JP5198360B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料（ベーパ）を吸着するキャニスタと、燃料タンク内から蒸発燃料をキャニスタへ導くベーパ通路と、キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を燃料タンク内へ回収する回収通路と、燃料タンク内に設けられた燃料ポンプから吐出される燃料の一部を利用して負圧を発生させる負圧発生手段と、燃料ポンプから吐出される余剰燃料を燃料タンク内へリリーフするプレッシャレギュレータとを備え、負圧発生手段による負圧によって、キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を回収通路を通して燃料タンク内に回収する蒸発燃料処理装置に関する。

この種の蒸発燃料処理装置として、下記特許文献１がある。特許文献１の蒸発燃料処理装置では、負圧発生手段が、プレッシャレギュレータを介して燃料ポンプと連通している。自動車の運転時に燃料ポンプが駆動すると、当該燃料ポンプから吐出される余剰燃料は、プレッシャレギュレータを介して燃料タンク内へリリーフされる。このとき、プレッシャレギュレータからリリーフされる燃料を負圧発生手段に導入することで、負圧を発生させている。ここでの負圧発生手段は回収通路の途中に設けられており、回収通路の先端開口、すなわちキャニスタから回収される蒸発燃料の排出口は、燃料タンク内に貯留されている燃料中に液没している。なお、回収通路やベーパ通路上には、連通状態と遮断状態とを切り替え可能な開閉手段などは特に設けられておらず、燃料ポンプが駆動して余剰燃料がリリーフされる限り、常に蒸発燃料の回収が行われる構成となっている。

特開２００２−２３５６０８号公報

特許文献１では、負圧発生手段がプレッシャレギュレータを介して間接的に燃料ポンプと連通しているので、負圧の程度はプレッシャレギュレータでリリーフされた余剰燃料の吐出量に依存する。これでは、キャニスタの状態に関係なく負圧の程度が変動し、蒸発燃料の回収能力が不安定となる。例えば、一定のポンプ吐出量でエンジンにおける燃料要求量（消費量）が多いとリリーフ量は少なくなるので、負圧の程度は低く蒸発燃料の回収能力は低下する。一方、エンジンにおける燃料要求量（消費量）が少ないとリリーフ量は多くなるので、負圧の程度は高く蒸発燃料の回収能力が高くなる。

この問題を解決するには、負圧発生手段を、プレッシャレギュレータとは別に燃料ポンプと直接連通させることが考えられる。しかし、特許文献１のような構成において単に負圧発生手段と燃料ポンプとを直接連通したとしても、新たな問題が生じる。具体的には、負圧発生手段と燃料ポンプとを直接連通させた場合、燃料ポンプからの燃料吐出量が一定とすると、図１１に示すように、負圧発生手段への燃料導入量も一定となり、負圧の程度が安定する。なお、エンジンにおける燃料要求量＝エンジンへの燃料供給量である。しかしこの場合、エンジンへ燃料を供給できる最大量（エンジンへの限界燃料供給量）は、負圧発生手段への燃料導入量分だけ減少することになる。この場合でも、（エンジンにおける燃料要求量＋負圧発生手段への燃料導入量）が燃料ポンプの限界吐出量より少なければ、特に問題は無い。しかし、例えばアクセル全開時などにおいて、図１１の斜線部分のように（エンジンにおける燃料要求量＋負圧発生手段への燃料導入量）が燃料ポンプの限界吐出量を超え、エンジンへの燃料供給量が不足する場合が生じる。

また、特許文献１では、燃料ポンプが駆動して余剰燃料がリリーフされる限り、キャニスタ内の蒸発燃料吸着量が少ない場合なども含めて、常に蒸発燃料の回収が行われる構成となっているので無駄が生じる。また、キャニスタから回収される蒸発燃料の排出口が燃料中に液没しているので、燃料ポンプを停止すると、キャニスタ内が負圧となっていることで燃料が回収通路内を逆流するおそれがある。逆流した燃料がキャニスタまで至ると、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着能力が著しく低下してしまう。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、負圧発生手段への燃料導入量や蒸発燃料の回収タイミングを制御可能であり、また、燃料タンク内の燃料がキャニスタ側へ逆流することがない、蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

