JP2000345933A - 内燃機関の蒸発燃料放出防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料タンクの吸気管に接続する連通路の接続
部位にカットフロート弁を設けて車体傾斜時に燃料が吸
気管に侵入するのを防止するものにおいて、気液分離機
能を向上させると共に、カットフロート弁が閉鎖した状
態での負圧化制御を停止させる。 【解決手段】 カットフロート弁４２の上部に拡径部４
２ｅを形成して連通路３４に接続すると共に、拡径部の
底面４２ｆを重力軸に対して傾斜させる。さらに、圧力
センサ６６を拡径部４２ｅに配置し、そこでの検出圧力
を用いて負圧化制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の蒸発燃
料放出防止装置に関し、より具体的には、燃料タンクの
カットフロート弁の構造などに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載され、内燃機関に接続される
燃料タンクにおいては、高負荷運転で機関温度が上昇し
た後に停車させたときなどに燃料タンクの内圧が上昇
し、給油時などに燃料タンクのフィラキャップを開けた
とき、蒸発燃料が大気に放出されてしまう。

【０００３】そのために、特開平１０−２８１０１９号
公報などで提案されるように、燃料タンクの液面上方空
間と内燃機関吸気管とを連通路で接続すると共に、連通
路を開閉する電磁ソレノイドバルブ（開閉弁）を設け、
圧力センサを設けて燃料タンクの液面上方空間の圧力を
検出しつつ、所定の運転領域において開放して吸気負圧
を燃料タンクに導入しておき、停車して給油するときな
どに蒸発燃料が大気に放出されないように構成した蒸発
燃料放出防止装置が提案されている。

【０００４】かかる装置にあっては、通例、図５に示す
如く、燃料タンク２６の連通路３４に接続する部位付近
にカットフロート弁４２を設け、燃料タンクが燃料（ガ
ソリン）でいわゆる満タン状態にあるとき、車両が重力
軸に対して傾斜しても燃料が連通路に侵入するのを防止
している。また、圧力センサ６６は、カットフロート弁
４２から離れた位置に配置されてタンク液面上方空間２
６ｃの圧力を検出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料タ
ンクが燃料（ガソリン）で満タン状態にある場合に車両
が重力軸に対して傾斜した姿勢になると、燃料液面がポ
ート部（燃料タンクと連通路の接続部）１００まで達す
ることがある。

【０００６】その状態で吸気負圧を燃料タンクに導入さ
せるべく電磁ソレノイドバルブを開放駆動する負圧化制
御を実行すると、燃料が吸気系に吸引されて空燃比がリ
ッチ側にずれ、ドライバビリティあるいはエミッション
の低下を招くことがある。

【０００７】また、いずれにしてもカットフロート弁４
２のシール機能は完全ではないため、車両が傾斜したと
きなどに燃料が連通路３４に侵入し、カットフロート弁
４２のポート部１００上方に残留することがある。さら
に、ポート部上方の径が比較的小さいこともあって燃料
が残留し易かった。このような残留燃料は放置しておく
と、次回の負圧化制御で機関吸気系に吸引されるため、
燃料タンクに早急に戻すのが望ましい。

【０００８】このように、図５に示すような従来技術に
係るカットフロート弁４２にあっては気液分離機能が十
分ではなく、その向上が望まれていた。

【０００９】さらに、カットフロート弁４２がポート部
１００を完全に閉鎖した状態で電磁ソレノイドバルブを
開放駆動する負圧化制御を実行すると、連通路３４が閉
鎖されているため、蒸発燃料は機関吸気系には吸引され
ない。

【００１０】しかしながら、空燃比制御装置側が、吸引
されるべき蒸発燃料の濃度を推定して機関吸入蒸発燃料
量を算出し、供給燃料噴射量から減算して供給燃料噴射
量を補正する制御を行うような場合には、それが空燃比
制御の外乱となる。従って、そのような場合には負圧化
制御を直ちに停止し、そのような不都合が生じないよう
にすることが望ましい。

【００１１】従って、この発明の目的は上記した負圧化
制御を実行するものにおいて、カットフロート弁の気液
分離機能を向上させるようにした内燃機関の蒸発燃料放
出防止装置を提供することにある。

