| 【発明の名称】 |
燃料蒸気処理装置とその故障診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】板倉 秀明
【氏名】天野 典保
【氏名】加藤 直也
【氏名】小山 信彦
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| 【要約】 |
【課題】燃料蒸気の吸着脱離性能を向上させ、キャニスタ容量を大きくすることなく、車両放置時の燃料蒸気の洩れを防止する。
【解決手段】キャニスタ１のケース１１内に燃料吸着層５を設け、燃料吸着層５を仕切壁１２にて燃料蒸気の流れに平行な複数の吸着材層５１、５２に区画する。吸着材層５１、５２に接するケース壁１１ａ、１１ｂと仕切壁１２を発熱体を埋設したヒータプレートとなし、脱離時に通電して吸着材層５１、５２を加熱することにより温度調節を行う。ここで、吸着材層５１、５２の全領域が温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配置して、温調手段の発熱量（または吸熱量）を適切に設定することで、燃料吸着層内の各吸着材層を効率良く加熱または冷却することができる。よって、温度調節されない領域をなくして吸着材全体を温度調節することが可能になるため、吸着性能を大幅に向上できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出する燃料蒸気処理装置において、上記燃料吸着層の温度調節を行うための温調手段を燃料蒸気の流れに平行に配設し、上記燃料吸着層をその全領域が上記温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配設したことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項２】上記温調手段を、上記燃料吸着層に接する上記ケース壁および上記燃料吸着層を区画する仕切壁のうち少なくとも１つの壁面に沿って設けた請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項３】上記燃料吸着層を仕切壁にて燃料蒸気の流れに平行、かつ、それぞれが偏平な断面形状となるように区画した請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項４】 上記燃料吸着層の燃料蒸気の流れと垂直な断面が略長方形であり、その長辺に接する上記ケース壁面と平行に、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁を配置した請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項５】 上記温調手段を、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁と一体に設けた請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項６】 上記温調手段を、上記燃料吸着層を収容する上記ケース壁と一体に設けた請求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項７】 上記温調手段が、上記吸着材を加熱するためのヒータプレートであり、該ヒータプレートが、上記仕切壁または上記ケース壁内に発熱体を埋設してなる請求項５または６記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項８】 上記温調手段が、上記仕切壁または上記ケース壁内に設けた流路と該流路内を流れて上記吸着材を加熱または冷却する媒体からなる温調層である請求項５または６記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項９】 上記温調層と上記複数の吸着材層を交互にまたは格子状に配置した請求項８記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項１０】 ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出する燃料蒸気処理装置において、上記燃料吸着層の燃料蒸気の流れと垂直な断面を偏平な略長方形とし、その長辺に接する上記ケース壁面に沿って上記吸着材の温度調節を行うための温調手段を配設したことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項１１】 ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出する燃料蒸気処理装置において、上記燃料吸着層内の上記吸着材の温度調節を行うための温調手段を設けるとともに、上記パージ通路に設けたパージバルブの開度とＨＣ濃度センサの検出結果を基にパージ燃料量を算出し、該パージ燃料量が所定範囲となるように、上記パージバルブの開度および上記温調手段の作動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
【請求項１２】 上記温調手段が上記吸着材を加熱する加熱手段であり、上記制御手段は、上記燃料タンクの燃料残量が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する請求項１１記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項１３】 上記制御手段は、上記ＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度ないし燃料タンク内圧が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する請求項１１記載の燃料蒸気処理装置。
【請求項１４】 上記請求項１ないし１１記載の燃料蒸気処理装置を用い、上記燃料タンクから上記キャニスタを介して上記吸気路に至る燃料蒸気の通路において、上記キャニスタと上記吸気路の間の上記パージ通路に設けたパージバルブを閉じた時に形成される閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより加圧し、圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力が所定時間内に所定圧に達するか否かで上記閉路空間の洩れを判定することを特徴とする燃料蒸気処理装置の故障診断装置。
