JP3610709B2

JP3610709B2 - Canister durability test equipment

Info

Publication number: JP3610709B2
Application number: JP33918296A
Authority: JP
Inventors: 博邦瀬戸
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: JPH10176614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の蒸発燃料を捕集して蓄えた後にベーパ燃料をエンジンに吸入させる燃料蒸発抑制装置において、蒸発燃料を捕集して蓄えるキャニスタの耐久試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンを燃料とする車両には、燃料タンクで蒸発する燃料を捕集してエンジンに吸入させる燃料蒸発抑制装置が設けられている。図７に基づいて燃料蒸発抑制装置を説明する。図７には燃料抑制装置を備えた燃料供給経路の概略構成を示してある。
【０００３】
図に示すように、燃料タンク１内の燃料（ガソリン）は燃料ポンプ２によりエンジン３に送られ、エンジン３からの排気ガスは触媒４を介して大気に開放される。一方、燃料タンク１内で蒸発した蒸発燃料は、下部が大気に開放されたキャニスタ５に送られてキャニスタ５内に一時蓄えられる。キャニスタ５内には多数の活性炭素が収納され、蒸発燃料は活性炭素に形成された微細な細孔に捕集されて液化されて蓄えられる。エンジン３の始動により、吸気マニホルド側の負圧によって下部からの外気と共に液化された蒸発燃料がベーパ燃料としてエンジン３に吸入されるようになっている。即ち、キャニスタ５がパージされることにより液化された蒸発燃料がベーパ燃料となってエンジン３に送られるようになっている。
【０００４】
燃料抑制装置のキャニスタ５は、車両の運転によって蒸発燃料の捕集とパージが繰り返され、車両の走行距離に応じて劣化していく。つまり、車両の走行距離が長くなるにつれてキャニスタ５内に残留する蒸発燃料が多くなり、蒸発燃料の捕集能力が低下してくる。図８に基づいて従来の耐久試験装置を説明する。図８にはキャニスタ５の従来の耐久試験装置の概略構成を示してある。
【０００５】
図に示すように、恒温槽６内にはキャニスタ５が収容され、キャニスタ５が所定温度（例えば６０℃）に保持されるようになっている。加熱槽７には蒸発燃料発生装置（以下、Ａと記す）８が収容され、Ａ８には実際の燃料であるガソリン９が入れられている。Ａ８内のガソリン９は高温に熱した熱媒体によって高温（例えば１００ ℃）に加熱され、乾燥空気が供給されることにより蒸発ガソリンとしてキャニスタ５に送られる。一方、キャニスタ５に送られた蒸発ガソリンが許容量を越えると、許容量を越えた分の蒸発ガソリンがトラップ１０に送られてトラップ１０の重量変化が検出される。また、キャニスタ５にはパージエア１１が送られ、パージエア１１が送られることによりキャニスタ５内に捕集された蒸気ガソリンが排出される。
【０００６】
上述した耐久試験装置では、加熱槽７でＡ８を加熱することによりガソリン９が高温に加熱されると共に、恒温槽６内が所定温度の雰囲気に保たれてキャニスタ５が所定温度に保たれる。Ａ８に乾燥空気が供給され、Ａ８内のガソリン９が蒸発ガソリンとしてキャニスタ５に送られる。
【０００７】
キャニスタ５では蒸発ガソリンが捕集され、キャニスタ５が飽和状態になって蒸発ガソリンの捕集能力が限界を越えると、許容量を越えた分の蒸気ガソリンがトラップ１０に送られる。蒸気ガソリンがトラップ１０に送られると重量変化によって限界量の蒸発ガソリンがキャニスタ５に送られたことが検出される（吸着）。その後、キャニスタ５を所定温度まで降温した後、キャニスタ５にパージエア１１を送り、キャニスタ５内に捕集された液化ガソリンをベーパガソリンとして排出する（離脱）。
【０００８】
蒸発ガソリンの吸着と離脱を繰り返すことによりキャニスタ５内に高沸点の燃料成分を残留させ、キャニスタ５における蒸発ガソリンの捕集能力を低下させていく。蒸発ガソリンの吸着と離脱を繰り返す過程で、吸着時のキャニスタ５の重量と離脱時のキャニスタ５の重量とを計測して重量の経時変化を検出する。
【０００９】
このように、従来の耐久試験装置は、ガソリンを高温に加熱することにより蒸発ガソリンを発生させてキャニスタ５に送り、蒸発ガソリンの吸着と離脱とを繰り返してキャニスタ５の捕集能力を低下させるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャニスタの耐久試験装置は、ガソリンを高温に加熱することにより蒸発ガソリンを発生させているので、高温の熱媒体をＡ８の周囲に送給する加熱装置や危険防止のための多大な安全設備が必要であり、装置が大型化して設備規模が大きくなっていた。また、ガソリンやキャニスタ５の加熱及び降温を繰り返して試験を行なっているので、耐久完了（所定の走行距離相当完了）までにかなりの時間を要していた。
【００１１】
ところで、キャニスタ５による蒸発ガソリンの捕集能力の減少は、活性炭の細孔の閉塞状況によって評価される。図９にはキャニスタ５の活性炭素の細孔容積に対する細孔直径の関係を新品（実線）と劣化品（点線）について示してある。図に示すように、細孔容積に対して細孔直径が減っている部分、即ち閉塞範囲Ｓは、所定の直径Ｐよりも小さい径の範囲に集中している。この閉塞範囲Ｓの成分を分析した場合、ガソリン成分のうち比較的高い沸点の成分、例えば、キシレンの沸点よりも高い沸点の成分が多く含まれていることが判明している。
【００１２】
従来の耐久試験装置では、ガソリンを高温に加熱して蒸発ガソリンを発生させているので、実際の車両の蒸発ガソリンに比較して高沸点のガソリン成分が多くキャニスタ５に送られていた。このため、ガソリンを高温に加熱して蒸発ガソリンとした従来の耐久試験では、実際の車両の蒸発ガソリンにはあまり含まれない高沸点の成分が多くキャニスタ５に送られて活性炭の細孔の閉塞を早める結果になってるのが現状であり、実際の車両に搭載されたキャニスタの劣化状態を再現しにくく市場相関性が低いものであった。
