(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料及び気体燃料のいずれか一方を選択して運転可能なバイフューエルタイプのエンジンにおいて、前記液体燃料の燃料タンク内で気化した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置の取付構造であって、
前記気体燃料の流量を調整するレギュレータをエンジンルーム内に固定するブラケットを備え、
前記レギュレータには、冷却水配管が接続され、
前記蒸発燃料処理装置及び前記冷却水配管は、前記ブラケットに取り付けられ、
前記冷却水配管は、インレット配管とアウトレット配管とを有し、
前記インレット配管は、前記レギュレータの周囲を囲うように配設され、
前記蒸発燃料処理装置は、前記インレット配管と前記アウトレット配管との間に位置することを特徴とする蒸発燃料処理装置の取付構造。
【請求項２】
前記ブラケットは、前記レギュレータと前記蒸発燃料処理装置との間を仕切るように延び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の取付構造。
【請求項３】
前記ブラケットは、前記エンジンと前記レギュレータとの間に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蒸発燃料処理装置の取付構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置の取付構造を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発燃料処理装置の取付構造及び車両に関し、特に、バイフューエルタイプのエンジンに適用可能な蒸発燃料処理装置の取付構造及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリンの代替燃料として、天然ガスが注目されている。例えば、ガソリン等の液体燃料と、ＣＮＧ（Compressed  Natural  Gas）等の気体燃料のそれぞれで駆動可能な、いわゆるバイフューエルタイプのエンジンを備えた車両が提案されている。
【０００３】
ＣＮＧを主燃料とするエンジンにおいては、高圧の天然ガスがタンクに充填されている。この場合、タンク内の天然ガスは、レギュレータで流量が調整されてエンジン内に供給される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ガソリンエンジンでは、蒸発したガソリンが大気中に放出されることを防止するため、キャニスタ（蒸発燃料処理装置）が設けられる（例えば、特許文献２参照）。キャニスタは、燃料タンク内で蒸発したガソリン（蒸発燃料）を活性炭等で吸着する。吸着された蒸発燃料は、エンジン駆動中に新気が導入されることで活性炭から離脱され、燃焼室に送り込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４５９１７号公報
【特許文献２】特開２０００−７３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＣＮＧのレギュレータは、高圧の天然ガスを急激に減圧するため、レギュレータ自体が急激に冷え、場合によっては凍ってしまうことが想定される。また、キャニスタは、走行風を受けて冷却されることにより、蒸発燃料の離脱性能が低下してしまうという問題がある。特に、レギュレータとキャニスタの両方を備えたバイフューエルタイプのエンジンの場合、レギュレータの影響を受けてキャニスタが更に冷やされてしまい、蒸発燃料の処理性能が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、蒸発燃料の処理性能が低下することを防止することができる蒸発燃料装置の取付構造及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の蒸発燃料処理装置の取付構造は、液体燃料及び気体燃料のいずれか一方を選択して運転可能なバイフューエルタイプのエンジンにおいて、前記液体燃料の燃料タンク内で気化した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置の取付構造であって、前記気体燃料の流量を調整するレギュレータをエンジンルーム内に固定するブラケットを備え、前記レギュレータには、冷却水配管が接続され、前記蒸発燃料処理装置及び前記冷却水配管は、前記ブラケットに取り付けられ、前記冷却水配管は、インレット配管とアウトレット配管とを有し、前記インレット配管は、前記レギュレータの周囲を囲うように配設され、前記蒸発燃料処理装置は、前記インレット配管と前記アウトレット配管との間に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レギュレータをエンジンの冷却水で温め、蒸発燃料処理装置とレギュレータとを同一のブラケットに取り付けることにより、蒸発燃料の処理性能が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の取付構造が適用されたエンジンルーム内の概略構成を示す上面図である。