本発明の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンク内から蒸発燃料を前記キャニスタへ導くベーパ通路と、前記キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を前記燃料タンク内へ回収する回収通路と、前記燃料タンク内に設けられた燃料ポンプから吐出される燃料の一部を利用して負圧を発生させる負圧発生手段と、前記燃料ポンプから吐出される余剰燃料を前記燃料タンク内へリリーフするプレッシャレギュレータとを備え、前記負圧発生手段による負圧によって、前記キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を前記回収通路を通して前記燃料タンク内に回収する。そのうえで、前記負圧発生手段は、燃料導入通路を介して前記プレッシャレギュレータとは別に前記燃料ポンプと直接連通されており、前記燃料導入通路上には、前記燃料ポンプから前記負圧発生手段への燃料導入量を制御する燃料導入量制御手段が設けられていることを特徴とする。負圧発生手段は、特許文献１と同様の構成によって回収通路の途中に設けることもできるし、回収通路の先端に設けることもできる。

前記キャニスタと前記負圧発生手段との間の前記回収通路上には、該回収通路の連通状態と遮断状態とを切り替える開閉手段を設けることが好ましい。

前記キャニスタから回収される蒸発燃料の排出口は、前記燃料タンク内の気層中（燃料液面より上方）に設定したり、前記燃料タンク内に貯留されている燃料中に液没するように設定したりできるが、前記キャニスタから回収される蒸発燃料の排出口が、前記燃料タンク内に貯留されている燃料中に液没している場合は、前記回収通路上に、前記燃料タンク内に貯留されている燃料が前記回収通路内を逆流して、キャニスタに至ることを防止する逆流防止手段を設けることが好ましい。

負圧発生手段が回収通路の先端に設けられている場合は、当該負圧発生手段の吐出口が、回収される蒸発燃料の排出口となる。この場合、負圧発生手段自体が燃料中に液没していることで、蒸発燃料の排出口が燃料中に液没することになる。一方、負圧発生手段が回収通路の途中に設けられている場合は、当該回収通路の先端開口が、回収される蒸発燃料の排出口となる。この場合、負圧発生手段の設置位置は気層中でも燃料中でも構わないが、少なくとも回収通路の先端開口が燃料中に液没していることになる。なお、負圧発生手段が回収通路の途中に設けられている場合、逆流防止手段の設置位置は負圧発生手段の上流に設置する。

また、前記燃料タンクの外部には、前記燃料導入量制御手段と前記負圧発生手段との間の通路と連通し、前記燃料ポンプから前記負圧発生手段へ導入される燃料の一部を一時的に貯留することで膨張可能なサブタンクを設けておくことも好ましい。また、前記燃料導入量制御手段は、前記負圧発生手段と一体的にユニット化することも好ましい。

本発明によれば、負圧発生手段が燃料ポンプと直接連通されているので、プレッシャレギュレータからの燃料リリーフ量に関係なく負圧を安定して生じさせることができる。そのうえで、燃料導入通路上に燃料導入量制御手段を設けているので、燃料ポンプから負圧発生手段への燃料導入量を、種々の状況に応じて適切に制御することができる。特に、（エンジンにおける燃料要求量＋負圧発生手段への燃料導入量）が燃料ポンプの限界吐出量を超えて、エンジンへの燃料供給量が不足することを確実に防止回避できる。

回収通路上に開閉手段を設けていれば、燃料ポンプの駆動に伴う負圧発生手段の作動に関わらず、蒸発燃料の回収タイミングを制御することができる。また、キャニスタから回収される蒸発燃料の排出口が燃料中にある場合において、回収通路上に逆流防止手段を設けていれば、燃料ポンプの停止後に燃料タンク内の燃料が回収通路内を逆流してキャニスタに至ることを確実に防止できる。なお、回収された蒸発燃料の排出口が気層中にある場合は、液化回収された蒸発燃料が排出口から排出されると、気層中において僅かにでも再蒸発する可能性があるが、回収された蒸発燃料の排出口が燃料中にあれば、このようなおそれもない。

燃料ポンプから負圧発生手段へ導入される燃料の一部を一時的に貯留可能なサブタンクが設けられていれば、当該サブタンクへ燃料が貯留されることで、燃料タンク中の燃料貯留量が減ることになる。これにより、燃料タンク内の気層空間が増加することで、キャニスタから蒸発燃料を回収する際の燃料タンクの内圧上昇を抑制することができる。このとき、サブタンクは燃料貯留により膨張可能なので、不使用時にはサブタンクがコンパクトであり、装置の大型化を避けることができる。また、サブタンクが燃料タンクの外部に設けられていることで、的確に燃料タンクの内圧上昇を抑制することができる。また、燃料導入量制御手段が負圧発生手段と一体的にユニット化されていることによっても、装置の大型化を避けることができる。