【００１３】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、安全でしかも設備規模が小さく、市場相関性が高いキャニスタの耐久試験装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は、蒸発燃料を捕集して蓄えた後にベーパ燃料としてエンジンに吸入させる燃料蒸発抑制装置に設けられて前記蒸発燃料を捕集するキャニスタの劣化状態を促進させるキャニスタの耐久試験装置において、前記キャニスタを所定温度に保って保持する保持部と、前記保持部に保持された前記キャニスタに液体の試験燃料を注入する試験燃料注入手段と、前記試験燃料注入手段によって前記液体の試験燃料が注入された前記キャニスタにエアを供給して前記キャニスタの液抜きを行なう液抜き手段と、前記液抜きが行なわれた後の前記キャニスタの重量を計測する吸着重量計測手段と、前記液抜き手段によって液抜きが行なわれた前記キャニスタにパージエアを供給することにより前記キャニスタのパージを行なってベーパ燃料を生じさせるパージエア供給手段とからなることを特徴とする。
【００１５】
上記構成の耐久試験装置では、試験燃料注入手段によって液体の試験燃料がキャニスタに注入され、液抜き手段によって液抜きが行なわれた後にパージエア供給手段によってパージエアが供給されてベーパ燃料を生じさせる。これを繰り返すことによりキャニスタの劣化が促進でき、評価手段によりキャニスタの劣化状態が評価される。試験燃料を液体のまま注入するようにしているため、加熱装置や加熱に伴う安全装置が不要になり、安全性が向上し設備規模が縮小する。
【００１６】
そして、本発明のキャニスタの試験装置は、車両の燃料タンクより発生するベーパ燃料の成分組成を模擬したベース燃料を作製し、前記ベース燃料に高沸点の成分を添加して前記試験燃料としたことを特徴とする。また、前記ベース燃料は、市販燃料を用いて実際に走行した車両の使用済キャニスタに残留する燃料成分に相当する成分組成のうちの主な成分組成に基づいて作製され、前記ベース燃料に前記市販燃料を添加して前記試験燃料とたことを特徴とする。これにより、市場回収品と略同等の劣化状態となり、市場相関性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係るキャニスタの試験装置の概略構成、図２及び図３には試験装置の動作説明を示してある。
【００１８】
図１に示すように、キャニスタ２１は保持部としての恒温槽２２に保持され、キャニスタ２１は所定温度に保たれる。キャニスタ２１の下部には３つの通路２３，２４，２５が形成されており、通路２３には第１バルブ２６が設けられ、通路２４には第２バルブ２７が設けられ、通路２５には第３バルブ２８が設けられている。
【００１９】
第３バルブ２８が設けられたキャニスタ２１の通路２５は、第１流路２９を介してドレンタンク３０に連通している。一方、試験燃料タンク３１内には液体の試験燃料が貯留され、試験燃料は定量ポンプ３２によって第２流路３３から第１流路２９側に送られるようになっており、第２流路３３と第１流路２９は第３切換バルブ３４を介してつながれている。第３切換バルブ３４は通路２５をドレンタンク３０に連通する状態と、第２流路３３から送られる試験燃料を通路２５側に送る状態、即ち、試験燃料タンク３１内の液体の試験燃料を第３バルブ２８を介してキャニスタ２１内に注入する状態とに切り換えられるようになっている。つまり、定量ポンプ３２、第２流路３３、第３切換バルブ３４及び第３バルブ２８によって液体の試験燃料をキャニスタ２１内に注入する試験燃料注入手段が構成されている。
【００２０】
第１バルブ２６が設けられたキャニスタ２１の通路２３は、第３流路３５を介してドレンタンク３０に連通している。第２バルブ２７が設けられたキャニスタ２１の通路２４は、第４流路３６を介してエア供給源３７につながれ、第４流路３６には第１切換バルブ３８が設けられている。第１切換バルブ３８はエア供給源３７からのエアを第４流路３６によって通路２４側、即ち、第２バルブ２７を介してキャニスタ２１側に送る状態と、エア供給源３７からのエアを水槽３９側に送る状態とに切り換えられるようになっている。エア供給源３７からのエアが第４流路３６からキャニスタ２１内に送られると、試験燃料注入手段によって液体の試験燃料が注入されたキャニスタ２１の液抜きが行なわれる。つまり、エア供給源３７、第４流路３６及び第２バルブ２７によって液抜き手段が構成されている。
【００２１】
水槽３９側に送られたエアは湯沸器４０による熱湯の循環によって加熱され、加熱されたエアは第５流路４１によって第３流路３５側に送られる。第５流路４１と第３流路３５が第２切換バルブ４２によってつながれ、第２切換バルブ４２は通路２３をドレンタンク３０に連通する状態と、第５流路４１を通路２３側に連通する状態、即ち、第５流路４１からの加熱エアを第１バルブ２６を介してキャニスタ２１側に送る状態とに切り換えられるようになっている。水槽３９で加熱されたエアが第３流路３５からキャニスタ２１内に送られることにより、液抜き手段によって液抜きが行なわれたキャニスタ２１にパージエアが供給された状態になり、キャニスタ２１のパージが行なわれてベーパ燃料が生じる。つまり、エア供給源３７、第１切換バルブ３８、水槽３９、湯沸器４０、第２切換バルブ４２及び第１バルブ２６によってパージエア供給手段が構成されている。
【００２２】
尚、キャニスタ２１としては、下部に３つの通路２３，２４，２５が形成されたものの他に、図５に示したように、上部及び下部に３つの通路２３，２４，２５がそれぞれ設けられた構造のものも適用することができる。
【００２３】
液抜きが行なわれた後、即ち、液体の試験燃料をキャニスタ２１に注入した後に、エア供給源３７からのエアによって液抜きを行なって捕集能力の最大限で蒸発燃料が吸着した時と同じ状態にした後（吸着状態）、キャニスタ２１の重量が吸着重量計測手段４３によって計測される。また、キャニスタ２１にパージエアが供給されて捕集された試験燃料がベーパ燃料として排出された後、即ち、パージが行なわれた後（離脱状態）のキャニスタ２１の重量が離脱重量計測手段４４によって計測される。試験燃料の吸着と離脱を繰り返すことにより、キャニスタ２１内に高沸点の燃料成分を残留させ、キャニスタ２１における試験燃料の捕集能力を低下させていく。これにより、パージ後にキャニスタ２１に残留する試験燃料の重量からキャニスタ２１の重量をモニターしてキャニスタ２１の劣化促進の程度を知ることができる。
【００２４】
