(57)【要約】【課題】容器内に収容された吸着材に蒸発燃料を吸着し、エンジン作動時に吸着された蒸発燃料を離脱させ、その離脱を促進するため吸着材を加熱するヒータを備えた蒸発燃料処理装置において、大気ポート２４付近の吸着材４２の温度分布を、吸着材４２の他の部分に比べて高温となるようにすることにより、全体としてのヒータ容量を大きくすることなく、大気ポート２４付近の吸着材４２の蒸発燃料の離脱効率を良くして、吸着材４２から蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制する。【解決手段】  第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０により加熱される吸着材４２の温度分布が、離脱時に容器１２内に大気を導入する容器１２の大気ポート２４付近を、他に比べて高くなるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に収容された吸着材に蒸発燃料を吸着し、エンジン作動時に吸着された蒸発燃料を離脱させ、その離脱を促進するため吸着材を加熱するヒータを備えた蒸発燃料処理装置であって、
前記ヒータにより加熱される吸着材の温度分布が、前記離脱時に前記容器内に大気を導入する前記容器の大気導入部付近を、他に比べて高くなるようにしたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ヒータは少なくとも第１及び第２の２つのヒータから成り、前記第１ヒータは前記容器の大気導入部付近にある吸着材を加熱し、前記第２ヒータは前記容器のエンジン吸気管接続部付近にある吸着材を加熱するように配置され、第１ヒータは第２ヒータに比べて発熱量が大きくされていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１ヒータは、前記容器内で前記大気導入部と吸着材との間の空間に配置されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記第１ヒータは、前記容器の大気導入部付近にある吸着材と前記容器内で前記大気導入部に繋がる空間とに跨って配置されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記第１ヒータは、前記吸着材の前記大気導入部側の端部に配置されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項６】
請求項２において、
前記第１ヒータは、前記容器外の前記大気導入部で大気導入部から容器内に流入する空気を加熱するように配置されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に収容された吸着材に蒸発燃料を吸着し、エンジン作動時に吸着された蒸発燃料を離脱（パージとも言う）させ、その離脱を促進するため吸着材を加熱するヒータを備えた蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の如き蒸発燃料処理装置が下記特許文献１に開示されている。この蒸発燃料処理装置は、容器内が主吸着室と副吸着室とに分割され、各吸着室内に設けられた吸着材に、それぞれヒータが設けられている。主吸着室は、蒸発燃料を発生させる燃料タンクに接続されるタンクポートと、エンジンの吸気管に連通されたパージポートとを備えている。また、副吸着室には、大気導入部としての大気ポートが設けられ、そこから空気が導入されるように構成されている。そして、主吸着室においてタンクポートとパージポートとは互いに近接して配置され、主吸着室のそれらのポートから離れた側と、副吸着室の大気ポートから離れた側とが互いに連通されている。
燃料タンク内で発生する蒸発燃料は、タンクポートから主吸着室内に入り、主吸着室内の吸着材に吸着され、更に蒸発燃料は、主吸着室から副吸着室内にも入り、副吸着室内の吸着材にも吸着される。このように吸着された蒸発燃料は、エンジンが作動されると、パージポートを介してエンジン内に空気が流れるため、大気ポートから流入した空気により離脱される。このように蒸発燃料の離脱が行われると、吸着材は冷却され、離脱の効率が低下するが、ヒータの加熱により吸着材の冷却が抑制されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンが停止し、蒸発燃料の離脱が行われていないとき、吸着材に一旦吸着された蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制する必要があるが、そのためには、離脱停止中に少なくとも大気導入部付近の吸着材に吸着されている蒸発燃料を予め少なくしておく必要がある。そのためには、離脱を促進させるべくヒータ容量を大きくしなければならない。しかし、ヒータ容量を大きくすることはエネルギー消費を大きくすることになり、好ましくない。
