JP5444193B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタを備え、前記蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。

従来の蒸発燃料処理装置では、給油時に、燃料タンクに発生している蒸発燃料が、大気に放出されるのを防止するために、蒸発燃料をキャニスタに吸着させて、燃料タンク内の圧力を低下させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１５６４９５号公報

従来の蒸発燃料処理装置において、燃料タンクに燃料を供給するためのフィラーパイプは、通常、フィラーキャップで塞がれている。また、燃料タンクとフィラーパイプとを連通する連通路が設けられており、燃料満タンの状態では、給油を行うための給油ガンのオートストップを作動させるためや、燃料タンク内の蒸発燃料を連通路を介してフィラーパイプから外に放出させないために、連通路の燃料タンク側開口が燃料に浸かるように構成されている。しかし、運転者が燃料満タンの状態でフィラーキャップを閉め忘れて、車両を長期間放置した場合には、燃料タンク内の蒸発燃料の圧力が上昇して燃料液面に圧力（タンク内圧）がかかり、このタンク内圧によって燃料液面が連通路及びフィラーパイプを介して予想外に押し上げられてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、タンク内圧によって生じる不具合を防ぐことが可能な蒸発燃料処理装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記した課題を解決すべく創案されたものであり、燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベーパ通路に設けられた常閉型の制御バルブと、前記燃料タンクに前記燃料を給油するためのフィラーパイプと、前記燃料タンクと前記フィラーパイプとを連通し、前記燃料タンク側の端部に開口部を有する連通路と、前記制御バルブを制御する制御手段と、を備えた蒸発燃料処理装置であって、前記連通路の前記開口部は、前記燃料タンクの前記燃料が満タンに達したときの前記燃料の液面よりも下に位置し、前記連通路には、前記燃料タンク内において前記満タンに達したときの前記燃料の液面よりも上に孔部が形成され、前記フィラーパイプの前記燃料タンクとは反対側の車体側開口部が開放され、かつ、前記連通路の前記燃料タンク側の端部の前記開口部が前記液面よりも下方となった状態で所定時間が経過した場合に、前記制御手段が前記制御バルブを閉弁状態として前記ベーパ通路を介した前記蒸発燃料の前記キャニスタへの移動を遮断し、前記蒸発燃料が前記孔部及び前記連通路を介して前記フィラーパイプの前記車体側開口部から外へ逃れることができることを特徴とする。

かかる構成によると、燃料タンク内の蒸発燃料を孔部から連通路を介して外へと逃がすことができ、タンク内圧によって生じる不具合を防ぐことができる。

前記孔部は、複数形成されていることが望ましい。

複数の前記孔部として、前記連通路の周面に対向して形成された一対の前記孔部が形成されていることがさらに望ましい。

かかる構成によると、燃料液面が傾斜して一方の孔部が燃料液面に浸かっても、他方の孔部は燃料液面よりも上となるため、蒸発燃料を外へ逃がし、タンク内圧によって燃料が外へ漏れることを防ぐことができる。

前記孔部の合計断面積は、前記連通路の断面積よりも小さいことが望ましい。

かかる構成によると、外へ逃がす蒸発燃料の量を抑えることができる。

本発明によれば、タンク内圧によって生じる不具合を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置（密閉保持時）の構成図である。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の構成図であり、給油時の状態を示している。 図１の要部拡大図であり、（ａ）は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置のブリーザパイプを示す図、（ｂ）は、本発明の変形例に係る蒸発燃料処理装置のブリーザパイプを示す図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

図１に、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置（密閉保持時）１の構成図を示す。蒸発燃料処理装置１は、ベーパ通路（配管）９と、ベーパ通路（配管）９上に接続される制御バルブ（電磁弁）１１と、制御バルブ１１と並列にベーパ通路（配管）９上に接続される高圧２ウェイバルブ１０と、ベーパ通路（配管）９の一端が接続されるキャニスタ１３と、一端がキャニスタ１３に接続されもう一つの一端が内燃機関の吸気通路（図示省略）に接続するパージ通路（配管）１８と、パージ通路（配管）１８上に接続されるパージコントロールバルブ１４と、キャニスタ１３内の圧力を検出する圧力センサ１５と、燃料タンク３内の圧力を検出する圧力センサ１６と、制御手段２とを有している。

