JPH0893577A

JPH0893577A - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JPH0893577A
Application number: JP14920495A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Kunimitsu; 正文国光; Seiji Mori; 清司森; Tomokazu Muraguchi; 智一村口; Yoichiro Ando; 陽一郎安藤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】給油時の燃料タンク内に発生する蒸発燃料量
を低減してキャニスタの小型化を図る。【構成】エンジンの燃料系の蒸発燃料を吸着するキャ
ニスタ６と、燃料タンク１とキャニスタとを連通するベ
ント通路５と、ベント通路と燃料タンクのフィラーネッ
ク２とを連通するベント循環通路１１とを有し、ベント
循環通路の内径をベント通路の内径よりも小さくした構
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に接続されて蒸発燃料
が導入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
キャニスタ６に流れ、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、燃料の給油時に燃料タンク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、
パージエアとしてポート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、給油時に給
油ガン１０からフィラーネック２内に吐出するガソリン
のアスピレーション（吸引）により、フィラーネック２
の空気部分が負圧となり、当該フィラーネック２と給油
ガン１０との間の隙間から外気を吸入し、この吸入され
た外気が燃料タンク１内に入るためにその分だけガソリ
ンの気化が促進され、蒸発燃料量が増加する。このため
キャニスタの大型化が必要となる。

【０００６】しかしながら、給油時における蒸発燃料の
大気への放出（漏出）を防止するためにキャニスタの容
量を大きくすることは、車両の小型化、軽量化を図る上
で好ましくない。給油時にキャニスタから吸入される外
気の量を少なくするためにキャニスタと給油ガンとの間
の隙間を塞いで密閉構造とすれば良いが、このような密
閉構造は、非常に高価になるという問題がある。

【０００７】また、蒸散法規によっては、最適サイズの
キャニスタがあり、大型化すると規制に適合しなくな
り、従って、単にキャニスタを大型にすれば良いという
ものではない。更に、キャニスタが大型化すると、その
分だけキャニスタに吸着した燃料成分を多くエンジンの
燃焼室に入れる必要があり、エンジンの空燃比の制御が
困難になり、また、排気ガスの対策も必要になる等の問
題もある。

【０００８】従来、燃料タンク内の燃料蒸気をキャニス
タに導くベントチューブの途中にフィラーパイプ（フィ
ラーネック）のキャップの開時に開くソレノイドバルブ
を備えた燃料タンク装置に、ベントチューブを分岐して
フィラーパイプの給油ガンシール部直下部分に連通接続
し、給油時に外気が吸入されることを防止して燃料タン
ク内で発生する蒸発燃料を抑制し、キャニスタの小型化
を図るようにした燃料タンク装置が提案されている（特
開平２−１０２８２２号公報）。

【０００９】しかしながら、この燃料タンク装置は、フ
ィラーパイプへのベント分岐通路の開口部は、給油開始
直後は負圧であるが、給油が進むにつれて正圧となるた
めにシールが必要であり、高価になるという問題があ
る。本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、給油
時にフィラーネックから燃料タンクに吸入される外気を
低減して燃料タンク内の蒸発燃料量を少なくするように
した蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、エンジンの燃料系の蒸発燃料を吸着
するキャニスタと、燃料タンクと前記キャニスタとを連
通するベント通路と、前記ベント通路と前記燃料タンク
のフィラーネックとを連通するベント循環通路とを有
し、前記ベント循環通路の内径を前記ベント通路の内径
よりも小さくした構成としたものである。

【００１１】請求項２の装置では、フィラーネックに給
油ガンが挿入されたときのフィラーネックの外気開放面
積がベント通路の面積よりも小さい構成としたものであ
る。請求項３の装置では、フィラーネックに給油ガンが
挿入されたときのフィラーネックの外気開放面積がベン
ト循環通路の面積よりも小さい構成としたものである。

