JPH08135521A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャニスタの離脱（パージ）能力を向上し、
小型化を図る。 【構成】 燃料タンク１の上部に連通接続されて蒸発燃
料を吸着するキャニスタ６と、キャニスタ６とエンジン
１１の吸気系１２のパージ通路１４に設けられた第１の
開閉弁１５と、キャニスタ６の大気開放通路６ｃに設け
られた第２の開閉弁２２と、第１の開閉弁１５と第２の
開閉弁２２とを制御すると共に第１の制御弁１５の開放
時に第２の開閉弁２２を所定期間閉弁制御した後に開弁
制御する制御手段１６とを備えた構成としたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駐車時或いは給油時に
燃料タンク内で発生した蒸発燃料（ガソリン蒸気）を吸
着し、エンジン運転時に離脱（パージ）させて燃焼させ
大気中に洩れることを防止する蒸発燃料処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両のエンジンの燃料系には燃料タンク
内で蒸発した蒸発燃料（ガソリン蒸気）が、駐車時に大
気中に洩れたり、或いは給油時に燃料タンクのフィラー
ネックの給油口から大気中に洩れることを防止するため
に蒸発燃料処理装置が設けられている。図１は、従来の
蒸発燃料処理装置を適用した燃料供給装置を示し、燃料
タンク１は、燃料を給油するためのフィラーネック２、
一端が燃料タンク１内の所定高さ位置に下方に臨んで開
口し、他端がフィラーネック２の給油口近傍に連通され
て燃料の入れすぎを防止するレベリングパイプ３等を備
えている。

【０００３】蒸発燃料処理装置５は、燃料タンク１とキ
ャニスタ６の入口６ａとを連通するベントホース８、ベ
ントホース８の燃料タンク１内の開口端に設けられたロ
ールオーババルブ９、ベントホース８の途中に設けられ
た２ウェイバルブ１０、キャニスタ６の出口６ｂとエン
ジン１１の吸気マニホールド１２のスロットルバルブ１
３の下流側に連通されたパージパイプ１４、パージパイ
プ１４の途中に設けられた制御弁例えば、オン・オフ電
磁開閉弁（以下単に「電磁弁」という）１５及び当該電
磁弁１５を制御する制御装置（コンピュータ）１６等に
より構成されている。

【０００４】蒸発燃料処理装置５は、エンジン１１の停
止時に燃料タンク１で発生した蒸発燃料を、ロールオー
ババルブ９、ベントホース８、２ウェイバルブ１０を通
してキャニスタ６に導き吸着剤（活性炭）７に吸着さ
せ、エンジン１１の作動時に制御装置１６により電磁弁
１５を開弁させて吸気マニホールド１２の負圧によりキ
ャニスタ６の大気通路６ｃから吸入される大気と共に吸
着剤７に吸着されている蒸発燃料を離脱（パージ）させ
て吸気マニホールド１２に吸引し燃焼させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の蒸発燃料処理装置においては、蒸発燃料が、キャニ
スタ６内の吸着剤７に吸着すると吸気マニホールド１２
の負圧により吸引してもなかなか離脱（パージ）しない
ために、吸着剤７が有効に使用されず、この結果、燃料
タンク１から発生する蒸発燃料を十分に除去し得ない。
また、吸着剤７が有効に使用されないために当該吸着剤
７の容量を大きくする必要があり、これに伴いキャニス
タ６が大型となる等の問題がある。

【０００６】また、燃料タンク内の蒸発燃料を処理する
装置として、実開平５−２７２６４号公報に開示されて
いる内燃エンジンの燃料蒸気排出抑止装置がある。この
装置は、燃料タンクとキャニスタとを連通する連通管に
介装された第１の制御弁と、キャニスタの吸気口を開閉
する第２の制御弁とを備え、エンジンの作動が検出され
且つタンク内圧が所定値以下のときには第１及び第２の
制御弁を閉弁させて、キャニスタの吸着剤に吸着されて
いる蒸発燃料を離脱（パージ）させるようにしたもので
ある。