また、ベーパ通路（配管）９のもう一つの一端が、燃料タンク３に接続されている。燃料タンク３には、フィラーパイプ４とブリーザパイプ５が接続されている。ブリーザパイプ５は、燃料タンク３とフィラーパイプ４とを連通し、燃料タンク３側の端部に開口部５ａを有する連通路である。ブリーザパイプ５のもう一つの一端は、フィラーパイプ４の上部に接続されている。フィラーパイプ４のもう一つの一端の開口部は、フィラーキャップ６で蓋がされている。

フューエルリッド７は、車体（図示省略）のフィラーパイプ４の開口部及びフィラーキャップ６が臨む位置に設けられており、フィラーキャップ６に更に蓋をしている。フューエルリッド７は、ロック機構を備えており、給油時以外ではロック機構がロックされて閉じられている。リッドスイッチ８が運転者等によって押され、その後、所定の条件が満たされたと制御手段２が判定した場合に、制御手段２は、フューエルリッド７のロックを解除し、フューエルリッド７を自動的に開ける。フューエルリッド７が開けば、運転者等は、フィラーキャップ６を開けて、燃料タンク３に給油することが可能になる。また、フューエルリッド７は、運転者等による手動（車外におけるフューエルリッド７の直接操作）によって開けることもできるように構成されている。

燃料タンク３は、燃料を内燃機関（図示省略）に送るポンプ３ａと、ベーパ通路（配管）９への開口に設けられたフロート弁３ｂとカット弁３ｃとを有している。フロート弁３ｂは、いわゆる満タンになったらベーパ通路（配管）９への開口を塞ぎ、燃料がベーパ通路（配管）９に入るのを防いでいる。カット弁３ｃは、いわゆる満タンになってもベーパ通路（配管）９への開口を塞がないが、例えば、燃料タンク３が傾いて燃料の液面が上昇し燃料がベーパ通路（配管）９に入るのを防いでいる。

キャニスタ１３は、燃料を貯留する燃料タンク３で発生する蒸発燃料を吸着することができる。キャニスタ１３は、活性炭等を内蔵し、この活性炭等によって蒸発燃料が吸着される。逆に、キャニスタ１３は、大気から吸気して、その吸気した空気をパージ通路（配管）１８に送ることにより、キャニスタ１３内に吸着された蒸発燃料をキャニスタ１３の外の内燃機関へパージすることができる。

制御バルブ１１は、燃料タンク３とキャニスタ１３とを連通するベーパ通路９に設けられた常閉型の弁である。制御バルブ１１には、常閉型の電磁弁を用いることができる。この制御バルブ１１は、通常、付勢手段によって付勢された弁体が弁座に着座することによって、蒸発燃料の流通を遮断する閉弁状態となっている。制御手段２によってコイルに通電された場合には、コイルの励磁によって可動コアに磁束が発生し、当該可動コアが固定コアに磁力によって引き付けられる。可動コアに取り付けられた弁体は、付勢手段による付勢力に抗して移動して弁座から離間し、制御バルブ１１は、蒸発燃料の流通を許容する開弁状態となる。

高圧２ウェイバルブ１０は、ダイアフラム式の正圧弁と負圧弁を組み合わせた機械式弁を有している。正圧弁は、燃料タンク３側の圧力が、キャニスタ１３側の圧力よりも所定圧力分高くなったときに開弁するように構成されている。この開弁により、燃料タンク３内で高圧になった蒸発燃料が、キャニスタ１３に送られる。負圧弁は、燃料タンク３側の圧力が、キャニスタ１３側の圧力よりも所定圧力分低くなったときに開弁するように構成されている。この開弁により、キャニスタ１３に貯えられていた蒸発燃料が、燃料タンク３に戻される。

パージコントロールバルブ１４は、パージ通路（配管）１８に設けられている。パージコントロールバルブ１４には、電磁弁を用いることができる。パージコントロールバルブ１４は、制御手段２によって、開制御と閉制御を行うことができる。

圧力センサ１５、１６には、圧電素子を用いることができる。圧力センサ１５は、キャニスタ１３に接続され、キャニスタ１３内の圧力を検出することができる。また、キャニスタ１３内の圧力は、パージ通路１８内の圧力と、ベーパ通路９内の制御バルブ１１よりもキャニスタ１３側の圧力とに等しくなるので、圧力センサ１５は、実質的に、それらの圧力も検出できることになる。検出された圧力は、制御手段２に送信される。