【００１２】請求項４の装置では、フィラーネックに給
油ガンが挿入されたときのフィラーネックの外気開放面
積とベント循環通路の面積の和よりもベント通路の面積
が小さい構成としたものである。請求項５の装置では、
エンジンの燃料系の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
燃料タンクの上部空間と前記キャニスタとを連通するベ
ント通路と、前記上部空間と前記燃料タンクのフィラー
ネックとを連通するベント循環通路と、前記ベント循環
通路に形成された絞りとを備えた構成としたものであ
る。

【００１３】請求項６の装置では、前記絞りの断面積が
給油ガンからの最低給油速度に対して前記フィラーネッ
クからの吸い込み空気流量が０近傍となるように設定さ
れている構成としたものである。請求項７の装置では、
前記絞りの断面積が給油ガンからの最低給油速度に対し
て前記フィラーネックからの吸い込み空気流量が０より
大きくなるように設定されている構成としたものであ
る。

【００１４】請求項８の装置では、前記絞りの断面積が
給油ガンからの最低給油速度に対して前記フィラーネッ
クからの吸い込み空気流量が０近傍且つ大きくなるよう
に設定されている構成としたものである。請求項９の装
置では、前記絞りの断面積が３０mm²以下に設定される
構成としたものである。

【００１５】請求項１０の装置では、前記ベント循環通
路は、前記ベント通路の途中に開口することにより前記
上部空間に連通する構成としたものである。

【００１６】

【作用】給油時に燃料タンク内で発生した蒸発燃料の一
部が、ベント循環通路を通してフィラーネックに循環さ
れ、給油ガンから吐出される燃料のアスピレーションに
よるフィラーネックの空気部分の負圧が少なくなる。こ
の結果、フィラーネックと給油ガンとの間の隙間から吸
入される外気が低減し、燃料タンク内の蒸発燃料量が低
減する。これによりキャニスタの吸着能力を小さくする
ことができ、キャニスタの小型化が図られる。

【００１７】請求項２の装置によれば、ベント通路から
キャニスタに流れ込む蒸発燃料が少なくなり、キャニス
タの吸着量が少なくなる。請求項３の装置によれば、キ
ャニスタから吸入される外気がより少なくなり、蒸発燃
料の発生が低減し、キャニスタから外気に洩れる蒸発燃
料少なくなる。請求項４の装置によれば、キャニスタに
流れ込む蒸発燃料が少なくなり、キャニスタの吸着量が
低減する。燃料タンクへの外気の導入が少なくなり、蒸
発燃料が少なくなる。

【００１８】請求項５の装置によれば、給油速度が遅く
てもガソリンの蒸散量が大幅に低減される。

【００１９】

【実施例】以下本発明の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説明
を省略する。図２は、本発明の第１の実施例を示し、フ
ュエルカットバルブ３及び２ウェイバルブ９が接続され
るベントホース５のロールオーババルブ４の上流側は、
ベント循環ホース１１を介してフィラーネック２の開口
端２ａの近傍に連通接続されており、給油時にフィラー
ネック２の負圧により燃料タンク１内で発生したの蒸発
燃料の一部が、フィラーネック２に循環され、残部がキ
ャニスタ６に流れ込むようになっている。

【００２０】ところで、ベント循環ホース１１の内径ｄ
とベントホース５の内径Ｄとの比（ｄ／Ｄ）に対するフ
ィラーネック２の開口端２ａから大気中に洩れる蒸発燃
料量Ｑa、燃料タンク１内の蒸発燃料量Ｑbは、図３に示
すような関係にある。そして、ベント循環ホース１１の
内径ｄとベントホース５の内径Ｄとの比（ｄ／Ｄ）が、
或値以下のときにフィラーネック２の空気部分が負圧と
なり、以上のときにフィラーネック２の空気部分が正圧
となる。

【００２１】そして、フィラーネック２の空気部分が負
圧のときには、曲線Ｉのように燃料タンク１内の蒸発燃
料量Ｑbが多くなり、正圧の時には、曲線ＩＩの用にフ
ィラーネック２から大気中に洩れる蒸発燃料量Ｑaが多
くなる。従って、ベント循環ホース１１の内径ｄとベン
トホース５の内径Ｄとの比（ｄ／Ｄ）の最適化を図り、
フィラーネック２の空気部分が正圧にならないようにす
る。

