JPWO2009090792A1 - 車両用蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の車両用蒸発燃料処理装置は、車両に搭載された燃料タンク内で発生した蒸発燃料またはこの蒸発燃料を一時的に蓄える蒸発燃料貯留器内の蒸発燃料を処理して前記燃料タンクに戻す車両用蒸発燃料処理装置であって、前記車両の駐車中にこの車両の外部から供給される電力、またはこの車両に搭載された自然エネルギー発電装置から供給される電力を用いて作動する。
Description
この発明は、車両用蒸発燃料処理装置に関するものである。
本願は、2008年01月18日に、日本国に出願された特願2008−009390号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2008年01月18日に、日本国に出願された特願2008−009390号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
燃料タンクを備える車両では、一般に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的に蓄える貯留器(例えばキャニスタ)を備え、燃料タンク内の蒸発燃料や貯留器に蓄えられた蒸発燃料を、エンジンで燃焼させて処理するものがある。また、適宜のタイミングで濃縮等の処理をして燃料タンクに戻すなどする技術が提案されている。
燃料タンクに燃料を給油している時には、燃料タンク内で多量の蒸発燃料が発生する。この蒸発燃料をキャニスタで吸着すると、キャニスタの容量を大きくせざるを得ない。そこで、例えば特許文献1には、給油中は燃料タンク内の蒸発燃料をポンプで吸い込み、液化して燃料タンク内に戻すことにより、キャニスタの容量を小さくできるようにした蒸発燃料処理装置が開示されている。
なお、特許文献2には、本発明に関連する技術として、電気自動車やハイブリッド車両の蓄電装置としてのキャパシタを、商用電源からプラグイン充電する技術が開示されている。
特開2004−132263号公報
特開2007−143374号公報
ところで、前述したような蒸発燃料を処理する装置を作動させる動力源としては、エンジンで発生する負圧や、車両に搭載したバッテリーに蓄えられている電力が用いられている。
しかしながら、例えば、エンジンと電気モータとを駆動源とするハイブリッド車両では、蒸発燃料をエンジンで燃焼させようとしても、エンジンの運転頻度が少ないため、蒸発燃料を処理すべき時に燃焼できない場合がある。また、モータ走行中に、車載の蓄電装置の電力を使用して蒸発燃料を処理すると、蓄電装置の容量に限りがあるため、モータ走行距離が短くなって、燃費性能の低下を招く。
また、直噴エンジンのように、インテークマニホールドの負圧が小さい場合にも、蒸発燃料をエンジンに導入できない場合がある。
前述した特許文献1に記載の発明では、給油中に蒸発燃料を処理しているが、給油中はエンジンが停止している。したがって、この場合も蒸発燃料をエンジンで燃焼することはできない。そのため、蓄電装置の電力を使用して蒸発燃料を処理することとなり、蓄電装置の残容量の低下を招く。ゆえに、モータ走行距離が短くなって、燃費性能の低下を招く。
そこで、この発明は、車両運転中の動力となる電力や、蓄電装置の電力を使用せずに、蒸発燃料を処理できる車両用蒸発燃料処理装置の提供を目的とする。
本発明は上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
(1)本発明に係る車両用蒸発燃料処理装置は、車両に搭載された燃料タンク内で発生した蒸発燃料またはこの蒸発燃料を一時的に蓄える蒸発燃料貯留器内の蒸発燃料を処理して前記燃料タンクに戻す車両用蒸発燃料処理装置であって、前記車両の駐車中にこの車両の外部から供給される電力、またはこの車両に搭載された自然エネルギー発電装置から供給される電力を用いて作動する。
上記(1)に記載の車両用蒸発燃料処理装置によれば、車両運転中の動力を使用しないで、且つ、車両に搭載された蓄電装置の電力の使用を極力少なくして、蒸発燃料を処理できる。
また、蒸発燃料は燃料タンクに戻されて再び燃料として利用できる。
