JP5196263B2

JP5196263B2 - 車両用蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP5196263B2
Application number: JP2008275009A
Authority: JP
Inventors: 正弘青木
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010101274A

Description

本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を回収して処理するようにした車両用蒸発燃料処理装置に関するものである。

車両には、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を活性炭等の吸着剤に吸着して回収するキャニスタが設けられているが、このキャニスタに回収された蒸発燃料は、エンジンの運転時に吸気系に還元（パージ）されて燃焼に供される。

ところで、キャニスタは、蒸発燃料を吸着剤に吸着させる機能と、吸着剤に吸着された蒸発燃料を吸着剤から離脱させる機能を備えているが、吸着剤が蒸発燃料を吸着するときには該吸着剤の温度が上昇するため、雰囲気温度が低いときには吸着剤の吸着性能が向上する。逆に、蒸発燃料が吸着剤から離脱するときには吸着剤の温度が低下するため、雰囲気温度が高いときには蒸発燃料の離脱性能が向上する。

そこで、特許文献１には、キャニスタの空気導入口をエンジンの排気管近傍に開口させ、排気管外周りの温風をキャニスタに導入して吸着剤の活性化を促進するようにした蒸発燃料処理装置が提案されている。

又、特許文献２には、車両のサイドメンバとクロスメンバ及び排気管によって囲まれた空間にキャニスタを配置するとともに、排気管をキャニスタの下方に配置することによって、排気ガスの熱によってキャニスタ内の吸着剤を加熱して該吸着剤からの蒸発燃料の離脱を促進するようにした蒸発燃料処理装置が提案されている。
特公平６−０９４８５１号公報特許第２９１０６０７号公報

しかしながら、特許文献１において提案された蒸発燃料処理装置においては、キャニスタの空気導入口から流出した蒸発燃料が排気管周りに流れないよう空気導入口付近に安全手段としてガス逃げ孔を配設する必要があるため、構造が複雑化するという問題がある。

又、特許文献２において提案された蒸発燃料処理装置においては、蒸発燃料の吸着時においても吸着剤の温度が上昇するため、該吸着剤による蒸発燃料の吸着性能が低下するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、構造の複雑化を招くことなく、キャニスタに内蔵された吸着剤に対する蒸発燃料の吸着性能と離脱性能を高めることによって蒸発燃料の処理性能の向上を図ることができる車両用蒸発燃料処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに内蔵された吸着剤に吸着させ、空気導入管から前記キャニスタに導入される空気によって吸着剤から蒸発燃料を離脱させてエンジンの吸気系に還元する車両用蒸発燃料処理装置において、車両の前部に配置されるエンジンと車両の後部に配置されるメインマフラとの間を複数の排気管によって連結し、前記排気管の一つを車幅方向中央部にて車両前後方向に延ばし、この排気管の側方に前記キャニスタを前記空気導入管が連結される面がこの排気管側に向くように配置し、前記空気導入管の大気中に開口する端部よりも前記キャニスタ側の端部に近い部分に、前記車幅方向中央部にて車両前後方向に延びる部分を形成し、前記空気導入管よりも通路断面積が大きく内部にフィルタを内蔵してなるフィルタケースを前記空気導入管のエンジンの排気管に沿って延びる部分に配設するとともに、前記キャニスタを前記フィルタケースの側方且つ前記フィルタケースに対して前記排気管とは反対側に配設したことを特徴とする。

本発明によれば、空気導入管のエンジンの排気管に沿って延びる部分が排気管の熱によって加熱され、その内部を流れる空気も加熱される。又、空気導入管よりも通路断面積が大きくて内部にフィルタを内蔵して成るフィルタケースを空気導入管のエンジンの排気管に沿って延びる部分に配設したため、空気導入管を流れる空気がフィルタケースの通路断面積の拡大とフィルタによる流動抵抗によって減速され、フィルタケース内を低速で流れる空気にフィルタケースとフィルタから熱が伝わって該空気が加熱される。

