(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
燃料タンク内に生じた蒸散燃料は大気汚染の原因となることから、エンジンを搭載した車両には、一般的に、蒸散燃料の大気中への排出を抑制するための蒸散燃料処理装置が搭載されている。蒸散燃料処理装置は、例えば、燃料タンクとエンジンの吸気系とをキャニスタを備えたパージ管路で接続し、燃料タンク内で発生した蒸散燃料をキャニスタ内の活性炭に一旦吸着させると共に、エンジンの吸気負圧に応じて活性炭で吸着した燃料をエンジンの吸気系に導入して新気と共に燃焼させるものである。また、キャニスタは、エンジンからの熱を利用することで蒸散燃料の脱離を促進するために、エンジンルームに配置されることがある。
【0003】
また、近年では、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)や、ハイブリッド自動車(HEV)等のように、エンジンと共に走行用モータ及び二次電池を備えた車両が実用化されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このような車両では、エンジン及び二次電池を搭載するため、レイアウトスペースが限られてくる。このような制約の下では、キャニスタをエンジンルーム以外に配置することが検討されている。例えば、特許文献1には、キャニスタが燃料タンクと二次電池との間に配置されている。
【0005】
キャニスタをエンジンルーム以外に配置する場合では、衝突時の衝撃や走行時に飛散してくる小石などからキャニスタを保護する必要がある。また、衝突などで、万が一、キャニスタが破損して燃料漏れが生じることを想定すると、キャニスタを、熱源となる排気管の近傍に配置することは好ましいとはいえない。上述した特許文献1では、このような衝撃や排気管の影響を考慮してキャニスタを配置したものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記事情に鑑み、キャニスタからの燃料漏れをより確実に防止することができる蒸散燃料処理装置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】
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、車両に搭載される燃料タンクと、前記燃料タンクよりも前方に搭載される二次電池と、前記燃料タンク内の蒸散燃料を吸着するキャニスタとを備え、前記キャニスタは、前記二次電池と前記燃料タンクとの間に配置され、車両の幅方向の中心を通り前後方向に延びる中心線に対して排気管とは反対側に配置され
、前記キャニスタの大気開放口は、前記二次電池よりも上方に配置されていることを特徴とする蒸散燃料処理装置にある。
【0009】
第1の態様では、車両が衝突する際に生じる前後方向の衝撃によりキャニスタが破損することを抑制することができ、キャニスタからの燃料漏れをより確実に防止することができる。
【0010】
また、キャニスタが中心線に対して排気管とは反対側に配置されている。これにより、万が一、キャニスタから燃料が漏れたとしても、熱源から遠いので発火のリスクを低減することができる。
また、キャニスタが二次電池よりも上方に位置していることで、二次電池でキャニスタの底面側を保護することができる。このような構成とすることで、車両の走行時に小石などの飛散物がキャニスタにまで到達しにくくすることができる。したがって、飛散物の衝突でキャニスタが破損することをより確実に防止することができる。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する蒸散燃料処理装置において、前記二次電池は角が面取りされた面取り部を備え、前記キャニスタは前記燃料タンクと前記面取り部との間に形成される隙間に配置されることを特徴とする蒸散燃料処理装置にある。
第2の態様では、車両が前方から衝突したとき、二次電池が燃料タンクに接触するまで押し込まれても隙間を潰さずに残すことが可能となる。これにより、キャニスタが二次電池と燃料タンクとで挟まれて破損する可能性を低減することができる。
【0011】
本発明の第
3の態様は、第1
又は第2の態様に記載する蒸散燃料処理装置において、前記キャニスタは、車両の前後方向に延設される一対のサイドメンバの間に配置されていることを特徴とする蒸散燃料処理装置にある。
【0012】
第
3の態様では、車両の側方からの衝突時における衝撃からキャニスタをより確実に保護することができる。
【0013】
本発明の第
4の態様は、第1
から第3の何れか一つの態様に記載する蒸散燃料処理装置において、前記二次電池を保持するクロスメンバを備え、前記キャニスタは、前記クロスメンバよりも後方に配置されていることを特徴とする蒸散燃料処理装置にある。
【0014】
第
