JP2012071812A - 蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造 - Google Patents

蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造 Download PDF

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Abstract

【課題】プラグインハイブリッド車において、電気モータの駆動が多くなってエンジンが作動しない条件（未ファジー）で燃料タンク内の蒸発ガス発生量が増加する場合蒸発ガスがキャニスタに流入することを完全に遮断すると共に、エンジンが作動する条件では蒸発ガスを制御することができるハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造を提供する。
【解決手段】本発明は、燃料タンクに用いられるバルブ構造であって、一側は燃料タンクと連結され他側はキャニスタと連結されるハウジング、前記キャニスタと連結される前記ハウジングの内部に位置して開閉するチェックバルブ、前記チェックバルブと連結されて燃料タンク内部の圧力を調節するように開閉するソレノイドバルブ、燃料タンクと連結される前記ハウジングの終端に結合されるヒューエルリミットベントバルブ、および、前記キャニスタと連結される前記ハウジングの下端に結合されるリリーフバルブ、を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造に係り、より詳しくは、プラグインハイブリッド車の多様な運転および停止条件に符合して蒸発ガスを制御することができる蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造に関する。
従来一般的に用いられていたハイブリッド車は、内燃機関と電気モータの２種類の動力を組み合わせて駆動するため、燃料節減および高い親環境性によって多くの関心を集めている。
しかしながら、内燃機関および電気モータの２種類の動力と２種類の機関を同時に車に搭載しなければならないため車の重量が重くなり、エンジンから電気モータを駆動させるための動力が伝達されるため内部抵抗が大きくなり出力が弱くなるという問題があり、電気エネルギーを変換および貯蔵する過程において発生するエネルギー損失が発生していた。
これにより、車内部のエネルギー変換過程において発生する損失を減らし、従来用いられていた効率的な内燃機関エンジンをそのまま用いながらも電気自動車としての長所を生かすために、内燃機関エンジンと電気モータをそれぞれ独立した動力源で活用できるよう一般家庭で車用バッテリーの充電が可能なプラグインハイブリッド車が開発されている。
このようなプラグインハイブリッド車では、電気モータの駆動割合がより高くなる駆動方式に変更されることに伴いエンジンファジィ量の低下によってエミッション発生量が増加するためこれの対応が必要であった。
すなわち、図１に示すように、従来用いられたフューエルリミットベントバルブ（ｆｕｅｌ ｌｉｍｉｔ ｖｅｎｔ ｖａｌｖｅ）は注油時に蒸発ガスを制御して燃料注油量を決定し、注油時に燃料タンク内部の空気と蒸発ガスをキャニスタに送って注油を可能にし、燃料タンク内の燃料が満たされれば燃料タンク内部のガスをキャニスタに送り出すことを遮断して燃料注入量を制御し、キャニスタから燃料が溢れることを防いだり燃料タンクから外部に燃料が漏出することを防ぐなどの付加的な機能まで担当していた。
特開平０９−０７２２５７号公報
本発明は、プラグインハイブリッド車において、電気モータの駆動が多くなってエンジンが作動しない条件（未ファジー）で燃料タンク内の蒸発ガス発生量が増加する場合蒸発ガスがキャニスタに流入することを完全に遮断すると共に、エンジンが作動する条件では蒸発ガスを制御することができるハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造の提供を目的とする。
本発明は、燃料タンクに用いられるバルブ構造であって、一側は燃料タンクと連結され他側はキャニスタと連結されるハウジング、前記キャニスタと連結される前記ハウジングの内部に位置して開閉するチェックバルブ、前記チェックバルブと連結されて燃料タンク内部の圧力を調節するように開閉するソレノイドバルブ、燃料タンクと連結される前記ハウジングの終端に結合されるヒューエルリミットベントバルブ、および、前記キャニスタと連結される前記ハウジングの下端に結合されるリリーフバルブ、を含むことを特徴とする。
前記チェックバルブは、燃料タンクの蒸発ガスの気密を維持し中央にオリフィスが形成されたチェックバルブラバー、前記チェックバルブラバーの一側面と当接して固定されるチェックバルブボディー、および、前記チェックバルブボディーおよびチェックバルブラバーの内部空間に位置して弾性を提供するチェックバルブスプリング、を含むことを特徴とする。