実施例１に係る蒸発燃料処理装置の模式図である。 アスピレータの縦断面図である。 アスピレータへの燃料導入量を制御するパターンの一例を示すグラフである。 実施例２に係る蒸発燃料処理装置の模式図である。 実施例３に係る蒸発燃料処理装置の模式図である。 実施例４に係る蒸発燃料処理装置の模式図である。 アスピレータの変形例１を示す模式図である。 アスピレータの変形例２を示す模式図である。 アスピレータの変形例３を示す模式図である。 変形例に係るアスピレータの縦断面図である。 従来技術の問題点を説明するグラフである。

以下、本発明の代表的な複数の実施例について説明するが、これに限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。特に、本発明の蒸発燃料処理装置は、必須の構成要素であるキャニスタ、ベーパ通路、回収通路、負圧発生手段、及びプレッシャレギュレータを備え、負圧発生手段による負圧によって蒸発燃料を回収する構成である限り、その他種々の構成要素を設けることができる。本発明の蒸発燃料処理装置は、自動車の燃料タンクに好適に適用される。

（実施例１）
蒸発燃料処理装置は、図１に示すように、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料（ベーパ）を吸着するキャニスタ１０と、燃料タンク１内の蒸発燃料をキャニスタ１０へ導くベーパ通路２と、キャニスタ１０内に吸着されている蒸発燃料を燃料タンク１内へ回収する回収通路３と、燃料ポンプ１１から吐出される燃料の一部を利用して負圧を発生させるアスピレータ１２とを備える。アスピレータ１２が、本発明の負圧発生手段に相当する。

燃料タンク１は、内部に燃料Ｆを貯留する密閉タンクである。燃料ポンプ１１は燃料タンク１内において液没状に設置され、燃料タンク１内から燃料供給通路４を通して図外のエンジンへ燃料Ｆを圧送する。また、燃料ポンプ１１には、エンジンにおける燃料要求量を超えて当該燃料ポンプ１１から吐出される余剰燃料を、燃料タンク１内へリリーフするプレッシャレギュレータ１３が連通されている。なお、燃料タンク１には、当該燃料タンク１の内圧を検知する圧力センサＰが取り付けられている。圧力センサＰによる検知信号は、図示していないエンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ）に入力される。

キャニスタ１０は密閉容器であり、その内部には、蒸発燃料を吸着・脱離可能な活性炭等からなる吸着材Ｃが充填されている。キャニスタ１０内へ導入された蒸発燃料は吸着材Ｃへ吸着されるが、空気成分は透過する。また、キャニスタ１０には、先端側が大気に開放された大気通路５が連結されている。大気通路５上には、大気通路弁２０が取付けられている。大気通路弁２０は、ＥＣＵによって開閉制御される電磁弁である。

アスピレータ１２は回収通路３上の先端に設けられ、キャニスタ１０内に吸着されている蒸発燃料を回収する際に、回収通路３を介してキャニスタ１０内を負圧を作用させるために、負圧を発生させるものである。アスピレータ１２には、燃料供給通路４から分岐状に連結された燃料導入通路６が連通されており、燃料ポンプ１１から吐出される燃料Ｆの一部が、燃料導入通路６を通してアスピレータ１２へ導入される。すなわち、アスピレータ１２は、燃料導入通路６を介してプレッシャレギュレータ１３とは別に燃料ポンプ１１と直接連通されている。アスピレータ１２は、図２に示すように、ベンチュリ部４１とノズル部４５とから構成されている。ベンチュリ部４１は、絞り４２と、絞り４２の燃料流動方向上流側に設けられたテーパ状の入口縮径部位４３と、絞り４２の燃料流動方向下流側に設けられたテーパ状の出口拡開部位４４とを備えており、入口縮径部位４３、絞り４２、出口拡開部位４４が同軸に形成されている。ベンチュリ部４１の入口縮径部位４３の上流端部に、回収通路３が連結される吸引ポート４１ｐが形成されている。一方、ノズル部４５は、ベンチュリ部４１の入口縮径部位４３の内側に同軸に収納されたノズル本体４６を備えており、当該ノズル本体４６の噴射口４６ｐがベンチュリ部４１の絞り４２の近傍に位置決めされている。また、ノズル本体４６の基端部（噴射口４６ｐと反対側）には、燃料導入通路６が連結される燃料導入ポート４７が形成されている。