4の態様では、車両の前方からの衝撃によりキャニスタが破損することを、より確実に防止することができる。
【0015】
本発明の第
5の態様は、第1から第
4の何れか一つの態様に記載する蒸散燃料処理装置において、前記燃料タンクよりも後方に配置されたリアクロスメンバを備え、前記キャニスタは、前記リアクロスメンバよりも前方に配置されていることを特徴とする蒸散燃料処理装置にある。
【0016】
第
5の態様では、車両の後方からの衝撃によりキャニスタが破損することを、より確実に防止することができる。
【0017】
本発明の第
6の態様は、第1から第
5の何れか一つの態様に記載する蒸散燃料処理装置において、車両のフロアパネルの一部であって後方に向かって上方に傾斜したキックアップ部を備え、前記キャニスタは、前記フロアパネルの下面側であって前記キックアップ部よりも後方側に設けられていることを特徴とする蒸散燃料処理装置にある。
【0018】
第
6の態様では、車両の底面側からの飛散物によるキャニスタの破損をより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、キャニスタからの燃料漏れをより確実に防止することができる蒸散燃料処理装置が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0024】
〈実施形態1〉
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【0025】
図1は、本実施形態に係る蒸散燃料処理装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る蒸散燃料処理装置は、例えば、プラグインハイブリッド自動車等の車両に搭載され、エンジンに供給する燃料が貯留される燃料タンク内に発生する蒸散燃料を大気中に排出されるのを抑制するための装置である。
【0026】
蒸散燃料処理装置10は、活性炭が封入され燃料タンク100で発生した蒸散燃料を吸着するキャニスタ12を備える。キャニスタ12は、ベーパ配管14によって燃料タンク100と接続されている。詳しくは、ベーパ配管14は、その一端が燃料タンク100内に配置され、他端がキャニスタ12に接続されている。
【0027】
燃料タンク100内に設けられているレベリングパイプ106は、給油時に燃料タンク100内の燃料の液面を制御する。ロールオーバーバルブ108は、フロート弁の作用により燃料タンク100から外部への燃料の流出を防止し、2ウェイバルブ110は、燃料タンク100が満タンに近い状態での給油における給油量を制限する。ロールオーバーバルブ108、及び2ウェイバルブ110は既存の構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。さらに燃料タンク100には、燃料配管114を介してエンジン102の燃料噴射弁(図示なし)に供給する燃料ポンプ116が設けられている。
【0028】
キャニスタ12は、パージ配管20を介してエンジン102の吸気通路104に接続されている。すなわち本実施形態では、燃料タンク100は、ベーパ配管14とパージ配管20とによってエンジン102の吸気通路104に接続されている。パージ配管20には、例えば、エンジン102側の端部近傍に、パージ配管20を開閉するパージバルブ22が設けられている。
【0029】
また、キャニスタ12には、外部に連通する大気開放口12aが上面に設けられている。この大気開放口12aにはベント配管26が接続されている。このベント配管26を介してキャニスタ12が外気に連通している。またパージバルブ22は、いわゆる常時閉タイプの電磁弁で構成されている。
【0030】
燃料タンク100には、燃料タンク100内に燃料を供給するためのフィラーパイプ120が接続されている。そして、このフィラーパイプ120の燃料タンク100とは反対側の端部に給油口122が設けられている。給油口122は、給油口キャップ124によって密封可能に構成されている。この給油口122は、凹部126内に形成されており、凹部126の開口は給油口リッド128によって開閉可能に構成されている。例えば、本実施形態では、給油口リッド128は、ロック機構(図示なし)により閉状態に保持され、車両の運転席に設けられた開放スイッチ150の操作によりロック機構が解除されて開状態となるように構成されている。
【0031】
ECU130は、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類を備え、各種センサ類からの情報に基づいて、蒸散燃料処理装置10を含むエンジン102の総合的な制御を行っている。
【0032】