【００１２】この発明の第２の目的は上記した負圧化制
御を実行するものにおいて、カットフロート弁がポート
部を閉鎖した状態で負圧化制御を実行しても、直ちに負
圧化制御を停止することができるようにした内燃機関の
蒸発燃料放出防止装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１項にあっては、内燃機関に供給する燃料
を貯蔵する燃料タンクの液面上方空間と前記内燃機関の
吸気管とを連通路で接続すると共に、前記連通路に開閉
弁を設けて前記液面上方空間内の圧力を制御すると共
に、前記燃料タンクの前記連通路に接続する部位付近に
カットフロート弁を設けて燃料が前記連通路に侵入する
のを防止するようにした内燃機関の蒸発燃料放出防止装
置において、前記カットフロート弁の上部に拡径部を形
成し、前記拡径部を前記連通路に接続すると共に、前記
拡径部の底面を重力軸に対して傾斜させる如く構成し
た。

【００１４】カットフロート弁の上部に拡径部を形成
し、拡径部を連通路に接続すると共に、拡径部の底面を
重力軸に対して傾斜させる如く構成したので、侵入した
蒸発燃料（気体）と燃料（液体）はそこで気液分離さ
れ、よってカットフロート弁の気液分離機能を向上させ
ることができる。

【００１５】即ち、径大な拡径部を設けたことから、付
着した燃料は残留することなく、燃料タンクに復帰す
る。また、拡径部の底面が傾斜させられているので、付
着燃料を一層容易に燃料タンクに戻すことができ、これ
によっても気液分離機能を向上させることができる。

【００１６】請求項２項にあっては、圧力センサの出力
に応じて前記開閉弁を開閉させて前記液面上方空間内の
圧力を制御するものにおいて、前記圧力センサを前記拡
径部および前記連通路のうちのいずれかに配置する如く
構成した。

【００１７】圧力センサを前記拡径部および前記連通路
の中のいずれかに配置する如く構成したので、カットフ
ロート弁が連通路を閉鎖した時点で拡径部には連通路を
介して吸気負圧が導入される結果、その部位の圧力も低
下して瞬時に目標圧力となる。従って、カットフロート
弁がポート部を閉鎖した状態で負圧化制御を実行して
も、直ちに負圧化制御を停止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の一つの実施の形態に係る内燃機関の蒸発燃料放出防止
装置を説明する。

【００１９】図１はその装置を概略的に示す全体図であ
る。尚、以下、図５に関して使用した参照符号は同一の
ものを用いる。

【００２０】図において、符号１０はＯＨＣ直列４気筒
の内燃機関を示し、吸気管１２の先端に配置されたエア
クリーナ（図示せず）から導入された吸気は、スロット
ルバルブ１４でその流量を調節されつつ吸気マニホルド
および吸気弁（共に図示せず）を介して第１から第４気
筒（図に「機関本体１６」と示す）に送られる。

【００２１】各気筒の吸気弁の上流側の付近にはインジ
ェクタ（燃料噴射弁）１８が設けられて燃料を噴射す
る。噴射されて吸気と一体となった混合気は点火プラグ
（図示せず）で着火されて燃焼し、ピストン（図示せ
ず）を駆動する。

【００２２】燃焼後の排気ガスは、排気弁および排気マ
ニホルド（共に図示せず）を介して排気管２２に送ら
れ、触媒装置（三元触媒）２４で浄化されて機関外に排
出される。

【００２３】内燃機関１０が搭載される車両（図示せ
ず）の適宜位置には燃料タンク２６が設けられる。即
ち、インジェクタ１８は燃料供給管２８を介して燃料タ
ンク２６に接続され、燃料タンク２６内に貯留された燃
料（ガソリン）の供給を受ける。燃料供給管２８には燃
料ポンプ３０が設けられ、燃料を圧送する。

【００２４】燃料タンク２６は気密かつ液密な構造を備
え、フィラネック２６ａの先端の開口はフィラキャップ
２６ｂで閉鎖される。燃料タンク２６の液面上方空間２
６ｃは、連通路（蒸発燃料通路）３４によって吸気管１
２にスロットルバルブ１４の下流位置で接続される。連
通路３４の適宜位置には電磁ソレノイドバルブ（開閉
弁）３６が設けられる。

【００２５】これら連通路３４および電磁ソレノイドバ
ルブ３６ならびにカットフロート弁４２などが蒸発燃料
放出防止装置４０を構成し、後述の如く、電磁ソレノイ
ドバルブ３６が開放されて吸気負圧が燃料タンク２６の
液面上方空間に導入されてそこを負圧化し、給油時にフ
ィラキャップ２６ａが開けられたとき、蒸発燃料が大気
に放出されるのを防止する。

