JP3792645B2 - 蒸発性放出物の再生機能を備えた電源 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、慨して、車両における蒸発性放出物の再生機能に関する。より詳しくは、本発明は、車両燃料タンクからの蒸発性放出物を再生して電気的パワーを発生するための超小型発電機又は超小型発電機のアレイを含む、方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
今日の自動車市場では、車両は、燃料タンクから環境への蒸発性放出物を無くすため燃料蒸発制御システムを備え付けている。蒸発性放出物は、木炭キャニスター等のパージキャニスター内に収集される。木炭キャニスターでは、車両のエンジンが停止したとき、炭素微粒子が蒸気を蓄える。エンジンが始動した後、キャニスターは再生利用され、その蒸気が通常の作動で使用されるべくエンジンに入る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、車両が長期間に亘って不使用のままであるならば、キャニスターは燃料で飽和し、蒸気は大気中に解放されるおそれがある。車両の不使用期間が長期化することは、電気システム、特にバッテリーにも影響を及ぼす。車両が様々な電子装置でメモリを維持するようにオフになっているとき、ワイヤレスの連絡サービスのポーリングを通して、寄生的な電流がバッテリーから引き出され、バッテリーは、内部のバッテリー寄生電流を通して自然に放電していく。この不使用の期間が長期に亘った後、バッテリーは、その電気的エネルギーの全てを使い果たし、オペレータにより望まれたとき車両を始動することができなくなるおそれがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、キャニスターに蓄えられた燃料を利用して車両中のバッテリーを充電するため超小型発電機又は超小型発電機のアレイを使用する方法及び装置を含む。キャニスターに蓄えられた燃料は、車両燃料システムからの燃料により増補されてもよい。本発明によれば、車両の不使用の期間が長期化されている間でも、キャニスターが飽和することを防止し、バッテリーが放電することを防止することができる。以前には大気中に吐出される浪費された燃料蒸気は、今やバッテリーを充電するため使用される。
【０００５】
超小型発電機は、電気的エネルギーを生成するため発電機を回転させるガスタービンを備え、該ガスタービンには燃料及び空気が供給される。超小型発電機は、必要とされたとき電気的パワーを調整するため、ＡＣ／ＤＣ及びＤＣ／ＡＣコンバータを更に備えていてもよい。超小型発電機は、事実上、その面積内で２．５４ｃｍ（１インチ）以下、及び、その体積内で２．５４ｃｍ（１インチ）の１０分の１の寸法を持ち得るが、より大きい寸法及びより小さい寸法を含む他の任意の寸法も本発明の範囲内にある。超小型発電機は、要求される電圧及び電流の出力値に応じて、直列又は並列に配列されてもよい。その代わりに、超小型発電機は、燃料及び空気が供給される燃料電池から構成されていてもよい。
【０００６】
本発明は、車両中のバッテリーの充電状態（ＳＯＣ）を決定するため方法及び装置を更に備えている。バッテリーの充電状態は、更なる放電のためなおも利用可能なバッテリーの完全容量に対するパーセンテージとして定義される。バッテリーの充電状態の決定された値は、バッテリーの充電を調整するため超小型発電機により使用される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明で使用される超小型発電機１０の線図である。燃料１２及び空気１４がガスタービン１６に入る。ガスタービン１６は、電流を発生するためモーター／発電機（ＭＯＧＥＮ）１８を回転させる。モーター／発電機１８は、静電気、誘導、永久磁石の発電機を含み得るが、これらに限定されるものではない。モーター／発電機１８の電流出力は、調整されたＤＣパワーを提供するためコンバータ２０により整流され、調整される。本発明の好ましい実施形態では、コンバータ２０は、一組の整流ダイオードである。
【０００８】
図２は、本発明の超小型発電機１０のアレイ２２の線図である。アレイ２２は、所望の電圧及び電流の出力を生成するように構成される。電圧及び電流は、超小型発電機１０内への燃料供給率を制御することによって制御される。
【０００９】
図３は、本発明の燃料制御システム３２を含む車両３０の線図である。燃料制御システム３２は、例えばガソリン又はディーゼル燃料等の燃料を入れておくため使用される燃料タンク３４を備えている。パージ配管３６は、燃料タンク３４及びパージキャニスター３８に接続されている。パージキャニスターは、車両３０がオフ状態にあるとき燃料蒸気を吸収するため炭素を含んでいる。パージキャニスター３８は、パージ配管４０により内燃エンジンに連結されている。エンジン４２の作動中には、エンジン４２内に燃料蒸気を引き込むため、エンジンにより形成された真空がパージキャニスター３８及びパージ配管４０を介して空気を引き込み、パージキャニスター３８を再生利用し、エンジン４２内で燃料蒸気を燃焼させる。
【００１０】
本発明は、超小型発電機１０へのパージ配管４４を更に備える。超小型発電機１０は、燃料ライン４６により燃料タンクに更に連結される。本発明の好ましい実施形態では、コントローラ４８が、車両３０の作動条件に応答して超小型発電機の作動を制御する。コントローラ４８が、車両３０の不使用期間が長期化されており且つパージキャニスター３８が飽和していると判定した場合、超小型発電機１０は、バッテリー５０を充電するべく電気的パワーを発生させるため、メインタンクからの燃料により増補されたパージキャニスター３８内の燃料蒸気により作動される。真空を制御バルブを横切ってこれに印加させることによって、蒸気がパージキャニスター３８から引き込まれる。真空は、パージキャニスター３８内の蓄えから蒸気を引き込むため、空気をパージキャニスター３８内に引き込ませる。好ましい実施形態で超小型発電機１０により発生された電気的パワーは、バッテリー５０を充電するため使用される。バッテリー５０は、超小型発電機１０により約１２乃至約１４ボルトで充電されるのが好ましい。バッテリー５０の充電状態は、コントローラ４８により監視される。本発明の代替の実施形態では、超小型発電機１０は、車両付属品としての電気的負荷５２を直接、電力供給する。車両付属品の電気的負荷５２は、時計、電子コントローラ、車両電子機器類及びセンサーを含んでいるが、これらに限定されるものではない。この態様では、パージキャニスター３８は、燃料蒸気が環境中に解放される前に再生成されることができ、バッテリー５０は、付属品の電気的負荷５２により完全に放電される前に再充電されることができる。
【００１１】
本発明は、幾つかの特定の実施形態の観点で説明されたが、当業者によって他の形態を容易に適合できるということが認められる。従って、本発明の範囲は、請求の範囲によってのみ限定されると考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の超小型発電機の線図である。
【図２】図２は、本発明の超小型発電機のアレイの線図である。
【図３】図３は、本発明の燃料制御システムの線図である。
【符号の説明】
１０ 超小型発電機
１２ 燃料
１４ 空気
１６ ガスタービン
１８ モーター／発電機（ＭＯＧＥＮ）
２０ コンバータ
２２ 超小型発電機のアレイ
２４ パワーアレイ構成要素
３０ 車両
３２ 燃料制御システム
３４ 燃料タンク
３６ パージ配管
３８ パージキャニスター
４０ パージ配管
４２ 内燃エンジン
４４ パージ配管
４８ コントローラ
５０ バッテリー
５２ 車両付属品の電気的負荷