この発明において、自然エネルギー発電装置とは、車両停止状態においても太陽光等の自然エネルギーを利用して発電できる装置をいい、太陽電池を含む。
(1)本発明に係る車両用蒸発燃料処理装置は、車両に搭載された燃料タンク内で発生した蒸発燃料またはこの蒸発燃料を一時的に蓄える蒸発燃料貯留器内の蒸発燃料を処理して前記燃料タンクに戻す車両用蒸発燃料処理装置であって、前記車両の駐車中にこの車両の外部から供給される電力、またはこの車両に搭載された自然エネルギー発電装置から供給される電力を用いて作動する。
上記(1)に記載の車両用蒸発燃料処理装置によれば、車両運転中の動力を使用しないで、且つ、車両に搭載された蓄電装置の電力の使用を極力少なくして、蒸発燃料を処理できる。
また、蒸発燃料は燃料タンクに戻されて再び燃料として利用できる。
この発明において、自然エネルギー発電装置とは、車両停止状態においても太陽光等の自然エネルギーを利用して発電できる装置をいい、太陽電池を含む。
(2)前記車両は、エンジンと電気モータとを駆動源として車輪を駆動して走行するハイブリッド車両であるのが好ましい。
上記(2)の場合、ハイブリッド車両の燃費性能が向上し、航続距離を延ばせる。
上記(2)の場合、ハイブリッド車両の燃費性能が向上し、航続距離を延ばせる。
(3)前記蒸発燃料を燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離する気体分離膜と、前記電力により駆動されて前記気体分離膜の流入側と透過側との間に圧力差を発生させるポンプと、を更に備えるのが好ましい。
上記(3)の場合、蒸発燃料を燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離できる。
上記(3)の場合、蒸発燃料を燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離できる。
(4)前記燃料タンク内の内圧が所定値を越えたとき、あるいは前記蒸発燃料貯留器内の前記蒸発燃料の量が所定値を越えたときに、前記エンジンへ前記蒸発燃料をパージする条件が満たされない場合は、前記車両が走行中であっても前記電力により作動するのが好ましい。
上記(4)の場合、走行中に蒸発燃料をエンジンで燃焼できないときにも、蒸発燃料を処理できる。
上記(4)の場合、走行中に蒸発燃料をエンジンで燃焼できないときにも、蒸発燃料を処理できる。
上記(1)に記載の車両用蒸発燃料処理装置によれば、車両運転中の動力を使用しないで、且つ、車両に搭載された蓄電装置の電力の使用を極力少なくして、蒸発燃料を処理できる。しかも、蒸発燃料は燃料タンクに戻されて再び燃料として利用できる。そのため、車両の燃費性能を向上させ、航続距離を延ばせる。
上記(2)の場合、ハイブリッド車両の燃費性能が向上し、航続距離を延ばせる。
上記(3)の場合、蒸発燃料を燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離でき、燃料濃縮蒸気を燃料タンクに戻すなどして再利用が可能になる。
上記(4)の場合、走行中に、蒸発燃料をエンジンで燃焼できないときにも、蒸発燃料を処理できる。
1 車両用蒸発燃料処理装置
10 燃料タンク
22 気体分離膜
50 キャニスタ(蒸発燃料貯留器)
61 ポンプ
100 商用電源
10 燃料タンク
22 気体分離膜
50 キャニスタ(蒸発燃料貯留器)
61 ポンプ
100 商用電源
以下、本発明に係る車両用蒸発燃料処理装置の実施例を図1および図2の図面を参照して説明する。
本実施例の車両用蒸発燃料処理装置は、ハイブリッド車両に搭載されている。このハイブリッド車両は、エンジンと電気モータとを駆動源として備えていて、その少なくともいずれか一方の駆動力を車輪に伝達して走行する。このハイブリッド車両は、モータ走行する際には、車両に搭載された蓄電装置(例えば、バッテリーやキャパシタ等)から走行用の電気モータ(以下、走行用モータと略す)に電力が供給される。また、例えば減速時に走行用モータを発電機として機能させ、回生電力を蓄電装置に充電が可能である。さらに、このハイブリッド車両は、プラグインハイブリッド車両であり、車両を停車している間に、例えば家庭用の商用電源に接続して前記蓄電装置を充電できるように構成されている。