前記ソレノイドバルブは、ソレノイドバルブケース、前記チェックバルブラバーの一側面と当接して連結されるロード、前記ロードの他側面と結合して前記ロードと共に移動し、外部に向かって突出しているプランジャー、前記プランジャーと離隔して位置し、前記プランジャーの終端と密着するように内部に向かって溝が形成されているコア、および、前記プランジャーとコアの外側周辺を囲んでいるコイル、を含むことを特徴とする。
前記ソレノイドバルブケースの上端周辺にはソレノイドバルブオーリングが形成され、前記コアの下端周辺にはコアオーリングが形成されて蒸発ガスの漏出を防ぎ、前記コアの溝中央にはプランジャーストッパが形成されて前記プランジャーとの密着によって発生する騷音および振動を低減させることを特徴とする。
前記リリーフバルブは、前記ハウジングの下端と結合されるリリーフバルブケース、前記リリーフバルブケースの内部に位置して気密を維持するリリーフバルブオーリング、前記リリーフバルブケースの一側に位置して圧力を調節する負圧バルブ、前記リリーフバルブケースの内部に位置して上下方向にスライディングするリリーフバルブボディー、前記リリーフバルブボディーと結合されるリリーフバルブラバー、および、前記リリーフバルブボディーの内部および前記ハウジングと連結して弾性を提供するリリーフバルブスプリング、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、従来用いられた燃料タンクの容量を調節することができ、蒸発ガスをキャニスタにローディングすることができる。
また、ハイブリッド車でエンジンが駆動したり駆動しない場合に合わせてキャニスタに蒸発ガスをローディングすることを自由に制御できるだけでなく、燃料注入時にも蒸発ガスのローディングを調節することができ、安全性および便利性が増大する。
さらに、燃料タンク内部の過度の正負圧力を容易に解消することができる。
従来用いられた燃料タンクバルブ構造を示す断面図である。 本発明の燃料タンクバルブ構造を示す断面図および斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明に係る外部斜視図である。 本発明に用いられるハウジングおよびチェックバルブを示す断面図である。 本発明に用いられるソレノイドバルブを示す断面図である。 本発明に用いられるリリーフバルブを示す断面図である。 本発明に用いられるヒューエルリミットベントバルブを示す断面図である。 本発明の燃料タンクバルブ構造を示す断面図および部分拡大図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明のチェックバルブおよびソレノイドバルブが作動する過程を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明のリリーフバルブが作動する過程を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
図２に示す通り、本発明は燃料タンクに用いられるバルブ構造であって、一側は燃料タンクと連結し他側はキャニスタと連結されるハウジング１０、キャニスタと連結されるハウジング１０の内部に位置して開閉するチェックバルブ２０、チェックバルブ２０と連結されて燃料タンク内部の圧力を調節するように開閉するソレノイドバルブ３０、燃料タンクと連結されるハウジング１０の終端に結合されるヒューエルリミットベントバルブ４０、およびキャニスタと連結されるハウジング１０の下端に結合されるリリーフバルブ５０、を含むことを特徴とする。
従来に用いられた燃料タンクバルブ構造と同様に、本発明は燃料タンク内部で発生する蒸発ガスをキャニスタに送って捕集する機能を有し、特にプラグインハイブリッド車のように電気モータの駆動によってエンジンが駆動される比率が少なくなる場合に蒸発ガスの発生量が多くなることにより、これをより容易に制御するものである。
このために、図４に示す通り、燃料タンクの上部にハウジング１０が結合されており、ハウジング１０と燃料タンクはカバー１１によって固定され、ハウジング１０と燃料タンクの間の空間をより密閉して蒸発ガスが漏出することを防ぐためにパッキング１２が設置される。
また、図３（ａ）および（ｂ）に示す通り、ハウジング１０の外側には別のＧＶＶ（ＲＯＶ）ニップル１３が形成され、キャニスタから燃料が溢れることを防いだり燃料タンクから外部に燃料が漏出することを防ぐことができる。
ハウジング１０がキャニスタと連結される連結部の内部にはチェックバルブ２０が設置され、チェックバルブ２０は、燃料タンクの蒸発ガスの気密を維持して中央にオリフィス２２が形成されたチェックバルブラバー２１、チェックバルブラバー２１の一側面と当接して固定されるチェックバルブボディー２３、およびチェックバルブボディー２３およびチェックバルブラバー２１の内部空間に位置して弾性を提供するチェックバルブスプリング２４、を含む。