制御手段２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、入出力回路等から構成されたＥＣＵ（Electrical Control Unit）である。制御手段２は、リッドスイッチ８から出力された開指令を取得し、開指令が取得された場合に、ロック解除信号をフューエルリッド７へ出力し、フューエルリッド７のロックを解除する。また、制御手段２は、制御バルブ１１の駆動を制御し、蒸発燃料によるベーパ通路９の流通を許容する開状態と、蒸発燃料によるベーパ通路９の流通を遮断する閉状態と、を切換可能である。

制御手段２によるフューエルリッド７及び制御バルブ１１の制御方法の基本構成について説明する。まず、制御手段２が、運転者等による操作によってリッドスイッチ８から出力された開指令を取得した場合には、制御バルブ１１の開制御を実施する。続いて、制御手段２が、燃料タンク３内の圧力がリッド開許可圧力に達するまで低下したか否かを判定する。リッド開許可圧力に達していれば、制御手段２が、ロック解除信号をフューエルリッド７のロック機構へ出力してロックを解除し、図２に示すように、フューエルリッド７の蓋を開ける。この後、運転者等は、フィラーキャップ６を開けて、給油を行う。給油後に、運転者等は、フィラーキャップ６を閉め、さらに、フューエルリッド７の蓋を閉める。

図３（ａ）に示すように、ブリーザパイプ５の燃料タンク３側の端部に形成された開口部５ａは、燃料タンク３内の燃料が満タン（所定量）に達したときの燃料液面の下に位置するように構成されている。また、本実施形態において、ブリーザパイプ５には、燃料が満タンに達したときの燃料液面よりも上に２つの孔部５ｂ，５ｂが形成されている。本実施形態において、２つの孔部５ｂ，５ｂは、ブリーザパイプ５の周面において対向するように、例えば、前後又は左右に配置されている。また、孔部５ｂの形状は円形状を呈しているが、楕円形状を呈してもよい。孔部５ｂの形状が楕円形状を呈しており、その長軸方向がブリーザパイプ５の軸線方向に沿っている場合には、燃料液面が傾斜して孔部５ｂ全体が燃料液面に浸かることを好適に防ぐことができる。

燃料タンク３内の燃料が満タンの場合には、ブリーザパイプ５の開口部５ａは、燃料内に浸かっている。このとき、高圧２ウェイバルブ１０は、閉弁状態となり、燃料タンク３とキャニスタ１３とを遮断する。この状態でフューエルリッド７の蓋及びフィラーキャップ６を開けたまま長期間放置すると、制御手段２は、所定時間経過後に制御バルブ１１の制御を実施し、制御バルブ１１が閉弁状態となって燃料タンク３とキャニスタ１３との間が完全に遮断される。従来の蒸発燃料処理装置であれば、燃料タンク３内の蒸発燃料は、キャニスタ１３へ移動できないため、燃料タンク３内の燃料に蒸発燃料による圧力がかかり、燃料がフィラーパイプ４及びブリーザパイプ５内を上昇してしまうおそれがある。しかし、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１は、孔部５ｂを備えているので、燃料タンク３内の蒸発燃料を孔部５ｂからブリーザパイプ５を介して外へと逃がすことができ、タンク内圧によって生じる不具合（例えば、燃料が外へ漏れる）を防ぐことができる。

また、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１は、２つの孔部５ｂ，５ｂがブリーザパイプの周面に対向して形成されているので、燃料液面が傾斜して一方の孔部５ｂが燃料液面に浸かっても、他方の孔部５ｂは燃料液面よりも上となるため、蒸発燃料を外へ逃がし、タンク内圧によって生じる不具合を防ぐことができる。

なお、孔部５ｂは、満タンの燃料液面が水平面からθ＝２度傾斜した場合の当該燃料液面よりも上となる位置に形成されていることが望ましい。かかる構成によると、車両が斜面に駐車した場合等にも、蒸発燃料を外へ逃がし、タンク内圧によって生じる不具合を防ぐことができる。

また、孔部５ｂの合計断面積（本実施形態では、円形状の２つの孔部５ｂの面積の合計）は、ブリーザパイプ５の断面積（開口部５ａの面積）よりも小さいことが望ましい。かかる構成によると、外へ逃がす蒸発燃料の量を抑えることができる。