本実施例の車両用蒸発燃料処理装置は、ハイブリッド車両に搭載されている。このハイブリッド車両は、エンジンと電気モータとを駆動源として備えていて、その少なくともいずれか一方の駆動力を車輪に伝達して走行する。このハイブリッド車両は、モータ走行する際には、車両に搭載された蓄電装置(例えば、バッテリーやキャパシタ等)から走行用の電気モータ(以下、走行用モータと略す)に電力が供給される。また、例えば減速時に走行用モータを発電機として機能させ、回生電力を蓄電装置に充電が可能である。さらに、このハイブリッド車両は、プラグインハイブリッド車両であり、車両を停車している間に、例えば家庭用の商用電源に接続して前記蓄電装置を充電できるように構成されている。
図1に示す車両用蒸発燃料処理装置1は、エンジンの燃料(例えば、ガソリンや軽油)Aを貯蔵するために車両に搭載された燃料タンク10内で発生した蒸発燃料を、処理するものである。
蒸発燃料処理装置1は、燃料Aを貯蔵するための燃料タンク10と;燃料タンク10内で燃料Aが蒸発して発生した燃料蒸気(蒸発燃料)を、燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離する気体分離膜モジュール20と;燃料タンク10と気体分離膜モジュール20とを連通する第1流路30と;気体分離膜モジュール20で分離された燃料濃縮蒸気を燃料タンク10に導入して、燃料A中に溶解させる燃料蒸気溶解手段である燃料濃縮蒸気排出流路40と;燃料希薄蒸気中の燃料蒸気を吸着するキャニスタ(蒸発燃料貯留器)50と;気体分離膜モジュール20とキャニスタ50とを連通し、燃料希薄蒸気を気体分離膜モジュール20からキャニスタ50に導入するための燃料希薄蒸気排出流路60と;第1流路30から分岐し、燃料希薄蒸気排出流路60に連通する第2流路80と;第1流路30と第2流路80との分岐点に配設された流路切換手段82と;電子制御装置70と;を備えている。
蒸発燃料処理装置1は、燃料Aを貯蔵するための燃料タンク10と;燃料タンク10内で燃料Aが蒸発して発生した燃料蒸気(蒸発燃料)を、燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離する気体分離膜モジュール20と;燃料タンク10と気体分離膜モジュール20とを連通する第1流路30と;気体分離膜モジュール20で分離された燃料濃縮蒸気を燃料タンク10に導入して、燃料A中に溶解させる燃料蒸気溶解手段である燃料濃縮蒸気排出流路40と;燃料希薄蒸気中の燃料蒸気を吸着するキャニスタ(蒸発燃料貯留器)50と;気体分離膜モジュール20とキャニスタ50とを連通し、燃料希薄蒸気を気体分離膜モジュール20からキャニスタ50に導入するための燃料希薄蒸気排出流路60と;第1流路30から分岐し、燃料希薄蒸気排出流路60に連通する第2流路80と;第1流路30と第2流路80との分岐点に配設された流路切換手段82と;電子制御装置70と;を備えている。
燃料タンク10は、燃料タンク10内の内圧を検知するための圧力計Pを備えている。
燃料タンク10内の内圧は、燃料タンク10内に貯蔵されている燃料Aが揮発することにより発生する燃料蒸気によって、上昇する。燃料タンク10は、第1流路30を介して、気体分離膜モジュール20の後述する導入ポート21に連通されている。また、燃料タンク10は、第1流路30から分岐する第2流路80と、第2流路80が連通する燃料希薄蒸気排出流路60とを介して、キャニスタ50の後述する導入ポート51に連通されている。
燃料タンク10内の内圧は、燃料タンク10内に貯蔵されている燃料Aが揮発することにより発生する燃料蒸気によって、上昇する。燃料タンク10は、第1流路30を介して、気体分離膜モジュール20の後述する導入ポート21に連通されている。また、燃料タンク10は、第1流路30から分岐する第2流路80と、第2流路80が連通する燃料希薄蒸気排出流路60とを介して、キャニスタ50の後述する導入ポート51に連通されている。
