from the purge flow rate and the purge gas concentration. In step 206, it is determined whether the purge fuel amount is within a predetermined range. Here, the predetermined range (M0 ≦ purge fuel amount ≦ M1) is an amount within a range that does not deteriorate combustion failure and exhaust emission when purge gas is introduced into the intake system.
[0047]
In step 206, if the purge fuel amount is within the predetermined range, the process returns to step 201, and if not, the process proceeds to step 207. In step 207, it is determined whether or not the purge fuel amount exceeding the predetermined range is larger than the maximum value M1 of the above range. When it is larger than the maximum value M1, the routine proceeds to step 208, where the opening of the purge valve 62 is decreased to decrease the purge fuel amount, and then the routine returns to step 201.
[0048]
If it is less than or equal to the maximum value M1 in step 207, it is determined that the value is less than the minimum value M0, the process proceeds to step 209, and it is determined whether or not the opening of the purge valve 62 is maximum. If the opening of the purge valve 62 is not the maximum, the routine proceeds to step 210, where the opening of the purge valve 62 is increased and the purge fuel amount is increased. If the opening of the purge valve 62 is the maximum, it is determined that the purge fuel amount cannot be secured in the current state any more, and the process proceeds to step 211 to supply power to the heater plate 7.
[0049]
The amount of purge fuel introduced into the engine via the intake pipe 6 varies not only with the purge gas concentration but also with the flow rate flowing into the intake pipe 6. Therefore, the purge fuel amount is calculated based on these values in Steps 203 to 205, and the opening of the purge valve 62 and the operation of the heater plate 7 are controlled so that this is within a predetermined range (Steps 206 to 211). At this time, first, the opening degree of the purge valve 62 is adjusted, and when the predetermined purge fuel amount cannot be obtained, heating by the heater plate 7 is started. As a result, the purge fuel amount is controlled within a predetermined range, and fluctuations in the air-fuel ratio can be prevented to prevent combustion failure and exhaust emission deterioration.
[0050]
Next, in step 212, the detection result of the temperature sensor S3 is read to determine whether the activated carbon C temperature in the canister 1 is equal to or higher than a predetermined temperature T0. In this case, the predetermined temperature T0 is a temperature at which the fuel vapor in the canister 1 can be completely desorbed, and is preferably 100 ° C. or higher. If the activated carbon C temperature does not reach the predetermined temperature T0 in step 212, the process returns to step 201, and if it is equal to or higher than the predetermined temperature T0, the process proceeds to step 213. In step 213, the detection result of the pressure sensor S2 for monitoring the tank internal pressure is read, and it is determined whether or not the tank internal pressure is lower than a predetermined pressure P0, here, the opening pressure of the discharge valve of the tank internal pressure valve 21. If the tank internal pressure is equal to or higher than the predetermined pressure P 0, the tank internal pressure valve 21 is open, and it is determined that there is an inflow of fuel vapor into the canister 1.
[0051]
If the tank internal pressure is lower than the predetermined pressure P0, it is determined that there is no inflow of fuel vapor into the canister 1 and the routine proceeds to step 214 to check whether the purge gas concentration monitored by the HC concentration sensor S1 is equal to or higher than the predetermined concentration C0. Determine. If the purge gas concentration is equal to or higher than the predetermined concentration C0, it is determined that the fuel vapor still remains in the canister 1, and the process returns to step 201. If the purge gas concentration does not reach the predetermined concentration C0, the fuel vapor remains in the canister 1. If it is not determined, the process proceeds to step 215, the supply of power to the heater plate 7 is stopped, and the control routine is terminated.
[0052]
Steps 213 and 214 are intended to reduce power consumption. When the internal pressure of the fuel tank T is lower than the valve opening pressure and the purge gas concentration is less than the predetermined concentration C0, it is determined that heating by the heater plate 7 is not necessary, and the temperature control is stopped to reduce power consumption. Cost can be reduced.