【請求項１５】 上記閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより所定圧に加圧し、その後加熱を中断して、上記圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力降下状態から上記閉路空間の洩れを判定する請求項１４記載の燃料蒸気処理装置の故障診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクから放出される燃料蒸気を吸着するキャニスタを備えた燃料蒸気処理装置と、その故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料蒸気処理装置は、車両走行中、あるいは停止時に燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を吸着保持して、車外へ放出されないようにするためのもので、吸着材として活性炭を充填したキャニスタを有している。キャニスタ内に吸着された燃料蒸気は、エンジン作動時に、吸気管の負圧によってキャニスタの大気口から導入される外気によって脱離（パージ）し、吸気管に導出されてインジェクタからの噴射燃料とともに燃焼する。
【０００３】近年、この燃料蒸気の大気放出に関する規制が強化される傾向にあり、例えばＯＲＶＲ規制では、給油時に排出される燃料タンクからの燃料蒸気を、大気に放出せず、全てキャニスタで捕集することを義務づけている。このため、キャニスタにて大量の燃料蒸気を処理する必要があり、より高い性能を有するキャニスタが求められている。活性炭の吸着脱離性能は温度に大きく左右され、低温であるほど吸着量が増加し、高温であるほど脱離量が増加する。ところが、キャニスタ内部の温度は、吸着時には温度が上昇し、脱離時には温度が低下する方向に変化し、活性炭の性能が十分発揮されない問題がある。これについて、次に説明する。
【０００４】活性炭に燃料蒸気が吸着する場合、活性炭の細孔において毛細管現象が起こり、気体である燃料蒸気が液化して吸着する。その際、気体から液体への変化とともに、吸着熱が発生し温度上昇する。液化した燃料蒸気が脱離する場合には、この逆で、液体から気体になるために吸熱が起こり温度が低下する。従来のキャニスタにおいてはこの現象により、吸着時にはキャニスタ内部が雰囲気温度より数１０℃以上高温となり、一方、脱離時にはキャニスタ内部の温度が低下して０℃以下となることもある。特に、脱離時において、吸熱反応により活性炭温度が低下した部位で、吸着している燃料蒸気が完全に脱離できないと、車両放置中にキャニスタ内を拡散して、大気口から洩れ出てくるおそれがあった。
【０００５】そこで、脱離性能を向上させるために、例えば、キャニスタの活性炭層の内部にヒータ等の加熱手段を配設して脱離時に活性炭を加熱するようにした装置（特開平８−４２４１３号、実開昭６０−２７８１３号、実開平２−１３１６１号、特開昭６０−６０６１号、実開平５−２１１５８号公報等）や、キャニスタの外壁に隣接する熱交換器を設けてエンジンの排熱で温められた流体を流通させてキャニスタを外部から加熱するようにした装置が提案されている（実開昭５８−１４４０５１号公報等）。さらに、ドーナツ状のキャニスタを燃料タンク内に区画形成した少容量の燃料室に収容し、キャニスタ中央の通路から燃料室内に、吸着時にはタンク内の冷たい燃料を、脱離時には高温の戻し燃料を導入して、キャニスタの加熱と冷却の両方を可能にした装置も知られている（特開昭６４−３４７号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭５８−１４４０５１号公報のように加熱手段をキャニスタの外部に配設した構成では、キャニスタ外壁が介在しているために伝熱効率が悪く、活性炭温度を十分上昇させることができないため、吸着した燃料蒸気を完全に脱離させることは難しい。また、特開平８−４２４１３号、実開昭６０−２７８１３号、特開昭６０−６０６１号のように内部に加熱手段を設けた場合でも加熱手段から離れた部位があると（例えば、特開昭６０−６０６１号公報において対向するサーモエレメントに囲まれた活性炭の中央部分）、その部分の活性炭の温度を十分上昇させることができないため、吸着した燃料蒸気を完全に脱離させることは難しい。特開昭６４−３４７号のようにキャニスタ中央に通路を有する構成においても同様で、温度調節が可能なのは、燃料に接するキャニスタの内外周壁面に近い一部の活性炭であり、壁面から離れた活性炭の温調効果は小さい。
【０００７】このように、従来の構成では、加熱手段等による性能向上幅が小さく、所望の性能を得ようとして活性炭の充填量を増加すると、キャニスタ容量が大きくなり、搭載性が悪化する問題があった。活性炭全体を均一に温調するために、実開平５−２１１５８号公報のように渦巻状に加熱手段を設けた場合は、活性炭全体を均一に温調できるため脱離性能は向上するが、キャニスタ中央部分において、燃料蒸気を吸着するときに発生する吸着熱が、加熱手段によって遮られて効率良く放熱できないため、温度が上昇し、かえって吸着性能が低下してしまう。このため、加熱手段による性能向上幅が小さく、所望の性能を得ようとして活性炭の充填量を増加すると、キャニスタ容量が大きくなり、搭載性が悪化する問題があった。実開平２−１３１６１号公報のように加熱手段上に活性炭を担持させる構成では、活性炭の容積に対する加熱手段の容積が大きく、また蒸発燃料の通路を確保するために、板状担体の間に空隙を配設している。このため、所望の性能を得るには、非常に大容積の加熱手段、空隙が必要となるため、キャニスタ容積が大きくなり、搭載性が悪化する問題があった。また、必要となる加熱手段が多くなるため、消費電力の増加により、燃費が悪化する問題もあった。
【０００８】次に、キャニスタから脱離された燃料蒸気は、内燃機関の吸気系に導入されてインジェクタから噴射される燃料とともに燃焼するが、この際、従来のキャニスタ温度を制御しないパージシステムにおいては、空燃比への影響が問題となる。すなわち、キャニスタのパージ初期段階では活性炭の温度の低下が小さいため、多量の燃料蒸気が活性炭から脱離して機関吸気系に導入され、空燃比が通常よりリッチ側にシフトする。さらにパージが進み、吸熱により活性炭の温度が低下すると、脱離量が減少し、吸気系への燃料蒸気の導出量が減少する。このように吸気系へ導出される燃料蒸気量が随時変化する環境、特に瞬時に多量の燃料蒸気がインジェクタ以外から吸気系に流入することは、例えば、直噴エンジンのように燃焼筒内の混合気形成が重要な車両では望ましいものではなく、燃焼不良、排気エミッションの悪化等が生じる原因となる。