【図２】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の周辺構成を示す上面図である。
【図３】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の周辺構成を示す正面図である。
【図４】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の周辺構成を示す側面図である。
【図５】本実施の形態に係るレギュレータの断面図である。図５Ａは図４のＸ−Ｘ線での断面図であり、図５Ｂは図３のＹ−Ｙ線での断面図である。
【図６】本実施の形態に係るブラケットの三面図である。図６Ａは上面図であり、図６Ｂは正面図であり、図６Ｃは側面図である。
【図７】本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の周辺における伝熱状態を示す図である。
【図８】変形例に係るキャニスタブラケットの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る蒸発燃料処理装置の取付構造を自動四輪車のエンジンに適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る蒸発燃料処理装置の取付構造を、他のタイプの車両（例えば自動二輪車）のエンジンや船外機のエンジンに適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両右方を矢印Ｒ、車両左方を矢印Ｌでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
【００１２】
図１を参照して、エンジンルーム内の概略構成について説明する。図１では、説明の便宜上、エンジンに接続される配管の一部を省略している。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態に係るエンジン１は、液体燃料及び気体燃料のいずれか一方を選択して運転可能な、いわゆるバイフューエルタイプのエンジンである。液体燃料としては、例えば、ガソリンが挙げられる。また、気体燃料としては、ＣＮＧ（Compressed  Natural  Gas）等が挙げられる。なお、液体燃料及び気体燃料の種類は、これらに限定されず、適宜変更が可能である。
【００１４】
エンジン１は、車両のダッシュパネル１９前方のエンジンルーム内に収容されている。エンジン１は、並列多気筒エンジンであり、複数の気筒の並ぶ方向が左右方向に向けられている。エンジン１は、エンジンルームのやや右側に偏って配置されており、エンジン１の左側には、トランスミッション１０が設けられている。また、エンジン１及びトランスミッション１０の前方には、ラジエタ１１及びラジエタファン１２が設けられている。
【００１５】
エンジン１には、ガソリン用のインジェクタ１３とＣＮＧ用のインジェクタ１４が、それぞれ気筒毎に設けられている。ガソリン用のインジェクタ１３には、図示しないガソリン用の燃料タンク（以下、ガソリンタンクと記す）から燃料を各インジェクタ１３に供給するデリバリパイプ１５が接続されている。また、ＣＮＧ用のインジェクタ１４にも同様に、図示しないＣＮＧ用の燃料タンク（以下、ＣＮＧタンクと記す）から燃料を各インジェクタ１４に供給するデリバリパイプ１６が接続されている。デリバリパイプ１５、１６は、車幅方向（左右方向）に延びている。
【００１６】
また、エンジン１には、ガソリンタンク内で気化した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置として、キャニスタ３が設けられている。キャニスタ３の上流側には、エバポ配管３３を介してガソリンタンクが接続される。一方、キャニスタ３の下流側には、エバポ配管３４を介して吸気マニホールド１７に接続される。また、エバポ配管３４の途中には、蒸発燃料の流量を調整するパージコントロールバルブ１８が設けられている。
【００１７】
キャニスタ３は、ガソリンタンク内で気化した蒸発燃料を活性炭等の吸着材３１（図２参照）で吸着する。エンジン駆動中は、キャニスタ３に新気が導入されることで、先に吸着した蒸発燃料が吸着材３１から離脱される。吸着材３１から離脱された蒸発燃料は、エバポ配管３４を経由してパージコントロールバルブ１８で流量が調整された後、エンジン１内に送り込まれる。蒸発燃料は、エンジン１内で燃焼されることにより処理される。
【００１８】
また、ＣＮＧタンクとデリバリパイプ１６との間には、ＣＮＧタンクから供給される気体燃料の圧力を調整するレギュレータ４が設けられている。キャニスタ３及びレギュレータ４は、共通のブラケット５によってエンジンルーム内の所定箇所に取り付けられる。具体的に、キャニスタ３及びレギュレータ４は、ダッシュパネル１９の前方で、トランスミッション１０の左後方に配設されている。なお、キャニスタ３及びレギュレータ４の取付構造については後述する。
【００１９】
