JP2003328868A

JP2003328868A - 燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れ検出方法及びシステム

Info

Publication number: JP2003328868A
Application number: JP2003132942A
Authority: JP
Inventors: Gerrit Van Vranken Beneker; ヴァンヴランケンベネカーゲーリット
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: EP1361100B1; DE60323558D1; EP1361100A2; EP1361100A3; JP4318072B2; CA2427724A1; ES2314142T3; US6637261B1; MXPA03004150A; US20030209062A1

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムにおい
て、システムの漏れを検出する。【解決手段】エンジン吸気マニホールド(54)へのタン
ク蒸発ガス管路(34,48,52)の電気作動流量制御バルブ(5
0)の上流に圧力応答リリーフバルブ(38)が配置されてい
る。圧力応答リリーフバルブ(38)は、漏れテストを実行
するために、閉弁時に制限された流れを提供するブリー
ドオリフィス(42)を有しており、また、選択された差圧
で開弁して、エンジン運転中には、蒸発ガスキャニスタ
(22)を浄化するのに充分な流量を提供する。差圧センサ
(60)を利用して、漏れテスト実行中に、ブリードオリフ
ィス(42)を横切る圧力降下を読込み、ルックアップテー
ブルから、その流量を決定し、これを閾値と比較して、
システムに漏れがあるかどうかを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両燃料タンクからの
蒸発ガスの排出を抑止するために利用されるシステムに
関し、特に小型トラック及び乗用車に利用されるそのよ
うなシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車載燃料の蒸発ガス排出抑止についての
規制は、エンジンの運転停止中に燃料タンク通気システ
ムからの蒸発ガスが貯留されること要求し、また、蒸発
ガス排出抑止システムがその機能を継続するため、エン
ジン運転中には、貯留された蒸発ガスを浄化する必要が
ある。このため、車両の耐用年数にわたって排出抑止シ
ステムの部品の完全性を維持して、このシステムからの
燃焼蒸発ガスの漏れを防止する必要がある。

【０００３】図2に示されるように、従来、公知の燃料
タンク蒸発ガス排出抑止システムは、燃料タンク2から
の導管を通して蒸発ガスを受入れる貯留装置1を含み、
この貯留装置1(キャニスタ1ともいう)は、電子制御ユニ
ット5に接続された通気制御バルブ4によって開閉可能な
浄化用大気入口3を有している。燃料タンク2は、タンク
の内圧を検出して電気信号を電子制御ユニット5に供給
するタンク圧センサ6を有している。

【０００４】キャニスタ1は、蒸発ガス流を制御オリフ
ィス8を介してオリフィス8の下流側の流量制御バルブ9
に供給する蒸発ガス出口管路7を有し、流量制御バルブ9
は、エンジン10の燃焼空気入口すなわち吸気マニホール
ドに接続される出口を有する。流量制御バルブ9は、電
子制御ユニット5によって制御される電気的に作動され
るバルブである。

【０００５】電気的に作動される常開のバイパス制御バ
ルブ11がオリフィス8をバイパスするように接続されて
おり、このバイパス制御バルブ11も電子制御ユニット5
によって制御される。差圧センサ12が接続されて、オリ
フィス8を横切る圧力降下を検出し、差圧センサ12は、
電気入力信号を電子制御ユニット5に供給する。