【０００９】そこで、加熱手段を設けた従来の装置において、キャニスタと吸気管との連通路にＨＣ濃度センサを設置してパージガスの濃度をモニタし、パージガスの濃度が高い間は加熱手段を作動させず、所定値より低くなったら加熱手段を作動させて脱離性能を上げる制御を行うことが提案されている。しかしながら、この制御では、吸気系へ所定の濃度範囲のパージガスを供給することは可能であるが、パージ初期段階における吸気系への多量の燃料蒸気の流入は避けられない。また、同濃度であっても吸気系へ導入される流量が異なればパージガス中の燃料蒸気量は異なるため、燃焼不良、排気エミッションの悪化を十分抑制できない。
【００１０】しかして、本発明の目的は、燃料蒸気の吸着脱離性能を向上させ、キャニスタ容量を大きくすることなく、車両放置時の燃料蒸気の洩れを防止できる燃料蒸気処理装置を実現することにある。また、他の目的は、大量の燃料蒸気の脱離等による燃焼状態や排気エミッションの悪化を防止する手段を備えた燃料蒸気処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１における燃料蒸気処理装置は、ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出するようにしてある。そして、上記燃料吸着層の温度調節を行うための温調手段を燃料蒸気の流れに平行に配設し、上記燃料吸着層をその全領域が上記温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配設したものである。
【００１２】燃料蒸気脱離時に加熱温調をした場合の効果について、図３のように燃料吸着層の中央に温調手段が配置された簡単な構造で説明する。温調手段を作動させてから十分に時間が経って、定常状態となった時の熱伝導は次の式１で表される。
（式１）
▽2 Ｔ＋Ｑ／λ＝０ここで、▽2 ＝∂2 ／∂ｘ2 ＋∂ｙ2 ＋∂ｚ2Ｔ：温度、Ｑ：温調手段の発熱量、λ：燃料吸着層の熱伝導率、である。
【００１３】例として、温調手段と吸着層との境界温度：１００℃、吸着層とケースとの境界温度：２５℃、吸着層：石炭系活性炭（熱伝導率：０．２Ｗ／ｍＫ）の場合において、式１より温調手段に垂直な方向の吸着層の温度分布を求めると、図１２のようになる。前述のように活性炭の吸着性能は温度に大きく左右され、高温であるほど脱離性能が増加することがわかっている。図１２に示した温度をある石炭系活性炭の脱離性能に当てはめると、脱離性能は図１２のように変化する。図１２に示すように温調手段から離れると温度が低下し、それに応じて脱離性能が低下しており、温調手段に近いほど、温調の効果が高いことがわかる。
【００１４】図１２より、温調手段から２５ｍｍ以内に配置すると、温調の効果を十分に得る（温調により温調しない状態での性能の２倍の性能を得る）ことができる。温調手段から３０ｍｍ以上離れると、脱離性能は温調しない場合とほとんど変わらないぐらいになり、温調の効果は非常に小さくなる。図１２の脱離性能は、活性炭の能力により変化するが、ほとんどの活性炭は脱離特性と温度の関係はリニアであるため、活性炭が変わっても脱離性能向上の割合は変わらない。また、図１２において温調手段の温度を高くすることにより、温調の効果が得られる領域を２５ｍｍ以上に広げることは可能であるが、消費電力が多くなり、燃費の低下をまねくことになる。
【００１５】以上のように、温調手段を設置し、燃料吸着層の全領域が温調手段から２５ｍｍ以内に入るように配置して、温調手段の発熱量（または吸熱量）を適切に設定することで、燃料吸着層内の各吸着材層を効率良く加熱または冷却することができる。よって、温度調節されない領域をなくして吸着材全体を温度調節することが可能になるため、吸着性能を大幅に向上できる。例えば、上記温調手段で脱離時に各吸着材層を加熱するようにすれば、脱離が促進されて、上記燃料吸着層に残留する燃料蒸気がなくなり、車両放置時に大気に放出されるのを防止できる。そして、上記燃料吸着層に燃料蒸気が残留しないので、吸着可能な燃料蒸気量が増大し、キャニスタ容量を大きくすることなく、吸着性能が向上する。また、吸着材が劣化しにくくなり、従来、劣化分（約２０％）を見込んで増量していた吸着材量を減らすことができるため、小型化が可能である。
【００１６】請求項２の構成では、上記温調手段を、上記燃料吸着層に接する上記ケース壁および上記燃料吸着層を区画する仕切壁のうち少なくとも１つの壁面に沿って設ける。具体的には、上記温調手段を、上記ケース壁または上記仕切壁に沿って配設すると、燃料蒸気の流れを妨げることがなく、また、製作や組付けも容易である。
【００１７】請求項３の構成では、上記燃料吸着層を、上記複数の吸着材層のそれぞれが偏平な断面形状となるように区画する。各吸着材層を偏平な形状とし、層厚を薄くすることで、上記温調手段で温度調節されない領域をなくし、伝熱効率を高めることができる。
【００１８】請求項４の構成では、上記燃料吸着層の燃料蒸気の流れと垂直な断面を略長方形とし、その長辺に接する上記ケース壁面と平行に、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁を配置する。例えば、長方形の短辺間を二等分するように仕切壁を設けると、偏平な長方形断面の２つの吸着材層が形成され、上記燃料吸着層を細かく仕切ることなく、簡易な構成で吸着材全体の温度調節が可能である。
【００１９】請求項５の構成では、上記温調手段を、上記複数の吸着材層を区画する仕切壁と一体に設ける。あるいは、請求項６のように、上記温調手段を、上記燃料吸着層を収容する上記ケース壁と一体に設けることもできる。具体的には、上記仕切壁または上記ケース壁と一体とすると、構成が簡易になり、また、壁面全面から温度調節するように構成することで伝熱効率が向上する。
【００２０】請求項７の構成では、上記温調手段を、上記吸着材を加熱するためのヒータプレートとし、該ヒータプレートを、上記仕切壁または上記ケース壁内に発熱体を埋設して構成する。この場合、脱離時に上記ヒータプレートに通電して吸着材を加熱することで、燃料蒸気の気化に伴う温度低下を抑制し、脱離性能を向上させることができる。上記仕切壁または上記ケース壁自体を上記温調手段としてのヒータプレートで構成したので、伝熱効率が高く、また、上記発熱体が上記吸着材に直接接触しないので安全性に優れる。
【００２１】請求項８の構成では、上記温調手段を、上記仕切壁または上記ケース壁内に設けた流路と該流路内を流れて上記吸着材を加熱または冷却する媒体からなる温調層とする。例えば、脱離時には蒸気流路に加熱媒体を流通させ、吸着時には冷却媒体を流通させることで、より効果的な温度調節が可能であり、キャニスタ性能が大きく向上する。
【００２２】請求項９の構成では、複数の吸着材層と温調層を交互あるいは格子状に配置することにより、吸着剤層を複数の面から温調して伝熱効率を高めることができる。