[0053]
On the other hand, when the engine is stopped, the heater plate 7 is not turned on and there is no intake pipe negative pressure. Therefore, the canister 1 only adsorbs fuel vapor generated as the outside air temperature rises. That is, when fuel vapor is generated in the fuel tank T and the internal pressure of the fuel tank T rises to a predetermined value or more, the discharge valve of the tank internal pressure valve 21 is opened and discharged to the canister 1 through the evaporation line 2 and the tank port 15. At this time, since the fuel vapor in the canister 1 is almost completely desorbed during the engine operation described above, the canister 1 is in a state where it can sufficiently adsorb the fuel vapor from the fuel tank T, and the inflowing fuel vapor is efficiently used. Can adsorb well. Further, since the fuel vapor does not remain in the canister 1, it is possible to prevent the remaining fuel vapor from being diffused in the canister 1 and released into the atmosphere from the atmosphere port 18 when the engine is stopped, as in the prior art.
[0054]
At the time of refueling, the fuel vapor staying in the fuel tank T opens the refueling valve 31 so as to be pushed out to the refueled fuel, and flows into the canister 1 from the refueling line 3 through the refueling port 17. At this time, if the activated carbon temperature is high, the adsorption performance deteriorates, so the temperature control by the heater plate 7 is stopped prior to refueling. That is, in the control routine of FIG. 5, it is determined that refueling is required when the remaining fuel amount is less than the predetermined amount V0 (step 202), and control is performed to stop the supply of power to the heater plate 7 (step 202). Step 215). The predetermined amount V0 in step 202 is usually a little larger than the remaining amount of fuel that requires refueling, for example, 1/4 of the nominal capacity. As a result, the temperature control is interrupted when the remaining fuel level is less than ¼, so that the canister temperature has returned to almost normal temperature during refueling, and adsorption is performed when the canister 1 temperature, that is, the activated carbon C temperature is high. Can be prevented.
[0055]
In addition, when refueling in a state where the remaining amount of fuel exceeds the predetermined amount V0 or immediately after the remaining amount of fuel reaches the predetermined amount V0, the heater plate 7 is turned off when the engine stops or when the remaining amount of fuel reaches the predetermined amount V0. (Steps 201 and 202), the heater plate 7 is energized until just before refueling. In these cases, since the time until refueling is short, the activated carbon C temperature may not be sufficiently lowered and fuel vapor may be adsorbed. However, in this case, the amount of fuel supplied is relatively small, and the amount of fuel vapor generated is proportional to the amount of fuel supplied. Therefore, the amount of fuel vapor flowing into the canister 1 is not so large, and the canister 1 is almost completely desorbed. Therefore, the entire amount generated can be adsorbed. Based on these, the remaining fuel amount V0 for turning off the heater plate 7 is an optimum value obtained from the activated carbon C capacity of the canister 1, the size of the fuel tank T, and the amount of fuel vapor flowing into the canister 1, and the inflow during refueling Makes it possible to absorb all of the fuel vapor.
[0056]
As described above, according to the above configuration, the plurality of adsorbent layers 51 and 52 are heated by the heater plate 7 provided on the wall surface, thereby efficiently heating the activated carbon C as a whole and adsorbing the fuel vapor. Almost all of the amount can be eliminated. At this time, each of the adsorbent layers 51 and 52 has a flat shape, and the entire area of the adsorbent layers 51 and 52 is configured to be within 25 mm from the heater plate 7. Performance is greatly improved. Accordingly, since the fuel vapor does not remain in the canister 1, it is possible to reliably adsorb the entire amount of the fuel vapor released at the next adsorption, and the fuel vapor diffuses in the canister 1 while the vehicle is left to stand. Leaking from the mouth 18 can be prevented. In addition, since the activated carbon C, which has been generated by about 20% in the conventional apparatus, is hardly deteriorated and it is not necessary to increase the amount in anticipation of this, the canister 1 can be downsized. Similar effects can be obtained by performing the above-described control also for the second and third embodiments.