燃料ポンプ１１から吐出されて燃料供給通路４をエンジンに向けて圧送される燃料Ｆの一部は、燃料導入通路６を通して燃料導入ポート４７からアスピレータ１２内へ導入される。すると、導入された燃料Ｆがノズル本体４６の噴射口４６ｐから噴射され、ベンチュリ部４１の絞り４２及び出口拡開部位４４の中央部を軸方向に高速で流動する。これにより、ベンチュリ部４１の絞り４２の周辺において負圧が発生し、吸引ポート４１ｐに連結された回収通路３やこれの上流に連結されたキャニスタ１０にも負圧が作用する。この負圧によって、キャニスタ１０内に吸着されている蒸発燃料が脱離（パージ）されることになる。キャニスタ１０から脱離回収される蒸発燃料は、ノズル本体４６から噴射される燃料Ｆと共に、吐出口１２ａから排出される。すなわち、本実施例１では、アスピレータ１２の吐出口１２ａが、回収された蒸発燃料の排出口となる。

図１に戻って、アスピレータ１２は燃料タンク１内の気層中（燃料Ｆの液面より上方）に設けられ、その吐出口１２ａは下向きに配されている。また、燃料導入通路６上には、燃料ポンプ１１からアスピレータ１２へ導入される燃料Ｆの燃料導入量を制御する燃料導入量制御手段として、燃料導入弁２１が設けられている。燃料導入弁２１は、ＥＣＵによって開閉制御される電磁弁で構成されている。また、ベーパ通路２上には、燃料タンク１の内圧を制御する圧力制御弁２２が設けられている。圧力制御弁２２は、正圧弁と負圧弁とを備える双方向チェック弁である。圧力制御弁２２は常時閉弁しており、燃料タンク１の内圧が所定値以上になると正圧弁が開放され、燃料タンク１の内圧が所定値以下になったときに負圧弁が開放される構成となっている。圧力制御弁２２の設定圧力は、燃料タンク１の破損防止の観点によって設定され、例えば±５ｋＰａ程度とすればよい。この場合、燃料タンク１の内圧は、＋５ｋＰａ〜−５ｋＰａ程度で保持されるよう制御される。また、回収通路３上には、当該回収通路３の連通状態と遮断状態とを切り替える開閉手段として、回収通路弁２３が設けられている。回収通路弁２３はＥＣＵによって開閉制御される電磁弁で構成されている。

次に、上記構成からなる蒸発燃料処理装置による処理機構について説明する。大気通路５上の大気通路弁２０は、通常時（オフ時）は開弁しており、ＥＣＵ制御による通電（オン）により閉弁する。一方、回収通路３上の回収通路弁２３は、通常時（オフ時）は閉弁しており、ＥＣＵ制御による通電（オン）により開弁する。駐車時や給油時など燃料ポンプ１１が駆動していない状態において、蒸発燃料の発生や給油に伴い燃料タンク１の内圧が圧力制御弁２２の設定圧力以上となると、当該圧力制御弁２２の正圧弁が開き、燃料タンク１内の気体（空気及び蒸発燃料）がベーパ通路２を通してキャニスタ１０内に流入する。すると、キャニスタ１０内の吸着材Ｃによって蒸発燃料が選択的に吸着保持される。残余の空気は吸着材Ｃを透過し、キャニスタ１０から大気通路５を通して大気中に放散され、燃料タンク１の圧力開放がなされる。これにより、燃料タンク１の大幅な内圧上昇が抑制され、燃料タンク１の保護が図られる。燃料タンク１の内圧が圧力制御弁２２の設定圧力の範囲内にあるときは、当該圧力制御弁２２が閉じられているため、燃料タンク１は密閉状態となる。一方、温度低下などによって燃料タンク１の内圧が圧力制御弁２２の設定圧力以下になると、当該圧力制御弁２２の負圧弁が開いて、外気が大気通路５、キャニスタ１０、ベーパ通路２をこれの順で介して燃料タンク１内に流入する。これにより、燃料タンク１の大幅な内圧低下が抑制され、燃料タンク１の保護が図られる。

走行時など燃料ポンプ１１の駆動中は、基本的には大気通路弁２０が閉弁制御されると共に、回収通路弁２３が開弁制御される。このとき、燃料ポンプ１１が駆動されていることで、当該燃料ポンプ１１から吐出された燃料Ｆの一部は、燃料供給通路４から分岐した燃料導入通路６を通してアスピレータ１２に供給される。これにより、アスピレータ１２によって負圧が発生し、キャニスタ１０内に吸着されている蒸発燃料が吸引脱離されて回収通路３を通して回収され、アスピレータ１２の吐出口１２ａから燃料タンク１内へ排出される。この状態において、燃料回収や蒸発燃料の発生により燃料タンク１の内圧が圧力制御弁２２の設定圧力以上となると、駐車時等と同様に燃料タンク１内の蒸発燃料等がベーパ通路２を通してキャニスタ１０内に流入する。このように、蒸発燃料の通常回収時には、基本的に大気通路５上の大気通路弁２０が閉弁されているため、燃料タンク１内に外気が流入することがなく、燃料タンク１内の大幅な圧力上昇が抑えられる。