【００２３】請求項１０は、上記課題を解決するための他の構成であり、ケース内に吸着材を充填して燃料吸着層となしたキャニスタの一端側を、燃料タンクに至る燃料蒸気通路および内燃機関の吸気路に至るパージ通路に連通させる一方、上記キャニスタの他端側を大気に連通させ、上記燃料タンクから上記燃料蒸気通路に放出される燃料蒸気を上記燃料吸着層に一時的に吸着保持し、内燃機関の作動時に脱離させて上記パージ通路より上記吸気路に送出する燃料蒸気処理装置において、上記燃料吸着層の燃料蒸気の流れと垂直な断面を偏平な略長方形とし、その長辺に接する上記ケース壁面に沿って上記吸着材の温度調節を行うための温調手段を配設したものである。
【００２４】上記燃料吸着層を区画せず、伝熱効率の良い偏平な略長方形とするとともに、その面積の広い面に沿って上記温調手段を配設することによって、上記吸着材全体を確実に加熱または冷却できる。この構成によっても、吸着脱離性能を向上させて、小型で高性能の燃料蒸気処理装置が得られる。
【００２５】請求項１１は、本発明の他の課題を解決するための構成で、上記各請求項に記載の燃料蒸気処理装置のように、吸着材の温度調節を行うための温調手段を備えた燃料蒸気処理装置において、パージ通路に設けたパージバルブの開度と、ＨＣ濃度センサの検出結果を基に脱離したパージ燃料量を算出し、このパージ燃料量が所定範囲となるように、上記パージバルブの開度および上記温調手段の作動を制御する制御手段を設けたものである。
【００２６】上記制御手段は、パージバルブの開度から知られるパージ流量と、ＨＣ濃度センサで検出される燃料蒸気濃度を基に、上記吸気管に流入するパージ燃料量を算出し、これが所定範囲となるように上記パージバルブの開度を調整する。上記パージバルブの開度によっても所定のパージ燃料量が得られない場合に、上記温調手段の作動を開始し、脱離を促進または抑制することで、上記吸気管に流入する燃料蒸気量を所定範囲に制御することができる。よって、空燃比の変動を防止し、燃焼不良や排気エミッションの悪化を防止可能である。
【００２７】請求項１２の構成では、上記温調手段が上記吸着材の加熱手段であり、上記制御手段は、上記燃料タンクの燃料残量が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する。
【００２８】上記温調手段が上記吸着材の加熱手段である場合、給油時にキャニスタが加熱された状態であると吸着性能が低下するため、上記燃料タンクの燃料残量が所定値より少ないと判断したら、上記温調手段による加熱を停止して、吸着性能の低下を防止する。上記所定値を、通常、給油が必要となる残量より多めに設定すれば、給油時にはキャニスタ温度が低下しているので、吸着性能を十分発揮できる。なお、燃料残量が所定値よりも多く、温調手段が作動中に給油しようとする場合、作動停止から給油までの時間が短く、十分温度が低下しないこともあるが、この場合、給油量（すなわち、発生する燃料蒸気量）が比較的少なく、また、脱離性能の向上によりキャニスタ内に燃料蒸気が残留していないので、発生する全量を吸着可能である。
【００２９】請求項１３の構成では、上記制御手段は、上記ＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度ないし燃料タンク内圧が所定値以下となった時に上記温調手段の作動を停止する。
【００３０】上記ＨＣ濃度センサで検出されるＨＣ濃度が所定値以下となった時には、キャニスタ内に吸着されている燃料蒸気量が少ないと判断して、上記温調手段の作動を停止する。また、燃料タンク内圧が所定値以下となった場合にも、キャニスタへの燃料蒸気の流入がないと判断されるため、上記温調手段の作動を停止することで、消費電力の低減等によるコスト低減が可能である。
【００３１】請求項１４は、上記燃料蒸気処理装置の故障診断装置であり、上記燃料タンクから上記キャニスタを介して上記吸気路に至る燃料蒸気通路において、上記キャニスタと上記吸気路の間の上記パージ通路に設けたパージバルブを閉じた時に形成される閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより加圧し、圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力が、所定時間内に所定圧に達するか否を判定する。この時、所定時間内に所定圧に達したら、上記閉路空間の洩れはないと判定し、所定圧に達しなければ洩れがあると判定する。これにより、故障診断のための特別な構成を要さず、容易に洩れの有無を判定することができる。
【００３２】請求項１５の構成では、上記閉路空間を、上記温調手段で加熱することにより所定圧に加圧し、その後加熱を中断して、上記圧力検出手段により検出される上記閉路空間の圧力降下状態から上記閉路空間の洩れを判定する。
【００３３】上記閉路空間を所定圧に加圧した後、加熱を中断して、その圧力降下状態をモニタするようにすれば、洩れの有無のみならず、洩れ穴径の大きさ等を知ることができ、より正確な判定が可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は燃料蒸気処理装置の全体構成を示すもので、キャニスタ１は、車両エンジンの燃料タンクＴと、燃料蒸気通路であるエバポライン２、給油ライン３によって接続されている。エバポライン２、給油ライン３の途中には後述するタンク内圧弁２１、給油弁３１がそれぞれ設けられ、雰囲気温度の上昇あるいは給油によりタンク内圧が所定圧を越えた時に開弁して燃料蒸気を放出するようになしてある。
【００３５】図１（ｂ）のように、キャニスタ１の外壁を構成する筒状ケース１１内には、その両端面の近傍に多孔板４１、４２がそれぞれ配設され、これら多孔板４１、４２間に活性炭Ｃを充填して燃料吸着層５を形成している。燃料吸着層５は、燃料タンクＴから放出される燃料蒸気を一時的に吸着保持するもので、燃料蒸気の流れ方向（図の左右方向）に平行な仕切壁１２によってさらに２つの吸着材層５１、５２に区画されている。本実施の形態において、ケース１１は、図１（ｃ）に示す燃料蒸気の流れ方向（図の左右方向）に垂直な断面が、偏平な長方形となるように形成され、仕切壁１２は、その長辺を含む壁面１１ａ、１１ｂに平行に、短辺を二等分するように設けられる。すなわち、区画された各吸着材層５１、５２は、同一形状でより偏平な長方形断面の層となる。温調手段によって活性炭Ｃ全体を温調制御可能とするため、各吸着材層５１、５２の全領域が後述する温調手段から２５ｍｍ以内になるように、各吸着材層５１、５２の厚みを５０ｍｍ以下にしてある。
【００３６】ケース１１の左右端面と多孔板４１、４２の間には、空間１３、１４が形成されて、燃料蒸気または大気が各吸着材層５１、５２に均等に分配されるようにしてある。燃料吸着層５は、該空間１３、１４にそれぞれ配設したスプリング４３、４４のばね力によって挟持されており、また、多孔板４１、４２と活性炭Ｃの間には、それぞれフィルタ４５、４６が配設されて活性炭Ｃの脱落を防止している。