ところで、気体燃料として用いられるＣＮＧは、メタンを主成分とする天然ガスであり、常温下では気体である。このため、燃料積載量には制限がある。そこで、燃料積載量を可能な限り増やすため、ＣＮＧタンクには、高圧の気体燃料が充填される。また、ＣＮＧで駆動する車両では、エンジン側の燃料要求圧力がＣＮＧタンクの充填圧力よりも低いため、ＣＮＧタンク内の高圧の気体燃料はレギュレータによって減圧された後、エンジンに供給される。
【００２０】
レギュレータは、高圧のＣＮＧを急激に減圧するため、ＣＮＧは急激に膨張する。この結果、レギュレータの熱が奪われ、レギュレータが凍ってしまうことが想定される。この場合、レギュレータのシール部材（例えば、ゴム等のパッキン）が硬化してシール性能が低下してしまうおそれがある。
【００２１】
また、ガソリン等の蒸発燃料を吸着したキャニスタの離脱性能は、温度に依存する。具体的には、キャニスタ（吸着材）の温度が高いほど蒸発燃料の離脱性能が高められる一方、温度が低いほど蒸発燃料の離脱性能は低下する。上記のように、ガソリンとＣＮＧの両方で運転可能なバイフューエルタイプのエンジンを備えた車両では、スペースの関係上、レギュレータとキャニスタが近接配置されることが想定される。この場合、レギュレータが冷やされることでキャニスタも冷やされ、蒸発燃料の離脱性能が低下してしまうおそれがある。また、キャニスタが走行風を受けることで、更なる離脱性能の低下を及ぼすおそれもある。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、レギュレータ４及びキャニスタ３を共通のブラケット５で固定し近接配置した。更に、レギュレータ４の本体にエンジン１の冷却水配管（図２に示すインレット配管６０）を接続する構成とした。また、当該インレット配管６０をブラケット５に固定している。これらにより、キャニスタ３は、冷却水によって温められたレギュレータ４及びブラケット５の熱を受けることで温められる。よって、レギュレータ４の凍結が防止されると共に、キャニスタ３の処理性能が低下することを防止することが可能になった。
【００２３】
次に、図２から図６を参照して、本実施の形態に係る蒸発燃料処理装置の取付構造について説明する。なお、以下の図においては、説明の便宜上、構成部品を一部省略している場合がある。
【００２４】
図２から図４に示すように、レギュレータ４及びキャニスタ３は、共通のブラケット５により、ダッシュパネル１９に取り付けられる。レギュレータ４及びキャニスタ３は、左右に並んで配置されており、車両外側（左側）がレギュレータ４であり、車両内側（右側）がキャニスタ３である。
【００２５】
レギュレータ４は、レギュレータ本体４０に圧力計４１及びフィルタ４２を取り付けて構成される。レギュレータ本体４０の左側面には、気体燃料の導入口４３が設けられている。導入口４３には、ＣＮＧタンクに繋がる気体燃料導入配管４４が接続される。また、導入口４３には、圧力計４１が接続されており、作業者が導入口４３の圧力を視認することが可能になっている。
【００２６】
図５に示すように、レギュレータ本体４０の外装部分を構成するハウジング４５には、気体燃料の通路となるガス通路４５ａが形成されている。ガス通路４５ａは、ハウジング４５の中央で鉛直方向に延びている。また、レギュレータ本体４０には、電磁弁（不図示）が内蔵されている。所定のタイミングで電磁弁が開かれることにより、上記した導入口４３とガス通路４５ａとが連通される。
【００２７】
レギュレータ本体４０の下流側には、気体燃料を濾過するフィルタ４２が設けられる。具体的にフィルタ４２は、レギュレータ本体４０（ハウジング４５）の前面下方側に取り付けられている。フィルタ４２の上流側は、ハウジング４５のガス通路４５ａに連通されている。また、フィルタ４２の下流側には、ＣＮＧ用のデリバリパイプ１６（図１参照）に繋がる気体燃料導出配管４６が接続される。
【００２８】
このように構成されるレギュレータ４では、電磁弁が開かれることで、ＣＮＧタンク内の気体燃料が気体燃料導入配管４４を通じてレギュレータ本体４０内に導入される。レギュレータ本体４０内に導入された気体燃料は、ガス通路４５ａを通ってフィルタ４２に流れ込む。気体燃料は、フィルタ４２によって濾過された後、気体燃料導出配管４６を通じてデリバリパイプ１６に供給される。
【００２９】
また、レギュレータ本体４０のハウジング４５には、ガス通路４５ａとは別に、エンジン１（図１参照）の冷却水を流すための冷却水通路４５ｂ（図５Ａ参照）が形成されている。冷却水通路４５ｂは、上面視において前方側が開放された略Ｕ字形状を有している。具体的には、レギュレータ本体４０内で鉛直方向に延びるガス通路４５ａを囲うように冷却水通路４５ｂが形成されている。
【００３０】
レギュレータ本体４０の前面側においては、左側が冷却水の導入口４５ｃになっており、右側が冷却水の導出口４５ｄとなっている。冷却水の導入口４５ｃ及び導出口４５ｄには、冷却水配管として、それぞれインレット配管６０及びアウトレット配管６１が接続される。詳細は後述するが、インレット配管６０は、レギュレータ４の周囲を囲うように配設される。アウトレット配管６１は、ハウジング４５の前面から右側に向かって延びている。
【００３１】