【０００７】この装置は、燃料タンク内の蒸発燃料量が
少なく、タンク内圧が低いときには有効であるが、蒸発
燃料量が多くなり、タンク内圧が高いときに第１及び第
２の制御弁を閉弁するとタンクが変形する虞がある。こ
のためタンク内圧が高いときには第１及び第２制御弁を
閉弁することが出来ず、従って、蒸発燃料の離脱（パー
ジ）効果が低下する。また、タンク内圧を検出する検出
手段が必要であり、装置のコストが高くなる等の問題が
ある。

【０００８】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、キャニスタの吸着剤に吸着されている蒸発燃料の離
脱（パージ）性能を向上させ、大気に洩れる量を少なく
すると共にキャニスタの小型化を図ることが可能な蒸発
燃料処理装置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】上記目的を達成するため
に本発明によれば、燃料タンクの上部に連通接続されて
蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記キャニスタとエ
ンジンの吸気系のパージ通路に設けられた第１の開閉弁
と、前記キャニスタの大気開放通路に設けられた第２の
開閉弁と、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを制
御すると共に前記第１の開閉弁の開放時に前記第２の開
閉弁を所定期間閉弁制御した後に開弁制御する制御手段
とを備えた構成としたものである。

【００１０】請求項２では、前記燃料タンクと前記キャ
ニスタとを連通する蒸発燃料通路に設けられた第３の開
閉弁を更に備え、前記制御手段が前記第２の開閉弁の閉
弁時に前記第３の開閉弁を閉弁制御する。請求項３で
は、前記制御手段は前記第２の開閉弁の開弁した所定期
間後に前記第３の開閉弁を閉弁から開弁制御する。

【００１１】請求項４では、燃料タンクの上部に連通接
続されて蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記キャニ
スタとエンジンの吸気系のパージ通路に設けられた第１
の開閉弁と、前記キャニスタの大気開放通路に設けられ
た第２の開閉弁と、前記燃料タンクとキャニスタとを連
通する蒸発燃料通路に設けられた第３の開閉弁と、前記
パージ通路が負圧となる運転状態のときに前記第２の開
閉弁と前記第３の開閉弁の開閉を制御すると共に前記第
２の開閉弁を閉弁から開弁制御した所定期間後に前記第
３の開閉弁を閉弁から開弁制御する制御手段とを備えた
構成としたものである。

【００１２】請求項５では、前記所定期間はエンジンの
吸入空気量で設定する。請求項６では、前記制御手段
は、前記第２の開閉弁と第３の開閉弁とを同時に開弁か
ら閉弁制御する。

【００１３】

【作用】請求項１では、キャニスタの内圧を負圧にして
吸着されている蒸発燃料を気化させた後、大気通路を開
弁させてエンジンの吸気系に吸引させる。これによりキ
ャニスタの吸着剤の離脱性能が向上し、燃料タンク内で
発生した蒸発燃料を良好に吸着処理することが可能とな
る。

【００１４】請求項２では、第２の開閉弁の閉弁時に第
３の開閉弁を閉弁制御することにより、キャニスタの内
圧を負圧にして吸着剤に吸着されている液状の燃料を気
化させる。請求項３では、第２の開閉弁の開弁した所定
期間後に第３の開閉弁を閉弁から開弁制御して、キャニ
スタの大気通路から吸気マニホールドへの急激な空気の
流れを発生させ、気化された燃料を吸気マニホールドに
吸引させる。これにより吸着剤の離脱（パージ）性能が
向上する。

【００１５】請求項４では、エンジンが運転状態にある
ときにのみキャニスタの内圧を負圧にして吸着している
燃料を気化した後大気通路を開口させて吸気マニホール
ドに吸引させ、所定期間経過後燃料タンクの蒸発燃料を
キャニスタに導く作動を繰り返して行う。これにより、
吸着剤から燃料が良好に離脱され、エンジン停止時にお
ける吸着能力が向上する。

