JPH07253058A - ハイブリッド型電気自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸散燃料を確実に吸気管に掃気し、エンジン
燃焼室内で燃焼処理することができるハイブリッド型電
気自動車を提供する。 【構成】 ブレーキ用真空倍力装置２８の減圧用の吸引
ポンプ３０の排気を第２パージ配管４８により、キャニ
スタ２０に導く。キャニスタ２０の活性炭２２には燃料
タンク１０内で気化した蒸散燃料が吸着されている。こ
の吸着した蒸散燃料が、吸引ポンプ３０からの送気によ
って再び気化し、さらに第１パージ配管２６を通って、
エンジンの吸気管２４に送られる。吸気管２４から燃焼
室に送られ、ここで燃焼し、処理される。このようにし
て、蒸散燃料が大気に放出されることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにより駆動さ
れる発電機と走行用バッテリを搭載し、この発電機の発
生した電力およびバッテリに蓄えられた電力によって走
行するハイブリッド型電気自動車に関し、特に燃料タン
ク内に発生した蒸散燃料の回収および処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境に配慮した産業設備およ
び機器の開発が盛んに行われている。自動車において
も、排気ガスの無い電気自動車の開発が行われている
が、蓄電池の容量が未だに十分ではなく、この容量に連
続走行距離が制限されてしまうという問題がある。ま
た、蓄電池の充電を行う際にも長時間を要し、一旦放電
してしまうとすぐに使用できないという問題がある。こ
のような問題のために、電気自動車はごく限られた用途
のみに使用されるに止まっている。

【０００３】このような問題を補うために、エンジンに
よって駆動される発電機を車両に搭載し、この発電機に
よって発生した電力によって車両を走行させるいわゆる
ハイブリッド型電気自動車が開発されている。このハイ
ブリッド型電気自動車は、エンジンの運転状態を一定に
保つことができ、エンジンの最大効率点付近で常時運転
することが可能である。また、一定の運転状態で、排気
ガスの有害な成分を除去する対策を採ることは、様々な
運転状態を想定した対策をするより確実であり、その効
果も大きい。

【０００４】以上のように、ハイブリッド型電気自動車
は、排気ガスが全く無くなることはないが、エンジンの
熱効率が良く、よって排出される二酸化炭素の量が減少
でき、また排気ガス中の有害成分を除去することも比較
的容易であるという特徴を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ハイブ
リッド型電気自動車に搭載されるエンジンは定常運転が
行われ、このときスロットルは全開に制御されるので、
吸気管内の負圧がほとんど発生しない。したがって、吸
気管負圧を利用した種々の動作については期待できなく
なる。電気自動車ではない通常車両に用いられるエンジ
ンにおいて、この吸気管負圧により行われている動作の
ひとつに、キャニスタの掃気がある。キャニスタは、車
両の停止時などに燃料をタンク内に発生した蒸散燃料を
一時的に吸収するものである。キャニスタに吸収された
燃料は、エンジン始動後に前述の吸気管負圧によって大
気とともに吸気管に吸い込まれ、エンジンの燃焼室内に
送り込まれここで燃焼する。

【０００６】しかしながら、前述のようにハイブリッド
型電気自動車においては、吸気管に負圧がほとんど発生
しない。したがって、キャニスタに吸収された蒸散燃料
を再び気化させて、吸気管に吸い込ませること（パー
ジ）ができないという問題があった。

【０００７】この、キャニスタのパージを行うために、
たとえば実開昭２−１１５９６６号公報によれば、気筒
内燃料噴射用のエアアシスト用加圧ポンプによって、キ
ャニスタに吸収された蒸散燃料のパージを行う装置が示
されている。しかし、前述のような加圧ポンプを備えて
いないエンジンにおいては、新たにパージ用にポンプを
設けなければならず、コストの上昇や重量の増加が発生
するという問題があった。

【０００８】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、簡易な構成によって、キャニスタに
吸収された蒸散燃料のパージを行うことができるエンジ
ンを備えたハイブリッド型電気自動車を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかるハイブリッド型電気自動車は、燃
料タンク内に発生した蒸散燃料を吸着するキャニスタ
と、ブレーキ用真空倍力装置を減圧し、その排気を、パ
ージ配管によって前記キャニスタを介して前記エンジン
の吸気管に排出する吸引ポンプとを有している。

【００１０】さらに、前記ブレーキ用真空倍力装置が所
定圧力以下に減圧されている時に前記吸引ポンプが大気
を吸入するよう吸入配管を変更する吸引経路切換弁を有
している。