また、エンジンの吸気負圧、外部診断装置の正圧ポンプ又は負圧ポンプの圧力等を用いて蒸発燃料処理装置１のリーク診断を行う場合には、制御手段２又は外部診断装置は、孔部５ｂで発生する圧力を考慮してリーク診断を行う。また、フィラーパイプ４やブリーザパイプ５のリーク診断を行う場合には、燃料が満タンで開口部５ａが燃料に浸かって塞がれていても、孔部５ｂからエンジンの吸気負圧、外部診断装置による圧力等を導入することができるので、外部診断装置は、燃料タンク３内の燃料量によらずフィラーパイプ４やブリーザパイプ５のリーク診断を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、図３（ｂ）に示すように、ブリーザパイプ５の燃料タンク３側端部が傾斜して配置されている場合には、孔部５ｂをブリーザパイプ５の周面の上向き側に形成することによって、孔部５ｂが燃料液面に浸かることを防ぐことができる。また、孔部５ｂの個数、形状等は適宜変更可能である。孔部５ｂの個数は、１個でもよいし、複数個でもよい。また、孔部５ｂの形状は、円形状、楕円形状等に限定されず、四角形状等であってもよい。

また、制御バルブ１１には、常閉型の電磁弁に代えて、ボールバルブを用いることができる。ボールバルブは、開度ゼロ度で全閉となり、開度９０度で全開となる。制御バルブ（ボールバルブ）１１の開度は、開度検出手段（図示せず）によって検出でき、検出された開度は、制御手段２に送信される。また、制御手段２は、制御バルブ１１を開ける開制御と、閉じる閉制御と、ができるとともに、制御バルブ１１を開いたり閉じたりする速度を可変制御したり、制御バルブ１１を開ける際の開度を調整したりすることができる。すなわち、制御バルブ１１としてのボールバルブは、その開閉速度及び開度をリニア制御可能な（常閉型の）弁である。

また、三方弁を更に備え、三方弁の一口は、圧力センサ１６に接続され、三方弁の残りの二口は、ベーパ通路９の制御バルブ１１よりもキャニスタ１３側と、ベーパ通路９の制御バルブ１１よりも燃料タンク３側とに接続されている構成であってもよい。この場合には、制御手段２は、三方弁を制御して、圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１よりもキャニスタ１３側を繋げたり、圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１よりも燃料タンク３側を繋げたりすることができる。圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１よりもキャニスタ１３側が繋がれば、圧力センサ１６は、ベーパ通路９内の制御バルブ１１よりもキャニスタ１３側の圧力、更には、キャニスタ１３内の圧力を検出することができる。このとき検出される圧力は、圧力センサ１５に検出される圧力と、同じ箇所を計測し一致するはずなので、圧力センサ１５、１６の較正や故障診断を行うことができる。三方弁を制御して、圧力センサ１６とベーパ通路９の制御バルブ１１よりも燃料タンク３側が繋がれば、圧力センサ１６は、ベーパ通路９内の制御バルブ１１よりも燃料タンク３側の圧力、さらには、燃料タンク３内の圧力を検出することができる。圧力センサ１６は、検出した圧力を制御手段２へ送信する。

１ 蒸発燃料処理装置
２ 制御手段
３ 燃料タンク
５ ブリーザパイプ（連通路）
５ａ 開口部
５ｂ 孔部
６ フィラーキャップ
７ フューエルリッド
９ ベーパ通路
１０ 高圧２ウェイバルブ
１１ 制御バルブ
１３ キャニスタ

Claims (4)

1. 燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
   前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベーパ通路に設けられた常閉型の制御バルブと、
   前記燃料タンクに前記燃料を給油するためのフィラーパイプと、
   前記燃料タンクと前記フィラーパイプとを連通し、前記燃料タンク側の端部に開口部を有する連通路と、
   前記制御バルブを制御する制御手段と、
   を備えた蒸発燃料処理装置であって、
   前記連通路の前記開口部は、前記燃料タンクの前記燃料が満タンに達したときの前記燃料の液面よりも下に位置し、
   前記連通路には、前記燃料タンク内において前記満タンに達したときの前記燃料の液面よりも上に孔部が形成され、
   前記フィラーパイプの前記燃料タンクとは反対側の車体側開口部が開放され、かつ、前記連通路の前記燃料タンク側の端部の前記開口部が前記液面よりも下方となった状態で所定時間が経過した場合に、前記制御手段が前記制御バルブを閉弁状態として前記ベーパ通路を介した前記蒸発燃料の前記キャニスタへの移動を遮断し、前記蒸発燃料が前記孔部及び前記連通路を介して前記フィラーパイプの前記車体側開口部から外へ逃れることができる
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記孔部は、複数形成されている
   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. 複数の前記孔部として、前記連通路の周面に対向して形成された一対の前記孔部が形成されている
   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. 前記孔部の合計断面積は、前記連通路の断面積よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。

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