以上のように空気導入管を流れる空気が加熱されるため、キャニスタに温度の高い空気が導入され、この空気によって吸着剤が加熱されるために該吸着剤からの蒸発燃料の離脱性能が高められる。

又、吸着剤をキャニスタに導入される空気によって加熱する方式を採用しているため、キャニスタの外壁を排気管の熱で加熱する方式に比べ、エンジンの停止時には加熱された空気がキャニスタに導入されて吸着剤を加熱することがなく、エンジンが停止すると吸着剤の温度が短時間で速やかに低下するために該吸着剤の吸着性能が高められる。

従って、構造の複雑化を招くことなく、キャニスタに内蔵された吸着剤に対する蒸発燃料の吸着性能と離脱性能を高めることによって蒸発燃料の処理性能の向上を図ることができる。

そして、キャニスタをフィルタケースに近づけたため、フィルタケース内において加熱された空気を外気で冷却される前にキャニスタに導入することができ、温度の高い空気によって吸着剤を効果的に加熱して蒸発燃料の吸着剤からの離脱性能を高めることができる。

又、キャニスタをフィルタケースに対して排気管とは反対側に配設したため、該キャニスタの排気管に対向する側面をフィルタケースによって遮熱することができ、キャニスタが排気管の熱によって直接加熱されることがなく、エンジンの停止時に吸着剤の温度を短時間で速やかに低下させて該吸着剤による蒸発燃料の吸着性能を高めることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る車両用蒸発燃料処理装置を備えた車両の底面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は車両用蒸発燃料処理装置の基本構造を示す模式的断面図である。

先ず、本発明に係る車両用蒸発燃料処理装置の基本構造と作用を図３に基づいて説明する。

車両に搭載されたエンジン１には、スロットルボディ２から延びる吸気管３が接続されており、スロットルボディ２に設けられたスロットルバルブ４によって計量された新気は吸気管３からエンジン１に吸引され、その過程で該新気に不図示のインジェクタから供給される燃料が噴射されて所望の空燃比（Ａ／Ｆ）の混合気が形成される。そして、混合気はエンジン１の燃焼室での燃焼に供され、この混合気の燃焼によって発生した排気ガスは、エンジン１に接続された排気管５からエンジン１外へとは排出される。尚、インジェクタには燃料タンク６から燃料が供給される。

ところで、燃料タンク６の上部からはエバポ配管７が導出しており、このエバポ配管７はキャニスタ８に接続されている。そして、キャニスタ８からはパージ配管９が導出しており、このパージ配管９は前記吸気管３の途中に接続されている。そして、パージ配管９の途中には、吸気管３内に所定値以上の負圧が発生すると開くパージバルブ１０が設けられている。

ここで、前記キャニスタ８の内部には活性炭等の吸着剤が収容されており、該キャニスタ８には空気導入管１１が接続されている。この空気導入管１１の一端は大気中に開口しており、その途中にはフィルタケース１２が設けられており、このフィルタケース１２の通路断面積は空気導入管１１の断面積よりも大きく、その内部にはフィルタ１３が収容されている。

而して、エンジン１の停止時に燃料タンク６内で蒸発した蒸発燃料は、エバポ配管７を通ってキャニスタ８へと導入され、該キャニスタ８内の吸着剤に吸着されて回収される。そして、エンジン１が始動されると、吸気管３内に発生する吸気負圧に引かれて大気中の空気が空気導入管１１からフィルタケース１２内に導入され、該空気はフィルタケース１２内に収容されたフィルタ１３を通過することによって浄化された後に空気導入管１１からキャニスタ８内に導入される。

キャニスタ８内においては、吸着剤に吸着された蒸発燃料が吸着剤から離脱して空気と共にパージ配管９及び開状態にあるパージバルブ１０を通ってエンジン１の吸気管３へと供給され、これらの空気と蒸発燃料は、不図示のインジェクタによって形成された混合気と共にエンジン１での燃焼に供される。