【００１１】さらに、エンジン運転時のみ前記吸引ポン
プの排気を前記キャニスタに導く排出経路切換弁を有し
ている。

【００１２】

【作用】本発明は以上のような構成を有しており、ブレ
ーキ用真空倍力装置の減圧用の吸引ポンプを利用し、こ
の吸引ポンプの排気をキャニスタに導きキャニスタに吸
収されている蒸散燃料を再度気化させて吸気管に送るこ
とができる。

【００１３】さらに、真空倍力装置が必要な負圧が十分
に発生している場合には、前記吸引経路切換弁によって
吸引ポンプが大気を吸入することができる。したがっ
て、真空倍力装置が十分減圧され、ここから空気を吸引
することができない場合においてもキャニスタのパージ
を行うことができる。

【００１４】さらに、排出経路切換弁を設け、エンジン
停止時にはキャニスタに吸引ポンプの排気を送らないよ
うに制御することによって、蒸散燃料がエンジンの吸気
管を通って、大気に排出することを防止することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明にかかる好適な実施例を図面に
従って説明する。

【００１６】図１は、本発明にかかる第１の実施例の構
成図である。燃料タンク１０には、ハイブリッド型電気
自動車に搭載されるエンジンの燃料であるガソリンなど
が蓄えられている。燃料は、キャップ１２を開放した状
態で給油口１４より給油され、給油時以外はキャップ１
２は閉じられ、給油口１４より燃料が吹き出すことを防
止している。また、燃料タンク１０内で気化した燃料
（蒸散燃料）についても、外部に漏れ出さないようにキ
ャップ１２は燃料タンクを完全に密閉状態としている。
しかしながら、エンジンで使用される燃料、特にガソリ
ンは揮発性が高く、常温でも徐々に気化し、また夏期な
どに屋外に車両を駐車した場合など燃料タンク１０内の
温度が上昇し、さらに盛んに燃料が気化する。このよう
な蒸散燃料が燃料タンク１０内に溜まると燃料タンク１
０内の圧力が上昇し、エンジンへの燃料供給装置に過剰
な圧力がかかり、正常な燃料供給制御が行えない。

【００１７】このような、燃料の気化による燃料タンク
１０内の圧力上昇を防止するために、エンジンには、燃
料タンク１０内が一定の圧力になった場合、これを解放
する機構が設けられている。図１において、燃料タンク
１０内の圧力が上昇すると解放チェック弁１６が開き、
燃料タンク１０内の気化した燃料を、回収配管１８を介
してキャニスタ２０に導き、キャニスタ２０の活性炭２
２に吸着させる。解放チェック弁１６は、燃料タンク１
０からキャニスタ２０方向への一方向弁であり、燃料タ
ンク１０方向への逆流を防止ししている。

【００１８】以上のようにキャニスタ２０に吸収された
燃料は、通常の車両用のエンジンであれば、吸気管２４
内の負圧によって第１パージ配管２６を介して吸気管２
４内に吸引される。しかし、前述のようにハイブリッド
型電気自動車用のエンジンの場合、ほとんどがスロット
ルバルブの全開状態で使用されるために、吸気管負圧が
ほとんど発生せず、活性炭２２に吸着している燃料を吸
い込むことができない。

【００１９】そこで、本実施例においては、ブレーキ用
の真空倍力装置２８の減圧用の吸引ポンプ３０を使用し
て、キャニスタ２０に吸収された燃料を吸気管２４に掃
気する。

【００２０】ハイブリッド型電気自動車においては、通
常、ブレーキ用の真空倍力装置の減圧室を減圧するため
の吸引ポンプが備えられている。これは、前述のように
エンジンの吸気管に発生する負圧がほとんど無いためで
ある。吸引ポンプ３０はポンプ本体３２およびポンプモ
ータ３４よりなり、実施例においてはポンプ本体３２は
ベーンポンプが用いられている。ポンプの形式は、この
ほかにもレシプロ型、ロータリ型などを採ることも可能
であり、ベーン型とほぼ同等の効果を得ることが可能で
ある。ポンプモータ３４は後述するポンプ制御部３６の
指令に基づき回転し、このポンプモータ３４の出力軸に
固定されたインペラ３８を回転させる。これによって、
吸引ポンプ３０の吸引作用が行われる。

