JPH01247755A - 車両用蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

〔従来の技術〕

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

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

〔発明が解決しようとする課題〕

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

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

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明では、燃料タンクか
らの蒸発燃料を蒸発燃料吸着剤により吸着するようにし
た車両用蒸発燃料処理装置において、ケーシング内に、
第１空間部、第１の蒸発燃料吸着剤、第２空間部、第２
の蒸発燃料吸着剤および第３空間部を順次直列に連通ず
るように形成し、ケーシングは、第１空間部に開口し燃
料タンクの給油時に発生する蒸発燃料を導入する導入ポ
ニトと、第３空間部に開口し大気に連通ずる大気ポート
と、第２空間部に開口し吸気管負圧によって蒸発燃料の
吸着剤にて吸着した蒸発燃料を吸気管内へ脱離するバー
ジポートとを有し、燃料タンクの給油時に発生する蒸発
燃料を導入ポートへ導入する配管内には、車両の運転状
態に応じて、燃料タンク側と導入ポートとの連通と、大
気側と導入ポートとの連通との切替えを行う三方弁が設
けられていることを特徴とする。

〔作用〕

上記構成によれば、燃料タンクの給油時に発生する大量
の蒸発燃料は、導入ポートを通って第１空間部で拡散し
た後、第１の蒸発燃料吸着剤にて吸着され、さらにこの
吸着剤で吸着されずに洩れ出た蒸発燃料は第２空間部で
拡散しまた後、第２の蒸発燃料吸着剤にて吸着される。

そのため、給油時に発生する大量の蒸発燃料を直接蒸発
燃料吸着剤内に導入した場合のように通気抵抗の増加を
招くことなく、蒸発燃料は吸着剤にて有効に吸着される
。なお、蒸発燃料は第１の吸着剤にて吸着された後、第
２の吸着剤で吸着されるので、第１の吸着剤の吸着濃度
は第２の吸着剤に比べて相対的に高くなる。

機関運転時には、発生する吸気管負圧によって蒸発燃料
吸着剤にて吸着された蒸発燃料が脱離されるが、三方弁
は車両の運転状態に応じて、燃料タンク側と導入ポート
側との連通と、大気側と導入ポート側との連通とを切替
えるため、大気を導入する大気口が、大気ポートと、大
気ポートと第１導入ポートとの両方とに切替えられ、例
えば脱離初期か吸入空気量が少ない場合には主として吸
着濃度の低い第２の蒸発燃料吸着剤から蒸発燃料の脱離
を行い、例えば脱離所定時間経過後で吸入空気量が多い
場合には第１と第２の両方の蒸発燃料吸着剤から蒸発燃
料の脱離を行なう、そのため、三方弁を制御することに
より、脱離可能条件を制限することなく、運転状態に応
じて脱離される蒸発燃料の濃度を制御することができ、
空燃比の変動を防止できる。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。

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

外ケーシング２の内部であって内ケーシング３の外周に
は、例えば活性炭等によりなる吸着剤６が充填されてお
り、この吸着剤６により吸着剤層５が形成されている。

この吸着剤層５の図中下面には不織布等よりなるフィル
ター２０が配され、さらにその下面には連通孔３０ａを
有する内ケーシング３の底面部３０が配されている。ま
た、吸着剤Ｎ５の図中上面にも不織布等よりなるフィル
ター１７が配され、さらにその上面には連通孔１４ａを
有する上押え板１４が配されている。なお、フィルター
２０、内ケーシング３の底面部３０、フィルター１７、
上押え板１４は外ケーシング２の内周面に固定されるこ
とにより、その位置が固定されている。