このような問題に鑑み本発明の課題は、大気導入部付近の吸着材の温度分布を、吸着材の他の部分に比べて高温となるようにすることにより、全体としてのヒータ容量を大きくすることなく、大気導入部付近の吸着材の蒸発燃料の離脱効率を良くして、吸着材から蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１発明は、容器内に収容された吸着材に蒸発燃料を吸着し、エンジン作動時に吸着された蒸発燃料を離脱させ、その離脱を促進するため吸着材を加熱するヒータを備えた蒸発燃料処理装置であって、前記ヒータにより加熱される吸着材の温度分布が、前記離脱時に前記容器内に大気を導入する前記容器の大気導入部付近を、他に比べて高くなるようにしたことを特徴とする。
第１発明によれば、大気導入部付近にある吸着材を他部の吸着材に比べて高温となるようにしたため、ヒータの消費エネルギーを全体として増加させることなく、大気導入部付近の吸着材に蒸発燃料が残存することを抑制して、エンジンが停止して蒸発燃料の離脱が行われていない期間に、吸着材から蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制することができる。
【０００６】
本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記ヒータは少なくとも第１及び第２の２つのヒータから成り、前記第１ヒータは前記容器の大気導入部付近にある吸着材を加熱し、前記第２ヒータは前記容器のエンジン吸気管接続部付近にある吸着材を加熱するように配置され、第１ヒータは第２ヒータに比べて発熱量が大きくされていることを特徴とする。
第２発明によれば、ヒータを２つに分割したため、大気導入部付近にある吸着材を他部の吸着材に比べて高温となるようにする温度制御を容易に行うことができる。
【０００７】
本発明の第３発明は、上記第２発明において、前記第１ヒータは、前記容器内で前記大気導入部と吸着材との間の空間に配置されていることを特徴とする。
第３発明によれば、容器内の空間にヒータを配置するため、吸着材の構成とは関係なくヒータを構成することができ、ヒータとしての構成を簡略化することができる。また、ヒータが蒸発燃料の離脱時に吸着材周りを流れる空気を直接加熱するため、空気が流れ離脱が行われることによって冷却される吸着材を冷却されないようにすることができる。
【０００８】
本発明の第４発明は、上記第２発明において、前記第１ヒータは、前記容器の大気導入部付近にある吸着材と前記容器内で前記大気導入部に繋がる空間とに跨って配置されていることを特徴とする。
第４発明によれば、第１ヒータの空間内に配置された部分は、吸着材周りを流れる空気を直接加熱するため、大気が流れ離脱が行われることによって冷却される吸着材を冷却されないようにすることができる。また、第１ヒータの吸着材に対応して配置された部分は、吸着材を直接加熱するため、加熱応答性が良く、蒸発燃料の離脱時間が短い場合でも離脱性能を維持することができる。
【０００９】
本発明の第５発明は、上記第２発明において、前記第１ヒータは、前記吸着材の前記大気導入部側の端部に配置されていることを特徴とする。
第５発明によれば、最も加熱したい吸着材の大気導入部側の端部を直接加熱するため、加熱応答性が良く、蒸発燃料の離脱時間が短い場合でも離脱性能を維持することができる。
【００１０】
本発明の第６発明は、上記第２発明において、前記第１ヒータは、前記容器外の前記大気導入部で大気導入部から容器内に流入する空気を加熱するように配置されていることを特徴とする。
第６発明によれば、容器外にヒータを取り付けるため、容器内にヒータを取り付ける場合に比べて取り付けが簡単にでき、メンテナンスも容易にできる。また、ヒータが吸着材周りを流れる空気を直接加熱するため、大気が流れ離脱が行われることによって冷却される吸着材を冷却されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態のヒータ配置の説明図である。
【図３】本発明の第３実施形態のヒータ配置の説明図である。
【図４】本発明の第４実施形態のヒータ配置の説明図である。
【図５】本発明の第５実施形態のヒータ配置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態を示す。図１に示すように、キャニスタとしての蒸発燃料処理装置１０は、樹脂製の容器１２を備えている。容器１２は、前端面（図１において上端面）を閉塞し、かつ後端面（図１において下端面）を開口する角筒状の容器本体１３と、容器本体１３の後端面を閉塞する蓋部材１４とにより構成されている。容器本体１３内は、隔壁１５により左右二室に仕切られており、図示右側に中空四角筒状の主吸着室１７が形成され、また図示左側に中空四角筒状の副吸着室１８が形成されている。主吸着室１７と副吸着室１８とは、蓋部材１４の内側すなわち容器本体１３の後端部（図１において下端部）に形成された連通路２０によって相互に連通されている。
【００１３】
