JPH0842406A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸発燃料処理装置の小型化を図る。 【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、エンジンの余剰燃料を燃料
タンクに還流させる第１のリターン通路１２、キャニス
タの近傍又は内部を通りエンジンの余剰燃料を燃料タン
クに還流させる第２のリターン通路１１、燃料タンク内
の燃料量を検出する燃料量検出手段１８、燃料量検出手
段により駆動され、第１リターン通路と第２リターン通
路との何れか一方を選択的に切り換える切換手段１３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を吸着し、エンジン
運転時に脱離させて燃焼させ大気中に放出されることを
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
内で蒸発した燃料（ガソリン蒸気）の燃料成分（炭化水
素ＨＣ）（以下「蒸発燃料」という）が、駐車時に大気
中に放出されたり、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放出されることを防止す
るために蒸発燃料処理装置が設けられている。この蒸発
燃料処理装置は、図１に示すように燃料タンク１内の上
部に設けられ液面を制御して燃料の入れ過ぎを防止する
フュエルカットバルブ３、車両転倒時に燃料が燃料タン
ク１から漏出することを防止するロールオーババルブ
４、及びベントホース５を介して蒸発燃料を吸着するキ
ャニスタ６が接続されて構成されている。キャニスタ６
は、キャニスタ容器７内に吸着剤（活性炭）８が充填さ
れており、蒸発燃料を吸着するようになっている。キャ
ニスタ容器７には、燃料タンク１に接続されるタンクポ
ート７ａ、エンジンの吸気通路に接続されるパージポー
ト７ｂ、大気に開口される大気ポート７ｃが設けられて
いる。

【０００３】尚、燃料タンク１の上部にはフュエルカッ
トバルブ３の閉弁時に蒸発燃料により燃料タンク１の内
圧が上昇した場合、開弁して蒸発燃料をキャニスタ６に
逃がしタンク内圧を下げるための２ウェイバルブ９が設
けられている。この２ウェイバルブ９は、フュエルカッ
トバルブ３に並列に接続されている。駐車時に燃料タン
ク１内で発生した蒸発燃料は、ベントホース５を通して
タンクポート７ａからキャニスタ６に流れ込み、吸着剤
８により燃料成分が吸着された後、大気ポート７ｃから
大気中に放出される。また、燃料を給油するときには、
フィラーネック２の給油口から燃料タンク１に燃料を給
油する際短時間に燃料タンク１内で発生する蒸発燃料
は、ベントホース５を通してキャニスタ６に流入し、吸
着剤８に吸着される。これにより給油時に蒸発燃料がフ
ィラーネック２の給油口から大気中に放出されることが
防止される。

【０００４】キャニスタ６に吸着された蒸発燃料は、エ
ンジン運転時に吸気通路の負圧により大気ポート７ｃか
ら導入される大気により吸着剤８から脱離（パージ）さ
れ、当該導入された大気と共にパージポート７ｂから前
記エンジンの吸気通路に供給されて燃焼される。これに
よりキャニスタ６の吸着剤８は、吸着能力が回復して次
の駐車時或いは給油時の蒸発燃料の吸着に備える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸着剤（活
性炭）８の吸着・脱離能力は、温度に大きく左右され、
しかも、吸着能力は、図２に曲線Ｉで示すように温度が
高くなると低下し、一方、脱離能力は、同図曲線ＩＩで
示すように温度が低くなると低下するという相反する関
係にある。更に、吸着剤８は、給油時に短時間に蒸発燃
料が吸着すると吸着熱が発生し、これに伴い吸着能力が
著しく低下する。