次に、以上の蒸発燃料処理装置を実際の車両に適用した場合の具体的な構成を図１及び図２に基づいて説明する。

図１に示す車両１００においては、車体前部の左右一対の前輪１０１の間に駆動源としてのエンジン１が搭載されており、車体後部の左右一対の後輪１０２の前方には燃料タンク６が配設されている。尚、図１において、１０３は左右一対のサイドメンバ、１０４は左右一対のフロアメンバ、図２において、１０５は車幅方向中央下部に車体前後方向に形成されたトンネル部である。

ところで、前記エンジン１の排気系から車体後方へと延びる左右一対の排気管５は集合部１４にて集合し、集合部１４からは単一の排気管１５がトンネル部１０５（図２参照）内を車体後方へと延び、その後端には触媒コンバータ１６が接続されている。そして、触媒コンバータ１６からは排気管１７が延びており、この排気管１７には、車幅方向中央のトンネル部１０５内に配置されたサブマフラ１８が接続されている。

上記サブマフラ１８からは排気管１９がトンネル部１０５内を車体後方に向かって延びており、この排気管１９は、車体後部の車幅方向中央に横置き状態で配置されたメインマフラ２０の車幅方向中央前端に接続されている。そして、メインマフラ２０の右側端からは排気管２１が右側方に向かって延びており、この排気管２１は、車体後方に向かって略直角に折り曲げられ、その後端部は大気中に開口している。

他方、図１に示すように，前記燃料タンク６の前方の左側のフロアメンバ１０４の近傍にはキャニスタ８が横置き状態で配設されており、このキャニスタ８には、燃料タンク６から車体前方へと延びるエバポ配管７が接続されている。そして、キャニスタ８の右端面には空気導入管１１の一端が接続されており、この空気導入管１１はキャニスタ８から車両後方に向かって延び、その途中にはフィルタケース１２が接続されている。

上記空気導入管１１には前記排気管１９（実際にはサブマフラ１８と排気管１９）に沿って延びる部分１１ａが形成されており、この部分１１ａに前記フィルタケース１２が配設されており、このフィルタケース１２は車幅方向においてサブマフラ１８とキャニスタ８の間に配設されている。又、キャニスタ８は、フィルタケース１２の側方且つフィルタケース１２に対して排気管１９（サブマフラ１８）とは反対側に配設されている。そして、空気導入管１１の排気管１９（サブマフラ１８と排気管１９）に沿って延びる部分１１ａの後端は、燃料タンク６の下方において左側方に向かって直角に折り曲げられた後、車体後方に向かって直角に折り曲げられ、左側の後輪１０２の内側に沿って車体後方へと延び、その後端は左側の後輪１０２の内側において大気中に開口している。

又、キャニスタ８の右側端からはパージ配管９が延びており、このパージ配管９は底面視コの字状に屈曲された後にキャニスタ８の前方をエンジン１に向かって斜めに延び、その端部はエンジン１の吸気管３（図３参照）に接続されている。

以上のように車両１００に配置された蒸発燃料処理装置においては、前述のように燃料タンク６内で発生した蒸発燃料がキャニスタ８に内蔵された吸着剤に吸着して回収され、エンジン１が始動されると空気導入管１１からキャニスタ８に導入される空気によって吸着剤から蒸発燃料が離脱され、この離脱した蒸発燃料が空気と共にパージ配管９を通ってエンジン１の吸気管３に還元されてエンジン１での燃焼に供されるが、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置によれば以下のような効果が得られる。

即ち、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置においては、空気導入管１１にエンジン１の排気管１９（サブマフラ１８）に沿って延びる部分１１ａを形成したため、この部分１１ａが排気管１９（サブマフラ１８）の熱（排気熱）によって加熱され、その内部を流れる空気も加熱される。又、空気導入管１１よりも通路断面積が大きく内部にフィルタ１３（図３参照）を内蔵して成るフィルタケース１２を空気導入管１１のエンジン１の排気管１９（サブマフラ１８）に沿って延びる部分１１ａに配設したため、空気導入管１１を流れる空気がフィルタケース１２の通路断面積の拡大とフィルタ１３による流動抵抗によって減速され、フィルタケース１２内を低速で流れる空気にフィルタケース１２とフィルタ１３から熱が伝わって該空気が加熱される。