容器本体１３の前側面（図１において上面）には、主吸着室１７に連通するタンクポート２２およびパージポート（本発明における吸気管接続部に相当）２３と、副吸着室１８に連通する大気ポート（本発明における大気導入部に相当）２４が形成されている。タンクポート２２は、蒸発燃料通路２６を介して燃料タンク２７内の気層部に連通されている。また、パージポート２３は、パージ通路３０を介してエンジン３１の吸気管３２に連通されている。吸気管３２には、吸入空気量を制御するスロットル弁３３が設けられている。パージ通路３０は、吸気管３２に対してスロットル弁３３の下流側において連通されている。パージ通路３０の途中には、パージ弁３４が介装されている。パージ弁３４は、図示しないエンジンコントロールユニットいわゆるＥＣＵによって開閉制御される。また、大気ポート２４は大気に連通されている。
【００１４】
主吸着室１７内および副吸着室１８内のそれぞれの前端面には、前側のフィルタ３６がそれぞれ設けられている。なお、主吸着室１７の前端部内は仕切壁３５により、タンクポート２２に連通する部分とパージポート２３に連通する部分とに仕切られているため、主吸着室１７内の各部分の前端面に左右２枚の前側のフィルタ３６が配置されている。また、主吸着室１７内および副吸着室１８内のそれぞれの後端面には、後側のフィルタ３７がそれぞれ設けられている。前後の両フィルタ３６，３７は、例えば樹脂製の不織布、発泡ウレタン等により形成されている。また、主吸着室１７内および副吸着室１８内におけるそれぞれの後側のフィルタ３７の後側（図１において下側）には、多孔板３８がそれぞれ積層状に設けられている。また、各多孔板３８と前記蓋部材１４との間には、コイルバネからなるバネ部材４０がそれぞれ介装されている。
【００１５】
主吸着室１７内および副吸着室１８内（詳しくは前側のフィルタ３６と後側のフィルタ３７との間の室内）には、粒状の吸着材４２がそれぞれ充填されている。吸着材４２としては、例えば粒状の活性炭を用いることができる。さらに、粒状の活性炭としては、破砕した活性炭（破砕炭）、粒状あるいは粉末状の活性炭をバインダと共に造粒した造粒炭等を用いることができる。
【００１６】
副吸着室１８内には、通電により発熱するヒータとしての第１ヒータ５０が配置されている。第１ヒータ５０は、四角形シート状に構成されており、副吸着室１８内（詳しくは前側のフィルタ３６と後側のフィルタ３７との間の室内）に、シート面を上下方向（図１において紙面表裏方向）に向けた状態で、副吸着室１８内の吸着材４２中に埋設した状態で配置されている。
また、主吸着室１７内にも、副吸着室１８内の第１ヒータ５０と同様の第２ヒータ６０が配置されている。第２ヒータ６０の構成及び配置は、上述の第１ヒータ５０と同様である。
第１ヒータ５０は消費電力を１５ワットに設定され、第２ヒータ６０は消費電力を５ワットに設定されている。そのため、第２ヒータ６０に比べて第１ヒータ５０の発熱量は大きくされ、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０により加熱される吸着材４２の温度分布が、蒸発燃料の離脱時に容器１２内に大気を導入する容器１２の大気ポート２４付近にある吸着材４２を、主吸着室１７内の吸着材４２に比べて高くなるようにされている。
【００１７】
次に、蒸発燃料処理装置１０を備えた蒸発燃料システムの作用について説明する（図１参照）。なお、蒸発燃料処理システムは、蒸発燃料処理装置１０、蒸発燃料通路２６、燃料タンク２７、パージ通路３０、吸気管３２、パージ弁３４等によって構成されている。
まず、車両のエンジン３１が停止している状態では、パージ弁３４が閉弁されており、燃料タンク２７等で発生した蒸発燃料が蒸発燃料通路２６及びタンクポート２２を介して主吸着室１７に導入される。導入された蒸発燃料は、主吸着室１７内の吸着材４２に吸着される。主吸着室１７内の吸着材４２に吸着されなかった蒸発燃料は、連通路２０を通り、副吸着室１８に導入され、副吸着室１８内の吸着材４２に吸着される。
【００１８】
一方、エンジン３１の運転中においては、ＥＣＵによりパージ弁３４が開弁されることで、蒸発燃料処理装置１０内に吸気負圧が作用する。これにともない、大気ポート２４から大気中の空気（新気）が副吸着室１８に導入される。副吸着室１８に導入された空気は、副吸着室１８内の吸着材４２から蒸発燃料を離脱させた後、連通路２０を介して主吸着室１７に導入され、主吸着室１７内の吸着材４２から蒸発燃料を離脱させる。そして、吸着材４２から離脱された蒸発燃料を含んだ空気は、パージ通路３０を介して吸気管３２に排出すなわちパージされることにより、エンジン３１で燃焼処理される。
【００１９】
