JP6485507B2 - 燃料蒸気処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料蒸気処理装置に関するものである。

車両の燃料タンクにあっては、キャニスタが接続されたべーパ通路を介して大気に連通されて、燃料タンク内から生じた燃料蒸気をキャニスタによって吸着しつつ、燃料タンク内が高圧になり過ぎることを防止するようになっている。そして、キャニスタに吸着された燃料は、パージ通路を介してエンジンの吸気系へと導かれる。

パージ流量が大きくなると、燃料タンク内での大きな脈動に起因して異音が発生する場合がある、この異音防止（抑制）のために、べーパ通路に対して、弁体を保持したダイアフラムにより区画されると共に大気に開放された背圧室を有するコントロール弁を接続して、このコントロール弁によって上記脈動を抑制することが行われている。

特許文献１には、上記コントロール弁の背圧室を、キャニスタの入力部側に接続すると共に、ダイアフラムに背圧室へ燃料蒸気の一部を供給する第２連通路４５を形成したものが開示されている。

特開２０１６−１６６５７５号公報

ところで、べーパ通路に設けられるダイアフラム式のコントロール弁の背圧室を大気に開放した場合は、ダイアフラムが燃料蒸気を完全に遮断できないことから、このダイアフラムを透過した燃料蒸気が背圧室を介して少なからず大気へ逃げてしまうことになる。

特許文献１に記載のものでは、背圧式をキャニスタの入力部側に接続することから、ダイアフラムを透過した燃料蒸気をキャニスタに吸着できる、という点では好ましいものとなる。しかしながら、特許文献１に記載のものでは、背圧室に燃料タンクからの燃料蒸気が積極的に導入されると共に、背圧室がキャニスタの入力部に接続されていることから、背圧室の圧力変動が避けられず、このためコントロール弁による脈動低減効果が低下してしまうことになる。

一方、最近では、燃料蒸気を十分に吸着できるように、キャニスタの大容量化がすすんでいる。しかしながら、大容量化されたキャニスタは必然的に大型化になることから、キャニスタの車両への配設スペースをいかに確保するかが新たに問題となる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、コントロール弁の背圧室を通しての燃料蒸気の大気への漏れ防止と、背圧室の圧力変動防止と、大容量化されたときのキャニスタの配設スペースの選択の自由度を高めること、をそれぞれ満足できるようにした燃料蒸気処理装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
燃料タンク内を大気に連通させるべーパ通路に、複数のキャニスタが直列に接続され、
前記べーパ通路に、弁体を保持したダイアフラムによって区画された背圧室を有して脈動を抑制するためのコントロール弁が接続され、
前記背圧室が、前記べーパ通路の特定位置に対して接続され、
前記べーパ通路の前記特定位置が、前記複数のキャニスタのうち該べーパ通路の通路方向において隣り合う第１キャニスタと第２キャニスタとの間の位置とされている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、燃料タンク側からの圧力変動は、一部のキャニスタを介して圧力変動が十分に低減された状態で背圧室に伝達されることから、背圧室をほぼ大気圧に維持させることができ、コントロール弁による脈動低減効果の高いものとなる。また、ダイアフラムを透過して背圧室に漏れ出た微量の燃料蒸気は、別のキャニスタによって吸着されて、大気に開放されることがない。さらに、キャニスタを全体として大容量とした場合でも複数のキャニスタの分割構成としてあるので、その配設位置選択の自由度が高いものとなる（車両への搭載性向上）。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記第１キャニスタが、前記第２キャニスタに対して、前記べーパ通路の通路方向において前記燃料タンクに近い側に位置され、
前記第１キャニスタの容量が、前記第２キャニスタの容量よりも大きくされている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、キャニスタを複数としつつ、その数を最小限にとどめることができる。また、燃料タンクに近い側となる第１キャニスタの容量を大きく設定することにより、前述した請求項１に対応した効果をより十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

前記第１キャニスタに、エンジンの吸気系に連なるパージ通路が接続されている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、容量の大きいキャニスタから優先的にパージを行うようにして、パージを効果的に（効率よく）行う上で好ましいものとなる。

前記キャニスタが３以上設けられ、
前記特定位置が、前記複数のキャニスタのうち前記べーパ通路の通路方向においてもっとも大気側に位置する大気側キャニスタとこれに隣り合うキャニスタとの間の位置とされている、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、請求項１に対応した効果をより十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