気体分離膜モジュール20は、燃料タンク10内で発生した燃料蒸気を導入する導入ポート21と;この導入ポート21から導入された燃料蒸気を、燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離する気体分離膜22と;この気体分離膜22の流入側に配設され、燃料濃縮蒸気を排出する燃料濃縮蒸気排出ポート23と;気体分離膜22の透過側に配設され、燃料希薄蒸気を排出する燃料希薄蒸気排出ポート24と;を備えている。
導入ポート21は、気体分離膜22の流入側に配設されており、第1流路30を介して燃料タンク10に連通されている。燃料濃縮蒸気排出ポート23は、燃料濃縮蒸気排出流路40を介して燃料タンク10に連通されており、燃料濃縮蒸気排出流路40の燃料タンク10側の末端は、燃料内に通じている。燃料希薄蒸気排出ポート24は、燃料希薄蒸気排出流路60を介して、キャニスタ50の後述する導入ポート51に連通されている。
導入ポート21は、気体分離膜22の流入側に配設されており、第1流路30を介して燃料タンク10に連通されている。燃料濃縮蒸気排出ポート23は、燃料濃縮蒸気排出流路40を介して燃料タンク10に連通されており、燃料濃縮蒸気排出流路40の燃料タンク10側の末端は、燃料内に通じている。燃料希薄蒸気排出ポート24は、燃料希薄蒸気排出流路60を介して、キャニスタ50の後述する導入ポート51に連通されている。
気体分離膜モジュール20の気体分離膜22としては、気体分子の大きさに応じて、膜を透過する透過速度が異なる多孔質膜を使用する。多孔質膜の材質は、例えば、ポリイミド、ポリスルホン、及びフッ素樹脂などの樹脂素材や、カーボン、及びゼオライトなどの無機素材などが挙げられる。なお、気体分離膜22は、窒素に対するn−ブタンの透過速度比が4以上であるのが好ましい。
キャニスタ50は、気体分離膜モジュール20の燃料希薄蒸気排出ポート24から排出された燃料希薄蒸気を導入する導入ポート51と;この導入ポート51から導入された燃料希薄蒸気中の燃料蒸気を吸着する吸着部52と;吸着部52の作用により燃料蒸気が除去された蒸気を外気に排出する第1排出ポート53と;吸着部52に吸着された燃料蒸気量を検知する図示しない吸着量検知手段と;吸着部52から説離した燃料蒸気を排出して、気体分離膜モジュール20の導入ポート21に導入する第2排出ポート55と;を備えている。
キャニスタ50の第1排出ポート53は、導入ポート51の近傍に設けられている。第2排出ポート55は、導入ポート51から離れた位置に設けられている。第1排出ポート53と第2排出ポート55とには、それぞれ第1制御弁54と第2制御弁56とが設けられている。第1制御弁54と第2制御弁56との開閉動作は、吸着量検知手段の検出値に応じて、電子制御装置70により制御される。第1排出ポート53は、外気に通じる配管に接続されている。第2排出ポート55は、接続配管57および第1流路30を介して気体分離膜モジュール20の導入ポート21に連通されている。
キャニスタ50の吸着部52には、燃料蒸気を吸着する性質を有した素材が充填されている。このような素材としては、特に限定されるものではないが、例えば、活性炭を挙げることができる。活性炭は、燃料蒸気を高濃度で含む混合気体にさらされると燃料蒸気を吸着し、燃料蒸気の濃度が一定以下である混合気体にさらされると燃料蒸気を脱離する。活性炭のこの性質を利用することにより、キャニスタ50に、燃料蒸気の吸着と脱離とを繰り返して行わせられる。
キャニスタ50に設けられた吸着量検知手段は、特に限定されないが、例えば、第1排出ポート53から排出された蒸気中に含まれる燃料蒸気の残量を検出する手段が挙げられる。そのような検出手段の例としては、炭化水素濃度計及びキャニスタの重量測定装置が挙げられる。また、検出手段は、第1排出ポート53から排出された蒸気中に含有される燃料蒸気の含有量を測定して、キャニスタの燃料蒸気の吸着量を推定するものでもよい。
燃料希薄蒸気排出流路60には、気体分離膜モジュール20の燃料希薄蒸気排出ポート24とキャニスタ50の導入ポート51とを連通し、気体分離膜22の透過側を減圧させる電気モータにより駆動するポンプ61が備えられている。ポンプ61は特に限定されないが、例えば、従来公知の真空ポンプを例示できる。