以上のように空気導入管１１を流れる空気が加熱されるため、キャニスタ８に温度の高い空気が導入され、この空気によって吸着剤が加熱されるために該吸着剤が活性化され、吸着剤からの蒸発燃料の離脱性能が高められる。

又、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置においては、吸着剤をキャニスタ８に導入される空気によって加熱する方式を採用しているため、キャニスタの外壁を排気管の熱で加熱する方式に比べ、エンジン１の停止時には加熱された空気がキャニスタ８に導入されて吸着剤を加熱することがなく、エンジン１が停止すると吸着剤の温度が短時間で速やかに低下するために該吸着剤の吸着性能が高められる。

従って、本実施の形態によれば、蒸発燃料処理装置の構造の複雑化を招くことなく、キャニスタ８に内蔵された吸着剤に対する蒸発燃料の吸着性能と離脱性能を高めることによって蒸発燃料の処理性能の向上を図ることができる。

又、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置においては、キャニスタ８をフィルタケース１２に近づけたため、フィルタケース１２内において加熱された空気を外気で冷却される前にキャニスタ８に導入することができ、温度の高い空気によって吸着剤を効果的に加熱して蒸発燃料の吸着剤からの離脱性能を高めることができる。

更に、本実施の形態では、キャニスタ８をフィルタケース１２に対してサブマフラ１８及び排気管１９とは反対側に配設したため、該キャニスタ８のサブマフラ１８及び排気管１９に対向する側面をフィルタケース１２によって遮熱することができ、キャニスタ８がサブマフラ１８及び排気管１９の熱によって直接加熱されることがなく、エンジン１の停止時に吸着剤の温度を短時間で速やかに低下させて該吸着剤による蒸発燃料の吸着性能を高めることができる。

本発明に係る車両用蒸発燃料処理装置を備えた車両の底面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。車両用蒸発燃料処理装置の基本構造を示す模式的断面図である。

符号の説明

１エンジン
２スロットルボディ
３吸気管
４スロットルバルブ
５排気管
６燃料タンク
７エバポ配管
８キャニスタ
９パージ配管
１０パージバルブ
１１空気導入管
１１ａ空気導入管の排気管に沿って延びる部分
１２フィルタケース
１３フィルタ
１４排気管の集合部
１５排気管
１６触媒コンバータ
１７排気管
１８サブマフラ
１９排気管
２０メインマフラ
２１排気管
１００車両
１０１前輪
１０２後輪
１０３サイドメンバ
１０４フロアメンバ
１０５トンネル部

Claims

燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに内蔵された吸着剤に吸着させ、空気導入管から前記キャニスタに導入される空気によって吸着剤から蒸発燃料を離脱させてエンジンの吸気系に還元する車両用蒸発燃料処理装置において、
車両の前部に配置されるエンジンと車両の後部に配置されるメインマフラとの間を複数の排気管によって連結し、前記排気管の一つを車幅方向中央部にて車両前後方向に延ばし、この排気管の側方に前記キャニスタを前記空気導入管が連結される面がこの排気管側に向くように配置し、前記空気導入管の大気中に開口する端部よりも前記キャニスタ側の端部に近い部分に、前記車幅方向中央部にて車両前後方向に延びる部分を形成し、前記空気導入管よりも通路断面積が大きく内部にフィルタを内蔵してなるフィルタケースを前記空気導入管のエンジンの排気管に沿って延びる部分に配設するとともに、前記キャニスタを前記フィルタケースの側方且つ前記フィルタケースに対して前記排気管とは反対側に配設したことを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。