また、特に図示しないが、車両は、二次電池であるバッテリと、このバッテリからの電力供給により作動する走行用モータ(駆動装置)とを備える。走行用モータは、駆動機構を介して駆動輪に連結されている。走行用モータは、駆動機構を介して駆動輪を駆動させる一方、いわゆる回生動作時には、駆動輪からの回転を受けて発電し、その電力をバッテリに供給する。また、バッテリは外部の電源から充電可能となっている。ECU130は、走行用モータの動作(出力)、すなわちバッテリから走行用モータの電力供給を適宜制御する。
【0033】
図2及び
図3を用いて、蒸散燃料処理装置10を構成する燃料タンク100、バッテリ140、キャニスタ12等の配置について詳細に説明する。
図2は蒸散燃料処理装置10を示す平面図であり、
図3は蒸散燃料処理装置10を示す側面図である。なお、
図2は、車両のフロアパネルの図示を省略してある。また、X方向は自動車の車幅方向、Y方向は自動車の前後方向、Z方向は自動車の高さ方向を表している。
【0034】
車両は、車両下部の骨格をなす車体フレーム30を備えている。車体フレーム30は、車両の前後方向に延びる部材として、フロントサイドメンバ40、サイドシル50及びリアサイドメンバ60を何れも左右一対ずつ備えている。また、車体フレーム30は、車幅方向に延びる部材として、フロントクロスメンバ(図示せず)、フロントフロアサイドブレース70、第1リアクロスメンバ71、第2リアクロスメンバ72及び第3リアクロスメンバ73を備えている。
【0035】
なお、フロントサイドメンバ40及びリアサイドメンバ60は請求項のサイドメンバの一例であり、第2リアクロスメンバ72及び第3リアクロスメンバ73は請求項のリアクロスメンバの一例である。
【0036】
上述した各部材は、横断面(各部材の長手方向に垂直な平面で切断した面)あるいは接合するフロアパネル90等と合体した横断面が矩形状の閉断面形状を形成するように、例えば鋼板がプレス加工されたものである。
【0037】
左右一対のフロントサイドメンバ40は、車両の前部から中央部に亘って車幅方向に互いに離隔して配設されている。フロントサイドメンバ40の後端側は、第1リアクロスメンバ71に接続されている。また、車体フレーム30の前部においては、一対のフロントサイドメンバ40の間にフロントクロスメンバ(図示せず)が架設されている。
【0038】
左右一対のフロントサイドメンバ40の車幅方向の外側には、左右一対のサイドシル50が設けられている。各サイドシル50は、フロントサイドメンバ40に対して車幅方向において離隔して配置されている。これらのサイドシル50とフロントサイドメンバ40とは、複数のフロントフロアサイドブレース70により接続されている。
【0039】
一対のサイドシル50の後部には、一対のリアサイドメンバ60が車幅方向に互いに離隔して配設されている。各リアサイドメンバ60は、車体フレーム30の後方側を構成しており、前方から順に、傾斜部61及び水平部62を有している。
【0040】
傾斜部61は、後方に向かって車体中心側且つ上方に傾斜した部位であり、前端部が対応するサイドシル50の上面に結合されている。水平部62は、傾斜部61に連続し、前後方向に沿って略水平に延設された部位である。
【0041】
一対のリアサイドメンバ60の間には、第1リアクロスメンバ71が架設されている。第1リアクロスメンバ71は、左右端部が各リアサイドメンバ60に結合されている。また、第1リアクロスメンバ71は、各フロントサイドメンバ40の上面に結合されている。第1リアクロスメンバ71は上方に凸となった弧状に形成され、バッテリ140の上方を跨いで配置されている。
【0042】
第1リアクロスメンバ71から後方に所定間隔を空けて離れた位置には、第2リアクロスメンバ72が配設されている。さらに第2リアクロスメンバ72から後方に所定間隔を空けて離れた位置には第3リアクロスメンバ73が配設されている。第2リアクロスメンバ72及び第3リアクロスメンバ73の左右端部は、各リアサイドメンバ60に接続されている。また、特に図示しないが、第2リアクロスメンバ72及び第3リアクロスメンバ73上には、後輪に取り付けられる走行用モータが設置されている。
【0043】
サイドシル50、フロントフロアサイドブレース70、リアサイドメンバ60の上面には、車両の床面を構成するフロアパネル90が設けられている。また、フロアパネル90は、フロアパネル90の一部を構成するキックアップ部95を備えている。キックアップ部95は、後方に向けて上方に傾斜したフロアパネル90の一部である。本実施形態では、第1リアクロスメンバ71の近傍からキャニスタ12よりも前方までの間において、キックアップ部95が後方に向けて上方に傾斜している。また、フロアパネル90のうち、キックアップ部95よりも前方側を第1フロアパネル部91、キックアップ部95よりも後方側を第2フロアパネル部92と称する。
【0044】
上述した構成の車体フレーム30には、燃料タンク100、バッテリ140、及びキャニスタ12等が取り付けられている。
【0045】