しかし、外部環境が高温であったり、エンジンや燃料ポンプ１１の駆動熱などによって燃料Ｆが高温となって蒸発燃料が多量に発生した場合、燃料タンク１の内圧も急激に上昇し得る。このような場合は、圧力センサＰによる検知圧力が所定値以上となったところで、大気通路弁２０が開弁制御されると共に回収通路弁２３が閉弁制御され、キャニスタ１０を介して燃料タンク１内の空気抜きがされる。これにより、燃料タンク１内の大幅な圧力上昇が抑制される。燃料タンク１の圧力開放により、圧力センサＰによる検知圧力が所定値より低くなると、再度大気通路弁２０が閉弁制御されると共に回収通路弁２３が開弁制御される。このように、回収通路３上に回収通路弁２３を設けていることで、燃料ポンプ１１の駆動に伴うアスピレータ１２の作動に関係なく、アスピレータ１２への蒸発燃料供給を制御できるので、燃料タンク１内の圧力状態などに応じた適切な処理を行うことができる。

また、燃料ポンプ１１からアスピレータ１２への燃料導入量は、燃料導入通路６上に設けられた燃料導入弁２１によって制御される。この燃料導入弁２１による燃料導入量制御の一例について説明する。燃料導入弁２１は、通常時（オフ時）は閉弁状態にあり、ＥＣＵによる通電（オン）によって開弁制御される。ベーパ回収条件の成立時は、燃料導入弁２１が開弁して、燃料ポンプ１１から吐出された燃料は、エンジン、アスピレータ１２、及びプレッシャレギュレータ１３へそれぞれ供給される。つまり、図３に示すように、燃料ポンプ１１から吐出される燃料のポンプ吐出量＝アスピレータ１２への燃料導入量＋エンジンへの燃料供給量（エンジンにおける燃料要求量）＋プレッシャレギュレータ１３による余剰燃料のリリーフ量となる。そして、燃料導入弁２１が全開されていると、燃料ポンプ１１から一定量の燃料が吐出されることに伴い、アスピレータ１２への燃料導入量も一定となり、エンジンにおける燃料要求量への対応幅（エンジンへの限界燃料供給量）が減少する。一般的な走行状態などであって、（エンジンにおける燃料要求量＋アスピレータ１２への燃料導入量）が燃料ポンプ１１のポンプ吐出量より少なければ、当該範囲内でエンジンへの燃料供給量を増減制御できるので、燃料導入弁２１は開弁されている。一方、例えばアクセル全開時などにおいて、図３の仮想線で示すように（エンジンにおける燃料要求量＋負圧発生手段への燃料導入量）が燃料ポンプ１１の吐出量を超えると、燃料導入弁２１が閉弁制御される。これにより、エンジンにおける燃料要求量への対応幅（エンジンへの限界燃料供給量）が増大することで、エンジンへの燃料供給不足を回避できる。その後、（エンジンにおける燃料要求量＋アスピレータ１２への燃料導入量）が燃料ポンプ１１のポンプ吐出量より少なくなれば、再度燃料導入弁２１が開弁制御される。なお、図３には、燃料導入量制御の最も単純な一例を例示しているが、燃料導入弁２１を単に全開及び全閉するのみならず、燃料導入量をエンジンへの燃料供給量などに応じて適宜増減制御できるよう、燃料導入弁２１の開弁量を制御するようにすることも好ましい。

燃料ポンプ１１が停止すると、これに伴い燃料導入弁２１が閉弁され、燃料供給通路４内の燃圧が維持された状態でアスピレータ１２への燃料導入も止まる。同時に、アスピレータ１２が気層中において下方に向けて配されていることで、アスピレータ１２内の燃料は流れ落ちる。このとき、回収通路３やキャニスタ１０内は負圧状態のままであるが、アスピレータ１２の吐出口１２ａが気層中にあることで、燃料タンク１内の燃料Ｆが回収通路３内を逆流することはない。燃料ポンプ１１の停止に伴い、大気通路弁２０は再度開弁制御され、回収通路弁２３が閉弁制御される。