【００２２】そこで、ベント循環ホース１１の内径ｄ
を、ベントホース５の内径Ｄよりも小さく設定し（ｄ＜
Ｄ）、フィラーネック２に給油ガン１０が挿入されたと
きの外気開放面積（フィラーネック２と給油ガン１０と
の間の面積）Ｓが、ベント循環ホース１１の断面積Ｓd
よりも小さくなるように設定する（Ｓ＜Ｓｄ）。従っ
て、外気開放面積Ｓは、ベントホース５の断面積ＳDよ
りも小さい（Ｓ＜ＳD）。更に、外気開口面積Ｓとベン
ト循環ホース１１の断面積Ｓdとの和よりも、ベントホ
ース５の断面積ＳDが小さくなるように設定する（ＳD＜
Ｓ＋Ｓd）。これにより、給油時におけるフィラーネッ
ク２の空気部分が負圧に保持される。

【００２３】以下に作用を説明する。給油時にフィラー
ネック２に給油ガン１０が挿入され、燃料が燃料タンク
１内に供給されると、燃料タンク１内で燃料が蒸発す
る。この蒸発燃料は、ベントホース５に導かれ、その一
部がベント循環ホース１１を通してフィラーネック２に
流れ込み、残部がキャニスタ６に流れ込む。フィラーネ
ック２に流れ込んだ蒸発燃料は、給油ガン１０から吐出
される燃料と共に燃料タンク１内に流入する。即ち、燃
料タンク１内で発生した蒸発燃料の一部が、ベント循環
ホース１１、フィラーネック２、燃料タンク１の経路で
循環する。

【００２４】給油ガン１０から燃料が吐出されると、こ
れに伴いフィラーネック２内が負圧になる。しかしなが
ら、ベント循環ホース１１からフィラーネック２に蒸発
燃料が流れ込むことにより、当該フィラーネック２の空
気部分の負圧が少なくなる。この結果、フィラーネック
２と給油ガン１０との間の隙間からフィラーネック２内
に吸入される外気（新気）が減少する。フィラーネック
２に吸入される外気は、当該フィラーネック２の空気部
分の負圧に応じた量となり、当該負圧は、フィラーネッ
ク２に流れ込む（循環する）蒸発燃料量により決定され
る。このフィラーネック２の空気部分の負圧は、図３に
示すベント循環ホース１１の内径ｄとベントホース５の
内径Ｄとの比（ｄ／Ｄ）により最適値に設定される。

【００２５】フィラーネック２内の空気部分が負圧に保
持され、且つ当該フィラーネック２内に吸入される外気
量が少なくなると、これに伴い燃料タンク１内に発生す
る蒸発燃料量が減少し、キャニスタ６に流れ込む蒸発燃
料量が少なくなる。この結果、キャニスタ６の吸着能力
（処理能力）を小さくすることができ、当該キャニスタ
の小型化が図られる。

【００２６】図４は、本発明の第２の実施例を示し、図
２に示す蒸発燃料処理装置のベント循環ホース１１の途
中に絞り（オリフィス）１２を設けた構成としたもので
ある。これによりフィラーネック２の開口端２ａ近傍に
循環される蒸発燃料量が減少して当該フィラーネック２
の空気部分の負圧が小さくなり、フィラーネック２に外
気が吸入されることが減少される。この結果、燃料タン
ク１内の蒸発燃料が減少する。

【００２７】絞り１２の開口面積が小さ過ぎるとフィラ
ーネック２の空気部分の負圧が小さくなり（図３）、燃
料タンク１内への外気の吸入量が増加して当該燃料タン
ク１内の蒸発燃料の発生を抑える効果が少なくなり、大
き過ぎると蒸発燃料がフィラーネック２から外気に漏出
してしまう。また、ベント循環ホース１１からフィラー
ネック２に流れ込んだ蒸発燃料は、給油速度が速い程外
気に漏出し難くなる。従って、絞り１２は、給油速度と
密接な関係がある。