第2流路80は、第1流路30から分岐して、燃料希薄蒸気排出流路60のポンプ61よりも上流側、すなわち燃料希薄蒸気排出ポート24側に連通される。第2流路80には、燃料希薄蒸気排出流路60から第1流路30への燃料蒸気の逆流を防止する逆止弁81が設けられている。これにより、ポンプ61の停止時において、キャニスタ50から第1流路30、ひいては燃料タンク10への燃料蒸気の逆流を防止できる。
第1流路30と第2流路80との分岐点に設けられた流路切換手段82により、第1流路30と第2流路80との切り換えが行われる。流路切換手段82の流路切換動作は、吸着量検出手段の検出値に応じて、電子制御装置70により制御されている。
電子制御装置70は、圧力計Pの検出値、及び吸着量検出手段の検出値からの入力に基づいて、第1制御弁54および第2制御弁56の開閉と、ポンプ61の起動および停止と、流路切換手段82による流路の切り換えとを制御する。
図2に示すように、ポンプ61の駆動用電気モータ(図示略)は、車両の走行中など通常時は、DC/ACインバータ91を介してバッテリー(蓄電装置)92から電力が供給される。このバッテリー92は、図示しない走行用モータへも電力を供給している。また、車両の減速時などに走行用モータを発電機として機能させたときに、回生電力が充電されるように構成されている。
さらに、前述したように、この車両はプラグインハイブリッド車両である。そのため、この車両は、例えば家庭用の商用電源100に接続可能なプラグ93を備えている。したがって、車両を駐車している間にプラグ93を家庭用の商用電源100に接続すれば、プラグ93を介して入力された交流電力は、車載のAC/DCインバータ94により直流電力に変換されて、バッテリー92が充電される。
さらに、商用電源100からバッテリー92に充電をしているときに、AC/DCインバータ94とDC/ACインバータ91とを介して、ポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給できる。このような場合に、商用電源100から直接にポンプ61に交流電力を供給して駆動させることも可能である。
さらに、商用電源100からバッテリー92に充電をしているときに、AC/DCインバータ94とDC/ACインバータ91とを介して、ポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給できる。このような場合に、商用電源100から直接にポンプ61に交流電力を供給して駆動させることも可能である。
次に、蒸発燃料処理装置1の作用を説明する。
この実施例のハイブリッド車両では、駐車中にプラグ93を商用電源100に接続し、商用電源100からバッテリー92に充電をする。このときに、商用電源100の電力をAC/DCインバータ94およびDC/ACインバータ91を介してポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給し、ポンプ61を作動させる。このポンプ61の作動により、燃料タンク10内の燃料蒸気およびキャニスタ50に吸着されている燃料蒸気を、蒸発燃料処理装置1により処理する。
この実施例のハイブリッド車両では、駐車中にプラグ93を商用電源100に接続し、商用電源100からバッテリー92に充電をする。このときに、商用電源100の電力をAC/DCインバータ94およびDC/ACインバータ91を介してポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給し、ポンプ61を作動させる。このポンプ61の作動により、燃料タンク10内の燃料蒸気およびキャニスタ50に吸着されている燃料蒸気を、蒸発燃料処理装置1により処理する。
また、ハイブリッド車両の走行中に、燃料タンク10内の内圧が所定値を越えたとき、あるいは、キャニスタ50に吸着された燃料蒸気の吸着量が所定値を越えたときには、エンジンの吸気負圧により、図示しないパージ管を介して燃料タンク10内の燃料蒸気およびキャニスタ50に吸着された燃料蒸気をエンジンにパージし、エンジンで燃焼させることを最優先する。