【００１６】請求項５では、第２の開閉弁が開弁した後
第３の開閉弁を開弁させる所定期間をエンジンの吸入空
気量により設定する。これによりエンジンの燃料制御装
置の信号を利用することが出来る。請求項６では、第２
の開閉弁と第３の開閉弁とを同時に開弁から閉弁制御す
るしキャニスタの内圧を負圧にする。これにより装置の
応答性が高くなる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図１と同一部材には同一符号を付してあ
る。図２は、本発明の蒸発燃料処理装置を適用した燃料
供給装置を示し、燃料タンク１は、燃料を給油するため
のフィラーネック２と、一端が燃料タンク１内の所定高
さ位置（満タン位値）に下方に臨んで開口し、他端がフ
ィラーネック２の給油口２ａ近傍に連通されて燃料の入
れすぎを防止するレベリングパイプ３等を備えている。

【００１８】蒸発燃料処理装置２０は、燃料タンク１と
キャニスタ６の入口６ａとがベントホース８により連通
されており、このベントホース８の燃料タンク６内の開
口端には、車両横転時などに燃料が洩れることを防止す
るためのロールオーババルブ９が設けられている。ベン
トホース８の途中には、燃料タンク１内の圧力が高い場
合に開弁するプレッシャバルブ及び負圧が発生したとき
に開弁するバキュームバルブとを備えた２ウェイバルブ
１０が設けられており、更にこの２ウェイバルブ１０と
キャニスタ６の入口６ａとの間に制御弁例えば、オン・
オフ電磁開閉弁（以下単に「電磁弁」という）２１が設
けられている。

【００１９】キャニスタ６の出口６ｂとエンジン１１の
吸気マニホールド１２のスロットルバルブ１３の下流側
とはパージパイプ１４により連通されており、当該パー
ジパイプ１４の途中には電磁弁１５が設けられている。
更に、キャニスタ６の大気通路６ｃには制御弁例えば、
オン・オフ電磁開閉弁（以下単に「電磁弁」という）２
２が設けられている。電磁弁１５は、常閉型の電磁弁
で、ソレノイドが消勢されているときには閉弁し、付勢
されると開弁する。電磁弁２１、２２は、常開型の電磁
弁で、夫々ソレノイドが消勢されているときには開弁し
ており、付勢されると閉弁する。これらの電磁弁１５、
２１、２２は、制御装置１６に接続されている。そし
て、制御装置１６は、これらの電磁弁１５、２１、２２
を所定のタイミングで制御する。

【００２０】以下に図３に示すタイミングチャートを参
照して作用を説明する。車両が駐車しており、エンジン
１１が停止している時には、電磁弁１５、２１、２２
は、消勢されており、電磁弁１５は、閉弁しており、電
磁弁２１、２２は、開弁している（図３（ａ）〜
（ｃ））。そして、燃料タンク１内に発生した蒸発燃料
（ガソリン蒸気）は、ベントホース８のロールオーババ
ルブ９、２ウェイバルブ１０及び電磁弁２１を通してキ
ャニスタ６に導かれ、吸着剤７に吸着される。そして、
キャニスタ６の内圧は、略大気圧となっている（図３
（ｄ））。

【００２１】エンジン１１が始動されると（時刻Ｔ
1）、制御装置１６が作動して電磁弁１５、２１、２２
を付勢し、電磁弁１５を開弁させ、電磁弁２１、２２を
閉弁させる。キャニスタ６は、電磁弁１５が開弁される
と出口６ｂがエンジン１１の吸気マニホールド１２に連
通され、電磁弁２１、２２が閉弁されると、入口６ａ、
大気通路６ｃが閉塞される。尚、電磁弁１５は、エンジ
ン１１が運転されている間付勢されて開弁される。

【００２２】エンジン１１は、始動すると吸気マニホー
ルド１２の内圧が負圧となり、キャニスタ６内に吸着さ
れている蒸発燃料を吸気マニホールド１２内に吸引して
離脱（パージ）させる。このときキャニスタ６の入口６
ａ及び大気通路６ｃが閉塞されているために当該キャニ
スタ６の内圧が負圧となる。キャニスタ６の内圧は、図
３（ｄ）のように変化する。キャニスタ６の内圧は、電
磁弁２２の閉弁時間が長くなるとこれに伴い負圧が大き
くなる。制御装置１６は、電磁弁２１、２２を閉弁した
後キャニスタ６の内圧（負圧）が所定圧例えば、−100
mmHgになる時間が予め設定されている。尚、前記−100
mmHg程度の負圧は、エンジン１１により容易に得られ
る。