【００２６】尚、図示した構成以外に、燃料タンク２６
と吸気管１２とはキャニスタ機構などで接続されるが、
この発明の要旨と直接の関連を有しないため、省略す
る。

【００２７】燃料タンク２６と連通路３４の接続部には
前記したカットフロート弁４２が設けられ、前記した如
く、車両が傾斜位置にあって燃料タンク２６が重力軸に
対して傾いたときなどに連通路３４を閉鎖する。

【００２８】図２はそのカットフロート弁４２付近の拡
大説明断面図である。

【００２９】図示の如く、燃料タンク２６は開口され、
そこにカットフロート弁４２が収容される。カットフロ
ート弁４２はハウジング４２ａを備え、その内部にカッ
トフロート４２ｂが収容される。

【００３０】ハウジング４２ａには孔４２ｃが穿設され
ると共に、その上部（図２において）でプレート４２ｄ
に固定される。プレート４２ｄは燃料タンク２６に固定
されると共に、中央位置付近で穿設されて前記したポー
ト部１００が形成される。

【００３１】プレート４２ｄの上方（図２において）は
拡径されて前記した拡径部４２ｅが形成される。拡径部
４２ｅはその上方（図２において）において比較的小径
の前記した連通路３４に接続されると共に、その底面４
２ｆは重力軸１０２に対して角度θだけ傾斜させられ
る。

【００３２】拡径部４２ｅには前記した圧力センサ６６
が配置される。より詳しくは、圧力センサ６６は管４２
ｇを介して拡径部４２ｅに連通され、拡径部４２ｅ内の
圧力（絶対圧力）に応じた信号ＰＴＡＮＫを出力する。

【００３３】かかる構成において、車体が重力軸１０２
に対して傾斜すると、燃料（ガソリン）１０４が孔４２
ｃを通ってハウジング４２ａ内に侵入し、カットフロー
ト４２ｂを矢印で示す如く、上方に浮上させてポート部
１００を閉鎖させる。

【００３４】カットフロート４２ｂとポート部１００の
形状は従来技術のものと相違しないので、シール機能に
おいて十分ではない。尚、拡径部４２ｅの容積は、カッ
トフロート弁４２のシール機能によって設定するが、例
えば１００ｃｍ³ とする。

【００３５】従って、燃料１０４あるいは蒸発燃料が、
ポート部１００を越えて拡径部４２ｅ内に侵入すること
も生じ得る。しかしながら、拡径部４２ｅは図示の如く
拡径されて比較的大きな容積とされることから、侵入し
た蒸発燃料（気体）と燃料（液体）１０４はそこで気液
分離される。

【００３６】燃料（液体）１０４は拡径部４２ｅの内壁
面４２ｈあるいは連通部３４の内壁面３４ａに一端付着
し、次いで下方に滴下するが、拡径部４２ｅの底面４２
ｆが傾斜させられていることから、ポート部１００に向
けて容易に流れ、カットフロート４２ｂが下方に降りて
ポート部１００を開放すると、燃料タンク２６内に戻
る。

【００３７】図１の説明に戻ると、図示の如く、内燃機
関１０のカムシャフト（図示せず）にはクランク角セン
サ５０が設けられ、特定気筒の所定クランク角度で気筒
判別用のＣＹＬ信号を出力すると共に、各気筒のＴＤＣ
信号およびクランク角１５度ごとのＣＲＫ信号を出力す
る。

【００３８】スロットルバルブ１４にはスロットル開度
センサ５２が接続され、スロットル開度θＴＨに応じた
信号を出力すると共に、スロットルバルブ１４下流の吸
気管１２内には絶対圧センサ５４が設けられ、吸気管内
絶対圧ＰＢＡに応じた信号を出力する。

【００３９】また、スロットルバルブ１４の下流側には
吸気温センサ５８が設けられて吸入空気の温度ＴＡに応
じた信号を出力すると共に、機関本体１６のシリンダブ
ロック付近には水温センサ６０が設けられて機関冷却水
温ＴＷに応じた信号を出力する。

【００４０】さらに、排気系において排気管２２には排
気系集合部の下流で触媒装置２４の上流位置において空
燃比センサ（Ｏ₂ センサ）６２が設けられ、排気ガス内
の酸素濃度に比例した検出信号を出力する。燃料タンク
２６には燃料温度センサ６４が設けられて燃料（ガソリ
ン）の温度ＴＧＡＳに応じた信号を出力する。