そして、燃料タンク10内の内圧が所定値を越えた場合、あるいは、キャニスタ50に吸着された燃料蒸気の吸着量が所定値を越えているが、エンジンに燃料蒸気をパージする条件が満たされない場合、バッテリー92の残容量に余裕があるときには、バッテリー92からポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給して、ポンプ61を作動させる。このポンプ61の作動により、燃料タンク10内の燃料蒸気と、キャニスタ50に吸着されている燃料蒸気とを、蒸発燃料処理装置1により処理する。これにより、走行中に蒸発燃料をエンジンで燃焼することができないときにも、蒸発燃料を処理できる。
さらに、バッテリー92の残容量が少なくなってきたときには、エンジンを始動してバッテリー92の充電を行う。その場合には、再び燃料蒸気をエンジンにパージして燃焼させるようにし、発電により得た電力をなるべく使用しないようにする。
ハイブリッド車両の走行中に、燃料タンク10内の燃料蒸気とキャニスタ50に吸着された燃料蒸気とをエンジンにパージし、エンジンで燃焼させる技術は周知技術であるので、詳細説明を省略する。
ここでは、ハイブリッド車両の走行中に蒸発燃料処理装置1が作動する場合であって、ポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給し、ポンプ61を作動させて、燃料タンク10内の燃料蒸気と、キャニスタ50に吸着されている燃料蒸気とを、蒸発燃料処理装置1により処理する場合について説明する。
燃料タンク10内において、燃料Aが蒸発することにより、燃料タンク10の内圧が予め設定された所定値以上に上昇すると、燃料タンク10内に備えられた圧力計Pがこれを検知する。すると、電子制御装置70によって、ポンプ61が起動され、流路切換手段82が流路を第1流路30に切り換え、第1制御弁54が開弁され、第2制御弁56が閉弁される。ポンプ61の起動により、気体分離膜モジュール20の気体分離膜22の透過側と流入側との間に圧力差が生じ、流入側に存在する気体が気体分離膜22を透過する。この結果、気体分離膜22の流入側が、燃料タンク10内に比べて陰圧となり、燃料タンク10内の燃料蒸気が、第1流路30を介して導入ポート21から気体分離膜モジュール20に流入する。気体分離膜モジュール20に流入した燃料蒸気のうち、酸素及び窒素などの空気成分は、燃料蒸気成分よりも気体分離膜22の透過速度が速い。そのため、気体分離膜22の流入側で燃料蒸気が濃縮されて、燃料濃縮蒸気となる。この燃料濃縮蒸気は、燃料濃縮蒸気排出ポート23より排出されて、燃料濃縮蒸気排出流路40を介して燃料タンク10に導入され、燃料Aに溶解される。
一方、気体分離膜22を透過した燃料希薄蒸気は、燃料希薄蒸気排出流路60を通って、導入ポート51からキャニスタ50に流入し、燃料希薄蒸気に含まれる燃料蒸気成分が、吸着部52に吸着される。燃料蒸気が吸着された後の蒸気は、第1排出ポート53から第1制御弁54を通って外気に排出される。
以上の動作が繰り返されることにより、燃料タンク10に生じた燃料蒸気は、一部は濃縮されて燃料Aに溶解され、一部はキャニスタ50の吸着部52に吸着される。これにより、燃料タンク10の内圧が、一定以上に上昇することを防止できる。
一方、キャニスタ50に設けられた吸着量検知手段により検知された燃料蒸気の吸着量が、予め設定された所定値を超えると、電子制御装置70により、流路切換手段82が第1流路30から第2流路80へと流路を切り換る。また同時に、電子制御装置70により第1制御弁54が閉弁され、第2制御弁56が開弁される。燃料濃縮蒸気排出流路40を介して燃料タンク10内に導入された燃料濃縮蒸気が、燃料Aに溶解されると、燃料タンク10には、燃料蒸気成分をわずかしか含有しない燃料蒸気が残留する。この燃料蒸気成分をわずかしか含有しない燃料蒸気は、ポンプ61の駆動力により、燃料タンク10から第2流路80を介して、燃料希薄蒸気排出流路60に流入し、燃料希薄蒸気と混合される。混合された後の燃料希薄蒸気は、導入ポート51からキャニスタ50内に流入すると、吸着部52における燃料蒸気成分の脱離を促し、脱離された燃料蒸気とともに第2排出ポート55から排出される。排出された蒸気は、第2制御弁56を通って、導入ポート21から気体分離膜モジュール20に流入し、燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離される。燃料濃縮蒸気は、燃料濃縮蒸気排出流路40を介して燃料タンク10に送られ、燃料濃縮蒸気中の燃料成分が燃料Aに溶解される。一方、燃料希薄蒸気は、燃料希薄蒸気排出流路60を介して再度、キャニスタ50に送られ、この一連の処理が繰り返されることにより、吸着部52からの燃料蒸気成分の脱離が促される。