[0057]
Further, in the apparatus having the heater plate 7 configured as described above, the failure diagnosis can be performed using the heater plate 7. This will be described using the control routine of FIG. In FIG. 6, when the failure diagnosis control routine is started, first, the purge valve 62 is closed in step 301, and then the canister closed valve (not shown) installed downstream of the atmospheric port 18 of the canister 1 is closed in step 302. I speak. As a result, the fuel vapor passage from the fuel tank T through the canister 1 to the purge valve 62 of the intake system becomes a closed space. Therefore, when electric power is supplied to the heater plate 7 in step 303, the gas in the closed space is heated and expanded, and the pressure in the closed space increases. Electric power is supplied to the heater plate 7 until this pressure reaches a predetermined pressure P1, and the elapsed time until the predetermined pressure P1 is monitored in step 304 is monitored. When the heater plate 7 is energized, the pressure in the closed space rises. However, if there is a hole in the closed space, the rising speed is slow, and depending on the size of the hole, it takes a considerable time to reach the predetermined pressure P1. It takes. In step 304, an arbitrary time t1 is determined in advance by experiments or the like, and if it takes more than t1, it is determined that the closed space is clearly perforated and an abnormality is determined.
[0058]
This determination method is a simple method suitable for determination of a large leak hole, and determination of a fine hole follows the following steps. In step 305, the pressure in the closed space is monitored. When the predetermined pressure P1 is reached in less than time t1, energization to the heater plate 7 is stopped in step 306. Next, in step 307, the elapsed time from the stop of energization of the heater plate 7 is monitored, and in step 308, the pressure P2 in the closed space when the time t2 has elapsed is measured. The residual heat of the heater plate 7 tends to slightly increase the pressure in the closed space, but if there is a leak in the closed space, the pressure in the closed space varies depending on the size of the leak hole, the remaining amount of fuel, etc. Decrease gradually. In step 309, P2 -P1 is calculated to obtain P3, and in step 310, the magnitudes of arbitrary specified pressures P4 and P3 are compared. The specified pressure P4 is the maximum value of the leak hole allowed in this system in the pressure drop that occurs with an arbitrary fuel remaining amount. If P3 is larger than P4, the leak hole exceeds the allowable range. An abnormality is determined at 311. Otherwise, normal determination is made at step 312.
[0059]
Thus, in the apparatus provided with the heater plate 7, the presence or absence of leakage can be easily determined without changing the configuration by using the heater plate 7 as a pressurizing means. In addition, if the prescribed pressure is determined by grasping the magnitude of the pressure drop with respect to the remaining amount of fuel and the size of the leak hole, any leak hole can be handled.
[0060]
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, the desorption performance is improved by adjusting the temperature of the activated carbon C at the time of desorption using the heater plate 7 as temperature control means. In this embodiment, the desorption performance is improved. Temperature control means is provided that can adjust the temperature not only at the time of adsorption but also at the time of adsorption. FIG. 7A shows a schematic configuration of the fuel vapor processing apparatus of the present embodiment. The configuration other than the canister 1 is the same as that of each of the above-described embodiments. Hereinafter, differences will be mainly described. .
[0061]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the canister 1 has a fuel adsorbing layer 5 filled with activated carbon C between perforated plates 41 and 42 disposed in the cylindrical case 11. Spaces 13 and 14 are formed between the perforated plates 41 and 42 and the case 11, respectively, and a filter (not shown) for holding the activated carbon C is interposed inside the perforated plates 41 and 42. The fuel adsorption layer 5 is divided into two adsorbent layers 51 and 52 parallel to the fuel vapor flow direction (left and right direction in FIG. 7B), and surrounds the adsorbent layers 51 and 52. (FIG. 7 (c)), a temperature control layer 9 as temperature control means is disposed over the entire length in the flow direction.
[0062]
Also in the present embodiment, the case 11 is formed such that the cross section perpendicular to the fuel vapor flow direction (left-right direction in FIG. 7A) is a flat rectangle, and the layer 9b serving as the partition wall is The case 11 is provided so that the short side is equally divided in parallel with the wall surface including the long side. That is, the two adsorbent layers 51 and 52 are layers having the same shape and a flatter rectangular section, and the entire region of the adsorbent layers 51 and 52 is configured to be 25 mm or less from the temperature control layer 9, Adsorption and desorption can be effectively carried out by eliminating the region that is not temperature-controlled.