Claims (12)

1. 車両のためのパージ制御システムであって、
   燃料タンクと、
   前記燃料タンクに連結されたパージキャニスターと、
   前記パージキャニスターに連結された内燃エンジンと、
   前記パージキャニスターに連結された発電機と、
   前記パージキャニスターを監視して前記発電機を制御するためのコントローラと、
   を含み、
   前記発電機は、前記コントローラの指令に基づいて、前記パージキャニスターから供給された燃料を使用して電気エネルギーを発生する、パージ制御システム。
2. 前記発電機に連結されたバッテリーを更に含み、前記コントローラは、前記バッテリーの充電状態を監視し、該充電状態に応じて、前記発電機に該バッテリーを充電させる、請求項１に記載のパージ制御システム。
3. 前記バッテリーに連結された車両付属品としての電気的負荷を更に含む、請求項２に記載のパージ制御システム。
4. 発電機のアレイを更に含む、請求項１に記載のパージ制御システム。
5. 前記コントローラは、前記パージキャニスターが飽和していると判定した場合、前記パージキャニスターから燃料を前記発電機に供給して該発電機に電気エネルギーを発生させる、請求項１又は２に記載のパージ制御システム。
6. 前記発電機は、ガスタービンと、モーター／発電機と、パワーコンバータと、を有する超小型発電機を含む、請求項１に記載のパージ制御システム。
7. 前記発電機は、燃料電池を備える、請求項１に記載のパージ制御システム。
8. 前記発電機は、約１９７立方ｃｍ（約１２立方インチ）より小さい体積を有する、請求項１に記載のパージ制御システム。
9. バッテリーを充電する方法であって、
   パージキャニスターにおいて燃料タンクからの燃料蒸気を吸収し、
   前記バッテリーの充電状態を監視し、
   前記充電状態に応じて前記パージキャニスターから超小型発電機に燃料蒸気を供給して該超小型発電機に電気を発生させ、
   発生した電気で前記バッテリーを充電する、各工程を含む、方法。
10. 所望の電圧レベルを提供するため、前記超小型発電機を制御する工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 燃料蒸発制御システムをパージする方法であって、
    燃料タンクを設け、
    パージキャニスターを設け、
    超小型発電機を設け、
    前記燃料タンクからの蒸発燃料をパージキャニスターで吸収し、
    前記パージキャニスターが飽和したとき、燃料蒸気を前記超小型発電機に提供するため前記パージキャニスターを排出させ、
    前記超小型発電機で電気を発生させる、各工程を含む、方法。
12. 前記バッテリーの充電状態を監視する工程と、該充電状態に応じて前記発生した電気でバッテリーを充電する工程と、を更に含む、請求項１１に記載の方法。

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