【０００６】漏れテストの実行動作において、電子制御
ユニット5は、漏れテストが実行される前に、通気制御
バルブ4及びバイパス制御バルブ11を閉じる必要があ
る。そして、流量制御バルブ9を調整して、タンク圧セ
ンサ6によって検出されるタンク内の圧力が所定のゲー
ジ負圧すなわち真空となるようにし、差圧センサ12によ
って検出される圧力が読込まれる。そして、オリフィス
8を通過する流量は、ルックアップテーブルによって決
定することができ、この流量を閾値と比較して、この流
量が閾値を超えているかどうかを決定し、これにより、
漏れがあるかどうかを決定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
公知のシステムは、流量制御バルブ9の形をとった蒸発
ガスマネージメントバルブだけでなく、電気的に制御さ
れる独立したバイパス制御バルブ11を必要とし、漏れテ
ストを実行するために、これらを作動させる必要があ
る。これにより、この構造は、小型自動車を大量生産す
るコストを高くすることになっており、このため、燃料
タンク蒸発ガス排出抑止システムおよびその漏れテスト
システムを提供する、よりシンプルでコスト効率の高い
方法が要求されている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車に利用
される燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れ診断
テストを実行するための低コスト、シンプルかつ信頼性
の高いシステム及び方法を提供する。本発明の構造は、
内部にブリードオリフィスが形成された圧力リリーフバ
ルブを設け、この圧力リリーフバルブは、蒸発ガス貯留
キャニスタから、エンジン燃焼空気入口への燃焼蒸発ガ
スの流量を制御する電気作動バルブへの管路に配置され
る。差圧センサは、閉弁時の圧力リリーフバルブを横切
る圧力降下を検出するために配置され、また、タンク圧
センサは、漏れテストのためのタンク圧力データを提供
する。電子コントローラは、キャニスタへの大気入口バ
ルブを閉じ、エンジン燃焼空気入口への蒸発ガスの流量
を調整して、漏れテストを行うための所望のタンク圧力
を提供する。そして、差圧センサは、圧力データをコン
トローラへ供給し、コントローラは、差圧値をルックア
ップテーブルにおける既知の流量に対する差圧値と比較
することによってブリードオリフィスの流量を決定す
る。そして、この計算された流量が閾値と比較されて、
漏れの有無が決定される。

【０００９】このようにして、本発明は、流量測定オリ
フィスに対する独立した電気的に制御されるバイパス制
御バルブの必要性を解消した独特で新規な漏れテストシ
ステムを提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図1及び図3を参照して、本発明の
システムは、全体として符号20で示され、一般的にはフ
レキシブルホースである導管26(第1蒸発ガス管路)によ
って燃料タンク24に接続されるキャニスタ22の形をとっ
た蒸発ガス貯留装置を有する。このキャニスタ22は、電
気的に作動される締切りバルブ28(大気通気バルブ)を備
えた大気入口を有し、この締切りバルブ28は、導線30に
沿って参照符号32で示される電子制御ユニット(回路手
段)(以下、ＥＣＵともいう)によって制御される。

【００１１】キャニスタ22は、蒸発ガス出口管路34を有
し、蒸発ガス出口通路34(第2蒸発ガス管路)は、全体と
して符号38で示される圧力応答バルブ(圧力リリーフバ
ルブ)の入口36に接続される。圧力応答バルブ38は、そ
の内部に形成された環状のバルブシート40を有し、この
バルブシート40は、入口36に接続され、また、その内部
に形成されたブリードオリフィス42を有する。可動バル
ブ部材44(平板バルブ部材)が、バルブシート40に対して
位置決めされ、これに対してバネ46によって付勢されて
いる。圧力応答バルブ38の出口は、導管48(第2蒸発ガス
管路)によって、電気的に制御される流量制御バルブ50
(例えばソレノイドバルブ)に接続され、流量制御バルブ
50は、その出口が、フレキシブルホースとすることがで
きる管路52(第2蒸発ガス管路)に沿って、参照符号54で
示されるエンジンの燃焼空気入口に接続されている。流
量制御バルブ50は、導線56に沿って、ＥＣＵ32から制御
信号を受ける。

【００１２】圧力タップ管路58が圧力応答バルブ38の入
口36に接続され、圧力タップ管路58が差圧センサ60(圧
力変換器)に接続され、また、差圧センサ60が圧力タッ
プ管路62を介して圧力応答バルブ38の出口導管48に接続
されている。差圧センサ60は、電気信号を導線64に沿っ
てＥＣＵ32に供給し、この電気信号は、圧力応答バルブ
38の閉弁時に測定される圧力応答バルブ38を横切る差圧
を表しており、これにより、ブリードオリフィス42を横
切る圧力降下を検出する。