[0063]
7B and 7C, the temperature control layer 9 includes a layer 9a that also serves as an outer wall of the case 11, and a layer 9b that serves as a partition wall that partitions the two adsorbent layers 51 and 52. These layers 9a , 9b communicate with each other. Each layer 9a, 9b is a channel in which the medium for heating or cooling the activated carbon C flows in the hollow wall of the case 11, and ports provided at the upper left end and the lower right end of the outer layer 9a. 91 and 92 communicate with the outside. The wall surface of the temperature control layer 9 in contact with the adsorbent layers 51 and 52 can be made of a material having a high heat transfer coefficient such as metal, and can promote heat exchange and enhance the temperature control effect.
[0064]
For example, the port 91 at the upper left end of the temperature control layer 9 is the medium introduction port and the port 92 at the lower right end is the medium outlet port, and the cooling medium is used as the activated carbon C temperature during adsorption when the activated carbon C temperature rises. Adsorption / desorption performance can be improved by circulating a heating medium at the time of desorption when the temperature decreases. That is, at the time of adsorption, the heat release of the activated carbon C is promoted to suppress the temperature rise, and at the time of desorption, the decrease in the activated carbon C temperature is suppressed to effectively perform the adsorption / desorption. Specific examples thereof will be described below.
[0065]
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention. As shown in the figure, an air pump P is connected to the introduction port 91 in the temperature control layer 9 of the canister 1, and a three-way valve V1 is connected to the air pump P1. And the passages 93 and 94 are connected to each other to switch the medium to be introduced at the time of adsorption and desorption. Of these, the passage 93 communicates with the outside air as the cooling medium, and the passage 94 extends near the exhaust pipe 63 so that air heated by the heat of the exhaust is introduced as the heating medium.
[0066]
In the above configuration, when the fuel vapor is adsorbed (when the engine is stopped or fueled), the three-way valve V1 is opened to the passage 93 side, and outside air as a cooling medium is introduced into the temperature control layer 9 by the air pump P1. On the other hand, the fuel vapor generated in the fuel tank T is discharged from the evaporation line 2 or the oil supply line 3 to the canister 1, diffuses in the space 13, flows evenly into the adsorbent layers 51 and 52, and is adsorbed on the activated carbon C. Is done. At this time, heat is generated with the liquefaction of the fuel vapor, but the generated heat is dissipated to the temperature control layer 9, so that an increase in the temperature of the activated carbon C is suppressed. Further, by turning the air pump P1, the air in the temperature control layer 9 whose temperature has been increased by heat exchange is discharged to the outside from the outlet port 92, and low temperature fresh air is always supplied from the introduction port 91 to the temperature control layer 9. Therefore, the effect of cooling the activated carbon C is high, and high adsorption performance can be obtained.
[0067]
When the fuel vapor is desorbed (when the engine is operating), the three-way valve V1 is opened to the passage 94 side, and high-temperature air as a heating medium heated by the heat of the exhaust pipe 63 is removed from the temperature control layer 9 by the air pump P1. To introduce. On the other hand, the fuel vapor in the canister 1 is desorbed by the atmosphere introduced from the atmosphere port 18 due to the intake pipe negative pressure, and is sent to the intake pipe 6 from the purge line 61. At this time, the temperature of each of the adsorbent layers 51 and 52 starts to decrease along with the vaporization of the fuel vapor, but is heated by the high-temperature air flowing through the temperature control layer 9, and the temperature decrease is suppressed. The air in the temperature control layer 9 whose temperature has been lowered by heat exchange is discharged to the outside from the outlet port 92, and high-temperature air is newly supplied from the introduction port 91 to the temperature control layer 9, so that the effect of heating the activated carbon C is obtained. High desorption performance can be obtained.
[0068]
As described above, the medium introduced into the temperature control layer 9 is switched between adsorption and desorption, and the air in the temperature control layer 9 is forcibly circulated by using the air pump P1, thereby achieving a high temperature control effect. Is obtained. Further, as shown by a broken line in FIG. 8, the outlet port 92 can be communicated with the atmospheric port 18 through the passage 64. In this case, since the high-temperature air discharged from the temperature control layer 9 at the time of adsorption can be used as the purge air as it is, the effect of suppressing the temperature drop at the time of desorption is high. In the above embodiment, the outside air is used as the cooling medium, and the high-temperature air warmed by the heat of the exhaust is used as the heating medium. However, other gases can be used as a matter of course.