上述した試験装置で用いられる液体の試験燃料としては、まず、車両の燃料タンクより実際に発生するベーパガソリンの成分組成を模擬したベース燃料を作製する。具体的には、市販ガソリンを用いて実際に走行した車両の使用済みキャニスタに残留するガソリン成分に相当する成分のうちの主な成分、例えば、ベンゼンを含む炭素数がＣ_６からＣ_８の直鎖系及び芳香族系の炭化水素を調合してベース燃料を作製する。そして、ベース燃料に市販ガソリンを添加することにより液体の試験燃料とする。従って、上述した試験装置で用いられる液体の試験燃料は入手しやすい試験燃料となっている。
【００２５】
上記構成の試験装置におけるキャニスタ２１の耐久試験の状況を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２６】
図２に示すように、試験燃料注入時には、各バルブの開閉状態をステップＳ１で示した状態にする。即ち、ステップＳ１で、第１バルブ２６及び第３バルブ２８を開くと共に、第２バルブ２７及び第１切換バルブ３８を閉じ、第２切換バルブ４２をドレンタンク３０側に切り換えて通路２３と第３流路３５を連通し、更に、第３切換バルブ３４を定量ポンプ３２側に切り換えて通路２５と第２流路３３を連通する。この状態で定量ポンプ３２を作動させることにより、試験燃料タンク３１内の液体の試験燃料が第２流路３３から第３バルブ２８及び通路２５を通ってキャニスタ２１内に注入される。設定量まで液体の試験燃料がキャニスタ２１に供給されると、定量ポンプ３２を停止させる。
【００２７】
定量ポンプ３２を停止させた後、全てのバルブを閉じて図示しないタイマーを作動させ、タイマーによる設定時間が到達するまでの所定時間の間、液体の試験燃料が注入されたキャニスタ２１を放置する。その後、キャニスタ２１の液抜きを行なう。
【００２８】
液抜きの時には、各バルブの開閉状態をステップＳ２で示した状態にする。即ち、ステップＳ２で、第１バルブ２６、第２バルブ２７及び第３バルブ２８を開くと共に、第１切換バルブ３８をキャニスタ２１側に切り換えて通路２３と第４流路３６を連通し、第２切換バルブ３５及び第３切換バルブ３４をドレンタンク３０側に切り換え、通路２３と第３流路３５を連通すると同時に通路２５と第１流路２９を連通する。この状態でエア供給源３７を作動させることにより、液体の試験燃料が注入されたキャニスタ２１内に第４流路３６から第２バルブ２７及び通路２４を通ってエアが供給される。液体の試験燃料が注入されたキャニスタ２１内にエアが供給されることにより、通路２３と第３流路３５及び通路２５と第１流路２９を通って試験燃料がドレンタンク３０に排出されて液抜きが行なわれる。設定量まで第４流路３６からエアが供給されると、エア供給源３７を停止させる。
【００２９】
液抜きを行なってキャニスタ２１を捕集能力の最大限で蒸発燃料が吸着した時と同じ状態にした後（吸着状態）、試験燃料を吸着したキャニスタ２１の重量が吸着重量計測手段４３によって計測される。即ち、全てのバルブを閉じて恒温槽２２のファンを停止し、所定時間（例えば１０秒間）放置した後に吸着重量計測手段４３によって試験燃料を吸着したキャニスタ２１の重量が計測される。
【００３０】
次に、恒温槽２２が加熱される。図３に示すように、恒温槽２２の加熱の時には、各バルブの開閉状態をステップＳ３で示した状態にする。即ち、ステップＳ３で第１バルブ２６を開くと共に、第２バルブ２７、第３バルブ２８、第１切換バルブ３８及び第３切換バルブ３４を閉じ、第２切換バルブ４２をドレンタンク３０側に切り換えて通路２３と第３流路３５を連通する。この状態で恒温槽２２のファンを作動させて加熱を開始し、キャニスタ２１の雰囲気を所定温度（例えば６０℃）にする。
【００３１】
恒温槽２２が所定温度まで加熱された後、各バルブの開閉状態をステップＳ４で示した状態にし、キャニスタ２１にパージエアを供給して捕集された試験燃料をベーパ燃料として排出する（キャニスタパージ）。即ち、ステップＳ４で第１バルブ２６及び第３バルブ２８を開くと共に第２バルブ２７を閉じ、第１切換バルブ３８を水槽３９側に切り換え、第２切換バルブ４２をキャニスタ２１側に切り換えて通路２３と第５流路４１を連通し、第３切換バルブ３４をドレンタンク３０側に切り換えて通路２５と第１流路２９を連通する。この状態でエア供給源３７を作動させることにより、第５流路４１及び通路２３を通って水槽３９内で加熱されたエアが試験燃料を吸着したキャニスタ２１内に供給される。試験燃料を吸着したキャニスタ２１内に加熱されたエアが供給されることにより、キャニスタ２１内の試験燃料がベーパ燃料として通路２５及び第１流路２９を通ってドレンタンク３０に排出される（キャニスタパージ）。設定量まで第５流路３６から加熱されたエアが供給されると、エア供給源３７を停止させてキャニスタパージを終了する。
【００３２】
キャニスタパージを終了した後、即ち、キャニスタ２１にパージエアが供給されて捕集された試験燃料がベーパ燃料として排出された後（離脱状態）、全てのバルブを閉じて恒温槽２２のファンを停止し、所定時間（例えば１０秒間）の間、試験燃料がベーパ燃料として排出されたキャニスタ２１を放置する。キャニスタ２１を所定時間放置した後に離脱重量計測手段４４によって試験燃料がベーパ燃料として排出されたキャニスタ２１の重量が計測される。
【００３３】
尚、図１には、吸着重量計測手段４３と離脱重量計測手段４４を別々に示してあるが、吸着重量計測手段４３と離脱重量計測手段４４は電子天秤等の一つの計測手段によって共用されている。勿論、吸着重量計測手段４３と離脱重量計測手段４４を個別に設けることも当然可能である。
【００３４】
離脱重量計測手段４４によってキャニスタ２１の重量が計測された後、恒温槽２２の冷却を行なって恒温槽２２を所定温度まで降温する。恒温槽２２を降温した後、再びステップＳ１の処理に移行して試験燃料の注入を開始する。以降、同様の処理を所定サイクル（所定走行距離に相当するサイクル）繰り返して、キャニスタ２１への試験燃料の吸着とキャニスタ２１からの試験燃料の離脱を繰り返す。
【００３５】
そして、試験燃料の吸着と離脱を繰り返す過程で、吸着時のキャニスタ２１の重量と離脱時のキャニスタ２１の重量とが吸着重量計測手段４３及び離脱重量計測手段４４によって計測され、重量の経時変化が検出される。即ち、吸着重量計測手段４３によって計測された吸着後の重量と、離脱重量計測手段４４によって計測された離脱後の重量がモニタ４５に表示される。モニタ４５では離脱後の重量からキャニスタ２１が捕集した試験燃料の量（保持量）を求め、時間の経過につれて保持量がどの程度増加するかを検出し、保持量に基づいてキャニスタ２１の劣化状態を監視する。
【００３６】