【００２１】吸引ポンプ３０は、真空倍力装置２８の減
圧室内の空気を吸引配管４０を介して吸引する。吸引配
管４０にはバキュームタンク４２と吸引チェック弁４４
が設けられている。バキュームタンク４２は、吸引ポン
プ３０により発生した負圧を蓄えておくタンクであり、
ブレーキ作動時に真空倍力装置内の負圧が急激になくな
り、サーボ効果が急激に減じることを防止している。言
い換えれば、吸引ポンプ３０はバキュームタンク４２内
に負圧を蓄え、ブレーキ作動時にこの負圧を利用して真
空倍力装置を作動させる。また、吸引チェック弁４４
は、吸引ポンプ３０が停止したときの逆流を防止する。

【００２２】このバキュームタンク４２内の圧力を圧力
センサ４６が検知し、この検知された圧力に応じて、ポ
ンプ制御部３６は吸引ポンプ３０の運転の制御を行う。
すなわち、バキュームタンク４２内の圧力が第１の所定
圧力以上となると、ポンプ制御部３６は吸引ポンプ３０
の運転開始を指示し、吸引の結果、第２の所定圧力以下
になると運転停止の指示を行う。この第２所定圧力は第
１所定圧力未満である。前記の運転制御によって、バキ
ュームタンク４２内の圧力はほぼ第１および第２の所定
圧力の間に収まる。

【００２３】本実施例において特徴的なことは、前述し
た吸引ポンプ３０の排気が第２パージ配管４８によりキ
ャニスタ２０に導かれていることである。キャニスタ２
０の活性炭２２には前述したように燃料タンク１０内で
気化した燃料が吸着されており、吸引ポンプ３０からの
排気が、この吸着している燃料を再度気化させる。そし
て、この気化された燃料を含む排気が第１パージ配管２
６により吸気管２４に導かれる。吸気管に送られた蒸散
燃料は、エンジンの燃焼室内に吸入され、燃料噴射弁や
キャブレタなどにより供給された燃料とともに燃焼す
る。したがって、燃料タンク１０内で気化した燃料が大
気中に発散することが防止される。

【００２４】以上のように本実施例においては、バキュ
ームタンク４２内の圧力が上昇した時に吸引ポンプ３０
が作動する。したがって、エンジン始動直後には、バキ
ュームタンク４２内には負圧は蓄えられていないので、
吸引ポンプ３０は必ず作動する。このことは、駐車中に
キャニスタに吸収された蒸散燃料が、エンジン始動直後
に直ちに掃気（パージ）され、吸気管に吸入されること
を意味する。また、ブレーキが作動して、バキュームタ
ンク４２内の圧力が上昇するごとにキャニスタ２０のパ
ージが行われる。

【００２５】以上、本実施例においては、吸引ポンプ３
０のポンプ本体３２はポンプモータ３４により駆動され
るが、エンジンのオルタネータなどの補機と同様に、エ
ンジンのクランクプーリによりベルトを介して駆動する
ことも可能である。この場合には、図１におけるポンプ
モータ３４に替えてプーリを設け、このプーリとクラン
クプーリの間にベルトを掛け渡し、またプーリとポンプ
本体３２の間に電磁クラッチを設ける。そして、バキュ
ームタンク４２内の圧力に基づき電磁クラッチを断続さ
せ、吸引ポンプ３０の作動を制御する。このような構成
を採ることにより、吸引ポンプで消費される電力を無く
すことができ、電気自動車全体の消費電力も減少させる
ことができる。

【００２６】図２には本発明にかかる第２の実施例の構
成が示されている。第２実施例において、第１実施例と
同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省
略する。

【００２７】第２実施例において特徴的なことは、第１
実施例に対して吸引経路切換弁５０が吸引チェック弁４
４に並列して設けられている点にある。吸引経路切換弁
５０はダイヤフラム５２により仕切られた二つの圧力
室、すなわち大気圧室５４と負圧室５６を有している。
大気圧室５４には大気に開放された大気開放孔５８が設
けられている。また、大気圧室５４は第１接続配管６０
により吸引配管４０の吸引チェック弁４４の下流に接続
されている。負圧室５６は、第２接続配管によって、バ
キュームタンク４２と吸引チェック弁４４の間の吸引配
管４０に接続されている。さらに、ダイヤフラム５２の
中央部には、ばね６４により第１接続配管６０を塞ぐ方
向に付勢された開放弁６６が設けられている。