[0069]
Further, as shown as a sixth embodiment in FIG. 9, a pump P2 may be connected to the introduction port 91, and passages 95 and 96 may be connected to the pump P2 via a three-way valve V2, respectively. Of these, the passage 95 is connected to the engine cooling water pipe, and the passage 96 communicates with the water tank T ′. The water tank T ′ communicates with the three-way valve V3 via a passage 67. One end of the three-way valve V3 is connected to the passage 65 connected to the outlet port 92, and the other end is connected to the engine coolant pipe via the passage 66. .
[0070]
In the above configuration, at the time of adsorption such as when the engine is stopped, the three-way valve V2 is opened to the passage 96 side, and low-temperature water in the water tank T ′ is introduced into the temperature control layer 9 as a cooling medium by the pump P2. On the other hand, fuel vapor generated in the fuel tank T flows into the canister 1 and is adsorbed. At this time, the heat generated with the liquefaction of the fuel vapor is dissipated to the low-temperature water flowing through the temperature control layer 9, and the rise of the activated carbon C temperature is suppressed. Further, the water in the temperature control layer 9 whose temperature has been raised by the pump P2 is discharged from the outlet port 92, returns to the water tank T 'through the passage 65, the three-way valve V3, and the passage 67, and the low-temperature water is always introduced into the introduction port 91. Since it is supplied to the temperature control layer 9, the effect of cooling the activated carbon C is high, and high adsorption performance can be obtained.
[0071]
At the time of desorption when the engine is operating, the three-way valve V2 is opened to the passage 95 side, and hot engine cooling water heated by the engine as a heating medium by the pump P2 is introduced into the temperature control layer 9. On the other hand, fuel vapor is desorbed by the atmosphere introduced from the atmosphere port 18 due to the intake pipe negative pressure, and is sent to the intake pipe 6. At this time, the temperature of each of the adsorbent layers 51 and 52 is lowered with the vaporization of the fuel vapor, but the adsorbent layers 51 and 52 are heated by the high-temperature water flowing through the temperature control layer 9 to suppress the temperature drop. The water in the temperature control layer 9 whose temperature has decreased due to heat exchange returns to the engine cooling water piping from the outlet port 92 through the passage 65, the three-way valve V3, and the passage 66, and hot water always flows from the introduction port 91 to the temperature control layer 9. Since it is supplied, the effect of heating the activated carbon C is high, and high desorption performance can be obtained.
[0072]
Thus, water can be used as a cooling or heating medium, the medium introduced into the temperature control layer 9 is switched between adsorption and desorption, and the inside of the temperature control layer 9 is forcibly used using the pump P2. By circulating this water, a high temperature control effect can be obtained. In addition to water, a liquid such as oil may be used.
[0073]
In each of the above embodiments, the fuel adsorbing layer 5 is divided into upper and lower adsorbent layers 51 and 52 (see FIG. 7C), but the shape and number of the adsorbent layers are not limited to this. Absent. For example, as shown in FIG. 10A as a seventh embodiment, the fuel adsorbing layer 5 is divided into a large number in a lattice shape, and the adsorbent layers 53 and the temperature control layers 9 are alternately arranged in the divided portions. As shown in FIG. 10B as the eighth embodiment, the adsorbent layer 54 and the temperature control layer 9 may be alternately arranged on the left and right of the drawing. 10 (a) and 10 (b) show a cross section perpendicular to the fuel vapor flow direction of the fuel adsorption layer 5 (corresponding to FIG. 7 (c)). It is formed parallel to the flow direction of the fuel vapor.