また、蒸発燃料の離脱時において、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０の発熱体（不図示）に、ＥＣＵにより電源電圧が印加されることにより、発熱体が通電されると、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０が発熱する。これにともない、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０から発せられた熱は、周辺部の吸着材４２に放熱される。その熱によって、吸着材４２及び吸着材４２の表面に吸着されている蒸発燃料が加熱される。これにより、蒸発燃料の離脱時の吸熱反応による吸着材４２の温度低下が抑制されるため、離脱性能が向上されるとともに、吸着性能の早期回復を図ることができる。
しかも、このとき大気ポート２４付近にあり、第１ヒータ５０によって加熱される吸着材４２を、主吸着室１７内にあって第２ヒータ６０によって加熱される吸着材４２に比べて高温となるようにしたため、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０の消費電力を全体として増加させることなく、大気ポート２４付近の吸着材４２に蒸発燃料が残存することを抑制して、エンジン３１が停止して蒸発燃料の離脱が行われていない期間に、大気ポート２４付近の吸着材４２に吸着されていた蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制することができる。
【００２０】
第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０を合せた消費電力は従来技術の場合と同様とされ、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０の比較では第１ヒータ５０の消費電力を大きくしたため、第２ヒータ６０による加熱量が不足することが懸念される。第２ヒータ６０による加熱量が不足すると、主吸着室１７の吸着材４２に捕捉された蒸発燃料の離脱が不充分となり、主吸着室１７の吸着材４２の蒸発燃料の吸着能力が低下することが考えられる。しかし、第１実施形態の場合、蒸発燃料の離脱時、副吸着室１８を通って主吸着室１７に流入する空気が、電力消費量を大きくされた第１ヒータ５０によって加熱されるため、その空気によって主吸着室１７の吸着材４２も加熱され、主吸着室１７の吸着材４２に捕捉された蒸発燃料の離脱性能が不充分となることはない。
また、ヒータを第１ヒータ５０と第２ヒータ６０との２つに分割したため、大気ポート２４付近にある吸着材４２を他部の吸着材４２に比べて高温となるようにする温度制御を容易に行うことができる。
なお、第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０へのＥＣＵからの電源供給は、容器１２の外部に設けられたＥＣＵから容器１２の内部に設けられた第１ヒータ５０及び第２ヒータ６０に対して行われるため、電源供給のための電気配線が容器１２のいずれかの個所を貫通して行われる。貫通個所をどこにするかについては適宜選定される。
【００２１】
＜第２実施形態＞
図２は本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１実施形態における第１ヒータ５０に対応する第１ヒータ５１が、容器１２の副吸着室１８内で大気ポート２４と吸着材４２との間の空間１９に配置されている点である。上述のように副吸着室１８の前端面には前側のフィルタ３６が設けられているため、第１ヒータ５１はフィルタ３６の大気ポート２４側に配置されることになる。その他の構成については、第２実施形態も第１実施形態と同一であるため、同一部分には同一符号を付して再度の説明は省略した。
第２実施形態によれば、容器１２内の空間１９に第１ヒータ５１を配置したため、吸着材４２の構成とは関係なく第１ヒータ５１を構成することができ、第１実施形態の第１ヒータ５０に比べて第１ヒータ５１としての構成を簡略化することができる。また、第１ヒータ５１が蒸発燃料の離脱時に吸着材４２周りを流れる大気を直接加熱するため、大気が流れ離脱が行われることによって冷却される吸着材４２を冷却されないようにすることができる。
更に、大気ポート２４から空気が流入していないとき、吸着材４２に吸着されていた蒸発燃料が時間経過とともに自然に離脱して大気ポート２４から大気中に放出される恐れがあるが、第２実施形態によれば、第１ヒータ５１に近く、且つ空気の流れの最上流に位置する吸着材４２の前端（図２の上端）は吸着材４２の中で最も高温となり、蒸発燃料の離脱が促進されるため、離脱時間が短時間である場合でも速やかに蒸発燃料の離脱が行われ、離脱されずに残留する蒸発燃料は殆どなくなり、大気ポート２４から大気中に放出される蒸発燃料を抑制することができる。
【００２２】
＜第３実施形態＞