【０００６】また、給油時に蒸発燃料が大気中に放出さ
れることが著しく規制されてきており（オンボード規
制）、これに対応するためにキャニスタが、雰囲気が高
温のエンジンルームから低温の燃料タンクの近傍に配置
されるようになってきている。この結果、キャニスタ６
（吸着剤８）の温度が低下し、エンジン運転時に吸着剤
８に吸着されている蒸発燃料が脱離し難くなるという問
題がある。キャニスタ６は、吸着剤８から蒸発燃料が脱
離し難くなると、その吸着剤８の分吸着能力の回復が悪
くなり、次の駐車時、或いは給油時において燃料タンク
１内に発生した蒸発燃料の吸着能力が低下して好ましく
ない。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、給油時には蒸発燃料の吸着能力を向上させ、エンジ
ンの運転時には脱離能力を高めて小型化を図るようにし
た蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【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、エンジンの余剰燃料
を前記燃料タンクに還流させる第１のリターン通路と、
前記キャニスタの近傍又は内部を通り前記エンジンの余
剰燃料を前記燃料タンクに還流させる第２のリターン通
路と、前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出
手段と、前記燃料量検出手段により駆動され、前記第１
リターン通路と前記第２リターン通路との何れか一方を
選択的に切り換える切換手段とを備えた構成としたもの
である。

【０００９】請求項２の装置では、燃料量検出手段が所
定量以下であることを検出したときに前記切換手段が前
記第１リターン通路を選択して切り換える構成としたも
のである。請求項３の装置では、燃料量検出手段は、燃
料タンク内の燃料の液面に応じて上下するフロートによ
り構成されてものである。

【００１０】請求項４の装置では、切換手段は、フロー
トに連結され、当該フロートの上下動に応じて揺動する
支持部材と、前記支持部材に設けられ、前記第１、第２
のリターン通路を選択的に開閉する第１、第２の弁体と
を備えた構成としたものである。請求項５の装置では、
切換手段は、前記第１及び第２のリターン通路が接続さ
れる第１及び第２のポートと前記燃料タンクに連通する
第３のポートが設けられたハウジングと、前記フロート
に連結され、当該フロートの上下に応じて移動するして
前記第３のポートに前記第１又は第２のポートを選択的
に連通させる弁体とを備えた構成としたものである。

【００１１】

【作用】駐車時、或いは燃料給油時に燃料タンク内で発
生した蒸発燃料は、キャニスタに流入し、燃料成分が吸
着剤に吸着して除去される。キャニスタは、燃料タンク
内の燃料量が多いときにはエンジンから燃料タンクに還
流する高温のリターン燃料により加熱されて脱離能力が
高くなる。これにより吸着した蒸発燃料の脱離が良好と
なり、回復が早くなる。燃料タンク内の燃料量が少なく
なり、給油するような残量になると、リターン燃料がキ
ャニスタを加熱することなく燃料タンクに還流し、キャ
ニスタ温度が低くなり、吸着能力が高くなる。

【００１２】請求項２の装置では、燃料量検出手段が所
定量以下であることを検出したときに前記切換手段が前
記第１リターン通路を選択して切り換え、リターン燃料
をキャニスタを加熱することなく燃料タンクに還流させ
る。請求項３の装置では、燃料量検出手段は、燃料タン
ク内の燃料の液面に応じて上下するフロートにより構成
され、構造が簡単である。

【００１３】請求項４の装置では、切換手段は、フロー
トの上下に応じて揺動する支持部材により第１、第２の
リターン通路を選択的に開閉するフロート弁とされ、構
造が簡単である。請求項５の装置では、切換手段は、フ
ロートの上下に応じて弁体を駆動して第１又は第２のリ
ターン通路と燃料タンクに連通する第３のポートとを選
択的に接続するフロート弁とされ、構造が簡単である。

【００１４】

【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３において燃料タンク１に燃料を補給するための
フィラーネック２は、下部２ａが燃料タンク１の側壁の
下部を液密に貫通且つ固定され、当該燃料タンク１内に
略水平に僅かに突出して開口し、上部２ｂが燃料タンク
１から斜め上方に延出しており、開口端（給油口）２ｃ
にはキャップ（図示せず）が液密に、且つ着脱可能に冠
着される。