【００２３】キャニスタ６の内圧が負圧になると、吸着
剤に吸着されている蒸発燃料即ち、活性炭７の細孔で液
化していた燃料（ガソリン）が気化した状態となり、活
性炭７から離脱（パージ）される。そして、キャニスタ
６の大気通路６ｃが開口されると、大気がキャニスタ６
内に急激に導入され、気化した燃料と共に吸気マニホー
ルド１２内に吸引される。即ち、キャニスタ６内を負圧
にして吸着された燃料を気化した後、大気通路６ｃから
出口６ｂに急激な空気の流れを発生させて吸気マニホー
ルド１２に吸引させる。これにより、吸着剤７に吸着さ
れている蒸発燃料が良好に離脱（パージ）される。この
離脱された燃料は、エンジン１１により燃焼される。そ
して、キャニスタ６の内圧は、大気が導入されるに伴い
上昇する（図３（ｄ））。

【００２４】制御装置１６は、エンジン１１の始動後所
定時間経過した時刻Ｔ2において電磁弁２２を開弁させ
てキャニスタ６の大気ポート６ｃを開口させ、更に後所
定時間経過した時刻Ｔ3において電磁弁２１を消勢して
開弁させる（図３（ｃ））。即ち、制御装置１６は、燃
料タンク１が大きな負圧とならないように、電磁弁２２
を開弁した後所定期間経過後電磁弁２を開弁させる。こ
の所定期間は、例えば、エアフィルタを通してエンジン
１１の吸気マニホールド１２に吸い込まれる吸入空気量
により設定される。

【００２５】電磁弁２２が開弁されると燃料タンク１内
の蒸発燃料がキャニスタ６内に導入されて吸着剤７に吸
着される。吸着剤７は、既に吸着していた蒸発燃料が良
好に離脱（パージ）されており、従って、電磁弁２１が
開弁されて燃料タンク１から導入される蒸発燃料を良好
に吸着することが出来る。即ち、吸着剤７が有効に使用
される。

【００２６】制御装置１６は、電磁弁２１を開弁させた
後所定時間経過した時刻Ｔ4 において電磁弁２１及び２
２を付勢して閉弁させ、キャニスタ６の入口６ａ及び大
気通路６ｃを閉塞する。電磁弁１５は、開弁されてお
り、従って、キャニスタ６は、内圧が再び負圧となる。
そして、時刻Ｔ5において電磁弁２２を消勢してキャニ
スタ６の大気通路６ｃを開口させ、吸着されている蒸発
燃料を離脱（パージ）させ、時刻Ｔ6において電磁弁２
１を消勢して燃料タンク１内の蒸発燃料をキャニスタ６
内に導入させる。

【００２７】制御装置１６は、エンジン１１が運転して
いる間このような制御を繰り返して行い、燃料タンク１
内に発生した蒸発燃料を処理する。エンジン１１が停止
されると、電磁弁１５、２１、２２が消勢され、キャニ
スタ６は、入口６ａ、大気通路６ｃが開口され、出口６
ｂが閉塞される。吸着剤７は、エンジン１１の運転時に
吸着した蒸発燃料が良好に離脱（パージ）されて吸着能
力が高くなっており、従って、エンジン１１の停止後燃
料タンク１から導入される蒸発燃料をより多く吸着する
ことが出来る。この結果、大気に洩れる蒸発燃料量が少
なくなる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の本発明に
よれば、キャニスタの内圧を負圧にして吸着されている
燃料を気化させた後、大気通路を開弁させてエンジンの
吸気系に吸引させることにより、キャニスタの吸着剤の
離脱性能が向上し、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を
良好に吸着処理することが可能となる。更に、吸着剤の
離脱（パージ）能力が向上することにより、必要容積が
小さくて済み、キャニスタの小型化を図ることができ
る。