図３は本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１実施形態における第１ヒータ５０に対応する第１ヒータ５２が、副吸着室１８内の大気ポート２４付近にある吸着材４２と容器１２内で大気ポート２４に繋がる空間１９とに跨って配置されている点である。副吸着室１８の前端面には前側のフィルタ３６が設けられているため、第１ヒータ５２はフィルタ３６を貫通して配置されている。なお、第１ヒータ５２を２分割して２つのヒータにて構成し、それらをフィルタ３６の前後（図３にて上下）両側にそれぞれ配置するようにしても良い。その他の構成については、第３実施形態も第１実施形態と同一であるため、同一部分には同一符号を付して再度の説明は省略した。
第３実施形態によれば、第１ヒータ５２の空間１９内に配置された部分は、吸着材４２周りを流れる大気を直接加熱するため、大気が流れ離脱が行われることによって冷却される吸着材４２を冷却されないようにすることができる。また、第１ヒータ５２の吸着材４２の前端（図３にて上端）に対応して配置された部分は、吸着材４２を直接加熱するため、加熱応答性が良く、蒸発燃料の離脱時間が短い場合でも離脱性能を維持することができる。
更に、第３実施形態によれば、第１ヒータ５２に近く、且つ空気の流れの最上流に位置する吸着材４２の前端（図３の上端）は吸着材４２の中で最も高温となり、蒸発燃料の離脱が促進されるため、離脱時間が短時間である場合でも速やかに蒸発燃料の離脱が行われ、離脱されずに残留する蒸発燃料は殆どなくなり、大気ポート２４から大気中に放出される蒸発燃料を抑制することができる。
【００２３】
＜第４実施形態＞
図４は本発明の第４実施形態を示す。第４実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１実施形態における場合と同様の第１ヒータ５０が、副吸着室１８内の吸着材４２の大気ポート２４側の端部に配置されている点である。その他の構成については、第４実施形態も第１実施形態と同一であるため、同一部分には同一符号を付して再度の説明は省略した。
第４実施形態によれば、第１ヒータ５０が最も加熱したい吸着材４２の大気ポート２４側の端部を直接加熱するため、加熱応答性が良く、蒸発燃料の離脱時間が短い場合でも離脱性能を維持することができる。
【００２４】
＜第５実施形態＞
図５は本発明の第５実施形態を示す。第５実施形態が上述の第１実施形態に対して特徴とする点は、第１実施形態における第１ヒータ５０に対応する第１ヒータ５３が、容器１２外の大気ポート２４で容器１２内に流入する空気を加熱するように配置されている点である。第１ヒータ５３は大気ポート２４に直接設けられても良いし、大気ポート２４に大気を供給する配管の途中に設けるようにしても良い。その他の構成については、第５実施形態も第１実施形態と同一であるため、同一部分には同一符号を付して再度の説明は省略した。
第５実施形態によれば、容器１２外に第１ヒータ５３を取り付けるため、容器１２内にヒータを取り付ける場合に比べて取り付けが簡単にでき、メンテナンスも容易にできる。また、第１ヒータ５３が吸着材４２周りを流れる大気を直接加熱するため、大気が流れ離脱が行われることによって冷却される吸着材４２を冷却されないようにすることができる。
更に、第５実施形態によれば、空気の流れの最上流に位置する吸着材４２の前端（図５の上端）は吸着材４２の中で最も高温となり、蒸発燃料の離脱が促進されるため、離脱時間が短時間である場合でも速やかに蒸発燃料の離脱が行われ、離脱されずに残留する蒸発燃料は殆どなくなり、大気ポート２４から大気中に放出される蒸発燃料を抑制することができる。
【００２５】
本発明は、上記実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
１．吸着材が２層以上に分割されているタイプにも、本発明は適用できる。
２．ヒータは温水ヒータなど、電気をエネルギー源とするヒータ以外のものでも良い。
３．第１及び第２ヒータは、それぞれ複数のヒータから構成されていても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１０    蒸発燃料処理装置
１２    容器
１３    容器本体
１４    蓋部材
１５    隔壁
１７    主吸着室
１８    副吸着室
１９    空間
２０    連通路
２２    タンクポート
２３    パージポート（吸気管接続部）
２４    大気ポート（大気導入部）
２６    蒸発燃料通路
２７    燃料タンク
３０    パージ通路
３１    エンジン
３２    吸気管
３３    スロットル弁
３４    パージ弁
３５    仕切壁
３６    フィルタ
３７    フィルタ
３８    多孔板
４０    バネ部材
４２    吸着材
５０、５１、５２、５３    第１ヒータ（ヒータ）
６０    第２ヒータ（ヒータ）
【図１】
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【図２】
2013249795.tif 000004
【図３】
2013249795.tif 000005
【図４】
2013249795.tif 000006
【図５】
2013249795.tif 000007