【００１５】キャニスタ６は、キャニスタ容器７内の両
側に隔壁７ｄ、７ｅが設けられてチャンバ７ｆ、７ｇが
画成されており、これらの隔壁７ｆ、７ｅの間には吸着
剤（活性炭）８が充填されている。チャンバ７ｆは、タ
ンクポート７ａがベントホース５を介してロールオーバ
バルブ４に接続されると共にパージポート７ｂを介して
エンジンの吸気通路（共に図示せず）に連通接続され、
チャンバ７ｇは、大気ポート７ｃを介して大気に開口さ
れている。尚、隔壁７ｄ、７ｅは、小孔が多数穿設され
た例えば、パンチングメタルにより形成されている。

【００１６】パイプ１１は、キャニスタ６の吸着剤８内
を蛇行して収納され、一端１１ａが燃料タンク１の上面
１ａを垂直に貫通して当該タンク内に所定の長さ突出
し、液面に臨んで開口されている。パイプ１１は、吸着
剤８内を蛇行させることにより、吸着剤８との接触面積
が大きくなり、熱交換効率が高くなる。また、エンジン
の余剰燃料を燃料タンク１に還流させるための燃料リタ
ーンパイプ（通路）１２は、一端が燃料タンク１の上面
１ａを略垂直に貫通して当該タンク内に所定の長さ突出
し、液面に臨んで開口されており、他端がエンジンの燃
料通路（図示せず）に接続されている。そして、パイプ
１１の一端１１ａと燃料リターンパイプ１２の一端１２
ａとは、所定の間隔で平行に設けられている。パイプ１
１の他端は、燃料リターンパイプ１２の途中に連通接続
されており、燃料タンク１に還流するリターン燃料がキ
ャニスタ６内を流れ得るようになっている。即ち、パイ
プ１１は、リターン燃料をキャニスタ６内を通過させて
燃料タンク１に還流させるための燃料リターン通路（以
下「リターンパイプ１１」という）とされている。

【００１７】燃料タンク１内には切換機構１３が設けら
れており、レバー１４の上部がピン１５により揺動可能
に支持されている。このレバー１４の上部には、リター
ンパイプ１１及び燃料リターンパイプ１２の各一端１１
ａ、１２ａに夫々対向して弁体１６、１７が設けられて
おり、下端にはフロート１８が設けられている。フロー
ト１８は、燃料タンク１内の燃料量に応じて上下動し、
レバー１４は、フロート１８の上下動に応じて揺動す
る。

【００１８】燃料タンク１内の燃料量が多いときにはフ
ロート１８は高い位置にあり、レバー１４に設けられて
いる下側の弁体１７が燃料リターンパイプ１２の一端１
２ａを閉塞し、上端の弁体１６がリターンパイプ１１の
一端１１ａから離隔して開口させる。燃料タンク１内の
燃料の残量が少なくなるに伴いフロート１８が下降し、
所定量例えば、公称容量の２０％以下になると弁体１６
がリターンパイプ１１の一端１１ａを閉塞し、弁体１７
が燃料リターンパイプ１２の一端１２ａから離隔して開
口させる。切換機構１３は、このようにして燃料タンク
１内の燃料量に応じてリターンパイプ１１又は燃料リタ
ーンパイプ１２の各一端１１ａ又は１２ａを選択的に閉
塞して切り換える。

【００１９】以下に作用を説明する。駐車時等において
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５を通してタンクポート７ａからキャ
ニスタ６のチャンバ７ｆに流入し、隔壁７ｄの多数の小
孔を通して吸着剤８内に拡散する。拡散された蒸発燃料
は、吸着剤８により吸着されて除去される。この燃料成
分が除去された蒸気は、隔壁７ｅの多数の小孔を通して
チャンバ７ｇに流入し、大気ポート７ｃから大気中に放
出される。駐車時には燃料タンク１の温度が低く、キャ
ニスタ６の温度も低くなっており、吸着剤８の吸着能力
は高い（図２の曲線Ｉ）。従って、キャニスタ６は、燃
料タンク１で発生した蒸発燃料を良好に吸着することが
できる。