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

なお、内ケーシング３の内部であって、吸着剤層４０図
中下方には第１空間部７が形成されている。

また、外ケーシング２の内部であって、吸着剤層５の上
方には第２空間部８が形成されており、吸着剤Ｎ５の下
方には第３空間部９が形成されている。

外ケーシング２の図中上面には、第１導入管ＩＯと、第
２導入管１１と、パージポート１２とが形成されている
。第１導入管１０の一端１０ａは配管３１を介して燃料
タンク２１の燃料供給管２１ａに連通し、他端１０ｂは
第２空間部８および吸着剤Ｎ４を貫通して第１空間部７
に連通している。第２導入管１１は第１導入管１０より
も小径であって、一端１１ａは配管３２を介して燃料タ
ンク２１の上部ポー）２１ｂに連通し、他端１１ｂは第
２空間部８を貫通して吸着剤層４に開口している。さら
に、パージポート１２は第２空間部８に連通して形成さ
れ、一端１２ａは吸気管２４内に設けられたスロットル
弁２６の下流側に連通し、パージポート１２内には径が
０．６　ｔｔｍ〜１．０−程度の絞り３５が設けられて
いる。

配管３１内であって燃料タンク２１の燃料供給管２１ａ
との接続部には、燃料供給時のみ所定時間だけ開となる
切替弁２２が設けられている。また、配管３１内には三
方弁２７が設けられており、この三方弁２７は吸入空気
量等の運転状態を示す信号が入力された制御回路２８に
よって、燃料ター　ツク２１側と第１導入管１０との連
通と、大気側と第１導入管１０との連通の切替制御を行
なう。

配管３２内には制御弁２９が設けられており、この制御
弁２９は燃料タンク２１から第２導入管１１への蒸発燃
料の流量を制御する。また、配管３３内にも制御弁２３
が設けられており、この制御弁２３はパージポート１２
から吸気管２５内へ吸引される蒸発燃料の流量を制御す
る。

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

次に、本実施例の作動について説明する。

燃料タンク２１の燃料供給管２１ａへ供給された燃料は
約３０〜４０４！／ｍｉｎの流速で燃料タンク２１へ流
入する。この時、切替弁２２は開となっており、給油時
に発生した蒸発燃料は配管３１内に流入する。

ここで、三方電磁弁２７は、給油状態を示す信号が入力
された制御回路２８によって、燃料タンク２１側とキャ
ニスタ１００の第１導入管１０とを連通ずるように切替
制御されており、配管３１内へ流入した蒸発燃料は第１
導入管１０を通ってキャニスタ１００内に導入される。

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

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

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

次に、吸着剤ＩＩ４から洩れ出た蒸発燃料は、第２空間
部８に吐出された拡散された後、吸着剤層５の上方から
下方へ流通し吸着される。この場合についても、蒸発燃
料は一旦空間部８内で拡散された後吸着剤層５を通過す
るため吸着剤５の利用効率は高くなる。

一方、燃料タンク２１内に貯蔵された燃料からの蒸発燃
料、上部ボー）２１ｂおよび配管３２を通って第２導入
管１１へ導入されるようになっており、切替弁２９は配
管３２内を通過する蒸発燃料が所定量以上になると開と
なるように設定されている。燃料タンク２１内に貯蔵さ
れた燃料からの蒸発燃料は給油に発生する蒸発燃料に比
べて流量が少ないため、第２導入管１１の径は小さく、
また第２導入管１１の開口端１１ａは吸着剤７１４内に
直接開口している。そのため、第２導入管１１から導入
された蒸発燃料は、吸着剤層４により吸着される。

また、機関運転時には、吸気管２５に負圧が発生し、こ
の負圧は配管３３およびバージポート１２よりキャニス
タ１００内に導入される。この時、三方弁２７は車両の
運転状態に応じて制御回路２８によって切替制御される
ようになっており、例えば蒸発燃料の脱離初期や吸入空
気量が少ない場合には三方弁２７は燃料タンク２１側と
第１導入管１０との連通を行い、また脱離所定時間経過
後で、かつ吸入空気量が多い場合には三方弁２７は大気
側と第１導入管１０との連通を行なうようになっている
。