図４に示す通り、燃料タンクからハウジング１０を経てキャニスタに蒸発ガスが移動するために、ハウジング１０の内部で選択的に蒸発ガスを排出するチェックバルブ２０が設置され、円板形態のチェックバルブラバー２１によって蒸発ガスがキャニスタに容易に漏出することを防ぎ、チェックバルブボディー２３およびチェックバルブスプリング２４の作動によって圧力の調節および蒸発ガスの排出量を調節することができる。
チェックバルブボディー２３はチェックバルブラバー２１に一側面が結合され面から多数の延長した足が形成されてハウジング１０からチェックバルブ２０を支持し、チェックバルブボディー２３の内部空間に位置したスプリングは、圧力によってチェックバルブボディー２３に弾性を提供してチェックバルブ２０が開放されるようにする。
ハウジング１０の一側にはソレノイドバルブ３０が設置され、ソレノイドバルブ３０は、ソレノイドバルブケース３１、チェックバルブラバー２１の一側面と当接して連結するロード３２、ロード３２の他側面と結合し、ロード３２と共に移動して外部に向かって突出しているプランジャー３３、プランジャー３３と離隔して位置し、プランジャー３３の終端と密着するように内部に向かって溝が形成されているコア３４、およびプランジャー３３とコア３４の外側周辺を囲んでいるコイル３５、を含む。
すなわち、図５に示すように、ソレノイドバルブ３０の外側は円筒状のソレノイドバルブケース３１によって保護され、ロード３２がチェックバルブ２０と連結するように形成され、チェックバルブ２０と共に燃料タンク内部の圧力を調節して蒸発ガスの放出を調節することができる。
ロード３２の外側面にはスプリングが形成されており、これによってロード３２に弾性を維持することができ、開閉過程をより容易に調節することができる。
ロード３２の終端にはプランジャー３３が結合され、プランジャー３３は全体的に円筒状の形状からなってロード３２と結合していない他側の終端が外部に向かって突出している。
プランジャー３３の側面にはプランジャー３３と一定距離をおいてコア３４が形成されており、コア３４にはプランジャー３３の終端と密着するように内部に向かって溝が形成され、プランジャー３３が左右方向に移動することができる空間が形成されている。
さらに、図８に示す通り、ソレノイドバルブケース３１の上端周辺にはソレノイドバルブオーリング３６が装着され、コア３４の下端周辺にはコアオーリング３７が装着されている。このオーリングによりソレノイドバルブ３０とハウジング１０の間で蒸発ガスが外部に漏出することを防ぐことができる。
また、コア３４の溝中央にはプランジャーストッパ３８が形成され、これにより、プランジャー３３の作動によって左右方向に動きながらコア３４とプランジャー３３が密着するときに発生する騷音および振動を低減させることができる。
プランジャー３３の突出した終端とコア３４の内部溝の形状に応じて、プランジャー３３の突出した終端がコア３４に当接する中央部にプランジャーストッパ３８が形成されることが好ましく、ラバー（ｒｕｂｂｅｒ）などの材質によって衝撃を吸収するように形成されることが好ましい。
図６は本発明に用いられるリリーフバルブ５０を示す図である。リリーフバルブ５０は、ハウジング１０の下端と結合するリリーフバルブケース５１、リリーフバルブケース５１の内部に位置して気密を維持するリリーフバルブオーリング５２、リリーフバルブケース５１の一側に位置して圧力を調節する負圧バルブ５３、リリーフバルブケース５１の内部に位置して上下方向にスライディングするリリーフバルブボディー５５、リリーフバルブボディー５５と結合しているリリーフバルブラバー５６、およびリリーフバルブボディー５５の内部およびハウジング１０と連結して弾性を提供するリリーフバルブスプリング５４、を含む。
リリーフバルブケース５１はハウジング１０の下端と結合するように楕円形の断面に形成されることが好ましく、リリーフバルブ５０とハウジング１０の間の気密を維持するためにリリーフバルブケース５１の内面に沿ってリリーフバルブオーリング５２が位置することが好ましい。
また、燃料タンク内部の圧力によって収縮および膨脹するようにリリーフバルブケース５１を貫通しながら下部の一側に負圧バルブ５３が形成され、燃料タンク内部の圧力によって上下方向にリリーフバルブケース５１の内部でスライディングするようにリリーフバルブボディー５５が形成される。
前記負圧バルブ５３と類似した形状で、前記リリーフバルブボディー５５の下部を貫通するようにリリーフバルブラバー５６が形成され、前記リリーフバルブボディー５５の内部にはリリーフバルブスプリング５４が位置して前記ハウジング１０の内部と連結することによって前記リリーフバルブボディー５５に弾性を提供することができる。
