JP2016118141A - 燃料タンクシステム - Google Patents

燃料タンクシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2016118141A
JP2016118141A JP2014257728A JP2014257728A JP2016118141A JP 2016118141 A JP2016118141 A JP 2016118141A JP 2014257728 A JP2014257728 A JP 2014257728A JP 2014257728 A JP2014257728 A JP 2014257728A JP 2016118141 A JP2016118141 A JP 2016118141A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel tank
negative pressure
valve
tank
canister
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014257728A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6287809B2 (ja
Inventor
晋治 下川
Shinji Shimokawa
晋治 下川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2014257728A priority Critical patent/JP6287809B2/ja
Priority to US14/961,436 priority patent/US10167820B2/en
Priority to CN201510925526.5A priority patent/CN105715414B/zh
Publication of JP2016118141A publication Critical patent/JP2016118141A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6287809B2 publication Critical patent/JP6287809B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/035Fuel tanks characterised by venting means
    • B60K15/03504Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • F02D41/004Control of the valve or purge actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0854Details of the absorption canister
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/089Layout of the fuel vapour installation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K2015/03256Fuel tanks characterised by special valves, the mounting thereof
    • B60K2015/03296Pressure regulating valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03Fuel tanks
    • B60K15/035Fuel tanks characterised by venting means
    • B60K15/03504Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems
    • B60K2015/03514Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems with vapor recovery means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30Sensors
    • B60Y2400/306Pressure sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M37/10Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

【課題】燃料タンクシステムの穴あきを検知可能で、且つ、キャニスタのパージを効率的に行う。【解決手段】燃料タンク14とキャニスタ34とを連通するベント配管36に、エンジン26から作用するパージ負圧と燃料タンク14から作用するタンク内圧との差圧では閉弁し、負圧ポンプ42から作用するポンプ負圧と燃料タンク14から作用するタンク内圧との差圧では開弁状態を維持する負圧開閉弁70を設ける。【選択図】図1