【００４１】上記したセンサ群の出力は、ＥＣＵ（電子
制御ユニット）７０に送られる。

【００４２】ＥＣＵ７０はマイクロコンピュータからな
り、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備え、前記したセン
サ群を介して検出された運転パラメータに基づいてＲＯ
Ｍに格納された命令に従って駆動回路（図示せず）を介
して電磁ソレノイドバルブ３６を駆動して燃料タンク負
圧化制御を行う。

【００４３】より具体的には、電磁ソレノイドバルブ３
６をデューティ制御（ＰＷＭにおけるデューティ比制
御）するためのデューティ値（０から１００％）を算出
し、駆動回路を介して電磁ソレノイドバルブ３６を作動
させ、その開度を調節する。

【００４４】また、ＥＣＵ７０は前記したクランク角セ
ンサ５０が出力するＣＹＬ信号をカウントして機関回転
数ＮＥを算出する。

【００４５】次いで、図３フロー・チャートを参照して
前記した負圧化制御を説明する。尚、図示のプログラム
は前記ＥＣＵ７０において、８０ｍｓｅｃごとに実行さ
れる。

【００４６】以下説明すると、Ｓ１０において前記した
圧力センサ６６を介して検出したタンク内圧（より詳し
くは拡径部４２ｅ内の圧力）ＰＴＡＮＫが、目標圧力Ｐ
ＴＡＮＫＤ（負圧で例えば言えば−３００ｍｍＨｇ）を
超えるか、換言すれば、拡径部４２ｅ内の圧力が目標圧
力よりも高く、負圧化する必要があるか否か判断する。

【００４７】Ｓ１０で否定されるときは以降の処理をス
キップすると共に、肯定されるときはＳ１２に進み、検
出圧力ＰＴＡＮＫが検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡを超
えるか否か、換言すれば、負圧化することが可能か否か
判断する。

【００４８】Ｓ１２で否定されるときは以降の処理をス
キップすると共に、肯定されるときはＳ１４に進み、前
記した電磁ソレノイドバルブ３６に供給すべきデューテ
ィ値を算出し、駆動回路を介して出力して作動させる。
即ち、連通路３４を開放して前記した負圧化制御を実行
する。

【００４９】タイム・チャートを参照して上記を説明す
る。図４は図３に示す負圧化制御をこの実施の形態に係
る図２に示す構成で行った場合を、図６は同様の制御を
従来技術に係る図５に示す構成で行った場合を示す。

【００５０】いずれの場合であっても、時刻ｔ１から負
圧化制御を実行しており、時刻ｔ２でカットフロート弁
４２がポート部１００を閉鎖したと仮定する。

【００５１】従来技術にあっては、圧力センサ６６は、
図５に示す如く、カットフロート弁４２から離れた位置
にあってタンク内圧（より詳しくは液面上方空間２６
ｃ）の圧力を検出する。即ち、従来技術に係る負圧化制
御にあっては、ＰＴＡＮＫは液面上方空間２６ｃの検出
値を意味する。

【００５２】従って、カットフロート４２ｂがポート部
１００を閉鎖したことで液面上方空間２６ｃを負圧化す
ることができず、Ｓ１０およびＳ１２の判断が肯定され
てＳ１４に進み、負圧化制御が続行される。

【００５３】他方、ＥＣＵ７０は蒸発燃料濃度を推定し
て蒸発燃料量を算出し、算出した蒸発燃料量で燃料噴射
量を減算補正することから、空燃比はリーン側にずれて
エンジン出力を低下させ、ドライバビリティを低下させ
てしまう。尚、蒸発燃料量による燃料噴射量の減算補正
については、本出願人が先に特願平１０−６０５９７号
で提案した出願に記載されているので、詳細な説明は省
略する。

【００５４】それに対し、図４に示すこの実施の形態の
場合にあっては、カットフロート４２ｂがポート部１０
０を閉鎖した時点で拡径部４２ｅには連通路３４を介し
て吸気負圧が導入される結果、拡径部４２ｅの検出値Ｐ
ＴＡＮＫも瞬時に目標圧力となる。従って、Ｓ１０の判
断で否定されて以降の処理がスキップされる結果、負圧
化制御も直ちに停止される。従って、上記した不都合が
生じることがない。