[0074]
Further, as shown in FIG. 11 as the ninth embodiment, the temperature adjusting layer 9 is embedded in the fuel adsorbing layer 5, that is, the adsorbent layers 51 and 52 shown in FIG. It can also be set as the structure which reversed the arrangement | positioning of the gradation layer 9. FIG. In FIG. 11, in the fuel adsorbing layer 5, two temperature control layers 9c, 9d having a flat rectangular cross section are arranged at an interval, and activated carbon is filled so as to surround each temperature control layer 9c, 9d. A fuel adsorption layer 5 is formed. Even in this case, the contact area between the fuel adsorbing layer 5 and the temperature control layer 9 can be made sufficiently large, and the fuel adsorbing layer 5 is set to an appropriate thickness that can obtain the temperature control effect. The temperature of the entire layer 5 can be effectively adjusted to improve the adsorption / desorption performance.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is an overall schematic configuration diagram of a fuel vapor processing apparatus, FIG. 1B is a sectional view taken along line Ib-Ib in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line Ic-Ic in FIG.
2A is a front view of a heater plate, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the heater plate.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a second embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is an overall schematic configuration diagram of a fuel vapor processing apparatus, FIG. 3B is a sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line IIIc-IIIc in (a).
FIG. 4 of the present inventionA third example which is a reference example(A) is the whole schematic block diagram of a fuel vapor processing apparatus, (b) is the IVb-IVb sectional view taken on the line of (a), (c) is the sectional view taken on the IVc-IVc line of (a). .
FIG. 5 is a diagram showing a control flowchart for explaining the operation of the fuel vapor processing apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a flowchart of control of a failure diagnosis apparatus using a fuel vapor processing apparatus.
7A and 7B are views showing a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is an overall schematic configuration diagram of a fuel vapor processing apparatus, FIG. 7B is a cross-sectional view of the canister of FIG. It is a VIIc-VIIc sectional view taken on the line b).
FIG. 8 is an overall schematic configuration diagram of a fuel vapor processing apparatus showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an overall schematic configuration diagram of a fuel vapor processing apparatus showing a sixth embodiment of the present invention.
10A is a cross-sectional view of a canister according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a cross-sectional view of a canister according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view of a canister according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the distance from the temperature control means, the temperature of the fuel adsorption layer, and the desorption performance.

Claims (11)

ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出する燃料蒸気処理装置において、上記燃料吸着層の温度調節を行うための温調手段を燃料蒸気の流れに平行に配設し、かつ該温調手段を、上記燃料吸着層を複数の吸着材層に区画する仕切壁と一体に設け、上記燃料吸着層をその全領域が上記温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配設したことを特徴とする燃料蒸気処理装置。One end of the canister filled with an adsorbent in the case to form a fuel adsorbing layer is communicated with a fuel vapor passage leading to the fuel tank and a purge passage leading to the intake passage of the internal combustion engine, while the other end of the canister is The fuel vapor communicated with the atmosphere and released from the fuel tank to the fuel vapor passage is temporarily adsorbed and held in the fuel adsorption layer, desorbed during operation of the internal combustion engine, and sent from the purge passage to the intake passage. In the fuel vapor processing apparatus, temperature adjusting means for adjusting the temperature of the fuel adsorbing layer is disposed in parallel with the flow of the fuel vapor, and the temperature adjusting means is connected to the fuel adsorbing layer by a plurality of adsorbent layers. A fuel vapor processing apparatus , wherein the fuel adsorbing layer is provided so as to be integrated with a partition wall partitioned into two, and the entire region of the fuel adsorbing layer falls within 25 mm from the temperature control means. 上記燃料吸着層を上記仕切壁にて燃料蒸気の流れに平行、かつ、それぞれが偏平な断面形状となるように区画した請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。 2. The fuel vapor processing apparatus according to claim 1, wherein the fuel adsorption layer is partitioned by the partition wall so as to have a flat cross-sectional shape parallel to the flow of the fuel vapor. 上記燃料吸着層の燃料蒸気の流れと垂直な断面が略長方形であり、その長辺に接する上記ケース壁面と平行に、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁を配置した請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。 