【００３７】ケース１１の左端面には、エバポライン２に連通するタンクポート１５、給油時用の給油ライン３に連通する給油ポート１６と、パージポート１７が設けてある。パージポート１７は、吸気路たるエンジンの吸気管６にパージライン６１を介して連通し、パージライン６１の途中にパージ流量を調整するパージバルブ６２が設けられている。パージバルブ６２とキャニスタ１の間には、パージガス濃度をモニタするＨＣ濃度センサＳ１が設置される。また、ケース１１の右端面には、大気に連通する大気ポート１８が形成してある。
【００３８】エバポライン２の途中に設置される内圧弁２１は、燃料タンクＴの内圧の変化（正圧側および負圧側の双方向）に対応して開閉するように構成されており、燃料タンクＴ内圧が上昇して設定圧以上となった時に開弁して、キャニスタ１へ燃料蒸気を排出する排出弁（正圧側）と、燃料タンク１内圧が低下して設定値以下となった時に開弁して外気を吸入する吸入弁（負圧側）からなる。この排出弁、吸入弁の設定圧は、燃料タンク１の耐圧等を考慮してそれぞれ決定される。給油ライン３の途中に設置される給油弁３１は、給油時に発生する大量の燃料蒸気をキャニスタ１へ送出するためのもので、給油時にのみ開放されるように構成される。また、燃料タンクＴにはタンク内圧をモニタする圧力センサＳ２が、キャニスタ１には活性炭Ｃ温度をモニタする温度センサＳ３が設置されている。
【００３９】本実施の形態では、燃料吸着層５に接するケース１１壁面のうち、面積の広い壁面１１ａ、１１ｂと、吸着材層５１、５２を区画する仕切壁１２を温調手段たるヒータプレート７で構成する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒータプレート７は、発熱体としての電熱線ヒータ７１を中空とした内部のほぼ全体に、伝熱効率を極力損なわない絶縁材７２で被覆した状態で収容してなり、活性炭Ｃと発熱体が直接接触しないようにしている。ヒータプレート７本体は、伝熱効率の良好な金属、例えばステンレス製とする。各ヒータプレート７の端部には電熱線ヒータ７１に接続するコネクタ７３が設置してあり、それぞれ図略の電圧調整器に接続されている。電熱線ヒータ７１に代えて、ＰＴＣヒータ等、他の発熱体を用いて温調手段を構成してももちろんよい。
【００４０】ヒータプレート７への通電は、制御手段８によって制御される。制御手段８には、パージバルブ６１の開度、燃料残量、エンジンの運転状態等と、ＨＣ濃度センサＳ１、圧力センサＳ２、温度センサＳ３の検出結果が随時入力され、これを基にヒータプレート７への通電を行うことにより、燃料吸着層５を加熱して、活性炭Ｃからのパージを促進する。この時、各吸着材層５１、５２を偏平な形状とし厚みを５０ｍｍ以下にして、その両側のケース壁面１１ａ、１１ｂおよび仕切壁１２にヒータプレート７を設置したので、各吸着材層５１、５２の全領域がヒータプレート７から２５ｍｍ以内になっており、上記図１２に基づいて説明したように、活性炭Ｃ全体を効果的に加熱して、脱離性能を向上することができる。
【００４１】なお、本実施の形態ではヒータプレート７を、ケース１１の面積の広い壁面１１ａ、１１ｂと仕切壁１２、すなわち各吸着材層５１、５２を囲む側面のうち面積の広い２つの側面に配置したが、図３に第２の実施の形態として示すように、吸着材層５１、５２を区画する仕切壁１２のみをヒータプレート７で構成することもできる。各吸着材層５１、５２を薄く形成し、厚みを２５ｍｍ以下にして、一側面側からの加熱のみでも活性炭Ｃ全体を十分に加熱できる場合には、このようにすると、構成が簡易になり、コストが低減できる。
【００４２】あるいは、図４に第３の実施の形態として示すように、燃料吸着層５の全領域がヒータプレート７から２５ｍｍ以内に入る構成であれば、内部を複数に区画しない構成としてもよい。この場合は、ケース１１の面積の広い壁面１１ａ、１１ｂをヒータプレート７とする。このようにしても同様の効果を得ることができ、構成の簡易化によるコスト低減ができる。
【００４３】次に、上記第１の実施の形態の燃料蒸気処理装置の作動について、エンジン作動時、エンジン停止時、給油時に分けて説明する。エンジン作動時には、吸気管６内が負圧となるために、パージバルブ６２を開いて大気ポート１８から外気を導入することで、キャニスタ１内の燃料蒸気を大量にパージ可能である。キャニスタ１には、エンジン停止時または給油時に燃料タンクＴで発生した燃料蒸気が吸着しており、外気の導入に伴い燃料吸着層５の活性炭Ｃから脱離して、パージポート１７からパージライン６１、パージバルブ６２を経て吸気管６内に導出され、エンジン内で燃焼する。なお、エンジン作動時にも、外気温の上昇により発生する燃料蒸気がキャニスタ１に流入するが、上記吸気管負圧により容易にパージされる。
【００４４】ただし、燃料蒸気が燃料吸着層５の活性炭Ｃから脱離する際には、液体から気体となるために気化熱を奪い、キャニスタ１内部の温度が低下する。一般に、脱離性能は高温であるほど高いため、この温度が低下した部位で脱離性能が低下し、燃料蒸気が完全に脱離されずに、車両放置中にキャニスタ１内を拡散して大気口１８から洩れ出てくるおそれがある。そこで、本実施の形態では、吸着材層５１、５２に接するケース壁面１１ａ、１１ｂ、および仕切壁１２を兼ねるヒータプレート７を配設し、必要に応じてヒータプレート７に通電、加熱することで活性炭Ｃの温度低下を防止し、脱離性能を向上させる。
【００４５】このエンジン作動時の制御手段８による温調制御を、図５のフローチャートに示す。温調制御は制御手段８で所定の周期で実行される。図５において、キャニスタ温調制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ２０１でエンジンが作動状態にあるか否か、すなわちＩＧ（イグニッション）スイッチがＯＮの位置にあるか否かを判別する。ＩＧスイッチがＯＮであれば、ステップ２０２に進み、図略の液面計等で検出される燃料残量が所定量Ｖ0 以上であるか否かを判定する。燃料残量が所定量Ｖ0 より少なければ制御ルーチンを終了する。ステップ２０２は、給油時にキャニスタ１が加熱された状態で燃料蒸気が吸着されるの防止するためのものであり、活性炭Ｃ温度が高い場合、脱離には有利であるが吸着には不利であるため、燃料タンクＴの燃料残量が少ないと判断したら温調制御を中止する。これについては後述する。