【００１３】可動バルブ部材44は、圧力応答バルブ38を
横切る差圧が一定の閾値を超えたとき、環状のバルブシ
ート40から持上げられる。本発明の実施形態において
は、10水柱インチ(254水柱ミリメートル)の差圧の閾値
を設定することが望ましいことがわかっている。バルブ
部材44の開弁位置は、図1において、破線の外形線によ
って示されている。

【００１４】タンク圧センサ66は、導管68を介して燃料
タンク22に接続されており、タンク圧センサ66は、電気
出力信号を導線70に沿ってＥＣＵ32に供給する。

【００１５】図4を参照すると、圧力応答バルブ38の他
の構造が示されており、これは、入口36´がバルブシー
ト40´に接続し、バルブシート40´に対向して位置決め
されてバネ46´によって付勢されるバルブ部材44´(平
坦なディスク状の可動バルブ部材)を有しており、バル
ブ部材44´には、これを貫通するブリードオリフィス42
´が形成されるようになっている。

【００１６】図3を参照すると、ＥＣＵ32の作動プログ
ラムがブロックフローダイアグラムによって表されてお
り、本システムは、ステップ72で起動すなわちスタート
すると、ステップ74へ進んで、エンジンが運転中かどう
かを質問し、運転されていなければ、ステップ76で適当
な遅れをもって帰還する。

【００１７】図3を参照して、エンジンが運転中であれ
ば、診断システムが起動して、ステップ78へ進んで診断
を実行し、ステップ80へ進んで大気通気バルブ28が閉弁
される。そして、本システムは、ステップ82へ進み、流
量制御バルブ50を調整して、ステップ84で読込むタンク
圧力を0水柱インチに等しくする。そして、本システム
は、ステップ86へ進み、タンク圧力が0水柱インチに維
持されているかどうかを質問し、維持されていなけれ
ば、本システムはステップ82へ戻る。一方、タンク圧量
が0水柱インチに安定していれば、本システムは、ステ
ップ88に進んで差圧センサ60の出力ΔP0を読込む。

【００１８】そして、本システムは、ステップ90へ進
み、流量q対差圧ΔPのルックアップテーブルからΔP0に
対する流量q0を計算するが、このテーブルは、図5に示
す流量曲線から得たデータから作成することができる。

【００１９】そして、本システムは、ステップ92へ進
み、バルブ50を調整して、ステップ94で読込むタンク圧
力を7水柱インチ(178水柱ミリメートル)に維持する。そ
して、本システムは、ステップ96へ進み、タンク圧力が
7水柱インチ(178水柱ミリメートル)で安定しているかど
うかを質問し、安定していなければ、本システムはステ
ップ92へ戻る。

【００２０】一方、ステップ96でタンク圧力が安定して
いれば、本システムは、ステップ98へ進み、差圧センサ
60の出力する差圧ΔP1を読込み、ステップ100へ進ん
で、流量qとΔPの値が表されたルックアップテーブルか
らΔP1に対する流量q1を計算するが、このテーブルは、
図5からの流量データによって生成することができる。

【００２１】そして、本システムは、ステップ102へ進
み、流量の差q1−q0が所定の最大流量差Δq maxより大
きいかどうかを質問し、答えが肯定されれば、本システ
ムは、ステップ104へ進んで、漏れ警報表示を発する。
一方、流量の差q1−q0が所定の閾値Δq max以下であれ
ば、本システムは、ステップ106へ進んで漏れなしを表
示する。

【００２２】7水柱インチ(178水柱ミリメートル)の値
は、差圧センサ60が有意な信号出力を提供するのに好都
合なように選択されたものであり、10水柱インチ(254水
柱ミリメートル)を超えない他の値を選択できることが
理解されるであろう。

