JP4678328B2 - 車両用蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に備えられる車両用蒸発燃料処理装置に関し、特に、モーターを有する車両に備えられる車両用蒸発燃料処理装置に関する。

いわゆるハイブリッド車等、モーターを備えた自動車では、たとえば特許文献１に示されるように、キャパシタ（蓄電手段）に蓄電できないときの回生電力を利用して、キャニスタに吸着された蒸発燃料のパージを行うものがある。

しかし、実際の車両では、さらに効率的にキャニスタを加熱して、吸着された蒸発燃料をパージすることが望まれる。
特開平１０−２７８６４０号公報

本発明は上記事実を考慮し、モーターを備えた車両において、効率的にキャニスタを加熱して、吸着された蒸発燃料をパージすることが可能な車両用蒸発燃料処理装置を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、電力供給を受けて駆動力を発揮し、車両を駆動させる駆動用モーターと、燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、電源から前記駆動用モーターに電力供給すると共にこの電力供給によって生じた熱エネルギーを前記キャニスタに伝熱可能に配置されたケーブルを含んで構成された電力供給装置と、を有することを特徴とする。

この車両用蒸発燃料処理装置では、電力供給装置が、電源から、駆動用モーターに電力供給すると共にこの電力供給によって生じた熱エネルギーをキャニスタに伝熱可能に配置されたケーブルを含んでいる。したがって、電力供給時の発熱を利用して効率的にキャニスタを加熱し、吸着された蒸発燃料をパージできる。しかも、ケーブルをキャニスタに対し伝熱可能な位置に配置するだけの簡単な構造で、キャニスタを効率的に加熱できるようになる。

しかも、電力供給装置は、電源から、車両を駆動させる駆動用モーターに電力供給する構成である。

これにより、駆動用モーターの駆動時だけでなく、回生時に生じる熱エネルギーも効率的に利用してキャニスタを加熱できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ケーブルが、前記キャニスタのパージポートから遠い位置ほどキャニスタへの伝熱量が相対的に多くなるように配置されていることを特徴とする。

一般に、キャニスタのパージポートから遠い位置ではパージ負圧が低くなるが、このような位置においてケーブルからキャニスタへの伝熱量が相対的に多くなるので、パージ能力を高く維持できる。

本発明は上記構成としたので、モーターを備えた車両において、効率的にキャニスタを加熱して、吸着された蒸発燃料をパージすることが可能となる。

図１には、本発明の第１実施形態の車両用蒸発燃料処理装置４２が示されている。また、図２には、この車両用蒸発燃料処理装置４２を備えた自動車１２の駆動系１４及びその周辺の概略構成が示されている。

この自動車１２はいわゆるハイブリッド車とされており、車輪１６を駆動する駆動源として、エンジン１８の他に、駆動用モーター２０を備えている。駆動用モーター２０には、バッテリー２２から電力供給装置２４及びインバーター２６を経て電力供給されるように、モーター電源ケーブル２８で電気的に接続されている。また、エンジン１８と駆動用モーター２０の間には変速機３０が配置されている。そして、エンジン１８と駆動用モーター２０のいずれか一方もしくは双方の駆動力によって車輪１６を駆動できる。たとえば急加速時には、エンジン１８と駆動用モーター２０の双方の駆動力によって、大きな駆動力が得られる。また、減速時（場合によっては定速走行時）には、モーターを発電機として機能させる回生動作を行わせることができる。これによって生じた電力は、バッテリー２２に蓄電される。

図１に示すように、車両用蒸発燃料処理装置４２は、略直方体状の筐体４６を備えたキャニスタ４４を有している。図３に示すように、筐体４６内は隔壁４８によって第１層５０Ａ及び第２層５０Ｂに区画されており、それぞれの層に活性炭５２が収容されている。また、筐体４６の一端の端壁４６Ａには、第１層５０Ａに対応する位置にタンク側ポート５４及びパージポート５６が設けられ、第２層５０Ｂに対応する位置に大気開放側ポート５８が設けられている。

筐体４６の天面４６Ｔには、第２層５０Ｂに対応する位置に、筐体４６の長手方向に沿って収容長溝６０が形成されている。図１から分かるように、収容長溝６０は、一端の端壁４６Ａから他端の端壁４６Ｂまで連続しており、電力供給装置２４を構成するモーター電源ケーブル２８を収容可能な大きさを有している。すなわち、図２にも示すモーター電源ケーブル２８は、バッテリー２２と駆動用モーター２０とを電気的に接続するものであるが、このモーター電源ケーブル２８の一部（本実施形態では、２つのコネクタ６２の間に位置する部分）が収容長溝６０に収容されている。