レギュレータ４には、エンジン１によって温められた比較的高温の冷却水がインレット配管６０を通じてレギュレータ本体４０に流れ込む。冷却水は、冷却水通路４５ｂを通じてハウジング４５内を流れた後、アウトレット配管６１を通じてエンジン１側に戻される。このように、エンジン１で温められた冷却水がハウジング４５内を流れることにより、レギュレータ本体４０（ハウジング４５）が温められる。このため、レギュレータ４で気体燃料が急激に減圧されたとしても、レギュレータ４自体の凍結が防止される。
【００３２】
キャニスタ３は、ボックス３０の内部に活性炭等の吸着材３１を収容して構成される。ボックス３０は、上下方向に延びた直方体形状を有している。また、ボックス３０は、上面視矩形状に形成され、長手方向が車両の前後方向に向けられる一方、短手方向が左右方向に向けられている。吸着材３１は、ボックス３０内の後側に偏って配設されている。
【００３３】
ボックス３０の上面には、ガソリンタンクに繋がるエバポ配管３３（導入配管）と、エンジン１側（パージコントロールバルブ１８（図１参照））に繋がるエバポ配管３４（導出配管）とが設けられている。エバポ配管３３、３４は前後に並んで配設されており、車両前側がエバポ配管３３であり、車両後側がエバポ配管３４である。ボックス３０の左側面には、ブラケット５に固定するための係合部３２が形成されている。詳細は後述するが、係合部３２にブラケット５（キャニスタブラケット５１）の係合爪５８が引っ掛けられることにより、キャニスタ３がブラケット５に取り付けられる。
【００３４】
キャニスタ３では、ガソリンタンク内で気化した蒸発燃料がエバポ配管３３を通じてボックス３０内に導入される。ボックス３０内では、吸着材３１によって蒸発燃料が吸着される。また、エンジン駆動中は、新気が導入されることで吸着材３１から蒸発燃料が離脱される。当該蒸発燃料は、エバポ配管３４を通じてエンジン１側（パージコントロールバルブ１８（図１参照））へ送り込まれる。
【００３５】
次に、ブラケット５について説明する。図６に示すように、ブラケット５は、レギュレータ４が取り付けられるベースブラケット５０と、キャニスタ３が取り付けられるキャニスタブラケット５１と有している。ベースブラケット５０は、正面視矩形状の板状体で構成され、例えば金属板で形成される。ベースブラケット５０の右上の一角部は、車両後側に凹んでおり、ブラケット５は、凹んだ部分を利用してナット５２によってダッシュパネル１９に固定される。
【００３６】
ベースブラケット５０の略中央には、車両前側に突出する凸部５３が形成されている。凸部５３の表面は左右方向及び上下方向に拡がる平坦面となっている。凸部５３の表面には、正面視で略左下方側に３つの貫通口５４が形成されている。凸部５３の平坦面は、レギュレータ４の据付面となっている。当該据付面にレギュレータ本体４０のハウジング４５が配置される（図２及び図３参照）。ベースブラケット５０の後面から各貫通口５４にボルト５５が挿通され、ボルト５５がハウジング４５に締結されることにより、レギュレータ４がベースブラケット５０（凸部５３）に固定される。
【００３７】
また、ベースブラケット５０の下辺部分には、左右に延びる冷却水配管としてのインレット配管６０が固定されている。図６Ａ、６Ｂでは、右側が上流側であり、左側が下流側である。インレット配管６０は、例えば、溶接によってベースブラケット５０に取り付けられる。インレット配管６０は、レギュレータ４の周囲を囲うように配設される。具体的にインレット配管６０は、レギュレータ４の左側で前方に向かって屈曲し、レギュレータ４の左前方側でレギュレータ本体４０（ハウジング４５）に向かって回り込むようにして導入口４５ｃに接続される（図２及び図５参照）。
【００３８】
凸部５３の表面には、正面視で略右上側にキャニスタブラケット５１が固定されている。キャニスタブラケット５１は、金属板等によって上面視略Ｌ字状に形成されている。具体的にキャニスタブラケット５は、正面視矩形状の板状部５６と、板状部５６の一辺（右辺）から前方に延びる側面視矩形状の板状部５７とによって構成される。板状部５６が凸部５３の表面に溶接されることで、ベースブラケット５０及びキャニスタブラケット５１が一体的に構成される。
【００３９】
板状部５７の先端側の右側面には、キャニスタ３を固定するための係合爪５８が設けられている。係合爪５８は、矩形状の金属板の両端（図２の上面図に示す前後端）を内側に折り曲げて形成される。係合爪５８がキャニスタ３の係合部３２に引っ掛けられることにより、キャニスタ３とキャニスタブラケット５１が一体的に固定される。
【００４０】
次に、図５及び図７を参照して、キャニスタ周辺の熱伝達経路について説明する。図７では、説明の便宜上、冷却水の流れを実線で示し、熱の伝達経路を破線で示している。
【００４１】
図５及び図７に示すように、レギュレータ４の内部を比較的高温の冷却水が流れることにより、レギュレータ４は冷却水の熱を受けて温められている。特に、ハウジング４５の周りを囲うようにインレット配管６０が配設されている。このため、ハウジング４５の周辺は、インレット配管６０から放射される熱を受けて効果的に温められている。
【００４２】
ハウジング４５の熱は、ハウジング４５に接触するベースブラケット５０に伝達される。上記したように、ベースブラケット５０には、インレット配管６０が取り付けられているため、ベースブラケット５０は、ハウジング４５からの熱だけでなく、インレット配管６０からの熱も受けて更に温められる。