そして、吸着量検出手段により検出された燃料蒸気の吸着量が所定値を下回ったときに、圧力計Pの検出値が前記所定値以上の場合は、電子制御装置70により再度、流路切換手段82が流路を第2流路80から第1流路30に切り換え、第1制御弁54が開弁され、第2制御弁56が閉弁される。これにより、燃料蒸気の気体分離膜モジュール20による分離、キャニスタ50による吸着が繰り返される。
一方、吸着量検出手段により検出された燃料蒸気の吸着量が前記所定値を下回ったときに、圧力計Pの検出値が前記所定値を下回った場合には、ポンプ61が停止し、蒸発燃料処理装置1が停止する。
次に、ハイブリッド車両の駐車中に、商用電源100からバッテリー92に充電をしているときに、商用電源100の電力をAC/DCインバータ94およびDC/ACインバータ91を介してポンプ61の駆動用電気モータに電力を供給し、ポンプ61を作動させて、燃料タンク10内の燃料蒸気と、キャニスタ50に吸着されている燃料蒸気とを、蒸発燃料処理装置1により処理する場合について説明する。
この場合には、圧力計Pにより検出された燃料タンク10の内圧が、前記所定値を下回った場合、および、吸着量検出手段により検出されたキャニスタ50における燃料蒸気の吸着量が前記所定値を下回った場合、充電の開始と同時にポンプ61を作動させて、燃料タンク10内の燃料蒸気およびキャニスタ50に吸着されている燃料蒸気を、蒸発燃料処理装置1により処理する。
ハイブリッド車両の駐車中は、蒸発燃料処理実行の閾値である燃料タンク10内の内圧の閾値と、キャニスタ50に吸着された燃料蒸気の吸着量の閾値とを、走行時の各閾値よりも小さい値に変更するようにしておく。次回走行開始時には、燃料タンク10内およびキャニスタ50内に存在する燃料蒸気量を通常制御時よりも少なくする。
また、別の制御方法として、充電開始から第1の所定時間が経過するまでは、流路切換手段82により第1流路30に切り替えるとともに、第1制御弁54を開弁し、第2制御弁56を閉弁して、燃料タンク10内の燃料蒸気を処理する(以下、第1の処理と略す)。前記第1の所定時間経過後には、流路切換手段82により第1流路30から第2流路80に切り替えるとともに、第1制御弁54を閉弁し、第2制御弁56を開弁して、キャニスタ50に吸着されている燃料蒸気を処理する(以下、第2の処理と略す)。前記第2の所定時間経過後に、ポンプ61を停止し、燃料蒸気の処理を終了する。
あるいは、処理の順番を逆にして、最初に前記第2の処理を実行し、次に第1の処理を実行してもよい。さらには、第1の処理と第2の処理を複数回繰り返してもよい。
あるいは、処理の順番を逆にして、最初に前記第2の処理を実行し、次に第1の処理を実行してもよい。さらには、第1の処理と第2の処理を複数回繰り返してもよい。
この蒸発燃料処理装置1によれば、気体分離膜22を備えた気体分離膜モジュール20を用いているので、一段階の分離過程によっても、十分に燃料蒸気を分離できる。また、気体分離膜モジュール20によって濃縮された燃料濃縮蒸気を、燃料タンク10内の燃料A内に戻すことによって、燃料蒸気を燃料Aに溶解させるので、燃料蒸気を再び燃料Aとして利用できる。また、燃料蒸気の圧縮や液化などの処理およびその装置が不要である。
また、気体分離膜モジュール20の駆動源として、エンジンとは独立した電気モータ駆動のポンプ61を用いているので、エンジンの停止中においても燃料蒸気を処理できる。
また、気体分離膜モジュール20の駆動源として、エンジンとは独立した電気モータ駆動のポンプ61を用いているので、エンジンの停止中においても燃料蒸気を処理できる。
しかも、ハイブリッド車両の駐車中に商用電源100からバッテリー92に充電をしているときに、商用電源100の電力を供給してポンプ61を作動させ、燃料タンク10内の燃料蒸気およびキャニスタ50に吸着されている燃料蒸気を処理できる。そのため、車両運転中の動力を使用しないで、且つ、車両に搭載されたバッテリー92の電力の使用を極力少なくして、燃料蒸気を処理できる。したがって、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させ、航続距離を延ばせる。