【００２８】そこで、給油速度を所定の範囲例えば、１
５リットル／分〜３８リットル／分の範囲内とし、絞り１２の内
径を３mmφ〜６mmφに変化させた場合における絞り断面
積（mm²）−吸い込み空気流量Ｑinの特性を図５に示
す。図５において、曲線IIIは、給油速度が３８リットル／
分を、曲線IIは、給油速度が１５リットル／分における特性
を示す。また、吸い込み空気流量が０近傍の直線Ｖは、
給油時における吸入空気の脈動を考慮し、蒸発燃料が大
気に放出されないための限界を示している。この特性図
から、最低給油速度１５リットル／分において蒸発燃料が大
気に放出しない絞り１２の内径は、最大径が直線Ｖと交
わる点の約５mmφである。尚、ベント循環ホース１１の
内径は、約１４mmφである。

【００２９】また、図６は、給油速度を一定にし、絞り
１２の内径を３mmφ〜６mmφまで変化させた場合におけ
る吸い込み空気流量−給油蒸散量（燃料タンク内の蒸発
燃料量）の特性を示し、直線VIは、給油速度が３８リットル
／分、直線VIIは、給油速度が１５リットル／分の場合を示
す。従って、図５の特性図から、絞り１２の内径を５mm
φに設定した場合、フィラーネック２を密閉した状態
（吸い込み空気流量が０）に対して給油蒸散量が約１８
％低減される。キャニスタの大きさは、蒸散量に比例
し、従って、キャニスタを約１８％小型化することが可
能である。

【００３０】図７は、ガソリン蒸気の大気への放出を厳
しく規制するような給油システムを示し、給油所（ガソ
リンスタンド）で地下タンク１５から給油ポンプ１６に
より給油ガン１０にガソリンを供給する一方、給油時に
フィラーネック２に発生するガソリン蒸気を給油ガン１
０に設けた通路１０ａからホース１７を介して吸引ポン
プ１８により吸引して地下タンク１５に強制的に回収す
るようにし、ガソリン蒸気の大気への放出を防止するよ
うにしたものである。このようなガソリン蒸気の回収方
式において、給油中、吸引ポンプ１８によりフィラーネ
ック２の蒸気を強制的に吸引すると、ガソリン（液体）
が燃料タンク１内に流入し難くなり、給油ガン１０の先
端にガソリン液が触れ、給油が停止することがある。

【００３１】このような場合でも、ベント循環通路１１
に設けた絞り１２の内径の大きさを適宜設定することに
より、吸引ポンプ１８によりフィラーネック２の空気部
分が負圧となり、燃料タンク１に燃料が満たされていな
いにも拘わらず燃料が給油ガン１０の先端に触れて給油
ガン１０が自動的に給油をストップさせてしまうことが
なくなり、給油性が向上する。図７の給油システムにお
ける吸引空気量−給油口（フィラーネック）負圧の特性
を図８に示す。図８において、曲線IXは、ベント循環ホ
ース１１の絞り１２の内径を５mmφに設定した場合の特
性である。尚、曲線VIIIは、ベント循環ホースを設けな
い場合を示す。そして、吸引ポンプ１８の給油速度が３
０リットル／分以下であれば、絞り１２の内径を５mmφより
大きく設定すればよい。また、絞り１２の内径を大きく
すれば曲線Ｘのような特性となり、吸引空気量の大きな
給油所でも給油可能でる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料タンク内で発生した蒸発燃料の一部をフィラーネック
に循環させるベント循環通路を、蒸発燃料の残部をキャ
ニスタに導くベント通路よりも小さくすることにより、
給油中フィラーネックへのベント循環通路の開口部を負
圧とし、キャニスタと給油ガンとの間の隙間から吸入さ
れる外気の量を少なくすることができ、安価、且つ簡単
な構成により、給油時にキャニスタに吸着する蒸発燃料
を低減することができ、キャニスタの小型化を図ること
ができる。