ここで、図３から分かるように、本実施形態に係るモーター電源ケーブル２８は複数本（図３では２本）の金属導線２８Ｃを有しており、全体として長手方向と直交する断面（図３に示す断面）が長方形状になっている。そして、この断面での幅方向（矢印Ｗ２方向）が筐体４６の幅方向（矢印Ｗ１方向）と一致する向きで配置されている。

収容長溝６０とモーター電源ケーブル２８の間には伝熱材６４が充填されており、モーター電源ケーブル２８と収容長溝６０との接触面積を広くして、伝熱性が高くなるようにされている。

また、上記したように、収容長溝６０は第２層５０Ｂに対応する位置に形成されているので、モーター電源ケーブル２８も第２層５０Ｂに対応した位置、すなわち、パージポート５６から離れた位置に配置されている。

モーター電源ケーブル２８には、長手方向と直交する方向に固定片６６が延出されている。この固定片６６を利用して、溶接や接着、リベット等の固定手段により、モーター電源ケーブル２８が筐体４６に固定されている。なお、筐体４６には固定片６６を収容する凹部６８が形成されており、モーター電源ケーブル２８及び固定片６６が筐体４６の表面から突出しない（本実施形態では表面と面一になる）ようになっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記したように、本実施形態の自動車１２では、バッテリー２２から駆動用モーター２０へ、あるいは逆に、駆動用モーター２０からバッテリー２２へとモーター電源ケーブル２８を電流が流れることがある。

ここで、モーター電源ケーブル２８を流れる電流による発熱量Ｑは、電流をＩ、モーター電源ケーブル２８の抵抗をＲ、電流が流れた時間をｔとして、ジュールの法則から
Ｑ＝Ｉ^２Ｒｔ
となる。このように、モーター電源ケーブル２８を流れた電流による発熱でキャニスタ４４が加熱され、キャニスタ４４内の活性炭５２も加熱されるので、キャニスタ４４を加熱しない構成と比較して、ベーパーの離脱性能が向上する。たとえば加速時等、エンジン１８と駆動用モーター２０の双方を駆動している場合には、モーター電源ケーブル２８に電流が流れ、その発熱によってキャニスタ４４が加熱されるので、活性炭５２も加熱された状態でパージでき、脱離量を多く確保することができる。また、駆動用モーター２０の回生動作時には、駆動時とは逆方向の電流がモーター電源ケーブル２８に流れるので、その発熱によりキャニスタ４４を加熱できる。

なお、給油時や駐車時には、キャニスタ４４へのベーパーの吸着量が多くなる。しかし、このように多くのベーパーが吸着された状態でも、その後に、モーター電源ケーブル２８に電流が流れる機会があれば（たとえば上記した加速時等が該当する）、脱離性能が向上するとともに、それ以降の必要脱離量は小さくなる。したがって以降は、たとえば加速時であっても、あるいは通常の状態であっても、活性炭５２によるパージを確実に行わせることが可能となる。特に、本実施形態のようなハイブリッド車では、駆動源としてエンジンのみ有する自動車（いわゆるコンベ車）と比較して、エンジンが駆動している時間が短くなることが多いが、このような場合であっても、キャニスタ４４における吸着量と脱離量とをバランスさせることができる。

また、本実施形態では、モーター電源ケーブル２８をキャニスタ４４の第２層５０Ｂ側、すなわち、パージポート５６から遠い位置ほど、キャニスタ４４への伝熱量が相対的に多くなるように配設して活性炭５２を加熱している。すなわち、活性炭５２にかかるパージ負圧が小さい位置を加熱するので、キャニスタ４４全体としての、偏りの少ない脱離性能を得ることができる。

なお、吸着時には、キャニスタ４４内の活性炭５２の温度を低下させて吸着性能を高めることが好ましい。本実施形態では、モーター電源ケーブル２８が金属導線２８Ｃで構成されている。すなわち熱伝導率が高い材質のものがキャニスタ４４の近傍に配置されていることになるので、キャニスタ４４の活性炭５２の熱をモーター電源ケーブル２８を介して放熱でき、吸着性能を向上させることができる。