【００２８】第２実施例の動作は、まず第１実施例と同
様にバキュームタンク４２内の圧力が上昇すると、吸引
ポンプ３０が作動開始する。バキュームタンク４２内の
圧力は圧力センサ４６により検知され、この検知した圧
力が第１の所定圧力以上になったことをポンプ制御部６
８は判断し、ポンプモータ３４に作動開始を指示する。
吸引ポンプ３０が吸引を開始すると、真空倍力装置２８
の減圧室およびバキュームタンク４２は減圧される。さ
らに、吸引経路切換弁５０の負圧室５６も減圧される。
吸引経路切換弁５０の大気圧室５４は常に大気開放孔５
８によって大気圧になっているので、負圧室５６と大気
圧室５４の圧力差により、ダイヤフラム５２は、図３に
示すようにばね６４の付勢力に抗して撓み、ついには開
放弁６６が開く。これによって、吸引ポンプ３０の吸引
側は、吸引配管４０、接続配管６０および大気圧室５４
を介して大気開放状態となる。この状態では、吸引ポン
プ３０は大気開放孔５８より吸引した空気をキャニスタ
に送りパージを行う。

【００２９】前述の開放弁６６が開く時点は、バキュー
ムタンク４２内の圧力が十分に減圧された後に設定され
ている。この設定は、ばね６４のばね定数の変更などに
よって調整可能である。

【００３０】一方、ポンプ制御部６８がポンプモータ３
４の始動を指示してからの経過時間がタイマ７１により
計時されている。そして、バキュームポンプ４２内の圧
力が所定圧力以下になっていることと、ポンプモータ３
４が始動してから所定の時間が経過していることが判定
されると、ポンプ制御手段６８はポンプモータ３４の停
止を指示する。

【００３１】また、タイマ７１は、吸引ポンプ３０が作
動を終了してからの経過時間も計時し、この経過時間が
所定時間以上になった場合も、バキュームタンク４２内
の圧力にかかわらずポンプ制御部６８はポンプモータに
作動開始を指示する。したがって、高速道路を巡航して
いるときなどブレーキの使用回数が極端に少なくなった
場合においても、吸引ポンプが所定時間ごとに運転さ
れ、キャニスタ２０に吸収された蒸散燃料のパージが行
われる。

【００３２】以上のように、第２実施例においてはバキ
ュームタンク４２内の圧力を直接用いて機械的に吸入経
路の切換を行っているので、確実な経路切換が行われ
る。よって、バキュームタンク４２内に十分な負圧を確
実に発生させることができる。

【００３３】図４には、本発明にかかる第３の実施例の
構成が示されている。前述の各実施例と同様の構成要素
には同一の符号を付し、この説明を省略する。

【００３４】本実施例の装置は、ハイブリッド型電気自
動車にあっても、特に通常はバッテリに蓄えられた電力
によって走行し、バッテリの充電残量が所定量以下に少
なくなった場合にのみエンジンを起動させる電気自動車
に搭載される場合を考慮したものである。このような、
ハイブリッド型電気自動車は一般にレンジエクステンダ
と呼ばれている。

【００３５】このような電気自動車の場合は、エンジン
が停止しているときに、キャニスタをパージしても蒸散
燃料を燃焼させることができず、結局吸気管を通じて燃
料のまま大気に放出することになってしまう。したがっ
て、エンジン運転時のみキャニスタに吸収された蒸散燃
料のパージを行うようにする必要がある。

【００３６】第３実施例の装置においては、ソレノイド
バルブによる排出経路切換弁７０およびこの切換弁７０
の制御を行う切換弁制御部７２によって、前述の動作を
実現している。排出経路切換弁７０は、前述の第２パー
ジ配管４８の途中に設けられ、この第２パージ配管４８
は、排出経路切換弁７０によって二つの部分４８ａ，４
８ｂに分割される。排出経路切換弁７０は二つの動作状
態を有し、ひとつは第２パージ配管４８ａ，４８ｂを連
通させず、各々を大気に開放する状態であり、他方は第
２パージ配管４８ａ，４８ｂを連通させ吸引ポンプ３０
の排気をキャニスタ２０に導く状態である。この二つの
状態の変更は、切換弁制御部７２の指示に基づき行われ
る。本装置においては、切換弁制御部７２は、エンジン
制御用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）の一部であり、
エンジンが運転している時に、排出経路切換弁７０のソ
レノイドに通電し、第２パージ配管４８ａ，４８ｂを連
通状態とする。