図４には上述した試験装置によって耐久試験を行なったキャニスタ２１の劣化状態の傾向を示してある。耐久試験のサイクル数と性能保持率との関係は、図に実線で示すように、サイクル数が増すにしたがって性能保持率が徐々に低下し、あるサイクル数から性能保持率は一定の状態となっている。また、実際の車両のキャニスタ（市場回収品）の劣化状態の傾向を図に点線で示してあるが、キャニスタは走行距離が長くなるにしたがって徐々に性能保持率が低下し、ある走行距離に達すると性能保持率は一定の状態となっている。
【００３７】
図に示したように、上述した試験装置によって耐久試験を行なったキャニスタ２１の劣化状態の傾向は、市場回収品と略同等の傾向となっていることが判る。また、劣化したキャニスタ２１に残留する試験燃料成分の分析を行なった結果、市場回収品のキャニスタに残留するガソリン成分と略同じ成分が残留していることが確認された。これは、市場回収品のキャニスタに残留するガソリン成分に相当する成分のうちのベンゼンを含む炭素数がＣ_６からＣ_８の炭化水素を調合してベース燃料を作製し、ベース燃料に市販ガソリンを添加したものを試験装置の試験燃料として用いているためである。
【００３８】
尚、図５に示したキャニスタを用いた場合、図２、図３のステップＳ１からステップＳ３で示したバルブの切り換え状態は、図６に示した状態となる。即ち、図６（ａ）で示した切り換え状態は図２のステップＳ１に相当し、図６（ｂ）で示した切り換え状態は図２のステップＳ２に相当し、図６（ｃ）で示した切り換え状態は図３のステップＳ３に相当する。また、図３のステップＳ４で示したバルブの切り換え状態は、図５に示したキャニスタを用いた場合でも適用される。つまり、図５に示したキャニスタを用いた場合の試験装置の動作は、ステップＳ１からステップＳ３の状態を図６の状態に置き換えることで、図２、図３で示した動作と同じに実行される。
【００３９】
上述したキャニスタの耐久試験装置では、試験燃料を液体の状態でキャニスタ２１に注入するようにしているので、試験燃料の加熱時間が不要になって試験時間が短縮されると共に、加熱に伴う危険が全くなく安全性に優れている。また、市場回収品のキャニスタに残留するガソリン成分に相当する成分のうちの主な成分を調合してベース燃料とし、ベース燃料に市販ガソリンを添加したものを試験燃料として用いているので、市場回収品との相関性に優れた結果を得ることが可能となる。また、試験燃料を加熱して蒸発燃料とする必要がないので、加熱装置等が不要となると共に、加熱に伴う安全装置が不要になり、設備規模を大幅に縮小することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のキャニスタの耐久試験装置は、試験燃料注入手段によって液体の試験燃料をキャニスタに注入し、液抜き手段によって液抜きを行なった後にパージエア供給手段によってパージエアを供給してベーパ燃料を生じさせ、液抜きを行なった後のキャニスタの重量を吸着重量計測手段によって計測すると共に、パージが行なわれた後のキャニスタの重量を離脱重量計測手段によって計測するようにしたので、試験燃料が液体のまま注入されて加熱装置や加熱に伴う安全装置が不要になり、安全性が向上し設備規模が縮小する。このため、安全でしかも設備規模が小さい耐久試験装置とすることが可能となる。
【００４１】
そして、本発明のキャニスタの試験装置は、燃料タンクより発生するベーパ燃料の成分組成を模擬したベース燃料を作製し、ベース燃料に高沸点の成分を添加して試験燃料としたので、市場回収品と略同等の劣化状態となり、市場相関性が向上する。また、ベース燃料は、市販燃料を用いて実際に走行した車両の使用済キャニスタに残留する燃料成分に相当する成分組成のうちの主な成分組成に基づいて作製され、ベース燃料に市販燃料を添加して試験燃料としたので、入手しやすい試験燃料を用いて市場回収品と略同等の劣化状態とすることができ、市場相関性が向上する。
【００４２】
この結果、安全でしかも設備規模が小さく、市場相関性が高いキャニスタの耐久試験装置とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るキャニスタの試験装置の概略構成図。
【図２】試験装置の動作説明図。
【図３】試験装置の動作説明図。
【図４】キャニスタの劣化状況を表すグラフ。
【図５】他の実施形態例に係るキャニスタの説明図。
【図６】図５に示したキャニスタを用いた場合のバルブの切り換え状況説明図。
【図７】燃料抑制装置を備えた燃料供給経路の概略構成図。
【図８】従来キャニスタの試験装置の概略構成図。
【図９】キャニスタの細孔容積と細孔直径との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
２１キャニスタ
２２恒温槽
２３，２４，２５通路
２６第１バルブ
２７第２バルブ
２８第３バルブ
２９第１流路
３０ドレンタンク
３１試験燃料タンク
３２定量ポンプ
３３第２流路
３４第３切換バルブ
３５第３流路
３６第４流路
３７エア供給源
３８第１切換バルブ
３９水槽
４０湯沸器
４１第５流路
４２第２切換バルブ
４３吸着重量計測手段
４４離脱重量計測手段
４５モニタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a canister durability test apparatus for collecting and storing evaporated fuel in a fuel evaporation suppression apparatus for sucking vapor fuel into an engine after collecting and storing the evaporated fuel of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
A vehicle using gasoline as fuel is provided with a fuel evaporation suppression device that collects fuel evaporated in a fuel tank and sucks it into an engine. The fuel evaporation suppression device will be described based on FIG. FIG. 7 shows a schematic configuration of a fuel supply path provided with a fuel suppression device.