図７は本発明に用いられるヒューエルリミットベントバルブ４０を示すものであり、円筒状のヒューエルリミットベントバルブケース４１、ヒューエルリミットベントバルブケース４１の内部で上下方向にスライディングするガイダー４２、ガイダー４２の内部に位置して蒸発ガスの開閉を調節するラバーシール４３およびシールプレート４４、ガイダー４２の下端に連結して燃料の油面浮力によって上下方向に移動する浮き４５、およびヒューエルリミットベントバルブスプリング４６、を含む。
上記ヒューエルリミットベントバルブ４０は、従来に用いられたヒューエルリミットベントバルブに近付けるために、燃料タンクで発生した蒸発ガスをキャニスタに送って捕集する機能を持たせ、ヒューエルリミットベントバルブ４０は通常は開放して蒸発ガスをキャニスタ側に送り出し、燃料タンク内の燃料が満たされれば浮き４５が浮上してヒューエルリミットベントバルブ４０の内部を閉鎖することによって燃料タンク内の圧力が瞬間的に上昇するようにし、これによって注油器における注油が止まるようになる。
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いられるチェックバルブ２０およびソレノイドバルブ３０が作動する過程を示す図である。
図９（ａ）に示す通り、プラグインハイブリッド車でモータのみを用いて走行するか、駐車中エンジンが停止して燃料供給がなされない場合にはソレノイドバルブ３０が作動せず、これによってソレノイドバルブ３０とチェックバルブ２０が互いに連結してハウジング１０の内部を密閉させる。
したがって、本発明の燃料タンクバルブ構造の内部が完全に密閉した状態を維持するようになり、このような状態で燃料タンク内部の基準値を超過する圧力に対するＯＰＲ機能のみが作動する。
その後、図９（ｂ）に示す通り、プラグインハイブリッド車でエンジンを駆動したり注油をする場合にはソレノイドバルブ３０を作動させ、これによってソレノイドバルブ３０内部のプランジャー３３が固定されているコア３４方向に移動して密着し、ロード３２も右側方向に移動する。
したがって、ロード３２とチェックバルブ２０の間には間隔が生じ、チェックバルブラバー２１の中央に形成されたオリフィス２２を経て蒸発ガスが移動することができるため、燃料タンクおよびキャニスタの間の圧力を調節することができる。
すなわち、上述した優先的作動によって燃料タンク内部の圧力を１次的に下げることができ、急激に圧力を開放する場合には燃料タンク内部のＲＯＶ／ＯＲＶＲバルブなどの誤作動を防ぐことができ、車全体の安全性を図ることができる。
図１０（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いられるリリーフバルブ５０が作動する過程を示す図である。
図１０（ａ）は燃料タンク内部の圧力が０〜３３ｋＰａに維持される正常圧力状態におけるリリーフバルブ５０を示すものである。このような正常圧力状態では負圧バルブ５３が安定的に平衡を維持しており、リリーフバルブボディー５５およびリリーフバルブスプリング５４も上下方向の圧力が平衡してリリーフバルブケース５１は下端に位置している。
図１０（ｂ）は燃料タンク内部の圧力が３３ｋＰａ以上の過圧状態となる場合を示すものであって、リリーフバルブボディー５５およびリリーフバルブラバー５６がリリーフバルブケース５１の上端に移動してリリーフバルブスプリング５４は圧縮され、これによって燃料タンク内部の蒸発ガスがリリーフバルブ５０を経てキャニスタ側に移動する。
図１０（ｃ）は、燃料タンク内部の圧力が低い負圧状態となる場合を示すものであり、この場合にはキャニスタから蒸発ガスが移動して負圧バルブ５３の側面を経て燃料タンクに伝達され、圧力の平衡を調節することができる。
図３（ａ）および（ｂ）に示す本発明の実施形態はスチール（ｓｔｅｅｌ）材質の燃料タンクに結合する構造を示すものであり、図１１に示す本発明のさらに他の実施形態はプラスチック材質の燃料タンクに結合する構造を示すものである。
すなわち、図３（ａ）および（ｂ）に示す実施形態は、スチール材質の燃料タンクにカバー１１を用いてハウジング１０を結合させ、カバー１１を燃料タンクにボルト結合によって固定させるものである。
しかしながら、図１１に示す実施形態では、ＬＥＶ３およびＰＺＥＶの法規を満たすために低透過構造を適用してＩＮＳＥＲＴ射出によって製作することが好ましく、プラスチック材質の燃料タンクにハウジング１０を結合させるためにハウジング１０をＰＯＭ材質で射出した後、ハウジング１０の外側周辺にＨＤＰＥ材質で連結部１４をＩＮＳＥＲＴ射出して製作することが好ましい。
本発明により、既存の燃料タンクの容量を調節することができ、蒸発ガスをキャニスタにローディングすることができ、エンジンの未作動時には燃料タンクからキャニスタに蒸発ガスがローディングされることを防ぐことができ、エンジンの作動時には燃料タンクからキャニスタに蒸発ガスをローディングすることができる。