【００４６】ステップ２０２で燃料残量が所定量Ｖ0 以上であればステップ２０３に進む。ステップ２０３では、吸気管６負圧とパージバルブ６１の開度により一義的に決定されるパージ流量を入力し、ステップ２０４に進んでＨＣ濃度センサＳ１により得られるパージガス濃度を入力する。そして、ステップ２０５で、これらパージ流量とパージガス濃度からパージ燃料量を算出し、ステップ２０６で、このパージ燃料量が所定範囲内にあるか否かを判定する。ここで、所定範囲（Ｍ０≦パージ燃料量≦Ｍ１）とは、吸気系にパージガスを導入した時に燃焼不良および排気エミッションを悪化させない範囲の量である。
【００４７】ステップ２０６で、パージ燃料量が所定範囲にあればステップ２０１に戻り、所定範囲になければステップ２０７へ進む。ステップ２０７では所定範囲を越えたパージ燃料量が上記範囲の最大値Ｍ１よりも大きいか否かを判定する。最大値Ｍ１より大きい場合はステップ２０８へ進み、パージバルブ６２の開度を小さくしてパージ燃料量を減量した後、ステップ２０１に戻る。
【００４８】ステップ２０７で最大値Ｍ１以下である場合には、最小値Ｍ０未満と判断してステップ２０９へ進み、パージバルブ６２の開度が最大であるか否かを判定する。パージバルブ６２の開度が最大でなければステップ２１０へ進み、パージバルブ６２の開度を大きくしてパージ燃料量を増量する。パージバルブ６２の開度が最大であった場合、これ以上、現状態ではパージ燃料量が確保できないと判断して、ステップ２１１に進み、ヒータプレート７に電源を供給する。
【００４９】吸気管６を経てエンジンに導入されるパージ燃料量は、パージガス濃度だけでなく、吸気管６に流入する流量によっても変化する。そこで、ステップ２０３〜２０５でこれらの値で基にパージ燃料量を算出し、これが所定範囲となるように、パージバルブ６２の開度とヒータプレート７の作動を制御する（ステップ２０６〜２１１）。この時、まず、パージバルブ６２の開度を調整し、これによって所定のパージ燃料量が得られない場合に、ヒータプレート７による加熱を開始する。これにより、パージ燃料量を所定範囲に制御し、空燃比の変動を防止して燃焼不良や排気エミッションの悪化を防止できる。
【００５０】次いで、ステップ２１２で温度センサＳ３の検出結果を読み込み、キャニスタ１内の活性炭Ｃ温度が所定温度Ｔ0 以上であるか否かを判定する。この場合、所定温度Ｔ0 は、キャニスタ１内の燃料蒸気が完全に脱離できる温度とし、通常１００℃以上とすることが望ましい。ステップ２１２で活性炭Ｃ温度が所定温度Ｔ0 に達していない場合は、ステップ２０１に戻り、所定温度Ｔ0 以上であればステップ２１３に進む。ステップ２１３では、タンク内圧をモニタする圧力センサＳ２の検出結果を読み込み、タンク内圧が所定圧Ｐ0 、ここではタンク内圧弁２１の排出弁の開弁圧より低いか否かを判定する。タンク内圧が所定圧Ｐ0 以上である場合、タンク内圧弁２１は開弁しており、キャニスタ１への燃料蒸気の流入があると判断されるため、ステップ２０１に戻る。
【００５１】タンク内圧が所定圧Ｐ0 より低い場合は、キャニスタ１への燃料蒸気の流入がないと判断してステップ２１４に進み、ＨＣ濃度センサＳ１でモニタされるパージガス濃度が所定濃度Ｃ0 以上であるか否かを判定する。パージガス濃度が所定濃度Ｃ0 以上であれば、キャニスタ１に未だに燃料蒸気が残存していると判断して、ステップ２０１に戻り、パージガス濃度が所定濃度Ｃ0 に満たなければ、キャニスタ１に燃料蒸気が残存していないと判断してステップ２１５に進み、ヒータプレート７への電源の供給を停止して制御ルーチンを終了する。
【００５２】ステップ２１３、２１４は消費電力の低減を目的としたものである。燃料タンクＴの内圧が開弁圧より低く、パージガス濃度が所定濃度Ｃ0 に満たない場合、ヒータプレート７による加熱の必要がないと判断して温調制御を停止することで、消費電力を低減しコストの低減が可能である。
【００５３】一方、エンジン停止時には、ヒータプレート７の電源は入っておらず、吸気管負圧もないため、キャニスタ１には、外気温の上昇とともに発生する燃料蒸気が吸着されるのみとなる。すなわち、燃料タンクＴ内で燃料蒸気が発生し、燃料タンクＴ内圧が所定値以上に上昇すると、タンク内圧弁２１の排出弁が開いてエバポライン２、タンクポート１５を経てキャニスタ１に排出される。この時、前記したエンジン作動時においてキャニスタ１内の燃料蒸気はほぼ完全に脱離されているため、キャニスタ１は燃料タンクＴからの燃料蒸気を十分吸着できる状態にあり、流入する燃料蒸気を効率よく吸着することができる。また、キャニスタ１内に燃料蒸気が残存していないため、従来のように、残存する燃料蒸気がエンジン停止時にキャニスタ１内を拡散して大気口１８より大気へ放出されるのを防止できる。
【００５４】給油時には、燃料タンクＴに滞留していた燃料蒸気が、給油燃料に押し出される形で給油弁３１を開き、給油ライン３から給油ポート１７を介してキャニスタ１に流入する。この際、活性炭温度が高いと吸着性能が低下するため、給油に先立ち、ヒータプレート７による温調制御を停止する。すなわち、前記図５の制御ルーチンにおいて、燃料残量が所定量Ｖ0 より少なくなったら給油の必要があると判断して（ステップ２０２）、ヒータプレート７への電源の供給を停止する制御を行う（ステップ２１５）。ステップ２０２における所定量Ｖ0 は、通常、給油が必要とされる燃料残量よりやや多い量、例えば公称容量の１／４とする。これにより、燃料残量が１／４を切った時点で温調制御を中断されるので、給油時にはキャニスタ温度がほぼ常温に戻っており、キャニスタ１温度つまり活性炭Ｃ温度が高い状態での吸着を防止できる。
【００５５】また、燃料残量が所定量Ｖ0 より多い状態ないし燃料残量が所定量Ｖ0 に達した直後に給油する場合、エンジン停止によってまたは燃料残量が所定量Ｖ0 に達した時点でヒータプレート７がＯＦＦとなり（ステップ２０１、２０２）、給油直前までヒータプレート７に通電された状態となる。これらの場合、給油までの時間が短いために、活性炭Ｃ温度が十分に下がらずに燃料蒸気が吸着されることがある。ただし、この場合の給油量は比較的少なく、発生する燃料蒸気量も給油量に比例するため、キャニスタ１に流入する燃料蒸気はさほど多くなく、また、キャニスタ１は燃料蒸気の脱離がほぼ完了しているため、発生する全量を吸着可能である。ヒータプレート７をＯＦＦにする燃料残量Ｖ0 は、これらを踏まえ、キャニスタ１の活性炭Ｃ容量と燃料タンクＴの大きさおよびキャニスタ１への燃料蒸気流入量から求められる最適値とし、給油時の流入燃料蒸気を全量吸着可能なようにする。