【００３３】請求項２の装置によれば、キャニスタへの
蒸発燃料の吸着量が低減でき、キャニスタの小型化が図
られる。請求項３の装置によれば、燃料タンクへの外気
の導入量をより少なくでき、これに伴いより蒸発燃料を
低減することができ、更にフィラーネックから外気への
蒸発燃料の流出も低減できる。

【００３４】請求項４の装置によれば、蒸発燃料のキャ
ニスタへの吸着量が低減でき、より蒸発燃料が低減さ
れ、キャニスタから外気への蒸発燃料の流出も低減され
る。請求項５の装置によれば、給油速度が遅くてもガソ
リンの蒸散量が大幅に低減可能となり、これに伴いキャ
ニスタの小型化を図ることが可能となる。また、給油時
に発生するガソリン蒸気を地下タンクに強制的に回収す
る方式の給油システムに対しても給油性を確保すること
が可能となる。

【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】本発明に係る蒸発燃料処理装置の第１の実施例
を示す構成図である。

【図３】図２のベント循環ホースの内径ｄとベントホー
スの内径Ｄとの比（ｄ／Ｄ）に対するフィラーネックか
ら外気に洩れる蒸発燃料量Ｑa及び燃料タンク内の蒸発
燃料量Ｑbとの関係を示す説明図である。

【図４】本発明に係る蒸発燃料処理装置の第２の実施例
を示す構成図である。

【図５】図４の蒸発燃料処理装置の給油速度をパラメー
タとするベント循環ホースの絞り断面積−吸い込み空気
流量の関係を示す特性図である。

【図６】図４の蒸発燃料処理装置の給油速度をパラメー
タとする吸い込み空気流量−給油蒸散量の関係を示す特
性図である。

【図７】給油時にガソリン蒸気を強制的に地下タンクに
回収する給油システムに本発明の蒸発燃料処理装置を適
用した燃料タンクに給油する場合の構成図である。

【図８】図７の給油システム及び蒸発燃料処理装置の吸
引空気量−給油口（フィラーネック）負圧の関係を示す
特性図である。

【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８吸着剤９２ウェイバルブ１０給油ガン１１ベント循環ホース１２絞り１５地下タンク１６給油ポンプ１８吸引ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── 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 ３０１Ｇ (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

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの燃料系の蒸発燃料を吸着する
キャニスタと、燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント通路
と、前記ベント通路と前記燃料タンクのフィラーネックとを
連通するベント循環通路とを有し、前記ベント循環通路の内径を前記ベント通路の内径より
も小さくしたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】前記フィラーネックに給油ガンが挿入さ
れたときのフィラーネックの外気開放面積が前記ベント
通路の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載
の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】前記フィラーネックに給油ガンが挿入さ
れたときのフィラーネックの外気開放面積が前記ベント
循環通路の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１
記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】前記フィラーネックに給油ガンが挿入さ
れたときのフィラーネックの外気開放面積と前記ベント
循環通路の面積の和よりも前記ベント通路の面積が小さ
いことを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】エンジンの燃料系の蒸発燃料を吸着する
キャニスタと、燃料タンクの上部空間と前記キャニスタとを連通するベ
ント通路と、前記上部空間と前記燃料タンクのフィラーネックとを連
通するベント循環通路と、前記ベント循環通路に形成された絞りとを備えたことを
特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項６】前記絞りの断面積が給油ガンからの最低
給油速度に対して前記フィラーネックからの吸い込み空
気流量が０近傍となるように設定されていることを特徴
とする請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項７】前記絞りの断面積が給油ガンからの最低
給油速度に対して前記フィラーネックからの吸い込み空
気流量が０より大きくなるように設定されていることを
特徴とする請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項８】前記絞りの断面積が給油ガンからの最低
給油速度に対して前記フィラーネックからの吸い込み空
気流量が０近傍且つ大きくなるように設定されているこ
とを特徴とする請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項９】前記絞りの断面積が３０mm²以下に設定
されている請求項６乃至８に記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項１０】前記ベント循環通路は、前記ベント通
路の途中に開口することにより前記上部空間に連通する
ことを特徴とする請求項５乃至９に記載の蒸発燃料処理
装置。