【００２３】このように、本発明は、燃料タンク蒸発ガ
ス排出抑止システムが大気に漏れを生じているかどうか
を決定するために、独特で新規な検出方法及び装置を提
供し、また、本発明は、圧力応答バルブを利用し、この
圧力応答バルブは、漏れテスト中においては、閉弁し
て、ブリードオリフィスが測定される流量を生じるよう
にするが、エンジンが運転されているときは、通常の蒸
発ガス浄化機能のために開弁可能である。これにより、
漏れテストが実行される前に作動させる必要がある電気
的に作動される独立したバイパス制御バルブを省略する
ことができる。

【００２４】以上に、本発明について、図示された実施
の形態に関連して説明してきたが、本発明は、修正及び
変更が可能であり、特許請求の範囲によってのみ限定さ
れることがわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を利用する燃料タンク蒸発ガス排出抑止
システムの漏れテストシステムの概略図である。

【図２】従来の燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの
漏れテストシステムの概略図である。

【図３】図1のシステムの電子制御ユニットによる制御
のフローダイアグラムである。

【図４】図1のシステムの圧力リリーフバルブの他の実
施形態の一部を拡大して示す図である。

【図５】ブリードオリフィスを横切って測定された圧力
降下ΔPの関数としてプロットされた流量qの値を示すグ
ラフ図である。

【符号の説明】

20 燃料タンク蒸発ガス排出抑止システム 22 キャニスタ 24 燃料タンク 28 大気通気バルブ 32 電子制御ユニット 38 圧力応答リリーフバルブ 50 流量制御弁 60 差圧センサ 54 エンジンの燃焼空気入口 66 タンク圧センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G044 BA22 DA02 EA03 EA55 FA04 GA02 GA05 GA08 GA11 GA26 GA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a)燃料タンクからの第1蒸発ガス管路を
蒸発ガス貯留装置に接続し、 (b)燃料蒸発ガスをエンジン空気入口へ流す第2蒸発ガス
管路を前記蒸発ガス貯留装置に接続し、前記第2蒸発ガ
ス管路に、電気的に作動される流量制御バルブを配置
し、 (c) 前記電気的に作動される流量制御バルブと前記燃料
タンクとの間の前記第2蒸発ガス管路に圧力リリーフバ
ルブを配置し、該圧力リリーフバルブを通り抜けて流量
を制限するブリードオリフィスを形成して、前記圧力リ
リーフバルブの閉弁時に、該圧力リリーフバルブを通し
て制限されたブリード流を許容し、 (d)前記圧力リリーフ弁を横切る差圧が所定レベルに達
したとき、該圧力リリーフバルブを開弁し、 (e)前記電気的に作動される流量制御バルブを調整し、
前記燃料タンクの圧力を検出して、この圧力を表す電気
信号を発信し、 (f)前記圧力リリーフバルブを横切る差圧を検出して、
流量対差圧の既知の値から流量を決定し、そして、 (g)前記燃料タンクの圧力を表す信号及び前記決定した
流量から漏れを決定することを含む燃料タンク蒸発ガス
排出抑止システムの漏れ検出方法。
【請求項２】前記圧力リリーフバルブは、環状のバル
ブシートに対して閉弁可能な平板バルブ部材を有してお
り、前記ブリードオリフィスは、前記平板バルブ部材に
形成されていることを特徴とする請求項1に記載の方
法。
【請求項３】前記圧力リリーフバルブは、環状のバル
ブシートに対して閉弁可能な平板バルブ部材を有し、前
記平板バルブ部材をバネによって閉弁位置へ付勢するこ
とを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項４】前記差圧を検出するステップは、前記電
気的に作動される流量制御バルブを前記燃料タンクの圧
力に応じて制御することを含むことを特徴とする請求項
1に記載の方法。
【請求項５】前記差圧を検出するステップは、前記電
気的に作動される流量制御バルブを調整して、前記燃料
タンクを所定の圧力に維持することを含むことを特徴と
する請求項1に記載の方法。
