JPH0765549B2

JPH0765549B2 - 燃料蒸気捕集装置

Info

Publication number: JPH0765549B2
Application number: JP62008171A
Authority: JP
Inventors: 充南; 義弘鹿目
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPS63176650A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車等において機関停止時に燃料タンク等
から発生する燃料蒸気を吸着剤で捕集し、捕集した燃料
蒸気を機関稼働時にパージして吸気系に吸入させるよう
にした燃料蒸気捕集装置に関する。

〔従来の技術〕

チャコールキャニスタは、自動車のガソリンタンクやキ
ャブレータフロート室から発生するHCを捕集し、エンジ
ン稼働時に吸気管負圧を利用し、HCを脱離し、エンジン
へ戻すものである。

しかし、キャニスタは、これらのサイクルのくり返しで
吸着能力が低下する。すなわち、活性炭細孔にHC分子が
詰り吸着に寄与する細孔が少なくなっていくのである。

この低能低下の要因は、吸着量、吸着回数もさることな
がら最も大きな因子としては、吸着されるHC分子の大き
さにある。ガソリンHC成分は200種以上あるとされカー
ボン数もC₃〜C₁₂と非常に巾広い成分が含まれている。
通常、パラフィンやオレフィン類の分子の大きさはＣ数
に比例するとされているため、活性炭へこれらが吸着さ
れるとＣ数の大きいものほど目詰りしやすくなると考え
られる。

これらの吸着物による活性炭の性能低下を防止する手段
として、特開昭59−226263号公報に提案されているよう
に、かつ第４図に示すように、１ヶのキャニスタ１内を
分離し、高沸点HCと低沸点HCを吸着する活性炭２、３を
充填し、ポート４から蒸発燃料５を流入させる構造が知
られている。

また、実開昭60−49257号公報に提案されているよう
に、２つのキャニスタを直列に並べるとともに、燃料蒸
気を並列にパージする経路を設けた構造も知られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらのキャニスタは以下のような問題点があ
る。

特開昭59−226263号公報のキャニスタでは、一次的な吸
着分質の分離は可能であるが、吸着後時間が経過すると
キャニスタ内のHCは拡散現象により全体的に均一分布に
なってしまう。その結果、低沸点HC吸着用の活性炭は、
高沸点HCを吸着してしまい、活性炭の目詰りはさけられ
なくなる。

また、実開昭60−49257号公報のキャニスタでは、両キ
ャニスタを同時にパージした場合、一方のキャニスタの
みのパージが促進され他方のキャニスタのパージが阻害
されるおそれがある。その理由は、パージ時の通気抵抗
に差があると、通気抵抗が小さい方ばかり大気を吸引し
てパージが促進し、仮りに通気抵抗を均等に初期に設定
しても、活性炭初期バラツキによる通気抵抗バラツキ、
および活性炭の経時変化によるバラツキ、蒸発燃料のそ
の時々における高、低沸点HC成分量差による各キャニス
タ吸着量差があるからである。そして、上記の同時パー
ジを本発明に適用した場合、パージが促進されない（再
生されない）キャニスタが、高沸点HC吸着用キャニスタ
のときは、吸着時に高沸点HCが低沸点HC吸着用キャニス
タにまで至る可能性があり、またパージが促進されない
キャニスタが、低沸点HC吸着用キャニスタのときは大気
孔から低沸点HCが大気に放出されるおそれがある。

本発明の目的は、吸着時に活性炭の目詰りを生じにく
く、パージ時にパージの片寄りがなく、しかもパージも
促進できる燃料蒸気捕集装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の装置は次の通りであ
る。

燃料蒸気中の主として高沸点HCを吸着する高沸点HC用吸
着剤を収容した高沸点HC吸着用キャニスタおよび燃料蒸
気中の主として低沸点HCを吸着する低沸点HC用吸着剤を
収容した低沸点HC吸着用キャニスタと、高沸点HC吸着用
キャニスタと低沸点HC吸着用キャニスタを直列に接続し
燃料蒸気吸着時に一方のキャニスタを通過した燃料蒸気
を他方のキャニスタへと送る燃料蒸気通路と、高沸点HC
吸着用キャニスタと低沸点HC吸着用キャニスタを並列に
機関の吸気系に接続する燃料蒸気パージ通路と、燃料蒸
気パージ通路に設けたバルブと、該バルブに電気的に接
続されパージ時高沸点HC吸着用キャニスタと低沸点HC吸
着用キャニスタを交互にパージするように前記バルブの
開閉をコントロールするコントロールユニットと、高沸
点HC用吸着用キャニスタに設けたパージ時該キャニスタ
を加熱するヒータと、を備えたことを特徴とする燃料蒸
気捕集装置。