[0003]
As shown in the figure, the fuel (gasoline) in the fuel tank 1 is sent to the engine 3 by the fuel pump 2, and the exhaust gas from the engine 3 is released to the atmosphere via the catalyst 4. On the other hand, the evaporated fuel evaporated in the fuel tank 1 is sent to the canister 5 whose lower part is open to the atmosphere, and is temporarily stored in the canister 5. A large number of activated carbons are stored in the canister 5, and the evaporated fuel is collected and liquefied and stored in fine pores formed in the activated carbon. When the engine 3 is started, the evaporated fuel liquefied together with the outside air from the lower part due to the negative pressure on the intake manifold side is sucked into the engine 3 as vapor fuel. That is, the evaporated fuel liquefied by purging the canister 5 becomes vapor fuel and is sent to the engine 3.
[0004]
The canister 5 of the fuel suppression device repeats the collection and purging of the evaporated fuel by the operation of the vehicle, and deteriorates according to the travel distance of the vehicle. That is, as the traveling distance of the vehicle increases, the amount of evaporated fuel remaining in the canister 5 increases, and the ability to collect evaporated fuel decreases. A conventional durability test apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a schematic configuration of a conventional durability test apparatus for the canister 5.
[0005]
As shown in the figure, a canister 5 is accommodated in the thermostatic chamber 6, and the canister 5 is held at a predetermined temperature (for example, 60 ° C.). An evaporative fuel generator (hereinafter referred to as “A”) 8 is accommodated in the heating tank 7, and gasoline 9 which is an actual fuel is put in A 8. The gasoline 9 in A8 is heated to a high temperature (for example, 100 ° C.) by a heat medium heated to a high temperature, and is supplied to the canister 5 as evaporated gasoline by supplying dry air. On the other hand, if the evaporated gasoline sent to the canister 5 exceeds the allowable amount, the evaporated gasoline in excess of the allowable amount is sent to the trap 10 and a change in the weight of the trap 10 is detected. The purge air 11 is sent to the canister 5, and the steam gasoline collected in the canister 5 is discharged by the purge air 11 being sent.
[0006]
In the above-described durability test apparatus, the gasoline 9 is heated to a high temperature by heating A8 in the heating tank 7, and the canister 5 is maintained at a predetermined temperature while the inside of the thermostatic tank 6 is maintained in a predetermined temperature atmosphere. Dry air is supplied to A8, and gasoline 9 in A8 is sent to canister 5 as evaporated gasoline.
[0007]
In the canister 5, the evaporated gasoline is collected, and when the canister 5 is saturated and the collection capability of the evaporated gasoline exceeds the limit, the vapor gasoline exceeding the allowable amount is sent to the trap 10. When steam gasoline is sent to the trap 10, it is detected that a limit amount of evaporated gasoline is sent to the canister 5 due to a change in weight (adsorption). Thereafter, after the canister 5 is cooled to a predetermined temperature, purge air 11 is sent to the canister 5 and the liquefied gasoline collected in the canister 5 is discharged as vapor gasoline (disengagement).
[0008]
By repeating the adsorption and desorption of the evaporated gasoline, the high-boiling point fuel component remains in the canister 5 and the ability of the canister 5 to collect the evaporated gasoline is lowered. In the process of repeatedly adsorbing and desorbing the evaporated gasoline, the weight of the canister 5 at the time of adsorption and the weight of the canister 5 at the time of desorption are measured to detect a change in weight over time.
[0009]
As described above, the conventional durability test apparatus generates evaporated gasoline by heating the gasoline to a high temperature and sends it to the canister 5 so as to reduce adsorption capacity of the canister 5 by repeatedly adsorbing and releasing the evaporated gasoline. I have to.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional canister durability test device generates evaporated gasoline by heating gasoline to a high temperature, a heating device for supplying a high-temperature heat medium around A8 and a large amount of safety equipment for preventing danger Is necessary, and the equipment has become larger and the equipment scale has become larger. In addition, since the test was repeatedly performed by heating and lowering the gasoline and the canister 5, it took a considerable time to complete the durability (equivalent to a predetermined travel distance).
[0011]
By the way, the decrease in the ability to collect evaporated gasoline by the canister 5 is evaluated by the state of blockage of the pores of the activated carbon. FIG. 9 shows the relationship of the pore diameter with respect to the activated carbon pore volume of the canister 5 for a new product (solid line) and a deteriorated product (dotted line). As shown in the figure, the portion where the pore diameter is reduced with respect to the pore volume, that is, the closed range S is concentrated in a range of a diameter smaller than the predetermined diameter P. When the components in the blockage range S are analyzed, it has been found that many gasoline components having a relatively high boiling point, for example, components having a boiling point higher than that of xylene are contained.
[0012]
In the conventional durability test apparatus, gasoline is heated to a high temperature to generate evaporated gasoline, so that a higher boiling gasoline component is sent to the canister 5 than the actual vehicle evaporated gasoline. For this reason, in a conventional durability test in which gasoline is heated to a high temperature to obtain evaporated gasoline, many high boiling point components that are not so much contained in actual vehicle evaporated gasoline are sent to the canister 5 to block the pores of the activated carbon. As a result, it is difficult to reproduce the deterioration state of canisters mounted on actual vehicles, and the market correlation is low.