【００２０】燃料タンク１内の燃料量が２点鎖線で示す
ように多く、液面が高いときにはフロート１２は、上昇
しており、切換機構１３は、弁体１５がリターンパイプ
１１の一端１１ａを開口し、弁体１７が燃料リターンパ
イプ１２の一端１２ａを閉塞している。従って、エンジ
ンの運転時に当該エンジンにより加熱された高温のリタ
ーン燃料は、リターンパイプ１１を流れてキャニスタ６
の吸着剤８を加熱し、燃料タンク１に還流する。これに
より吸着剤８の温度が高くなり、離脱能力が高くなる
（図２の曲線ＩＩ）。この結果、吸着剤８に吸着されて
いる燃料成分が良好に離脱され、吸着剤８の回復が速く
なる。そして、離脱された燃料成分は、エンジンにより
燃焼される。

【００２１】燃料タンク１内の燃料量が少なくなり、給
油するような残量（公称容量の２０％以下）になると、
切換機構１３の弁体１６がリターンパイプ１１の一端１
１ａを閉塞すると共に弁体１７が燃料リターンパイプ１
２の一端１２ａから離隔して開口させる。これによりリ
ターン燃料が燃料リターンパイプ１２を通して燃料タン
ク１内に還流される。この結果、リターン燃料がキャニ
スタ６の内を通らなくなり、キャニスタの加熱が停止さ
れ、吸着剤８の温度が低下し、吸着能力が向上する（図
２の曲線Ｉ）。これによりキャニスタ６は、給油時に発
生する蒸発燃料を良好に吸着処理することができる。

【００２２】図４は、図３の切換機構の他の実施例を示
し、切換機構２０は、燃料タンク１内上部に設けられて
おり、ハウジング２１には、上面中央にポート２１ａ
が、一側面下部にはポート２１ｂが、他側面略中央には
ポート２１ｄが夫々設けられており、下面の略中央には
孔２２ｅが設けられている。ポート２１ｃは、ハウジン
グ２１内に孔２１ｅの近傍に位置し、且つ上方に臨んで
開口して設けられており、ポート２１ｂと連通されてい
る。ロッド２２は、孔２１ｅを上下動可能に貫通し、上
端にはポート２１ａ又は２１ｃを選択的に開閉する弁体
２３が設けられており、下端にはフロート２４が設けら
れている。ハウジング２１のポート２１ａ、２１ｂは、
図３の燃料リターンパイプ１２、リターンパイプ１１の
燃料タンク１側に接続され、ポート２１ｄは、燃料タン
ク１の液面に臨んで開口されている。

【００２３】燃料タンク１内の燃料量が２点鎖線で示す
ように多いときにはフロート２４が高い位置にあり、切
換機構２０は、弁体２３が上動してポート２１ａを閉塞
し、ポート２１ｃを開口している。エンジンから燃料タ
ンク１に還流する高温のリターン燃料は、リターンパイ
プ１１を通してキャニスタ６内を流れポート２１ｂ、２
１ｃからハウジング２１内に流入し、ポート２１ｄから
流出して燃料タンク１内に流れ込む。これにより吸着剤
８の温度が上昇して脱離能力が高くなる。

【００２４】燃料タンク１内の燃料量が給油するような
残量となり、フロート２４が下降するとこれに伴い弁体
２３が下動してポート２１ａを開口させ、ポート２１ｃ
を閉塞する。この結果、エンジンからのリターン燃料が
リターン燃料パイプ１２、ポート２１ａからハウジング
２１内に流入し、ポート２１ｄから燃料タンク１内に流
れ込む。これにより吸着剤８の温度が低くなり、吸着能
力が高くなる（図２の曲線Ｉ）。この結果、キャニスタ
６の給油時に発生する蒸発燃料の吸収能力が向上する。