〔作用〕

上記本発明の装置では、吸着時には、高沸点HC吸着用キ
ャニスタで高沸点HCを吸着し、残った低沸点HCを低沸点
吸着用キャニスタで吸着するというように、選択吸着が
できるため、活性炭の目詰りが抑制され、劣化が抑えら
れる。また、パージ時には、交互に強制的にパージする
ため、パージの片寄りがなく、両キャニスタとも確実に
パージでき、再生できる。さらに、高沸点HC吸着用キャ
ニスタにヒータを設けたので、蒸発しにくい高沸点HCを
パージ時に加熱して蒸発、パージを促進できる。

〔実施例〕

以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第１図は、本発明の実施例に係る燃料蒸気捕集装置を系
統図で示している。第１図において、11はガソリンが収
容される燃料タンク、12は吸気系13に設けられた気化器
のフロート室を示しており、これらの部位から燃料蒸気
が発生する。なお本実施例は、給油時に発生するHCだけ
でなく、エバポエミッションも捕集するものである。1
4、15は、それぞれ、高沸点HC吸着用キャニスタ、低沸
点HC吸着用キャニスタを示しており、キャニスタ14には
燃料蒸気中の主として高沸点HCを吸着する高沸点HC用吸
着剤16が、キャニスタ15には主として低沸点HCを吸着す
る低沸点HC用吸着剤17が、それぞれ、収容されている。

高沸点HC吸着用キャニスタ14には、燃料タンク11の上部
空間から燃料蒸気通路18を通して燃料蒸気が導かれ、フ
ロート室12から燃料蒸気通路19を通して燃料蒸気が導か
れる。燃料蒸気通路19には、通路を開閉可能な２方弁か
ら成る電磁弁20が設けられている。電子燃料噴射制御方
式（EFI）の場合には、気化器のフロート室はないの
で、燃料タンクからのみ燃料蒸気が導かれる。

キャニスタ14とキャニスタ15は、燃料蒸気通路21により
直列に接続されており、キャニスタ14の吸着剤16を通過
した燃料蒸気がキャニスタ15の吸着剤17へと送られるよ
うになっている。燃料蒸気通路21には、通路と開閉可能
な電磁弁22が設けられている。図における実線の矢印は
吸着剤に吸着される燃料蒸気の流れを示しており、本実
施態様では高沸点HC吸着用キャニスタ14の下流側に低沸
点HC吸着用キャニスタ15を直列に接続したが、この順序
は逆であってもよい。

各キャニスタ14、15の燃料蒸気通路18、19および燃料蒸
気通路21が接続されているのと反対側には、それぞれパ
ージ時にエア（大気）を導入するエア導入通路23、24が
接続されている。エア導入通路23には、通路を開閉可能
な電磁弁25が設けられている。

キャニスタ14、15には、それぞれ燃料蒸気パージ通路2
6、27が別々に並列に接続されており、本実施例では、
これら燃料蒸気パージ通路26、27が一つの燃料蒸気パー
ジ通路28に合流された後吸気通路（吸気系）に接続され
ている。この燃料蒸気パージ経路には、燃料蒸気パージ
通路26、27の合流点に、３方弁から成る電磁弁29が設け
られており、合流前の燃料蒸気パージ通路26には電磁弁
30が設けられている。図における破線の矢印は、燃料蒸
気のパージの際の流れを示している。

高沸点HC吸着用キャニスタ14には、ヒータ41が設けられ
ている。ヒータ41としてはPTCヒータ、温水等を用いた
加熱装置等適当なものが選択され、パージ時のみ加熱で
きるよう設計されている。

電磁弁20、22、25、29、30は、パージ時、高沸点HC吸着
用キャニスタ14と低沸点HC吸着用キャニスタ15を交互に
パージするコントロールユニット（制御装置）31に接続
されており、コントロールユニット31からの指令に基づ
いて作動される。ただし、電磁弁20は、エンジンキーオ
フで開、オンで閉となるよう作動されるので、エンジン
キーと直接連動させてもよい。

上記の装置においては、エンジン停止時に燃料蒸気がキ
ャニスタ14、つづいてキャニスタ15に導かれ、エンジン
始動後にキャニスタ14、15から別々に吸着されていた高
沸点HC、低沸点HCが吸気系への吸入エアの流れを利用し
て交互に強制的にパージされる。このパージ時には、キ
ャニスタ14がヒータ41により加熱され、高沸点HCの離脱
が促進される。この実施例の具体例を、比較例とともに
以下に説明する。