そのため、例えば脱離初期や吸入空気量が少ない場合に
は、吸気管負圧によって大気が大気ポート１３からキャ
ニスタ１００内に導入され、この大気は第３空間部９、
吸着剤層５、第１の空間部７を順次通過する。この大気
により、主として吸着濃度の低い吸着剤層５に吸着され
ていた蒸発燃料が脱離され、この蒸発燃料はバージポー
ト１２内へ流入する。バージポート１２内へ流入した蒸
発燃料は、配管３３を通って、切替弁２３によってその
流量が調整され吸気管２５内へ吸引される。

また、例えば脱離所定時間経過後で、かつ吸入空気量が
多い場合には、三方弁２７は大気側と第１導入管１０と
の連通を行なうため、吸気管負圧によって大気が大気ポ
ート１３および第１導入管１０の両方から導入される。

大気ポート１３から導入された大気は、第３空間部９、
吸着剤層５、第２空間部８を順次通過し、また第１導入
管１゜から導入された大気は第１空間部７、吸着剤層４
、第２空間部８を順次通過する。そのため、吸着剤層４
および吸着剤層５の両方に吸着されていた蒸発燃料が脱
離され、この蒸発燃料はバージポート１２内へ流入し、
配管３３を通って、切替弁２３によってその流量が調量
されて吸気管２５内へ吸　　　引される。

第２図は本実施例において、第３図に示すように吸着剤
層４．５をＡ、−Ａ、に６分割し、その各点における吸
着剤の吸着後と脱離後の吸着残留率を示したもので、給
油時に発生する大量の蒸発燃料の流れに従って吸着剤の
吸着濃度が低くなっており、また、各々の吸着剤がらほ
ぼ均一に蒸発燃料が脱離されている。

第４図は、本実施例において、第５図に示す吸着剤層４
（矢印Ｂ）の脱離特性と、吸着剤層５（矢印Ｃ）の脱離
特性とを示しており、吸着剤層４から脱離される蒸発燃
料はＨＣｉＩｉ度が高く、吸着剤層５から脱離される蒸
発燃料はＨＣｌ度が低い。そのため、三方弁２７を制御
することにより、車両の運転状態に応じて、、ＨＣ濃度
を制御できる。

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

また、燃料タンク２１内に貯蔵された燃料からの蒸発燃
料についても、第２導入管１１を通って直接吸着剤層４
に導入されて吸着される。

さらに、吸着剤層４．５により吸着された蒸発燃料は、
機関運転時に吸気管負圧によって脱離されるが、車両の
運転状態に応じて三方弁２７が切替えられることにより
、大気が導入される大気口が大気ポート１３と、大気ポ
ート１３および第１導入管１０の両方とに切替えられる
ため、例えば脱離初期や吸入空気量が少ない場合には主
として吸着濃度の低い吸着剤層５に吸着された蒸発燃料
の脱離を行い、また脱離所定時間経過後で、かつ吸入空
気量の多い場合には吸着濃度の高い吸着剤層４と吸着剤
層５の両方に吸着された蒸発燃料の脱離を行なうことが
できる。そのため、キャニスタ１００の脱離可能条件を
制限することなく、運転状態に応じて脱離される蒸発燃
料の濃度を制御することができ、空燃比の変動を防止す
ることができる。

なお、三方弁２７を切替えるために制御回路２８に入力
される信号としては、吸入空気量、吸気負圧、燃料タン
ク２１内の燃料残量、冷却水温度、排気ガス中の酸素量
、スロットルポジション、エンジン回転数、燃料噴射量
等が考えられる。

また、三方弁２７は制御回路２８によって制御されるの
みでなく、吸気負圧で作動する圧力弁を用いるようにし
ても良い。

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

第４図に示す実施例では、ケーシング２内に、仕切板３
６によって吸着剤層４、吸着剤層５、第１の空間部７、
第２の空間部８、第３の空間部９を形成するようにした
もので、ハウジング２の上面には第１導入ポート１０、
第２導入管１１および大気ポート１３が形成され、ハウ
ジング２の下面にはパージポート１２が形成されている
。また、第１導入ポート１０は第１の空間部７、第２導
入管１１は吸着剤層４、大気ポート１３は第３の空間部
９、パージポート１２は第２の空間部８に各々直接連通
している。なお、他の構成は前記実施例と同様であるの
で、同一の機能部品については同一の符号を付しである
。