さらに、燃料注入時にはエンジンが作動していなくても燃料タンク内部の蒸発ガスをキャニスタに放出するように調節できるだけでなく、燃料タンク内部の過度な正負圧力を解消することができる。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
１０ ・・・ハウジング
１１ ・・・カバー
１２ ・・・パッキング
１３ ・・・ＧＶＶ（ＲＯＶ）ニップル
２０ ・・・チェックバルブ
２１ ・・・チェックバルブラバー
２２ ・・・オリフィス
２３ ・・・チェックバルブボディー
２４ ・・・チェックバルブスプリング
３０ ・・・ソレノイドバルブ
３１ ・・・ソレノイドバルブケース
３２ ・・・ロード
３３ ・・・プランジャー
３４ ・・・コア
３５ ・・・コイル
３６ ・・・ソレノイドバルブオーリング
３７ ・・・コアオーリング
３８ ・・・プランジャーストッパ
４０ ・・・ヒューエルリミットベントバルブ
４１ ・・・ケース
４２ ・・・ガイダー
４３ ・・・ラバーシール
４４ ・・・シールプレート
４５ ・・・浮き
４６ ・・・スプリング
５０ ・・・リリーフバルブ
５１ ・・・リリーフバルブケース
５２ ・・・リリーフバルブオーリング
５３ ・・・負圧バルブ
５４ ・・・リリーフバルブスプリング
５５ ・・・リリーフバルブボディー
５６ ・・・リリーフバルブラバー

Claims (5)

  1. 燃料タンクに用いられるバルブ構造であって、
    一側は燃料タンクと連結され他側はキャニスタと連結されるハウジング、
    前記キャニスタと連結される前記ハウジングの内部に位置して開閉するチェックバルブ、
    前記チェックバルブと連結されて燃料タンク内部の圧力を調節するように開閉するソレノイドバルブ、
    燃料タンクと連結される前記ハウジングの終端に結合されるヒューエルリミットベントバルブ、および
    前記キャニスタと連結される前記ハウジングの下端に結合されるリリーフバルブ、
    を含むことを特徴とする蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造。
  2. 前記チェックバルブは、
    燃料タンクの蒸発ガスの気密を維持し中央にオリフィスが形成されたチェックバルブラバー、
    前記チェックバルブラバーの一側面と当接して固定されるチェックバルブボディー、および
    前記チェックバルブボディーおよびチェックバルブラバーの内部空間に位置して弾性を提供するチェックバルブスプリング、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造。
  3. 前記ソレノイドバルブは、
    ソレノイドバルブケース、
    前記チェックバルブラバーの一側面と当接して連結されるロード、
    前記ロードの他側面と結合して前記ロードと共に移動し、外部に向かって突出しているプランジャー、
    前記プランジャーと離隔して位置し、前記プランジャーの終端と密着するように内部に向かって溝が形成されているコア、および
    前記プランジャーとコアの外側周辺を囲んでいるコイル、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造。
  4. 前記ソレノイドバルブケースの上端周辺にはソレノイドバルブオーリングが形成され、前記コアの下端周辺にはコアオーリングが形成されて蒸発ガスの漏出を防ぎ、前記コアの溝中央にはプランジャーストッパが形成されて前記プランジャーとの密着によって発生する騷音および振動を低減させることを特徴とする請求項３に記載の蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造。
  5. 前記リリーフバルブは、
    前記ハウジングの下端と結合されるリリーフバルブケース、
    前記リリーフバルブケースの内部に位置して気密を維持するリリーフバルブオーリング、
    前記リリーフバルブケースの一側に位置して圧力を調節する負圧バルブ、
    前記リリーフバルブケースの内部に位置して上下方向にスライディングするリリーフバルブボディー、
    前記リリーフバルブボディーと結合されるリリーフバルブラバー、および
    前記リリーフバルブボディーの内部および前記ハウジングと連結して弾性を提供するリリーフバルブスプリング、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸発ガス制御可能なハイブリッド車の燃料タンクバルブ構造。
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