[0013]
The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a canister durability test apparatus that is safe, has a small equipment scale, and has high market correlation.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention for achieving the above object is to provide a deterioration state of a canister that is provided in a fuel evaporation suppression device that collects and stores evaporated fuel and then sucks it into the engine as vapor fuel and collects the evaporated fuel. In the canister durability test apparatus to be promoted, a holding unit that holds the canister at a predetermined temperature, a test fuel injection unit that injects a liquid test fuel into the canister held in the holding unit, and the test fuel injection Means for draining the canister by supplying air to the canister into which the liquid test fuel has been injected, and adsorption weight measurement for measuring the weight of the canister after the draining of the liquid And supply of purge air to the canister from which liquid has been drained by the liquid draining means. Characterized in that comprising the purge air supply means for generating the vapor fuel by performing.
[0015]
In the durability test apparatus having the above-described configuration, liquid test fuel is injected into the canister by the test fuel injection means, and after the liquid is discharged by the liquid discharge means, purge air is supplied by the purge air supply means to generate vapor fuel. By repeating this, deterioration of the canister can be promoted, and the deterioration state of the canister is evaluated by the evaluation means. Since the test fuel is injected as a liquid, a heating device and a safety device accompanying heating become unnecessary, and safety is improved and the scale of equipment is reduced.
[0016]
The canister test apparatus of the present invention produced a base fuel simulating the component composition of vapor fuel generated from a fuel tank of a vehicle, and added a high-boiling component to the base fuel to obtain the test fuel. It is characterized by. In addition, the base fuel is produced based on a main component composition among component components corresponding to fuel components remaining in a used canister of a vehicle actually traveled using a commercial fuel, and the base fuel is used as the commercial fuel. The test fuel is obtained by adding fuel. Thereby, it will be in a deterioration state substantially equivalent to a market collection goods, and market correlation will improve.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of a test apparatus for a canister according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 illustrate the operation of the test apparatus.
[0018]
As shown in FIG. 1, the canister 21 is held in a constant temperature bath 22 as a holding unit, and the canister 21 is kept at a predetermined temperature. Three passages 23, 24, and 25 are formed in the lower portion of the canister 21, the passage 23 is provided with a first valve 26, the passage 24 is provided with a second valve 27, and the passage 25 is provided with a third passage. A valve 28 is provided.
[0019]
The passage 25 of the canister 21 provided with the third valve 28 communicates with the drain tank 30 via the first flow path 29. On the other hand, a liquid test fuel is stored in the test fuel tank 31, and the test fuel is sent from the second flow path 33 to the first flow path 29 side by the metering pump 32. The first flow path 29 is connected via a third switching valve 34. The third switching valve 34 is in a state where the passage 25 communicates with the drain tank 30 and a state where the test fuel sent from the second flow path 33 is sent to the passage 25 side, that is, the liquid test fuel in the test fuel tank 31 is supplied to the third switching valve 34. The state can be switched to the state of injecting into the canister 21 through the three valve 28. That is, the metering pump 32, the second flow path 33, the third switching valve 34, and the third valve 28 constitute test fuel injection means for injecting liquid test fuel into the canister 21.
[0020]
The passage 23 of the canister 21 provided with the first valve 26 communicates with the drain tank 30 through the third flow path 35. The passage 24 of the canister 21 provided with the second valve 27 is connected to an air supply source 37 via a fourth flow path 36, and a first switching valve 38 is provided in the fourth flow path 36. The first switching valve 38 is configured to send the air from the air supply source 37 to the passage 24 side, that is, the canister 21 side via the second valve 27 by the fourth flow path 36, and the air from the air supply source 37 to the water tank. The state can be switched to the state of sending to the 39 side. When the air from the air supply source 37 is sent into the canister 21 from the fourth flow path 36, the canister 21 into which the liquid test fuel is injected is drained by the test fuel injection means. That is, the air supply source 37, the fourth flow path 36, and the second valve 27 constitute liquid draining means.
[0021]
The air sent to the water tank 39 side is heated by circulating hot water by the water heater 40, and the heated air is sent to the third flow path 35 side by the fifth flow path 41. The 5th flow path 41 and the 3rd flow path 35 are connected by the 2nd switching valve 42, and the 2nd switching valve 42 connects the state which connects the channel | path 23 to the drain tank 30, and the 5th channel 41 to the channel | path 23 side. The state, that is, the state in which the heated air from the fifth flow path 41 is sent to the canister 21 side via the first valve 26 is switched. The air heated in the water tank 39 is sent from the third flow path 35 into the canister 21, whereby the purge air is supplied to the canister 21 that has been drained by the draining means, and the canister 21 is purged. Vapor fuel is produced. That is, the air supply source 37, the first switching valve 38, the water tank 39, the water heater 40, the second switching valve 42 and the first valve 26 constitute purge air supply means.
[0022]
As shown in FIG. 5, the canister 21 has three passages 23, 24, and 25 at the upper and lower portions, respectively, in addition to the one having the three passages 23, 24, and 25 at the lower portion. Structures can also be applied.
[0023]
After the liquid is drained, that is, after the liquid test fuel is injected into the canister 21, the liquid is drained by the air from the air supply source 37 and is the same as when the evaporated fuel is adsorbed with the maximum collection capacity. After being in the state (adsorption state), the weight of the canister 21 is measured by the adsorption weight measuring means 43. Further, the weight of the canister 21 after the purge fuel is discharged as vapor fuel after the purge air is supplied to the canister 21, that is, after the purge is performed (disengaged state) is measured by the disengagement weight measuring means 44 Is done. By repeating the adsorption and desorption of the test fuel, the high-boiling point fuel component remains in the canister 21 and the test fuel collecting ability of the canister 21 is lowered. Thereby, the weight of the canister 21 can be monitored from the weight of the test fuel remaining in the canister 21 after purging to know the degree of acceleration of the canister 21 deterioration.