上記構成において、給油時に発生する大量の蒸発燃料は
、三方弁２７を通って第１の空間部７へ流入して拡散し
た後、吸着剤層４にて吸着される。

そして、吸着剤層４から洩れ出た蒸発燃料は、第２の空
間部８内で拡散した後、吸着剤層５にて吸着される。そ
のため、吸着剤層４の吸着濃度は吸着剤層５の吸着濃度
に比べて相対的に高くなる。

機関運転時には、吸気管負圧によって吸着された蒸発燃
料が脱離されるが、例えば脱離初期や吸入空気量が少な
い場合には三方弁２７は第１導入ポート１０と燃料タン
ク側とを連通しており、大気は大気ポート１３を介して
導入され、第３の空間部９、吸着剤層５、第２の空間部
８を順次通過する。そのため、吸着剤層５に吸着されて
いた吸着濃度の低い蒸発燃料は脱離されてパージポート
１２から吸気管内に吸引される。また、脱離所定時間経
過後で、かつ吸入空気量が多い場合には三方弁２７は大
気側と第１導入ポート１０との連通を行なうため、吸気
管負圧によって大気が大気ポート１３および第１導入ポ
ート１０の両方から、導入さる。そのため、吸着濃度の
高い吸着剤層４と吸着剤Ｎ５の両方に吸着されていた蒸
発燃料が脱離されてパージポート１２から吸気管内へ吸
引される。従って、三方弁２７を制御することにより、
キャニスタ１００の脱離可能条件を制限することなく、
運転状態に応じて脱離される蒸発燃料の濃度を制御する
ことができ、空燃比の変動を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、給油時に発生す
る大量の蒸発燃料を有効に吸着することができるととも
に、三方弁を制御することにより、キャニスタの脱離可
能条件を制限することなく、運転状態に応じて脱離され
る蒸発燃料の濃度を制御することができ、空燃比の変動
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例に関するもので、第１
図は本実施例の構成を示す断面図、第２図は本実施例の
吸着剤の吸着後と脱離後の吸着残留率を示す特性図、第
３図は第２図に示す吸着剤の各々の位置を示すための図
、第４図は本実施例の脱離特性を示す図、第５図は第４
図に示す脱離特性の各々の脱離の流れを示す図、第６図
は本発明の他の実施例を示す断面図である。 １００・・・キャニスタ、２・・・外ケーシング、３・
・・内ケーシング、４・・・吸着剤層、５・・・吸着剤
層、７・・・第１の空間部、８・・・第２の空間部、９
・・・第３の空間部、１０・・・第１導入管、１１・・
・第２導入管。 １２・・・パージポート　１３・・・大気ポート、２１
・・・燃料タンク、２５・・・吸気管、２７・・・三方
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料タンクからの蒸発燃料を蒸発燃料吸着剤により吸着
   するようにした車両用蒸発燃料処理装置において、 ケーシング内に、第１空間部、第１の蒸発燃料吸着剤、
   第２空間部、第２の蒸発燃料吸着剤および第３空間部を
   順次直列に連通するように形成し、前記ケーシングは、
   前記第１空間部に開口し燃料タンクの給油時に発生する
   蒸発燃料を導入する導入ポートと、前記第３空間部に開
   口し大気に連通する大気ポートと、前記第２空間部に開
   口し吸気管負圧によって前記蒸発燃料吸着剤にて吸着し
   た蒸発燃料を吸気管内へ脱離するパージポートとを有し
   、 燃料タンクの給油時に発生する蒸発燃料を前記導入ポー
   トへ導入する配管内には、車両の運転状態に応じて、燃
   料タンク側と前記導入ポートとの連通と、大気側と前記
   導入ポートとの連通との切替えを行う三方弁が設けられ
   ていることを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。