【請求項６】前記第1蒸発ガス管路が接続された蒸発
ガス貯留装置には、電気的に作動される大気通気バルブ
が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の方
法。
【請求項７】前記燃料タンクの圧力を検出するステッ
プは、前記大気通気バルブを閉弁することを含むことを
特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】 (a)燃料タンクからの第1蒸発ガス管路を
蒸発ガス貯留装置に接続し、大気通気バルブを前記蒸発
ガス貯留装置に接続し、 (b)前記蒸発ガス貯留装置からの第2蒸発ガス管路を常閉
の圧力応答バルブの入口に接続し、該圧力応答バルブ
は、これを横切る所定の差圧に応答して開弁し、バルブ
内にブリード通路を形成して、閉弁時にこれを通してブ
リード流を許容し、 (c)前記圧力応答バルブの出口を流量制御バルブを介し
てエンジンの燃焼空気入口に接続し、 (d)前記大気通気バルブを閉じ、前記圧力応答バルブの
入口及び出口に圧力センサを接続して、前記ブリード通
路を通る流れによって生じる差圧を検出し、 (e)前記燃料タンクの圧力を検出して、その電気的な表
示を出力し、 (f)前記流量制御弁を調整して、前記燃料タンクを所定
の圧力にし、 (g)前記燃料タンクが所定の圧力にあるとき検出された
前記差圧を読込み、該差圧に対する流量を決定し、そし
て、 (h)前記流量が一定の閾値を超えるかどうかを表示する
ことを含む燃料タンク蒸発ガス排出抑止システムの漏れ
検出方法。
【請求項９】前記流量制御バルブは、電気的に作動さ
れる流量制御バルブであることを特徴とする請求項8に
記載の方法。
【請求項１０】前記差圧を圧力変換器によって検出
し、該圧力変換器の出力に応答して前記電気的に作動さ
れる流量制御バルブを制御することを特徴とする請求項
９に記載の方法。
【請求項１１】前記電気的に作動される流量制御弁
は、ソレノイドによって作動される流量制御弁であるこ
とを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１２】前記第2蒸発ガス管路を接続する前記
圧力応答リリーフバルブは、バネ付勢されて環状のバル
ブシート上に閉弁可能な平坦なディスクバルブ部材を有
していることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１３】前記ブリード通路は、前記平坦なディ
スクバルブ部材に形成したオリフィスを含むことを特徴
とする請求項8に記載の方法。
【請求項１４】 (a)閉止可能な大気通気口を含み、蒸
発ガスを受入れるために燃料タンクに接続される貯留装
置と、 (b)前記燃料タンクからの燃料蒸発ガスを受入れるため
に前記貯留装置に接続される入口を有し、閉弁時にブリ
ード流を許容するブリード通路を含む常閉の圧力応答リ
リーフバルブと、 (c)前記燃料タンクに接続されて、該燃料タンクの圧力
を検出する圧力センサと、 (d)前記圧力応答リリーフバルブの出口からの蒸発ガス
を受入れるために該出口に接続される入口及びエンジン
の燃焼空気入口に接続される出口を有し、検出された前
記燃料タンクの圧力に応答して制御される電気的に作動
される流量制御バルブと、 (e)前記圧力応答リリーフバルブの入口と出口との間に
接続される差圧センサと、 (f)前記大気通気口が閉止され、前記燃料タンクが一定
の圧力であるときの前記差圧センサの出力から流量を計
算する回路手段と、 (g)前記計算された流量が一定の閾値を超えたことを表
示する手段とを備えている燃料タンクの蒸発ガス排出抑
止装置の漏れ検出システム。
【請求項１５】前記圧力センサは、検出された前記差
圧を電気的に出力する圧力変換器を含むことを特徴とす
る請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】前記圧力応答リリーフバルブは、平坦
なディスク状の可動バルブ部材を含んでいることを特徴
とする請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】前記ブリード通路は、前記平坦なディ
スク状の可動バルブ部材に設けられたオリフィスからな
ることを特徴とする請求項16に記載のシステム。