具体例キャニスタ14には、第２図の特性Ａ（細孔径７〜30Åが
中心）のような細孔分布を呈する活性炭を充填し、その
容量を800ccとした。キャニスタ15には、第２図の特性
Ｂ（細孔径20〜100Åが中心）のような細孔分布を呈す
る活性炭を充填し、その容量を500ccとした。細孔径分
布の測定は、N₂吸着法によった。コントロールユニット
31のタイムテーブルは第３図（イ）（ロ）に示すように
設定した。すなわち、エンジン停止時に燃料蒸気の吸着
を行ない、エンジンキーオフで電磁弁20は開とされる。
電磁弁22、25、29、30については、吸着開始により第３
図（イ）のように、それぞれ電磁弁22がオン、電磁弁25
がオフ、電磁弁30がオフとされ、さらに電磁弁29はオフ
とされる。

パージ時には、第３図（ロ）のように、電磁弁29、30、
25の切換えにより、パージ対象をキャニスタ14とキャニ
スタ15とに交互に切換え、切換え時間T₁はたたえば離脱
開始（又はエンジン始動）より30分前後とし、T₂は20分
前後とし、その後は20分サイクルで各電磁弁を交互に切
換えるようにした。

また、キャニスタ14をパージする時間T₁のうち、パージ
開始からT₁の3/4までの時間は、ヒータ41を加熱して、
キャニスタ内の吸着剤の温度（中心部）が80℃（ヒータ
加熱開始から2/3×T₁の時間後の温度で）になるように
した。

このように構成したモデルシステムで、次のパターンか
らなるモデル的な耐久試験を行なった。

１サイクル：給油→走行→休止→走行→（給油へ戻る）
これを100回くりかえす。

比較例通常のシステムで、１個のキャニスタに活性炭は第２図
の特性Ｃ（細孔径10〜50Åが中心の一般的な活性炭）の
ようなものを充填し、容量を4000ccとした。

このモデルシステムで、前記実施例同様の耐久試験を行
なった。

上記の耐久実施後、給油時に発生するリフューエリング
エミッションを、SHED評価装置により各システムの性能
を評価した。結果は次に示す通りである。

実施例:1 比較例:1.8 この値は、実施例のエミッション値を１として、比較例
のエミッション値を換算した結果である。このように、
本発明のシステムの性能は非常によく、吸着剤の劣化が
かなり抑制される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、吸着時には、高沸点HC吸着用キャニス
タで高沸点HCを吸着し、残った低沸点HCを低沸点吸着用
キャニスタで吸着するというように、選択吸着ができる
ため、活性炭の目詰りが抑制され、劣化が抑えられる。
また、パージ時には、交互に強制的にパージするため、
パージの片寄りがなく、両キャニスタとも確実にパージ
でき、再生できる。さらに、高沸点HC吸着用キャニスタ
にヒータを設けたので、パージ時に高沸点HCのパージを
促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る燃料蒸気捕集装置の機
器系統図、第２図は第１図の装置の各キャニスタおよび比較例にお
けるキャニスタに収容される吸着剤の特性図、第３図（イ）、（ロ）はそれぞれ第１図の装置の各電磁
弁の作動の一例を示すタイムチャート、第４図は従来のキャニスタの縦断面図、である。 11……燃料タンク 12……気化器のフロート室 13……吸気系 14……高沸点HC吸着用キャニスタ 15……低沸…HC吸着用キャニスタ 16……高沸点HC用吸着剤 17……低沸点HC用吸着剤 18、19、21……燃料蒸気通路 20、22、25、29、30、45、46……電磁弁、 23、24……エア導入通路 26、27、28、43、44……燃料蒸気パージ通路 31……コントロールユニット 51……ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料蒸気中の主として高沸点HCを吸着する
高沸点HC用吸着剤を収容した高沸点HC吸着用キャニスタ
および燃料蒸気中の主として低沸点HCを吸着する低沸点
HC用吸着剤を収容した低沸点HC吸着用キャニスタと、高
沸点HC吸着用キャニスタと低沸点HC吸着用キャニスタを
直列に接続し燃料蒸気吸着時に一方のキャニスタを通過
した燃料蒸気を他方のキャニスタへと送る燃料蒸気通路
と、高沸点HC吸着用キャニスタと低沸点HC吸着用キャニ
スタを並列に機関の吸気系に接続する燃料蒸気パージ通
路と、燃料蒸気パージ通路に設けたバルブと、該バルブ
に電気的に接続されパージ時高沸点HC吸着用キャニスタ
と低沸点HC吸着用キャニスタを交互にパージするように
前記バルブの開閉をコントロールするコントロールユニ
ットと、高沸点HC用吸着用キャニスタに設けたパージ時
該キャニスタを加熱するヒータと、を備えたことを特徴
とする燃料蒸気捕集装置。