燃料タンク100は、平面視で、第1リアクロスメンバ71、第2リアクロスメンバ72及び一対のリアサイドメンバ60によって囲まれた空間内に配置されている。また、燃料タンク100は、キックアップ部95よりも後方側の第2フロアパネル部92の下方に配置されている。燃料タンク100は、特に図示しないが、第2リアクロスメンバ72やフロアパネル90等に固定されている。
【0046】
燃料タンク100は、燃料タンク100の下側を構成する第1タンク部100aと、上側を構成する第2タンク部100bとを備えている。第2タンク部100bは、第1タンク部100aの上面から突出しており、第1タンク部100aと第2タンク部100bとで、燃料タンク100の上部に段差部100cが形成されている。キャニスタ12に接続されたベーパ配管14は、この段差部100cの上方で下方に向けて屈曲し、第1タンク部100aに接続されている。
【0047】
バッテリ140は、フロアパネル90の下方において、平面視でフロントクロスメンバ(図示せず)、フロントサイドメンバ40、及び第1リアクロスメンバ71によって囲まれた空間内に固定されている。
【0048】
具体的には、バッテリ140は、バッテリ140をフロントサイドメンバ40に取り付けるための部材であるクロスメンバ80を備えている。各クロスメンバ80は、X方向の一端がバッテリ140の側面に固定され、X方向の他端がフロントサイドメンバ40の下面側に固定されている。本実施形態では、バッテリ140のX方向の両側に4個ずつY方向に所定の間隔を置いて配置されている。このようなクロスメンバ80を介して、バッテリ140は、フロントサイドメンバ40に固定されている。
【0049】
また、バッテリ140は、平面視で角が面取りされている。本実施形態では、バッテリ140は、4つの角が全て面取りされた面取り部141を有している。なお、面取り部141は4つの角全てに設けられている必要はない。
【0050】
このようなバッテリ140は、燃料タンク100よりも前方に配置されている。このような配置とすることで、燃料タンク100とバッテリ140との間には、隙間が形成されている。特に、本実施形態では、バッテリ140には面取り部141が形成されているため、バッテリ140の後端側の面取り部141と、燃料タンク100の側面とにより、平面視で三角形状の隙間Sが形成されている。
【0051】
なお、本実施形態では燃料タンク100とバッテリ140とは、前後に離隔しているが、このような態様に限定されない。バッテリ140が燃料タンク100よりも前方に搭載されているとは、バッテリ140が燃料タンク100に平面視で一部重なる又は接触している態様も含む。例えば、バッテリ140が燃料タンク100に一部重なる又は接触していても、面取り部141を設けるなどして、キャニスタ12が収納できる隙間Sを設けてあればよい。
【0052】
このような燃料タンク100とバッテリ140との間の隙間Sには、キャニスタ12が配置されている。キャニスタ12が燃料タンク100とバッテリ140との間に配置されるとは、本実施形態のように、平面視で燃料タンク100及びバッテリ140には重ならないような配置である場合の他に、平面視で燃料タンク100やバッテリ140にキャニスタ12の一部が重なるように配置された場合も含む。
【0053】
また、キャニスタ12は、バッテリ140よりも上方に配置されている。キャニスタ12がバッテリ140よりも上方に配置されているとは、本実施形態のようにバッテリ140よりも完全に上方に配置されている場合の他に、高さ方向においてキャニスタ12が一部バッテリ140に重なるように配置された場合も含む。
【0054】
キャニスタ12は、ブラケット17を介してフロアパネル90に固定されている。本実施形態では、キャニスタ12は、フロアパネル90のうちキックアップ部95よりも後方側の第2フロアパネル部92にブラケット17を介して固定されている。
【0055】
また、
図2に示すように、車両には、エンジン(図示せず)からの排気を車両の後方に排出する排気管18が設けられている。キャニスタ12は、中心線Lに対して排気管18とは反対側に配置されている。中心線Lとは、車両の幅方向(X方向)の中心を通り前後方向(Y方向)に延びる仮想的な線である。キャニスタ12と排気管18とは、この中心線Lを挟んで配置されている。
【0056】
以上に説明したように、本実施形態に係る蒸散燃料処理装置10は、キャニスタ12が燃料タンク100とバッテリ140との間に配置されている。すなわち、キャニスタ12は、前後方向においては燃料タンク100とバッテリ140に囲まれる配置となるので、前後方向の衝撃から保護される。これにより、車両が衝突する際に生じる前後方向の衝撃によりキャニスタ12が破損することを抑制することができ、キャニスタ12からの燃料漏れをより確実に防止することができる。
【0057】