【００５６】以上のように、上記構成によれば、複数の吸着材層５１、５２をそれぞれ壁面に設けたヒータプレート７で加熱することにより、活性炭Ｃ全体を効率よく加熱して、吸着している燃料蒸気のほぼ全量を脱離させることができる。この時、各吸着材層５１、５２を偏平な形状とし、吸着材層５１、５２の全領域がヒータプレート７から２５ｍｍ以内に入るように構成してあるため、加熱されない領域がなくなり、脱離性能が大きく向上する。従って、燃料蒸気がキャニスタ１内に残存しないので、次回の吸着時に放出される燃料蒸気の全量を確実に吸着することができ、また、車両放置中に燃料蒸気がキャニスタ１内を拡散して大気口１８から洩れるのを防止できる。また、従来の装置では約２０％発生していた活性炭Ｃの劣化がほとんどなくなり、これを見込んで増量する必要がないので、キャニスタ１の小型化が可能である。第２、第３の実施の形態についても上記制御を行うことで、同様の効果が得られる。
【００５７】さらに、上記構成のヒータプレート７を有する装置において、ヒータプレート７を利用して、その故障診断を行うことができる。これを図６の制御ルーチンを用いて説明する。図６において、故障診断制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ３０１でパージバルブ６２を閉弁し、続いてステップ３０２でキャニスタ１の大気口１８下流側に設置されるキャニスタクローズドバルブ（図略）を閉弁する。これにより燃料タンクＴからキャニスタ１を介して吸気系のパージバルブ６２に至る燃料蒸気通路が閉路空間となる。そこで、ステップ３０３でヒータプレート７に電力を供給すると、閉路空間内の気体が加熱されて膨張し、閉路空間内の圧力が上昇する。この圧力が所定圧Ｐ1 になるまでヒータプレート７に電力を供給し、ステップ３０４で所定圧Ｐ1 に至る経過時間をモニタする。ヒータプレート７に通電することにより閉路空間の圧力は上昇するが、閉路空間に穴が空いていれば、その上昇速度は遅く、穴の大きさによっては所定圧Ｐ1 に到達するのに相当の時間がかかる。ステップ３０４では、予め実験等により任意の時間ｔ1 を決めておき、ｔ1 以上時間がかかるようであれば、明らかに閉路空間に穴が空いているとして、異常判定を行う。
【００５８】この判定法は、大きめの洩れ穴の判定に適する簡易な方法で、細かい穴の判定は以降のステップに従う。ステップ３０５では、閉路空間の圧力をモニタし、時間ｔ1 未満で所定圧Ｐ1 に達したら、ステップ３０６でヒータプレート７への通電を停止する。次にステップ３０７でヒータプレート７の通電停止からの経過時間をモニタし、ステップ３０８で時間ｔ2 経過時の閉路空間内の圧力Ｐ2 を測定する。ヒータプレート７の余熱は閉路空間内の圧力を若干上昇傾向とするが、閉路空間に洩れがあると、閉路空間内の圧力は、洩れ穴の大きさや燃料残量等により降下幅は異なるものの、徐々に低下する。ステップ３０９ではＰ2 −Ｐ1 を計算してＰ3 を求め、ステップ３１０で任意の規定圧Ｐ4 とＰ3 の大小を比較する。規定圧Ｐ4 とは、任意の燃料残量で発生する圧力低下において、本システムに許容される洩れ穴の最大値であり、Ｐ3 がＰ4 より大きければ洩れ穴は許容範囲を越えているとして、ステップ３１１で異常判定する。それ以外はステップ３１２で正常判定する。
【００５９】このように、ヒータプレート７を設けた上記装置では、ヒータプレート７を加圧手段として利用することで、構成を変更することなく容易に洩れの有無を判定することができる。また、燃料残量と洩れ穴の大きさに対する圧力低下の大きさを把握して規定圧を決めれば、あらゆる洩れ穴に対応できる。
【００６０】図７に本発明の第４の実施の形態を示す。上記各実施の形態では、温調手段としてのヒータプレート７を用いて、脱離時の活性炭Ｃの温度調節を行うことにより脱離性能を向上させているが、本実施の形態では、脱離時のみならず吸着時にも温度調節可能な温調手段を設けている。図７（ａ）は、本実施の形態の燃料蒸気処理装置の概略構成を示すもので、キャニスタ１以外の構成は、上記各実施の形態と同じであり、以下、相違点を中心に説明する。
【００６１】図７（ａ）、（ｂ）のように、キャニスタ１は筒状ケース１１内に配設した多孔板４１、４２間に活性炭Ｃを充填した燃料吸着層５を有している。多孔板４１、４２とケース１１の間には空間１３、１４がそれぞれ形成され、多孔板４１、４２の内側には活性炭Ｃを保持するフィルタ（図略）が介設されている。燃料吸着層５は、燃料蒸気の流れ方向（図７（ｂ）の左右方向）に平行な２つの吸着材層５１、５２に区画されており、これら吸着材層５１、５２の周囲を取り囲むように（図７（ｃ））、その流れ方向の全長に渡って、温調手段としての温調層９が配設されている。
【００６２】本実施の形態においても、ケース１１は、燃料蒸気の流れ方向（図７（ａ）の左右方向）に垂直な断面が、偏平な長方形となるように形成され、仕切壁となる層９ｂは、ケース１１の長辺を含む壁面と平行に、短辺を等分するように設けられる。すなわち、２つの吸着材層５１、５２は、同一形状でより偏平な長方形断面の層となり、吸着材層５１、５２の全領域が温調層９から２５ｍｍ以下となるように構成することで、温調制御されない領域をなくし、吸着および脱離を効果的に行うことができる。
【００６３】図７（ｂ）、（ｃ）において、温調層９はケース１１外側壁を兼ねる層９ａと、２つの吸着材層５１、５２を区画する仕切壁となる層９ｂからなり、これらの層９ａ、９ｂは互いに連通している。各層９ａ、９ｂは、中空としたケース１１の壁部内を、活性炭Ｃを加熱または冷却する媒体が流れる流路となしたもので、外周側の層９ａの左端上部、右端下部にそれぞれ設けたポート９１、９２にて外部と連通している。吸着材層５１、５２に接する温調層９の壁面は、金属等の熱伝達率の高い材料とし、熱交換を促進して温調効果を高めることができる。
【００６４】そして、例えば、温調層９の左端上部のポート９１を媒体の導入ポートとし、右端下部のポート９２を媒体の導出ポートとして、活性炭Ｃ温度が上昇する吸着時には冷却用の媒体を、活性炭Ｃ温度が低下する脱離時には加熱用の媒体を、それぞれ流通させることで、吸着脱離性能を向上可能である。すなわち、吸着時には、活性炭Ｃの放熱を促進して温度上昇を抑制し、脱離時には、活性炭Ｃ温度の低下を抑制して、効果的に吸着脱離を行うことができる。その具体例について、以下に説明する。
【００６５】図８は本発明の第５の実施の形態であり、図示されるように、キャニスタ１の温調層９には、導入ポート９１にエアポンプＰを接続するとともに、このエアポンプＰ１に三方弁Ｖ１を介して通路９３、９４をそれぞれ接続して、吸着時と脱離時で導入される媒体を切り替える構成としてある。このうち、通路９３は冷却媒体としての外気に連通し、通路９４は排気管６３近傍に延びて、加熱媒体として、排気の熱で温められた空気が導入されるようになしてある。