【００５５】上記の如く、この実施の形態にあっては、
内燃機関１０に供給する燃料１０４を貯蔵する燃料タン
ク２６の液面上方空間２６ｃと前記内燃機関の吸気管１
２とを連通路３４で接続すると共に、前記連通路に開閉
弁（電磁ソレノイドバルブ３６）を設けて前記液面上方
空間内の圧力を制御すると共に、前記燃料タンクの前記
連通路に接続する部位付近にカットフロート弁４２を設
けて燃料が前記連通路に侵入するのを防止するようにし
た内燃機関の蒸発燃料放出防止装置４０において、前記
カットフロート弁４２の上部に拡径部４２ｅを形成し、
前記拡径部を前記連通路３４に接続すると共に、前記拡
径部の底面４２ｆを重力軸１０２に対して傾斜させる如
く構成した。

【００５６】また、圧力センサ６６の出力ＰＴＡＮＫに
応じて前記開閉弁を開閉させて前記液面上方空間２６ｃ
内の圧力を制御するものにおいて、前記圧力センサ６６
を前記拡径部４２ｅおよび前記連通路３４のうちのいず
れか、より具体的には前記拡径部４２ｅに配置する如く
構成した。

【００５７】尚、上記した実施の形態において、圧力セ
ンサ６６を拡径部４２ｅに配置してそこの圧力を検出す
るようにしたが、図２に想像線で示す如く、連通路３４
に配置し、連通路３４内の圧力を検出するようにしても
良い。

【００５８】また、デューティ駆動可能な電磁ソレノイ
ドバルブを用いたが、リニアな開度特性を持つ電磁ソレ
ノイドバルブを用いても良い。

【００５９】

【発明の効果】請求項１項にあっては、カットフロート
弁の上部に拡径部を形成し、拡径部を連通路に接続する
と共に、拡径部の底面を重力軸に対して傾斜させる如く
構成したので、侵入した蒸発燃料（気体）と燃料（液
体）はそこで気液分離され、よってカットフロート弁の
気液分離機能を向上させることができる。

【００６０】即ち、径大な拡径部を設けたことから、付
着した燃料は残留することなく、燃料タンクに復帰す
る。また、拡径部の底面が傾斜させられているので、付
着燃料を一層容易に燃料タンクに戻すことができ、これ
によっても気液分離機能を向上させることができる。

【００６１】請求項２項にあっては、圧力センサを前記
拡径部および前記連通路の中のいずれかに配置する如く
構成したので、カットフロート弁が連通路を閉鎖した時
点で拡径部には連通路を介して吸気負圧が導入される結
果、その部位の圧力も低下して瞬時に目標圧力となる。
従って、カットフロート弁がポート部を閉鎖した状態で
負圧化制御を実行しても、直ちに負圧化制御を停止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の
蒸発燃料放出防止装置の構成を全体的に示す概略図であ
る。

【図２】図１装置の中のカットフロート弁などの詳細を
示す拡大説明断面図である。

【図３】図１装置の負圧化制御を示すメイン・フロー・
チャートである。

【図４】図３フロー・チャートの負圧化制御を説明する
タイム・チャートである。

【図５】従来技術のカットフロート弁などの詳細を示す
拡大説明断面図である。

【図６】図５に示す従来技術において図３フロー・チャ
ートの負圧化制御を行った場合を説明するタイム・チャ
ートである。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １２ 吸気管 ２６ 燃料タンク ２６ｃ 液面上方空間 ３４ 連通路 ３６ 電磁ソレノイドバルブ（開閉弁） ４０ 蒸発燃料放出防止装置 ４２ カットフロート弁 ４２ｂ カットフロート ４２ｅ 拡径部 ４２ｆ 底面 ６６ 圧力センサ ７０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）

フロントページの続き (72)発明者 清水 良浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鈴木 武 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D038 CA26 CA27 CB01 CC02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に供給する燃料を貯蔵する燃料
   タンクの液面上方空間と前記内燃機関の吸気管とを連通
   路で接続すると共に、前記連通路に開閉弁を設けて前記
   液面上方空間内の圧力を制御すると共に、前記燃料タン
   クの前記連通路に接続する部位付近にカットフロート弁
   を設けて燃料が前記連通路に侵入するのを防止するよう
   にした内燃機関の蒸発燃料放出防止装置において、前記
   カットフロート弁の上部に拡径部を形成し、前記拡径部
   を前記連通路に接続すると共に、前記拡径部の底面を重
   力軸に対して傾斜させるように構成したことを特徴とす
   る内燃機関の蒸発燃料放出防止装置。
2. 【請求項２】 圧力センサの出力に応じて前記開閉弁を
   開閉させて前記液面上方空間内の圧力を制御するものに
   おいて、前記圧力センサを前記拡径部および前記連通路
   のうちのいずれかに配置することを特徴とする請求項１
   項記載の内燃機関の蒸発燃料放出防止装置。