図４には、本発明の第２実施形態の車両用蒸発燃料処理装置８２が示されている。第２実施形態では、第１実施形態と比較して異なる部分のみ説明し、同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、自動車の全体的構成も第１実施形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態の車両用蒸発燃料処理装置８２では、キャニスタ８４の筐体８６の高さＨ１方向と、モーター電源ケーブル２８の幅Ｗ２方向とが一致するようにモーター電源ケーブル２８が筐体８６の側面８６Ｓに沿って配置されている。また、キャニスタ８４の筐体８６の側面８６Ｓには、第１実施形態の収容長溝６０等は形成されることなく、モーター電源ケーブル２８が配置されている。

したがって、第２実施形態では、収容長溝６０を形成する必要がないので、筐体８６の成形が容易になる。

また、パージポート５６から最も遠い位置にモーター電源ケーブル２８が配置されるので、キャニスタ８４全体としての、脱離性能の偏りをより少なくすることができる。

図５には、本発明の第３実施形態の車両用蒸発燃料処理装置９２が示されている。第３実施形態においても、第１実施形態と比較して異なる部分のみ説明し、同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、自動車の全体的構成も第１実施形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態の車両用蒸発燃料処理装置９２では、モーター電源ケーブル２８の位置は第１実施形態と略同様に、キャニスタ９４の筐体９６において、第２層５０Ｂ（第１実施形態として示す図３参照）に対応した位置であるが、第１実施形態と異なり、モーター電源ケーブル２８の幅方向（矢印Ｗ２方向）が、キャニスタ４４の筐体４６の高さ方向（矢印Ｈ１方向）と一致する向きで配置されている。また、第３実施形態に係る長溝９８も、モーター電源ケーブル２８の向きに対応して、第１実施形態よりも幅が狭く、且つ深くなるように天面９６Ｔに形成されている。

したがって、第３実施形態では、第１実施形態と比較して、モーター電源ケーブル２８から筐体９６へと伝熱する面積が広くなっており、モーター電源ケーブル２８の発熱をより効率的に活性炭５２（図３参照）に伝えて加熱することができる。

なお、上記各実施形態では、バッテリー２２から駆動用モーター２０へ電力供給する電力供給装置２４のなかで、特にモーター電源ケーブル２８の発熱をキャニスタ４４に伝えるように構成したものを挙げたが、電力供給装置２４を構成する他の部材、たとえばコネクタ６２や、図示しない取付部材（モーター電源ケーブル２８を車体に取り付けるための部材）からキャニスタ４４に熱を伝える構成と比較して、モーター電源ケーブル２８は、それ自体が熱源であり、しかもその長手方向に沿って広い面積でキャニスタ４４に近接配置できるので、効率的な熱伝導の観点からは好ましい。

また、上記実施形態では、本発明に係るモーターとして、ハイブリッド車における駆動用モーター２０を挙げている。ハイブリッド車の駆動用モーター２０は、上記したように自動車の加速時等の適切なタイミングでキャニスタの脱離能力を高めることができるので、好ましい。

本発明の第１実施形態の車両用蒸発燃料処理装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の車両用蒸発燃料処理装置を備えた自動車の駆動系まわりを示す概略図である。 本発明の第１実施形態の車両用蒸発燃料処理装置を示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の第２実施形態の車両用蒸発燃料処理装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態の車両用蒸発燃料処理装置の概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１２ 自動車
１４ 駆動系
１６ 車輪
１８ エンジン
２０ 駆動用モーター
２２ バッテリー
２４ 電力供給装置
２６ インバーター
２８ モーター電源ケーブル
２８Ｃ 金属導線
３０ 変速機
４２ 車両用蒸発燃料処理装置
４４ キャニスタ
４６Ａ 端壁
４６Ｂ 端壁
４６ 筐体
４８ 隔壁
５０Ａ 第１層
５０Ｂ 第２層
５２ 活性炭
５４ タンク側ポート
５６ パージポート
５８ 大気開放側ポート
６０ 収容長溝
６２ コネクタ
６４ 伝熱材
６６ 固定片
６８ 凹部
８２ 車両用蒸発燃料処理装置
８４ キャニスタ
８６Ｓ 側面
８６ 筐体
９２ 車両用蒸発燃料処理装置
９４ キャニスタ
９６ 筐体
９６Ｔ 天面
９８ 長溝

Claims (2)

1. 電力供給を受けて駆動力を発揮し、車両を駆動させる駆動用モーターと、
   燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、
   電源から前記駆動用モーターに電力供給すると共にこの電力供給によって生じた熱エネルギーを前記キャニスタに伝熱可能に配置されたケーブルを含んで構成された電力供給装置と、
   を有することを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。
2. 前記ケーブルが、前記キャニスタのパージポートから遠い位置ほどキャニスタへの伝熱量が相対的に多くなるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用蒸発燃料処理装置。

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