上記実施例１では、負圧発生手段としてのアスピレータ１２を、燃料タンク１内の気層中に設けて、回収燃料が排出されるアスピレータ１２の吐出口１２ａが気層中にあったが、アスピレータ１２を燃料Ｆ中に液没するように配置することもできる。図４に示す実施例２や図５に示す実施例３は、アスピレータ１２を液中へ配置した実施例である。

（実施例２）
上述のように、本実施例２では、図４に示すように、アスピレータ１２が燃料タンク１内において燃料Ｆ中へ液没状態で配されており、回収燃料の排出口となるアスピレータ１２の吐出口１２ａも燃料Ｆ中にある。ここでのアスピレータ１２は、上向きに配されている。アスピレータ１２が液中で作動すると、気層中に配置する場合よりも負圧発生が大きくなる傾向があり、回収燃料の吐出量が増大する。これにより、同じ燃料導入量でも、アスピレータ１２を気層中に配置した場合よりも蒸発燃料の回収能力を増大できる。また、アスピレータ１２が上向きに配されていることで、燃料ポンプ１１が停止しても、アスピレータ１２内の燃料Ｆが流れ落ちることが無いので、燃料ポンプ１１を駆動してから負圧が発生するまでのタイムラグが減少し、応答性が向上する。

しかし、アスピレータ１２（の吐出口１２ａ）が液中にあると、燃料ポンプ１１の停止後に燃料タンク１内の燃料Ｆが回収通路３内を逆流してしまう。そこで、本実施例２では、回収通路３上に、燃料タンク１内に貯留されている燃料Ｆが回収通路３内を逆流してキャニスタ１０へ至ることを防止する逆流防止手段として、逆止弁２５が設けられている。逆止弁２５は、一方向チェック弁により構成され、キャニスタ１０からアスピレータ１２方向への流動は常に許容するが、アスピレータ１２からキャニスタ１０方向への流動は常に防止する。そのため、逆止弁２５は、回収通路３上のできるだけ下流域（アスピレータ１２の近傍）に設けることが好ましい。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。

（実施例３）
本実施例３も、図５に示すように、回収燃料の排出口となるアスピレータ１２の吐出口１２ａが燃料Ｆ中にある。アスピレータ１２が上向き配置されている点、及びこれによる作用効果も実施例２と同様である。実施例２と異なる点は、燃料タンク１内に貯留されている燃料Ｆが回収通路３内を逆流してキャニスタ１０へ至ることを防止する逆流防止手段として、回収通路３上に設けられた三方弁２６と、当該三方弁２６を介して回収通路３に連結されたリリーフ通路７とが設けられている。三方弁２６は、キャニスタ１０とアスピレータ１２との連通状態と、アスピレータ１２とリリーフ通路７との連通状態とを適宜切り替え可能となっており、その切り替えタイミングはＥＣＵによって制御される。リリーフ通路７の先端は、燃料タンク１内へ通じている。

このような構成の実施例３において、燃料ポンプ１１の駆動中は、三方弁２６を介してキャニスタ１０とアスピレータ１２とを連通させている。したがって、燃料ポンプ１１が停止されると、燃料タンク１内の燃料Ｆがアスピレータ１２を介して回収通路３内を逆流する。そこで、燃料ポンプ１１の停止と同時、あるいは燃料ポンプ１１の停止直前に三方弁２６が切り替え制御され、アスピレータ１２とリリーフ通路７とが連通する。これにより、燃料ポンプ１１の停止に伴って回収通路３内を逆流してきた燃料Ｆは、三方弁２６及びリリーフ通路７、並びに回収通路３を介して燃料タンク１内へリリーフされ、キャニスタ１０へ燃料Ｆが流入することが確実に防止される。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。

（実施例４）
図６に、本発明の実施例４に係る蒸発燃料処理装置の模式図を示す。本実施例４は実施例１の変形例であり、図６に示すように、燃料タンク１の外部に、燃料導入弁２１とアスピレータ１２との間において燃料導入通路６と分岐状に連通し、燃料ポンプ１１からアスピレータ１２へ導入される燃料Ｆの一部を一時的に貯留可能なサブタンク１４が設けられている。サブタンク１４の周壁は蛇腹状を呈し、伸縮可能となっている。

サブタンク１４は、燃料ポンプ１１が駆動していない通常時には、図６の実線で示すように収縮状態にある。そして、燃料ポンプ１１が駆動して燃料導入通路６内を燃料Ｆが流動してくると、その一部がサブタンク１４に流入する。すると、図６の仮想線で示すように、サブタンク１４が伸長して、一定量の燃料Ｆが貯留される。これにより、燃料タンク１内における燃料Ｆの液面が下降し、その分気層空間が増大することで、燃料タンク１の内圧上昇が抑制される。このとき、サブタンク１４が燃料タンク１の外部に設置されていることで、燃料タンク１内の気層空間を的確に増大できる。燃料ポンプ１１が再度停止されると、サブタンク１４内の燃料Ｆは、アスピレータ１２を介して燃料タンク１内へ流出し、サブタンク１４は再度基本形態へ収縮する。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。