また、車両駐車中に、燃料タンク10内の燃料蒸気と、キャニスタ50に吸着されている燃料蒸気とを処理している。そのため、次回、車両を走行させるときには、燃料タンク10内およびキャニスタ50内に存在する燃料蒸気量は極めて少なく、走行中に燃料タンク10内の燃料蒸気と、キャニスタ50に吸着されている燃料蒸気とを処理する頻度を極めて少なくできる。
したがって、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させ、航続距離を延ばせる。
したがって、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させ、航続距離を延ばせる。
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、車両の駐車中に、車両外部から供給される電力(すなわち、家庭用の商用電源100)を用いて車両用蒸発燃料処理装置を作動させたが、車両の駐車中に、この車両に搭載された自然エネルギー発電装置から供給される電力を用いて車両用蒸発燃料処理装置を作動させてもよい。ここで、自然エネルギー発電装置とは、車両停止状態においても太陽光等の自然エネルギーを利用して発電することができる装置をいい、太陽電池を含む。
また、蓄電装置はバッテリーに限るものではなく、キャパシタであってもよい。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、車両の駐車中に、車両外部から供給される電力(すなわち、家庭用の商用電源100)を用いて車両用蒸発燃料処理装置を作動させたが、車両の駐車中に、この車両に搭載された自然エネルギー発電装置から供給される電力を用いて車両用蒸発燃料処理装置を作動させてもよい。ここで、自然エネルギー発電装置とは、車両停止状態においても太陽光等の自然エネルギーを利用して発電することができる装置をいい、太陽電池を含む。
また、蓄電装置はバッテリーに限るものではなく、キャパシタであってもよい。
本発明の車両用蒸発燃料処理装置によれば、車両運転中の動力を使用しないで、且つ、車両に搭載された蓄電装置の電力の使用を極力少なくして、蒸発燃料を処理できる。しかも、蒸発燃料は燃料タンクに戻されて再び燃料として利用できるので、車両の燃費性能を向上させ、航続距離を延ばせる。
Claims (4)
- 車両に搭載された燃料タンク内で発生した蒸発燃料またはこの蒸発燃料を一時的に蓄える蒸発燃料貯留器内の蒸発燃料を処理して前記燃料タンクに戻す車両用蒸発燃料処理装置であって、
前記車両の駐車中に、この車両の外部から供給される電力、またはこの車両に搭載された自然エネルギー発電装置から供給される電力を用いて作動することを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。 - 請求項1に記載の車両用蒸発燃料処理装置であって、
前記車両は、エンジンと電気モータとを駆動源として車輪を駆動して走行するハイブリッド車両であることを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。 - 請求項1に記載の車両用蒸発燃料処理装置であって、
前記蒸発燃料を燃料濃縮蒸気と燃料希薄蒸気とに分離する気体分離膜と、前記電力により駆動されて前記気体分離膜の流入側と透過側との間に圧力差を発生させるポンプと、を更に備えることを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。 - 請求項1に記載の車両用蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンク内の内圧が所定値を越えたとき、あるいは前記蒸発燃料貯留器内の前記蒸発燃料の量が所定値を越えたときに、前記エンジンへ前記蒸発燃料をパージする条件が満たされない場合は、前記車両が走行中であっても前記電力により作動することを特徴とする車両用蒸発燃料処理装置。
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