前記複数のキャニスタのうち、前記べーパ通路の通路方向においてもっとも前記燃料タンクに近い側に位置するキャニスタの容量が、他のキャニスタの容量よりも大きくされ、
もっとも前記燃料タンクに近い側に位置する前記キャニスタに、エンジンの吸気系に連なるパージ通路が接続されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、請求項２、請求項３に対応した効果と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、背圧室を通しての燃料蒸気の大気への漏れ防止と、背圧室の圧力変動防止と、大容量化されたときのキャニスタの配設スペースの選択の自由度を高めること、をそれぞれ満足させることができる。

本発明の一実施形態を示すもので、燃料蒸気の排出経路を示す系統図。 コントロール弁の一例を示す断面図。

図１において、１は燃料タンクである。燃料タンク１は、例えば、車両の後部座席の下方に配設される。燃料タンク１には、フィラーパイプ２を介して、燃料が供給される（給油）。

燃料タンク１内には、圧力調整弁３が内蔵されている。燃料タンク１内が所定圧以上の高圧になると、圧力調整弁３が開弁されて、後述するべーパ通路を介して燃料蒸気が燃料タンク１外へと排出される。なお、圧力調整弁３を電磁式として、例えば給油時のみ開弁させて、それ以外のときは閉弁しておく（燃料タンク１内を密閉状態としておく）等、適宜の形態のものを採択できる。

燃料タンク１内は、圧力調整弁３およびべーパ通路１０を介して、大気に開放されている。そして、べーパ通路１０には、主キャニスタ２１と副キャニスタ２２とが直列に接続されている。主キャニスタ２１は、副キャニスタ２２よりも燃料タンク１に近い側に配設されており、この主キャニスタ２１の容量は副キャニスタ２２の容量よりも大きくされている。

べーパ通路１０は、燃料タンク１（圧力調整弁３）と主キャニスタ２１（の入力部）とを接続する第１通路１１と、主キャニスタ２１の出力部と副キャニスタ２２の入力部とを接続する第２通路１２と、副キャニスタ２２の出力部を大気に開放する第３通路１３と、を有している。

第１通路１１には、燃料タンク１側から主キャニスタ２１側に向けて順次、後述するダイアフラム式のコントロール弁３０と、圧力センサ４１とが接続されている。また、第３通路１３には、副キャニスタ２２側から大気側に向けて順次、ダスト侵入防止用のフィルタ４２と故障検知装置４３とが接続されている。

さらに、主キャニスタ２１には、図示を略すエンジンに連なるパージ通路１５が接続されている。このパージ通路１５には、電磁式の開閉弁１６が接続されている。開閉弁１６は、常時は閉弁されて、パージを行うときにのみ開弁される。なお、パージ通路１５に別途ポンプを接続して、パージ実行時にのみ該ポンプを運転することもできる（ポンプによって、主キャニスタ２１からエンジンに向けての燃料蒸気の流れを形成する）。

図２は、コントロール弁３０の一例を示すものである。コントロール弁３０は、密閉構造とされたケーシング３１を有する。ケーシング３１内は、ダイアフラム３２によって、背圧室３３と流路室３４とに区画されている。ダイアフラム３２には弁体３２ａが一体的に保持されている。ダイアフラム３２つまり弁体３２ａは、スプリング３５によって図中下方に向けて付勢されている。

流路室３４内には、弁体３２ａに対向するように、流出用筒部３６が配設されている。流出用筒部３６の一端部（図中上端部）は、弁体３２ａによって開閉される（離着座される）弁座部３６ａとされている。また、流出用筒部３６の他端部は、主キャニスタ２１に対する接続部３６ｂとされている。

ケーシング３１には、流路室３４に開口された接続部３４ａが形成され、この接続部３４ａが燃料タンク１（内の圧力調整弁３）に接続される。

ケーシング３１には、背圧室３３内に開口された接続部３３ａが形成されている。この接続部３３ａは、図１中破線で示す連通路５０を介して、第２通路１２に接続されている。

前述した故障検知装置４３は、燃料タンク１から故障検知装置４３に至るまでの経路が密閉されているか否か（漏れの有無）を検知するものである。すなわち、故障検知装置４３は、開閉弁と加圧ポンプとを有して、この開閉弁を閉弁させると共に加圧ポンプを運転ンして、燃料タンク１に連なる経路を密閉状態とする（例えば開閉弁１６も閉弁させる）。加圧ポンプによってべーパ通路１０に関連した経路内が所定圧力にまで上昇された後、圧力センサ４１によって検出される圧力が、所定時間内に所定以上低下したか否かをみることによって、べーパ通路１０に関連した経路の漏れの有無が判定される。なお、このような故障検知装置４３そのものは既知であるため、これ以上の説明は省略する。