【００６６】上記構成において、燃料蒸気の吸着時（エンジン停止時または給油時）には、三方弁Ｖ１を通路９３側に開き、エアポンプＰ１により冷却媒体としての外気を温調層９に導入する。一方、燃料タンクＴ内で発生した燃料蒸気は、エバポライン２または給油ライン３からキャニスタ１に放出され、空間１３内を拡散して各吸着材層５１、５２に均等に流入し、活性炭Ｃに吸着される。この時、燃料蒸気の液化に伴って発熱するが、発生した熱が温調層９に放熱されるため、活性炭Ｃ温度の上昇が抑制される。また、エアポンプＰ１を回すことにより、熱交換により温度上昇した温調層９内の空気は導出ポート９２から外部へ排出され、低温の新気が常に導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを冷却する効果が高く、高い吸着性能を得ることができる。
【００６７】燃料蒸気の脱離時（エンジン作動時）には、三方弁Ｖ１を通路９４側に開き、エアポンプＰ１によって、排気管６３の熱で温められた加熱媒体としての高温の空気がを温調層９に導入する。一方、キャニスタ１内の燃料蒸気は、吸気管負圧により大気ポート１８から導入される大気によって脱離し、パージライン６１から吸気管６に送出される。この時、燃料蒸気の気化に伴い各吸着材層５１、５２の温度が低下し始めるが、温調層９を流通する高温の空気によって加熱され、温度低下が抑制される。熱交換により温度低下した温調層９内の空気は導出ポート９２から外部へ排出され、高温の空気が新たに導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを加熱する効果が高く、高い脱離性能を得ることができる。
【００６８】このように、吸着時と脱離時とで温調層９に導入される媒体を切り替え、さらにエアポンプＰ１を用いて強制的に温調層９内の空気を循環させることで、高い温調効果が得られる。また、図８に破線で示すように、導出ポート９２を、通路６４にて大気ポート１８と連通させることもできる。この場合、吸着時に温調層９から排出される高温の空気をそのままパージエアとして使用することができるので、脱離時の温度低下を抑制する効果が高い。なお、上記実施の形態では、冷却媒体として外気を、加熱媒体として排気の熱で温められた高温の空気を用いたが、他の気体を用いることももちろんできる。
【００６９】また、図９に第６の実施の形態として示すように、導入ポート９１にポンプＰ２を接続し、このポンプＰ２に三方弁Ｖ２を介して通路９５、９６をそれぞれ接続した構成としてもよい。このうち、通路９５はエンジン冷却水配管に接続されており、通路９６は水タンクＴ´に連通している。水タンクＴ´は通路６７を介して三方弁Ｖ３に連通し、三方弁Ｖ３の一端は導出ポート９２に接続する通路６５に、他端は通路６６を介してエンジン冷却水配管に接続されている。
【００７０】上記構成において、エンジン停止時等の吸着時には、三方弁Ｖ２を通路９６側に開き、ポンプＰ２により冷却媒体として水タンクＴ´内の低温の水を温調層９に導入する。一方、燃料タンクＴ内で発生した燃料蒸気がキャニスタ１に流入し、吸着される。この時、燃料蒸気の液化に伴って発生した熱は温調層９を流通する低温の水に放熱され、活性炭Ｃ温度の上昇が抑制される。また、ポンプＰ２により温度上昇した温調層９内の水は導出ポート９２から排出されて、通路６５、三方弁Ｖ３、通路６７を経て水タンクＴ´に戻り、低温の水が常に導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを冷却する効果が高く、高い吸着性能を得ることができる。
【００７１】エンジン作動時の脱離時には、三方弁Ｖ２を通路９５側に開き、ポンプＰ２により加熱媒体としてエンジンにより温められた高温のエンジン冷却水を温調層９に導入する。一方、吸気管負圧により大気ポート１８から導入される大気によって燃料蒸気が脱離し、吸気管６に送出される。この時、燃料蒸気の気化に伴い各吸着材層５１、５２の温度が低下するが、温調層９を流通する高温の水によって加熱され、温度低下が抑制される。熱交換により温度低下した温調層９内の水は導出ポート９２から通路６５、三方弁Ｖ３、通路６６を経てエンジン冷却水配管に戻り、高温の水が常に導入ポート９１から温調層９に供給されるので、活性炭Ｃを加熱する効果が高く、高い脱離性能を得ることができる。
【００７２】このように、冷却または加熱媒体として水を用いることもでき、吸着時と脱離時とで温調層９に導入される媒体を切り替え、さらにポンプＰ２を用いて強制的に温調層９内の水を循環させることで、高い温調効果が得られる。水の他、例えばオイル等の液体を用いてもよい。
【００７３】上記各実施の形態では、燃料吸着層５を上下２層の吸着材層５１、５２に区画したが（図７（ｃ）参照）、各吸着材層の形状や数は、これに限るものではない。例えば、図１０（ａ）に第７の実施の形態として示すように、燃料吸着層５を格子状に多数に区画し、区画された各部に吸着材層５３と温調層９を互い違いに配置した構成や、図１０（ｂ）に第８の実施の形態として示すように、吸着材層５４と温調層９を図の左右に交互に配置した構成とすることもできる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）はいずれも燃料吸着層５の燃料蒸気の流れ方向と垂直な断面を示すもので（図７（ｃ）に対応）、各吸着材層５３、５４は燃料蒸気の流れ方向と平行に形成されている。
【００７４】さらに、図１１に第９の実施の形態として示すように、燃料吸着層５内に温調層９を埋設した構成、すなわち、上記図７（ｃ）に示した吸着材層５１、５２と温調層９の配置を逆転させた構成とすることもできる。図１１において、燃料吸着層５内には、偏平な長方形断面の２つの温調層９ｃ、９ｄが間隔をおいて配置され、各温調層９ｃ、９ｄの周囲を取り囲むように活性炭を充填した燃料吸着層５が形成されている。このようにしても、燃料吸着層５と温調層９との接触面積を十分大きく取ることができ、燃料吸着層５を温調効果が得られる適当な厚さに設定することで、燃料吸着層５の全体を効果的に温調して、吸着脱離性能を向上することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４６９５
【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１２年１０月１２日（２０００．１０．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７５９６
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 求馬
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２６３２（Ｐ２００１−１８２６３２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３１２０７３（Ｐ２０００−３１２０７３） |
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