また、本実施形態ではバッテリ140は面取り部141を有し、隙間Sが形成されている。このような構成とすることで、車両が前方から衝突したとき、バッテリ140が燃料タンク100に接触するまで押し込まれても隙間Sを潰さずに残すことが可能となる。これにより、キャニスタ12がバッテリ140と燃料タンク100とで挟まれて破損する可能性を低減することができる。
【0058】
さらに、キャニスタ12が、中心線Lを中心として、排気管18とは反対側に配置されている。このような構成とすることで、熱源の排気管18からキャニスタ12を離すことができる。これにより、万が一、キャニスタ12から燃料が漏れたとしても、熱源から遠いので発火のリスクを低減することができる。
【0059】
本実施形態に係る蒸散燃料処理装置10は、キャニスタ12が一対のフロントサイドメンバ40及びリアサイドメンバ60の間に配置されている。このような構成とすることで車両の側方からの衝突時における衝撃からキャニスタ12をより確実に保護することができる。
【0060】
本実施形態に係る蒸散燃料処理装置10は、キャニスタ12がクロスメンバ80より後方に配置されている。このような構成とすることで、キャニスタ12の前方をクロスメンバ80により保護することができる。これにより、車両の前方からの衝撃によりキャニスタ12が破損することを、より確実に防止することができる。
【0061】
本実施形態に係る蒸散燃料処理装置10は、キャニスタ12が第2リアクロスメンバ72及び第3リアクロスメンバ73(請求項のリアクロスメンバ)よりも前方に配置されている。このような構成とすることで、キャニスタ12の後方を第2リアクロスメンバ72及び第3リアクロスメンバ73により保護することができる。これにより、車両の後方からの衝撃によりキャニスタ12が破損することを、より確実に防止することができる。
【0062】
本実施形態に係る蒸散燃料処理装置10は、キックアップ部95よりも前方にバッテリ140が配置され、キックアップ部95よりも後方にキャニスタ12が配置されている。このような構成とすることで、キャニスタ12をバッテリ140よりも更に離して上方に配置することができる。これにより、車両の底面側からの飛散物によるキャニスタ12の破損をより確実に防止することができる。
【0063】
本実施形態に係る蒸散燃料処理装置10は、キャニスタ12がバッテリ140よりも上方に位置していることで、バッテリ140でキャニスタ12の底面側を保護することができる。このような構成とすることで、車両の走行時に小石などの飛散物が隙間Sに飛び込み、キャニスタ12にまで到達しにくくすることができる。したがって、飛散物の衝突でキャニスタ12が破損することをより確実に防止することができる。
【0064】
また、キャニスタ12がバッテリ140よりも上方には配置されているものの、平面視では燃料タンク100とバッテリ140との隙間Sに配置されている。このような配置とすることで、車両の底面側から見たとき、キャニスタ12は他の部材に遮られない。このため、車両のメンテナンス時などにおいて、キャニスタ12に対する作業性を確保することができる。
【0065】
さらに、キャニスタ12の大気開放口12aは、バッテリ140よりも上方に位置している。特に本実施形態では、キックアップ部95より後方にキャニスタ12を配置したので、キックアップ部95よりも上方に位置する第2フロアパネル部92にキャニスタ12が取り付けられている。このように、キャニスタ12は、フロアパネル90の下方側のうち、より上方に位置するように取り付けられているので、大気開放口12aに水が浸入する虞を低減することができる。
【0066】
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
【0067】
例えば、実施形態1の車体フレーム30に限定されず、任意の車体フレームの構成についても本発明は適用できる。また、燃料タンク100、キャニスタ12を接続するベーパ配管14についても、実施形態1の構成に限定されず、任意のベーパ配管14の構成についても本発明は適用できる。さらに、ベーパ配管14には、ベーパ配管14を開閉する密閉弁を設けてもよい。エンジン102の停止時等において密閉弁を閉鎖することで、キャニスタ12に蒸散燃料が吸着されることを抑制することができる。これにより、キャニスタパージを目的としたエンジン102の始動を不要とすることができ、又は始動頻度を低減することができるので、燃費を向上させることができる。
【0068】
また、キャニスタ12の構成は実施形態1の構成に限定されない。また大気開放口12aはバッテリ140よりも上方に位置している必要はない。
【0069】
また、燃料タンク100は、第1タンク部100aと第2タンク部100bとから構成された形状であったが、これに限定されない。
【0070】
また、フロアパネル90は、キックアップ部95を含んでいたが、このような構成に限定されず、キックアップ部95を含まない任意の形状のフロアパネル90であっても本発明は適用できる。