【００２９】請求項２では、第２の開閉弁の閉弁時に第
３の開閉弁を閉弁制御することにより、キャニスタの内
圧を良好に負圧にすることができ、吸着剤に吸着されて
いる液状の燃料を気化させることができ、吸着剤の離脱
性能が向上する。請求項３では、第２の開閉弁の開弁し
た後に第３の開閉弁を閉弁から開弁制御することによ
り、キャニスタの大気通路から吸気マニホールドへの急
激な空気の流れを発生させ、気化された燃料を吸気マニ
ホールドに吸引させる。これにより吸着剤の離脱（パー
ジ）性能の向上が図られる。

【００３０】請求項４では、エンジンが運転状態にある
ときにのみキャニスタの内圧を負圧にして吸着している
燃料を気化した後大気通路を開口させて吸気マニホール
ドに吸引させ、所定期間経過後燃料タンクの蒸発燃料を
キャニスタに導く作動を繰り返して行うことにより、吸
着剤が良好に離脱され、エンジン停止時における吸着能
力が向上し、大気への漏れを極めて少なくすることがで
きる。また、吸着雑の必要容量が小さくなり、キャニス
タの小型化が図られる。

【００３１】請求項５では、第２の開閉弁が開弁した後
第３の開閉弁を開弁させる所定期間をエンジンの吸入空
気量により設定することにより、エンジンの燃料制御装
置の制御信号を利用することができ、コストダウンが図
られる。請求項６では、第２の開閉弁と第３の開閉弁と
を同時に開弁から閉弁制御することにより、キャニスタ
の内圧を急速に負圧にすることができ、装置の応答性を
高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の燃料蒸発処理装置を適用した燃料供給装
置の構成図である。

【図２】本発明に係る燃料蒸発処理装置を適用した燃料
供給装置の一実施例を示す構成図である。

【図３】図２の蒸発燃料処理装置の作動を示すタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ フィラーネック ３ レベリングパイプ ８ ベントホース ９ ロールオーババルブ １０ ２ウェイバルブ １１ エンジン １２ 吸気マニホールド ２０ 蒸発燃料処理装置 １５、２１、２２ 電磁弁 １６ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 陽一郎 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクの上部に連通接続されて蒸発
   燃料を吸着するキャニスタと、 前記キャニスタとエンジンの吸気系のパージ通路に設け
   られた第１の開閉弁と、 前記キャニスタの大気開放通路に設けられた第２の開閉
   弁と、 前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを制御すると共
   に前記第１の開閉弁の開放時に前記第２の開閉弁を所定
   期間閉弁制御した後に開弁制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 前記燃料タンクと前記キャニスタとを連
   通する蒸発燃料通路に設けられた第３の開閉弁を更に備
   え、前記制御手段が前記第２の開閉弁の閉弁時に前記第
   ３の開閉弁を閉弁制御することを特徴とする請求項１に
   記載の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は前記第２の開閉弁の開弁
   した所定期間後に前記第３の開閉弁を閉弁から開弁制御
   することを特徴とする請求項２に記載の蒸発燃料処理装
   置。
4. 【請求項４】 燃料タンクの上部に連通接続されて蒸発
   燃料を吸着するキャニスタと、 前記キャニスタとエンジンの吸気系のパージ通路に設け
   られた第１の開閉弁と、 前記キャニスタの大気開放通路に設けられた第２の開閉
   弁と、 前記燃料タンクとキャニスタとを連通する蒸発燃料通路
   に設けられた第３の開閉弁と、 前記パージ通路が負圧となる運転状態のときに前記第２
   の開閉弁と前記第３の開閉弁の開閉を制御すると共に前
   記第２の開閉弁を閉弁から開弁制御した所定期間後に前
   記第３の開閉弁を閉弁から開弁制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
5. 【請求項５】 前記所定期間はエンジンの吸入空気量で
   設定する請求項３又は４に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記第２の開閉弁と第
   ３の開閉弁とを同時に開弁から閉弁制御することを特徴
   とする請求項２〜５の何れか１項に記載の蒸発燃料処理
   装置。