【００４３】
ベースブラケット５０の熱は、ベースブラケット５０に接触するキャニスタブラケット５１に伝達される。具体的には、ベースブラケット５０の熱は、凸部５３に接触する板状部５６に伝達され、更に板状部５７の先端に向かって伝達される。特に、板状部５７がハウジング４５とキャニスタ３との間を仕切るように延びている。このように、レギュレータ４とキャニスタ３との間に板状部５７が介在することで、ハウジング４５から放射される熱を板状部５６で受けることができる。よって、キャニスタブラケット５１（板状部５７）は効果的に温められる。
【００４４】
キャニスタブラケット５１（板状部５７）の熱は、係合爪５８を介してキャニスタ３に伝達される。これにより、キャニスタ３（吸着材３１）が温められ、キャニスタ３の処理性能の低下が抑制される。また、キャニスタ３は、ハウジング４５から放射される熱によっても温められる。
【００４５】
更に、キャニスタ３の後方には、インレット配管６０が通っており、キャニスタ３の前方には、エンジン１側（右側）に向かってアウトレット配管６１が延びている。すなわち、キャニスタ３がインレット配管６０とアウトレット配管６１との間に位置し、キャニスタ３がこれらの冷却水配管に囲まれている。このため、キャニスタ３は、インレット配管６０及びアウトレット配管６１から放射される熱も受けることができる。
【００４６】
また、上記したように、吸着材３１がボックス３０内で車両後方側に偏って配置されている。更に、キャニスタブラケット５の板状部５７は、吸着材３１の前後方向の長さに対応した長さを有している。このため、板状部５７の熱を効果的に吸着材３１へ伝達することが可能になっている。
【００４７】
また、エンジン１とレギュレータ４との間にキャニスタブラケット５（板状部５７）が配設されている。このため、例えば、自車両が右方からオフセット衝突された場合に、エンジン１がエンジンルーム内でレギュレータ４側（左側）に移動したとしても、キャニスタブラケット５によってレギュレータ４が保護される。このように、レギュレータ４を保護する保護部材として、キャニスタブラケット５を利用することができる。
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、エンジン１によって温められた冷却水がインレット配管６０及びアウトレット配管６１を通じてレギュレータ４に供給されることにより、レギュレータ４が温められる。よって、レギュレータ４で気体燃料が急激に減圧されても、レギュレータ４自体の凍結を防止することができる。また、ブラケット５にインレット配管６０及びアウトレット配管６１が取り付けられることで、ブラケット５が冷却水の熱を受けて温められる。また、キャニスタ３も、ブラケット５に取り付けられているため、冷却水によって温められたレギュレータ４及びブラケット５の熱を受けることで温められる。この結果、キャニスタ３の処理性能が低下することを防止することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態において、添付図面に図示される各構成の大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明は、その目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５０】
また、上記の実施の形態においては、キャニスタブラケット５１が上面視Ｌ字状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。例えば、図８のような構成としてもよい。図８に示すように、レギュレータ４の周りを囲むようにキャニスタブラケット７を上面視コの字状（左方が開放された略Ｕ字形状）に形成してもよい。この場合、キャニスタブラケット７によってレギュレータ４の前方も保護することができる。なお、キャニスタ３は、キャニスタブラケット７の右側面に取り付けてもよいし、キャニスタブラケット７の前面に取り付けてもよい（図８の二点鎖線参照）。
【００５１】
また、上記の実施の形態において、ブラケット５が金属板で形成される場合について説明したが、この構成に限定されない。ブラケット５の材質は適宜変更が可能である。例えば、熱伝導率の高い材質でブラケット５を形成することにより、キャニスタ３をより効果的に温めることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、蒸発燃料の処理性能が低下することを防止することができるという効果を有し、特に、バイフューエルタイプのエンジンに適用可能な蒸発燃料処理装置の取付構造及び車両に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
３  キャニスタ（蒸発燃料処理装置）
４  レギュレータ
５  ブラケット
５０  ベースブラケット
５１  キャニスタブラケット
６０  インレット配管（冷却水配管）
６１  アウトレット配管（冷却水配管）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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