以上、燃料導入弁２１とアスピレータ１２とを別位置に設けた本発明の代表的な実施例１〜４について説明したが、燃料導入弁２１とアスピレータ１２とを一体的にユニット化することもできる。これにより、装置の小型化を図ることができる。例えば、燃料導入弁２１とアスピレータ１２とがユニット化されたアスピレータユニットを、燃料ポンプユニットを収納するリザーバカップ内へ設置することもできる。以下に、アスピレータユニットをリザーバカップ内へ設置した変形例について説明する。

（変形例１）
先ず、先の実施例１のようにアスピレータ１２を気層中に設ける場合、図７に示すように、アスピレータユニット１７をリザーバカップ５０のセットプレート５１の下面に設けることができる。この場合も、アスピレータ１２は下向きに設置することが好ましい。なお、符号５２は、リザーバカップ５０とセットプレート５１とを上下昇降可能に連結するシャフトである。リザーバカップ５０内に収納されている燃料ポンプユニット８は、燃料ポンプ１１、燃料ポンプ１１の吸入口に設けられたサクションフィルタ５５、燃料ポンプ１１の吐出口に連接され、燃料ポンプ１１を囲むように設けられるフィルタ５６、及び余剰燃料をリリーフするプレッシャレギュレータ１３などを有する。サクションフィルタ５５を介して燃料ポンプ１１に吸引された燃料Ｆは、フィルタ５６を介して燃料供給通路４へ圧送される。

アスピレータユニット１７は、アスピレータ１２の吸引ポート４１ｐと、セットプレート５１に上下貫通状に設けられた吸引ポート５１ｐとが連通する状態で設けられており、当該セットプレート５１の吸引ポート５１ｐに、回収通路が連結される。アスピレータ１２が、燃料導入ポート４７に連結された燃料導入通路６を介して燃料タンク１と直接連通している点は、実施例１と同じである。なお、燃料導入弁２１とアスピレータ１２とのユニット化構造は後述する。

（変形例２）
また、実施例２や実施例３のように、アスピレータ１２が液没状態で設置される場合は、図８に示すように、燃料Ｆ中へ液没設置することが必要な燃料ポンプユニット８へ、アスピレータユニット１７を直接設置することもできる。具体的には、フィルタ５６の中途部にアスピレータユニット１７を連結すればよい。この場合、アスピレータユニット１７は、燃料ポンプユニット８の構成要素と見ることもできる。また、この場合、燃料導入通路６は、不要ないし大幅に短縮できる。この場合も、アスピレータ１２は、上向きに設けることが好ましい。その他は、変形例１と同様である。

（変形例３）
また、実施例２や実施例３のように、アスピレータ１２が液没状態で設置される場合でも、図９に示すように、アスピレータユニット１７をセットプレート５１の下面に設けてもよい。但し、この場合は、アスピレータ１２を液没させるため、セットプレート５１の下面に、サブリザーバカップ５３を設けることが必要である。これにより、サブリザーバカップ５３内にも燃料Ｆが貯留され、アスピレータ１２を液没させられる。この場合も、アスピレータ１２は上向きに設けることが好ましい。その他は、変形例１と同様である。

次に、アスピレータ１２と燃料導入弁２１とのユニット構造について、図１０を参照しながら説明する。なお、変形例１〜３では、それぞれにおける設置態様に基づいて、吸引ポート４１ｐの形状が異なるが、基本構成は同じである。したがって、図１０には、上記実施例１〜４において使用したアスピレータを基準として図示している。図１０に示すように、燃料導入弁２１は、アスピレータ１２のノズル部４５側端部において、一体的に設けられている。具体的には、ノズル部４５には、弁設置ベース４８が接合されており、当該弁設置ベース４８の中央部に、ノズル本体４６を開閉する弁体２７が配されている。弁体２７はピン状の部材であり、アスピレータ１２の軸方向に沿って摺動可能となっている。弁体２７と弁設置ベース４８との間には圧縮バネ２８が配されており、当該圧縮バネ２８によって、弁体２７は閉弁方向へ常時付勢されている。また、弁設置ベース４８の周縁部には、電磁石２９が弁体２７を囲むように配されている。ＥＣＵ制御によって電磁石２９に通電されると、弁体２７が開弁方向へ引き寄せられ、ノズル本体４６が開弁される。