【００２５】尚、蒸気実施例においては、リターンパイ
プ１１をキャニスタ６の吸着剤８内を通るように構成し
た場合について記述したが、これに限るものではなく、
例えば、リターンパイプ１１を、キャニスタ６の周りを
取り囲むように巻回或いは蛇行させて配置しても良く、
或いはキャニスタ６の近傍を蛇行させて通すようにして
も良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料タンク内の燃料量に応じ燃料残量が多いときにはリタ
ーン燃料によりキャニスタを加熱することで当該キャニ
スタから蒸発燃料を効率よく脱離することができ、燃料
残量が少ないときには加熱を中止することで給油の際に
効率よく蒸発燃料を吸着することができ、この結果、キ
ャニスタの容量を小さくすることができる。

【００２７】請求項２の発明によれば、燃料の残量が少
ないときにはリターン燃料をキャニスタを通すことなく
燃料タンクに還流させて加熱を中止し、キャニスタの温
度を低くする。請求項３の発明では、燃料量検出手段が
燃料タンク内の燃料の液面に応じて上下するフロートで
あり、構成が極めて簡単であり、安価である。

【００２８】請求項４及び請求項５の発明では、切換手
段がフロート弁であり、構成が簡単であると共に安価で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の蒸発燃料処理装置の概要を示す構成図で
ある。

【図２】蒸発燃料処理装置に使用する吸着剤の温度特性
を示すグラフである。

【図３】本発明に係る蒸発燃料処理装置の一実施例を示
す断面図である。

【図４】図３の切換機構の他の実施例を示す要部断面図
である。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ フィラーネック ３ フュエルカットバルブ ４ ロールオーババルブ ５ ベントホース ６ キャニスタ ７ キャニスタ容器 ７ａ、７ｂ、７ｃ ポート ７ｄ、７ｅ 隔壁 ７ｆ、７ｇ チャンバ ８ 吸着剤 ９ ２ウェイバルブ １１ リターンパイプ １２ 燃料リターンパイプ １３、２０ 切換機構 １４ レバー １６、１７、２３ 弁体 １８、２４ フロート ２１ ハウジング ２２ ロッド

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 37/00 ３１１ Ｈ Ｋ 37/04 Ｂ (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 (5)

【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、 エンジンの余剰燃料を前記燃料タンクに還流させる第１
   のリターン通路と、 前記キャニスタの近傍又は内部を通り前記エンジンの余
   剰燃料を前記燃料タンクに還流させる第２のリターン通
   路と、 前記燃料タンク内の燃料量を検出する燃料量検出手段
   と、 前記燃料量検出手段により駆動され、前記第１リターン
   通路と前記第２リターン通路との何れか一方を選択的に
   切り換える切換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】 前記燃料量検出手段が所定量以下である
   ことを検出したときに前記切換手段が前記第１リターン
   通路を選択して切り換えることを特徴とする請求項１記
   載の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 前記燃料量検出手段は、燃料タンク内の
   燃料の液面に応じて上下するフロートである請求項１記
   載の蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 前記切換手段は、前記フロートに連結さ
   れ、当該フロートの上下に応じて揺動する支持部材と、
   前記支持部材に設けられ、前記第１、第２のリターン通
   路を選択的に開閉する第１、第２の弁体とを備えたこと
   特徴とする請求項１又は３記載の蒸発燃料処理装置。
5. 【請求項５】 前記切換手段は、前記第１及び第２のリ
   ターン通路が接続される第１及び第２のポートと前記燃
   料タンクに連通する第３のポートが設けられたハウジン
   グと、前記フロートに連結され、当該フロートの上下に
   応じて移動するして前記第３のポートに前記第１又は第
   ２のポートを選択的に連通させる弁体とを備えたこと特
   徴とする請求項１又は３記載の蒸発燃料処理装置。