The cross section perpendicular | vertical to the flow of the fuel vapor of the said fuel adsorption layer is a substantially rectangular shape, The partition wall which divides these adsorbent layers is arrange | positioned in parallel with the said case wall surface which contact | connects the long side. Fuel vapor treatment equipment. 上記吸着材を加熱するためのヒータプレートであり、該ヒータプレートが、上記仕切壁内に発熱体を埋設してなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料蒸気処理装置。 The fuel vapor processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the heater plate is used to heat the adsorbent, and the heater plate has a heating element embedded in the partition wall . 上記温調手段が、上記仕切壁内に設けた流路と該流路内を流れて上記吸着材を加熱または冷却する媒体からなる温調層である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料蒸気処理装置。 It said temperature control means, to any one of 3 claims 1 is a temperature adjustment layer made of a medium for heating or cooling the adsorbent flows the partition flow passage provided in the wall and flow path The fuel vapor processing apparatus as described. 上記温調層と上記複数の吸着材層を交互にまたは格子状に配置した請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。 The fuel vapor processing apparatus according to claim 1, wherein the temperature control layer and the plurality of adsorbent layers are arranged alternately or in a lattice pattern . ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出する燃料蒸気処理装置において、上記燃料吸着層内の上記吸着材の温度調節を行うための温調手段を設けるとともに、上記パージ通路に設けたパージバルブの開度とＨＣ濃度センサの検出結果を基にパージ燃料量を算出し、該パージ燃料量が所定範囲となるように、上記パージバルブの開度および上記温調手段の作動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする燃料蒸気処理装置。 One end of the canister filled with an adsorbent in the case to form a fuel adsorbing layer is communicated with a fuel vapor passage leading to the fuel tank and a purge passage leading to the intake passage of the internal combustion engine, while the other end of the canister is The fuel vapor communicated with the atmosphere and released from the fuel tank to the fuel vapor passage is temporarily adsorbed and held in the fuel adsorption layer, desorbed during operation of the internal combustion engine, and sent from the purge passage to the intake passage. In the fuel vapor processing apparatus, temperature control means for adjusting the temperature of the adsorbent in the fuel adsorption layer is provided, and based on the opening of the purge valve provided in the purge passage and the detection result of the HC concentration sensor. Control means is provided for calculating the purge fuel amount and controlling the opening of the purge valve and the operation of the temperature control means so that the purge fuel amount falls within a predetermined range. Fuel vapor processing apparatus that. 上記温調手段が上記吸着材を加熱する加熱手段であり、上記制御手段は、上記燃料タンクの燃料残量が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する請求項７記載の燃料蒸気処理装置。 8. The temperature control means according to claim 7, wherein the temperature control means is a heating means for heating the adsorbent, and the control means stops the operation of the temperature control means when the remaining amount of fuel in the fuel tank falls below a predetermined value . Fuel vapor treatment device. 上記制御手段は、上記ＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度ないし燃料タンク内圧が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する請求項７記載の燃料蒸気処理装置。 8. The fuel vapor processing apparatus according to claim 7, wherein the control means stops the operation of the temperature adjusting means when the HC concentration detected by the HC concentration sensor or the fuel tank internal pressure becomes a predetermined value or less . 上記請求項１ないし９記載の燃料蒸気処理装置を用い、上記燃料タンクから上記キャニスタを介して上記吸気路に至る燃料蒸気の通路において、上記キャニスタと上記吸気路の間の上記パージ通路に設けたパージバルブを閉じた時に形成される閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより加圧し、圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力が所定時間内に所定圧に達するか否かで上記閉路空間の洩れを判定することを特徴とする燃料蒸気処理装置の故障診断装置。The fuel vapor processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein a fuel vapor passage extending from the fuel tank to the intake passage through the canister is provided in the purge passage between the canister and the intake passage. The closed space formed when the purge valve is closed is pressurized by heating with the temperature adjusting means, and the pressure in the closed space detected by the pressure detecting means reaches the predetermined pressure within a predetermined time. A fault diagnosis apparatus for a fuel vapor processing apparatus, wherein leakage of a closed space is determined. 上記閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより所定圧に加圧し、その後加熱を中断して、上記圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力降下状態から上記閉路空間の洩れを判定する請求項１０記載の燃料蒸気処理装置の故障診断装置。The closed space is heated to the predetermined pressure by heating the temperature control means, and then the heating is interrupted, and the leakage of the closed space is determined from the pressure drop state of the closed space detected by the pressure detection means. The failure diagnosis apparatus for a fuel vapor processing apparatus according to claim 10.
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