（その他の変形例）
以上、代表的な変形例についても説明したが、この他にも、種々の変形が可能である。まず、ベーパ通路２上に設けられる圧力制御弁２２は、回収通路弁２３と同様に、ＥＣＵによって開閉制御される電磁弁としてもよい。この場合、圧力制御弁２２は常時閉弁しており、燃料タンク１の内圧が所定値以上となったことが圧力センサＰによって検知されたときに開弁制御されるように設定すればよい。

また、上記各実施例ではアスピレータ１２への燃料導入量のみを制御したが、これに加えて燃料ポンプ１１への電流制御（デマンド制御）を行い、燃料ポンプ１１の吐出量もＥＣＵ制御することが好ましい。これによれば、エンジンへの燃料供給量とアスピレータ１２への燃料導入量を満足する最小燃料流量を設定することができ、効率的に省エネが可能となる。

また、大気通路５上のキャニスタ１０と大気通路弁２０との間にも圧力制御弁を設け、キャニスタ１０内を負圧に保持することも可能である。また、キャニスタ１０内に、吸着材Ｃを加熱するヒータ等の加熱手段を設けることもできる。蒸発燃料の回収の際に、加熱手段を駆動して吸着材Ｃを加熱することで脱離効率が向上し、蒸発燃料の回収効率が向上する。また、蒸発燃料処理装置の適所に、燃料成分と空気成分とを分離可能な分離膜等の分離手段を設け、分離手段によって燃料成分を濃縮回収しながら、希釈ガスを循環させる構成を採用することもできる。また、実施例４のサブタンクを、実施例２や実施例３へ適用することもできる。

１ 燃料タンク
２ ベーパ通路
３ 回収通路
４ 燃料供給通路
５ 大気通路
６ 燃料導入通路
７ リリーフ通路
１０ キャニスタ
１１ 燃料ポンプ
１２ アスピレータ（負圧発生手段）
１３ プレッシャレギュレータ
１４ サブタンク
２０ 大気通路弁
２１ 燃料導入弁（燃料導入量制御手段）
２２ 圧力制御弁
２３ 回収通路弁（開閉手段）
２５ 逆止弁（逆流防止手段）
２６ 三方弁（逆流防止手段）
４１ｐ 吸引ポート
４７ 燃料導入ポート
Ｆ 燃料
Ｐ 圧力センサ

Claims (5)

1. 燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンク内から蒸発燃料を前記キャニスタへ導くベーパ通路と、前記キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を前記燃料タンク内へ回収する回収通路と、前記燃料タンク内に設けられた燃料ポンプから吐出される燃料の一部を利用して負圧を発生させる負圧発生手段と、前記燃料ポンプから吐出される余剰燃料を前記燃料タンク内へリリーフするプレッシャレギュレータとを備え、前記負圧発生手段による負圧によって、前記キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料を前記回収通路を通して前記燃料タンク内に回収する蒸発燃料処理装置であって、
   前記負圧発生手段は、燃料導入通路を介して前記プレッシャレギュレータとは別に前記燃料ポンプと直接連通され、
   前記燃料導入通路上には、前記燃料ポンプから前記負圧発生手段への燃料導入量を制御する燃料導入量制御手段が設けられており、
   前記燃料導入量制御手段は、（エンジンにおける燃料要求量＋負圧発生手段への燃料導入量）が、前記燃料ポンプの限界吐出量を超えないように制御することを特徴とする、蒸発燃料処理装置。
   
   
2. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記キャニスタと前記負圧発生手段との間の前記回収通路上には、該回収通路の連通状態と遮断状態とを切り替える開閉手段が設けられていることを特徴とする、蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の蒸発燃料処置装置であって、
   前記キャニスタから回収される蒸発燃料の排出口が、前記燃料タンク内に貯留されている燃料中に液没しており、
   前記回収通路上には、前記燃料タンク内に貯留されている燃料が前記回収通路内を逆流することを防止する逆流防止手段が設けられていることを特徴とする、蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料タンクの外部に、前記燃料導入量制御手段と前記負圧発生手段との間の通路と連通し、前記燃料ポンプから前記負圧発生手段へ導入される燃料の一部を一時的に貯留することで膨張可能なサブタンクが設けられていることを特徴とする、蒸発燃料処理装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記燃料導入量制御手段が、前記負圧発生手段と一体的にユニット化されていることを特徴とする、蒸発燃料処理装置。
   
   
   
   

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