以上のような構成において、開閉弁１６が閉弁されてパージを行わないときは、燃料タンク１内からの燃料蒸気は、べーパ通路１０から主キャニスタ２１で吸着される。主キャニスタ２１での吸着量が飽和した後は、副キャニスタ２２によって燃料蒸気が吸着される。

副キャニスタ２２での燃料蒸気の吸着量が所定値以上になると、パージが実行される。このパージは、エンジンの運転中に、開閉弁１６を開弁させることにより行われる。燃料蒸気のパージは、主キャニスタ２１から行われ、この後副キャニスタ２２について行われることになる。

パージ流量が大きいときに、燃料タンク１内で大きな脈動を生じて（大きな圧力変化）、異音（特に圧力調整弁３での異音）を発生する場合がある。このとき、コントロール弁３０が、弁体３２ａが弁座３６ａに対して離着座されることにより脈動を抑制して、異音が防止あるいは抑制される。背圧室３３と燃料タンク１との間には主キャニスタ２１が介在されることから、背圧室３３はほぼ大気圧に維持されることになり（背圧室３３の圧力変動が微少）、コントロール弁３０による脈動（異音）の低減効果を十分に発揮させることができる。

燃料タンク１からの燃料蒸気は、ごく少量ではあるが、ダイアフラム３２を透過して背圧室３３に漏れ出ることもある。しかしながら、背圧室３３と大気との間には副キャニスタ２２が存在するため、背圧室３３に漏れ出たごく少量の燃料蒸気は副キャニスタ２２に吸着されて、大気に開放されてしまうことがない。

キャニスタ全体の容量は大きいものとなるが、主キャニスタ２１と副キャニスタ２との分割構成としてあるので、その配設位置選択の自由度の高いものとなる。例えば、主キャニスタ２１を後輪のホイールハウス付近において車体床面下に配設し、副キャニスタ２２を後輪用ホイールハウスの直後方に配設することができる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。キャニスタは、３以上設けるようにしてもよい。この場合、べーパ通路１０のうち背圧室３３が接続される特定位置を、べーパ通路１０の通路方向においてもっとも大気側に位置するキャニスタとこれに隣り合うキャニスタとの間の位置とするのが好ましい。３以上のキャニスタを設ける場合は、べーパ通路１０の通路方向においてもっとも燃料タンク１側に位置する特定のキャニスタの容量を他のキャニスタに比して容量を大きくすると共に、この特定のキャニスタに対してパージ通路１５を接続するのが好ましい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、燃料タンクからの燃料蒸気をキャニスタにより吸着させるようにした車両に適用することができる。

１：燃料タンク
３：圧力調整弁
１０：べーパ通路
１１：第１通路
１２：第２通路
１３：第３通路
１５：パージ通路
２１：主キャニスタ
２２：副キャニスタ
３０：コントロール弁
３１：ケーシング
３２：ダイアフラム
３２ａ：弁体
３３：背圧室
３３ａ：接続部
３４：流路室
３４ａ：接続部
３５：スプリング
３６：流出用筒部
３６ａ：弁座部
３６ｂ：接続部
５０：連通路

Claims (5)

1. 燃料タンク内を大気に連通させるべーパ通路に、複数のキャニスタが直列に接続され、
   前記べーパ通路に、弁体を保持したダイアフラムによって区画された背圧室を有して脈動を抑制するためのコントロール弁が接続され、
   前記背圧室が、前記べーパ通路の特定位置に対して接続され、
   前記べーパ通路の前記特定位置が、前記複数のキャニスタのうち該べーパ通路の通路方向において隣り合う第１キャニスタと第２キャニスタとの間の位置とされている、
   ことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
2. 請求項１において、
   前記第１キャニスタが、前記第２キャニスタに対して、前記べーパ通路の通路方向において前記燃料タンクに近い側に位置され、
   前記第１キャニスタの容量が、前記第２キャニスタの容量よりも大きくされている、
   ことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
3. 請求項２において、
   前記第１キャニスタに、エンジンの吸気系に連なるパージ通路が接続されている、ことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
4. 請求項１において、
   前記キャニスタが３以上設けられ、
   前記特定位置が、前記複数のキャニスタのうち前記べーパ通路の通路方向においてもっとも大気側に位置する大気側キャニスタとこれに隣り合うキャニスタとの間の位置とされている、
   ことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
5. 請求項４において、
   前記複数のキャニスタのうち、前記べーパ通路の通路方向においてもっとも前記燃料タンクに近い側に位置するキャニスタの容量が、他のキャニスタの容量よりも大きくされ、
   もっとも前記燃料タンクに近い側に位置する前記キャニスタに、エンジンの吸気系に連なるパージ通路が接続されている、
   ことを特徴とする燃料蒸気処理装置。

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