【００３７】したがって、エンジンが運転していないと
きにはキャニスタ２０のパージが行われず、蒸散燃料が
大気中に放出されることがない。また、エンジン運転時
には、吸入ポンプ３０の排気によって、前述の各実施例
と同様にパージが行われ、蒸散燃料がエンジンに吸入さ
れ処理される。

【００３８】なお、第２パージ配管の切換弁７０の上流
部分４８ａには、分岐配管７４を介して排出チェック弁
７６が設けられている。この排出チェック弁７６は、排
出経路切換弁７０が固着して所定位置に制御されなかっ
たり、第１および第２パージ配管２６，４８で異物によ
る目づまりが発生した場合など、ブレーキ用の負圧を発
生させることを保証するものである。したがって、排出
チェック弁７６が開放する圧力は、吸引ポンプ３０の排
気がキャニスタ２０を通過して、吸気管に導かれる場合
の背圧より高い圧力に設定されている。

【００３９】以上、第３実施例によれば、レンジエクス
テンダ形式のハイブリッド型電気自動車において、エン
ジン停止中に蒸散燃料が大気に放出されることを防止す
ることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハイブリ
ッド型電気自動車において、ブレーキ用真空倍力装置の
減圧用の吸引ポンプを利用し、この吸引ポンプの排気を
キャニスタに導きこのキャニスタに吸収されている蒸散
燃料を再度気化させてエンジンの吸気管に送ることがで
きる。そして、吸気管に送られた蒸散燃料は、エンジン
の燃焼室に吸入され、ここで燃焼し、燃料の形態のまま
で大気に放出することが防止される。すなわち、前記ブ
レーキ用の吸引ポンプを蒸散燃料のパージ用に流用する
ことによってコストおよび重量の増加を抑制することが
できる。

【００４１】さらに、真空倍力装置が必要な負圧が十分
に発生している場合には、吸引経路切換弁によって吸引
ポンプが大気を吸入することができる。したがって、真
空倍力装置が十分減圧され、ここから空気を吸引するこ
とができない場合においてもキャニスタのパージを行う
ことができる。

【００４２】さらに、排出経路切換弁によって、エンジ
ンが停止しているときは、蒸散燃料のパージを行わない
ようにする。これによって、エンジン停止中にパージさ
れた蒸散燃料が吸入管に送られ、吸入管を通って大気に
放出されることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１の実施例の装置の構成を示
す図である。

【図２】本発明にかかる第２の実施例の装置の構成を示
す図である。

【図３】第２実施例の装置の吸引経路切換弁の動作の説
明図である。

【図４】本発明に係る第３の実施例の装置の構成を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 燃料タンク ２０ キャニスタ ２２ 活性炭 ２４ 吸気管 ２６ 第１パージ配管 ２８ 真空倍力装置 ３０ 吸引ポンプ ３４ ポンプモータ ３６、６８ ポンプ制御部 ４０ 吸引配管 ４２ バキュームタンク ４８、４８ａ、４８ｂ 第２パージ配管 ５０ 吸引経路切換弁 ５２ ダイヤフラム ５４ 大気圧室 ５６ 負圧室 ６４ ばね ７０ 排出経路切換弁 ７２ 切換弁制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンとこのエンジンに駆動される発
   電機と走行用バッテリを搭載し、この発電機によって発
   電された電力およびバッテリに蓄えられた電力によって
   モータを駆動し走行するハイブリッド型電気自動車にお
   いて、 燃料タンク内に発生した蒸散燃料を吸着するキャニスタ
   と、 ブレーキ用真空倍力装置を減圧する吸引ポンプと、 前記吸引ポンプの排気を前記キャニスタを介して前記エ
   ンジンの吸気管に導くパージ配管と、を有し、 前記吸引ポンプの排気で前記キャニスタに吸着された蒸
   散燃料を再び気化させて吸気管に排出することを特徴と
   するハイブリッド型電気自動車。
2. 【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド型電気自動
   車において、前記ブレーキ用真空倍力装置が所定圧力以
   下に減圧されているときに前記吸引ポンプが大気を吸入
   するよう吸入配管を変更する吸引経路切換弁を有するこ
   とを特徴とするハイブリッド型電気自動車。
3. 【請求項３】 請求項１記載のハイブリッド型電気自動
   車において、エンジン運転時のみ前記吸引ポンプの排気
   を前記キャニスタに導く排出経路切換弁を有することを
   特徴とするハイブリッド型電気自動車。