[0024]
As a liquid test fuel used in the above-described test apparatus, first, a base fuel simulating the component composition of vapor gasoline actually generated from a fuel tank of a vehicle is prepared. Specifically, the main component among the components corresponding to the gasoline component remaining in the used canister of the vehicle actually traveled using the commercial gasoline, for example, the direct carbon number containing benzene is C ₆ to C ₈ . Base fuel is prepared by blending chain and aromatic hydrocarbons. Then, a commercial test gasoline is added to the base fuel to obtain a liquid test fuel. Therefore, the liquid test fuel used in the test apparatus described above is an easily available test fuel.
[0025]
The state of the endurance test of the canister 21 in the test apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0026]
As shown in FIG. 2, at the time of test fuel injection, the open / close state of each valve is set to the state shown in step S1. That is, in step S1, the first valve 26 and the third valve 28 are opened, the second valve 27 and the first switching valve 38 are closed, and the second switching valve 42 is switched to the drain tank 30 side so as to connect the passage 23 and the third valve. The flow path 35 is communicated, and the third switching valve 34 is switched to the metering pump 32 side to communicate the passage 25 and the second flow path 33. By operating the metering pump 32 in this state, the liquid test fuel in the test fuel tank 31 is injected from the second flow path 33 into the canister 21 through the third valve 28 and the passage 25. When liquid test fuel is supplied to the canister 21 up to a set amount, the metering pump 32 is stopped.
[0027]
After stopping the metering pump 32, all the valves are closed and a timer (not shown) is operated, and the canister 21 into which the liquid test fuel is injected is left for a predetermined time until the set time by the timer is reached. Thereafter, the canister 21 is drained.
[0028]
At the time of draining liquid, the open / close state of each valve is set to the state shown in step S2. That is, in step S2, the first valve 26, the second valve 27, and the third valve 28 are opened, the first switching valve 38 is switched to the canister 21 side, and the passage 23 and the fourth passage 36 are communicated with each other. The switching valve 35 and the third switching valve 34 are switched to the drain tank 30 side so that the passage 23 and the third passage 35 are communicated with each other, and at the same time, the passage 25 and the first passage 29 are communicated. By operating the air supply source 37 in this state, air is supplied from the fourth flow path 36 through the second valve 27 and the passage 24 into the canister 21 into which the liquid test fuel is injected. By supplying air into the canister 21 into which the liquid test fuel is injected, the test fuel is discharged to the drain tank 30 through the passage 23, the third passage 35, the passage 25, and the first passage 29. Draining is performed. When air is supplied from the fourth flow path 36 to the set amount, the air supply source 37 is stopped.
[0029]
After the liquid is drained and the canister 21 is brought into the same state as when the evaporated fuel is adsorbed with the maximum collection capacity (adsorption state), the weight of the canister 21 adsorbing the test fuel is measured by the adsorption weight measuring means 43. The That is, all the valves are closed, the fan of the thermostatic chamber 22 is stopped, and after being left for a predetermined time (for example, 10 seconds), the weight of the canister 21 that has adsorbed the test fuel is measured by the adsorption weight measuring means 43.
[0030]
Next, the thermostat 22 is heated. As shown in FIG. 3, when the thermostat 22 is heated, the open / close state of each valve is set to the state shown in step S3. That is, in step S3, the first valve 26 is opened, the second valve 27, the third valve 28, the first switching valve 38 and the third switching valve 34 are closed, and the second switching valve 42 is switched to the drain tank 30 side. The passage 23 and the third flow path 35 are communicated. In this state, the fan of the thermostatic chamber 22 is operated to start heating, and the atmosphere of the canister 21 is set to a predetermined temperature (for example, 60 ° C.).
[0031]
After the thermostatic chamber 22 is heated to a predetermined temperature, the open / close state of each valve is changed to the state shown in step S4, purge air is supplied to the canister 21 and the collected test fuel is discharged as vapor fuel (canister purge). . That is, in step S4, the first valve 26 and the third valve 28 are opened and the second valve 27 is closed, the first switching valve 38 is switched to the water tank 39 side, the second switching valve 42 is switched to the canister 21 side, and the passage 23 And the fifth flow path 41 are communicated, the third switching valve 34 is switched to the drain tank 30 side, and the passage 25 and the first flow path 29 are communicated. By operating the air supply source 37 in this state, the air heated in the water tank 39 through the fifth flow path 41 and the passage 23 is supplied into the canister 21 that has adsorbed the test fuel. By supplying heated air into the canister 21 that has adsorbed the test fuel, the test fuel in the canister 21 is discharged as vapor fuel to the drain tank 30 through the passage 25 and the first flow passage 29 (canister). purge). When the heated air is supplied from the fifth flow path 36 to the set amount, the air supply source 37 is stopped and the canister purge is finished.
[0032]
After the canister purge is completed, that is, after purge air is supplied to the canister 21 and the collected test fuel is discharged as vapor fuel (disengaged state), all the valves are closed and the thermostat 22 fan is stopped. The canister 21 in which the test fuel is discharged as vapor fuel is left for a predetermined time (for example, 10 seconds). After the canister 21 is left for a predetermined time, the weight of the canister 21 in which the test fuel is discharged as vapor fuel is measured by the detached weight measuring means 44.
[0033]
In FIG. 1, the adsorption weight measuring means 43 and the detached weight measuring means 44 are shown separately. However, the adsorption weight measuring means 43 and the detached weight measuring means 44 are shared by one measuring means such as an electronic balance. Yes. Of course, the adsorption weight measuring means 43 and the detached weight measuring means 44 can naturally be provided separately.
[0034]
After the weight of the canister 21 is measured by the separation weight measuring means 44, the thermostat 22 is cooled to lower the thermostat 22 to a predetermined temperature. After the temperature of the thermostatic chamber 22 is lowered, the process proceeds to step S1 again and injection of the test fuel is started. Thereafter, the same processing is repeated for a predetermined cycle (a cycle corresponding to a predetermined travel distance), and the adsorption of the test fuel to the canister 21 and the removal of the test fuel from the canister 21 are repeated.
[0035]
Then, in the process of repeating the adsorption and desorption of the test fuel, the weight of the canister 21 at the time of adsorption and the weight of the canister 21 at the time of desorption are measured by the adsorption weight measuring means 43 and the desorption weight measuring means 44, Detected. That is, the weight after adsorption measured by the adsorption weight measuring means 43 and the weight after separation measured by the separation weight measuring means 44 are displayed on the monitor 45. The monitor 45 obtains the amount (holding amount) of the test fuel collected by the canister 21 from the weight after separation, detects how much the holding amount increases over time, and degrades the canister 21 based on the holding amount. Monitor status.
[0036]
FIG. 4 shows the tendency of the deterioration state of the canister 21 that has been subjected to the durability test by the test apparatus described above. As shown by the solid line in the figure, the relationship between the number of cycles in the durability test and the performance retention ratio gradually decreases as the number of cycles increases, and the performance retention ratio remains constant from a certain number of cycles. ing. In addition, the tendency of the deterioration state of actual vehicle canisters (market-recovered products) is shown by dotted lines in the figure, but the performance retention rate of the canister gradually decreases as the mileage becomes longer and reaches a certain mileage. Then, the performance retention rate is in a constant state.
[0037]
As shown in the figure, it can be seen that the tendency of the deterioration state of the canister 21 that has been subjected to the durability test by the above-described test apparatus is substantially the same as that of a market-recovered product. Further, as a result of analyzing the test fuel component remaining in the deteriorated canister 21, it was confirmed that substantially the same component as the gasoline component remaining in the marketed canister remained. This carbon atoms containing a benzene of the component corresponding to the gasoline component remaining in the canister market recovery products formulated hydrocarbons to C ₈ C ₆ to prepare a base fuel, a commercial gasoline base fuel This is because the added one is used as a test fuel for the test apparatus.
[0038]
When the canister shown in FIG. 5 is used, the valve switching state shown in steps S1 to S3 in FIGS. 2 and 3 is the state shown in FIG. That is, the switching state shown in FIG. 6 (a) corresponds to step S1 in FIG. 2, and the switching state shown in FIG. 6 (b) corresponds to step S2 in FIG. 2, shown in FIG. 6 (c). The switching state corresponds to step S3 in FIG. Further, the valve switching state shown in step S4 of FIG. 3 is applied even when the canister shown in FIG. 5 is used. That is, the operation of the test apparatus when the canister shown in FIG. 5 is used is executed in the same way as the operation shown in FIGS. 2 and 3 by replacing the state from step S1 to step S3 with the state shown in FIG. The
[0039]
In the canister durability test apparatus described above, since the test fuel is injected into the canister 21 in a liquid state, the heating time of the test fuel becomes unnecessary, the test time is shortened, and there is a risk associated with heating. No safety at all. In addition, the main components of the components corresponding to the gasoline components remaining in the marketed canisters are blended to make the base fuel, and the base fuel added with commercial gasoline is used as the test fuel. It is possible to obtain a result excellent in correlation with the product. Further, since it is not necessary to heat the test fuel to evaporate fuel, a heating device or the like is not necessary, and a safety device accompanying heating is not necessary, and the facility scale can be greatly reduced.
[0040]
【The invention's effect】
The canister durability test apparatus of the present invention injects a liquid test fuel into the canister by the test fuel injection means, drains the liquid by the liquid drain means, and then supplies purge air by the purge air supply means to generate vapor fuel. The weight of the canister after draining is measured by the adsorption weight measuring means, and the weight of the canister after purging is measured by the separating weight measuring means, so the test fuel is injected as a liquid. This eliminates the need for a heating device and a safety device accompanying heating, improving safety and reducing the facility scale. For this reason, it becomes possible to make it an endurance test apparatus which is safe and has a small equipment scale.
[0041]
The canister test apparatus of the present invention produces a base fuel that simulates the composition of the vapor fuel component generated from the fuel tank, and adds a high-boiling component to the base fuel to obtain a test fuel. As a result, the market correlation is improved. The base fuel is produced based on the main component composition of the component composition corresponding to the fuel component remaining in the used canister of the vehicle actually run using the commercial fuel, and the commercial fuel is added to the base fuel. Since the test fuel is used, the easily obtainable test fuel can be used to make the deterioration state substantially the same as the market-recovered product, and the market correlation is improved.
[0042]
As a result, it is possible to provide a canister durability test apparatus that is safe, has a small equipment scale, and has high market correlation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a canister testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the test apparatus.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the test apparatus.
FIG. 4 is a graph showing a deterioration state of a canister.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a canister according to another embodiment.
6 is an explanatory diagram of a switching state of a valve when the canister shown in FIG. 5 is used.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a fuel supply path including a fuel suppression device.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional canister test apparatus.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the pore volume of a canister and the pore diameter.
[Explanation of symbols]
21 canister 22 constant temperature bath 23, 24, 25 passage 26 first valve 27 second valve 28 third valve 29 first flow path 30 drain tank 31 test fuel tank 32 metering pump 33 second flow path 34 third switching valve 35 first 3 flow path 36 4th flow path 37 Air supply source 38 1st switching valve 39 Water tank 40 Water heater 41 5th flow path 42 2nd switching valve 43 Adsorption weight measuring means 44 Separation weight measuring means 45 Monitor

Claims

A canister endurance test apparatus that is provided in a fuel evaporation suppression device that collects and stores evaporated fuel and then sucks it into the engine as vapor fuel and promotes the deterioration state of the canister that collects the evaporated fuel. A holding unit that holds the temperature, a test fuel injection unit that injects a liquid test fuel into the canister held in the holding unit, and the canister in which the liquid test fuel is injected by the test fuel injection unit A liquid draining means for draining the canister by supplying air, an adsorption weight measuring means for measuring the weight of the canister after the liquid draining, and a liquid draining by the liquid draining means. Purging the canister by purging the canister by supplying purge air to the canister Endurance test apparatus of the canister, characterized in that comprising the A supply means.

2. The test fuel according to claim 1, wherein a base fuel simulating a component composition of vapor fuel when a vehicle engine is actually operated is produced, and a component having a high boiling point is added to the base fuel to form the test fuel. Canister durability test equipment.

3. The base fuel according to claim 2, wherein the base fuel is produced based on a main component composition among component compositions corresponding to fuel components remaining in a used canister of a vehicle actually traveled using a commercially available fuel, A canister durability test apparatus characterized in that the test fuel is obtained by adding the above-mentioned commercially available fuel.