Description

本発明は、燃料タンクシステムに関する。
燃料タンクとキャニスタとを連通するベント配管に弁部材(ダイヤフラム弁)を設けた燃料タンクシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この燃料タンクシステムでは、通常時には、弁部材が閉弁されて燃料タンクを密閉している。他方、燃料タンクに穴あきが発生しているか否かの検知(以下、単に「穴あき検知」という。)を行う際には、弁部材の背圧室に負圧を作用させて弁部材を開弁することにより、負圧ポンプの負圧を燃料タンクに導入している。具体的には、キャニスタ側のベント配管と弁部材の背圧室とを連通するキャニスタ側バイパス通路を設けることにより、背圧室に負圧ポンプからの負圧を作用させている。
特開2013−144942号公報
蒸発燃料が吸着剤で吸着されたキャニスタに対し、エンジンの駆動時に発生する負圧を作用させ、キャニスタの吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離(パージ)させることがある。
この場合、エンジンからの負圧が、キャニスタからベント配管を通じて燃料タンクに作用してしまうと、エンジンからの負圧でキャニスタを効率的にパージすることが難しい。
本発明は上記事実を考慮し、燃料タンクシステムの穴あきを検知可能で、且つ、キャニスタのパージを効率的に行うことを課題とする。
本発明の第一の態様では、内部に燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離し、大気連通管により大気開放されるキャニスタと、エンジンと前記キャニスタとを連通するパージ配管と、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント配管と、前記大気連通管に設けられ前記キャニスタから前記燃料タンクに負圧を作用させる負圧ポンプと、前記ベント配管に設けられ、前記エンジンから作用するパージ負圧と前記燃料タンクから作用するタンク内圧との差圧では閉弁し前記負圧ポンプから作用するポンプ負圧と前記燃料タンクから作用するタンク内圧との差圧では開弁状態を維持する負圧開閉弁と、を有する。
この燃料タンクシステムでは、燃料タンクとキャニスタとがベント配管によって連通可能である。燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含む気体がベント配管を通じてキャニスタに送られると、この気体中の蒸発燃料成分が吸着剤で吸着され、空気成分が大気連通管から大気中に排出される。
ベント配管には、負圧開閉弁が設けられる。キャニスタのパージ時には、エンジンからキャニスタに負圧(パージ負圧)が作用し、このパージ負圧は、負圧開閉弁にも作用する。負圧開閉弁には、燃料タンク側から、タンク内圧が作用する。負圧開閉弁は、パージ負圧とタンク内圧との差圧で閉弁する。したがって、パージ負圧は燃料タンクに作用せず、キャニスタを効率的にパージできる。
これに対し、たとえば、燃料タンクシステムの穴あき検知時には、負圧ポンプからキャニスタに負圧(ポンプ負圧)が作用し、このポンプ負圧は、負圧開閉弁にも作用する。負圧開閉弁には、燃料タンク側から、タンク内圧が作用する。負圧開閉弁は、ポンプ負圧とタンク内圧との差圧では開弁状態を維持する。ポンプ負圧が燃料タンクまで作用するので、負圧ポンプからキャニスタ及びベント配管を経て燃料タンクに至る部分の穴あきを検知できる。
第二の態様では、第一の態様において、前記ベント配管において前記負圧開閉弁をバイパスするバイパス配管と、前記バイパス配管を開閉するバイパス開閉弁と、を有する。
したがって、たとえば燃料タンクへの給油時等、燃料タンク内で大量の蒸発燃料が発生した場合に、バイパル開閉弁によりバイパス配管を開放しておけば、短時間で大量の気体を燃料タンクからキャニスタに移動させることが可能である。
第三の態様では、第二の態様において、前記バイパス開閉弁が、前記燃料タンク側のバイパス配管と連通されたタンク側主室と、前記タンク側主室に対し弁部材本体を挟んで反対側に配置された背圧室と、に区画され、前記弁部材本体に前記タンク側主室から作用した圧力で前記弁部材本体が移動すると開弁されるダイヤフラム弁である。
したがって、タンク内圧が弁部材本体に作用し弁部材本体が移動すると、ダイヤフラム弁が開弁される。バイパル開閉弁を、機械的な構造のダイヤフラム弁で構成できる。
第四の態様では、第一〜第三のいずれか一つの態様において、前記燃料タンクの前記タンク内圧を検知するタンク内圧センサと、前記負圧ポンプの駆動を制御すると共に、前記タンク内圧センサで検知されたタンク内圧の変化により、前記負圧ポンプから前記キャニスタ及び前記ベント配管を経て前記燃料タンクに至る部分の穴あきを検知する制御装置と、を有する。
制御装置により負圧ポンプが駆動されると、ポンプ負圧は、負圧開閉弁に作用するが、負圧開閉弁は、ポンプ負圧とタンク内圧との差圧では開弁状態を維持するので、ポンプ負圧はキャニスタ及びベント配管を経て燃料タンクに作用する。このため、制御装置は、タンク内圧センサで検知されたタンク内圧の変化により、負圧ポンプからキャニスタ及びベント配管を経て燃料タンクに至る部分の穴あきを検知できる。
本発明は上記構成としたので、燃料タンクシステムの穴あきを検知可能で、且つ、キャニスタのパージを効率的に行うことができる。
図1は第一実施形態の燃料タンクシステムを示す構成図である。 図2は第一実施形態の燃料タンクシステムの負圧開閉弁を開弁状態で示す断面図である。 図3は第一実施形態の燃料タンクシステムの負圧開閉弁を閉弁状態で示す断面図である。 図4は第一実施形態の燃料タンクシステムのダイヤフラム弁を開弁状態で示す断面図である。 図5は第一実施形態の燃料タンクシステムのダイヤフラム弁を閉弁状態で示す断面図である。 図6は第一実施形態の燃料タンクシステムにおける穴あき検知時の測定圧力の時間変化を示すグラフである。
図1には、第一実施形態の燃料タンクシステム12が示されている。
燃料タンクシステム12は、内部に燃料を収容可能な燃料タンク14を備えている。燃料タンク14の上部には、インレットパイプ15の下部が接続されている。インレットパイプ15の上端の開口部分は給油口16である。給油口16に給油ガンを差し入れて、燃料タンク14に給油することができる。インレットパイプ15の給油口16は、通常はフューエルキャップ18によって閉塞されている。燃料タンク14への給油時には、フューエルキャップ18が給油作業者等により外される。
車体のパネルには、フューエルキャップ18のさらに外側にフューエルリッド20が設けられている。フューエルリッド20は、車室内などに設けられたリッド解放スイッチ22が操作された情報が制御装置32に送られると、制御装置32により所定の条件下で開放される。
燃料タンク14内には、燃料ポンプ24が設けられている。燃料ポンプ24とエンジン26とは燃料供給配管28で接続されている。燃料ポンプ24を駆動させることにより、燃料タンク14内の燃料を、燃料供給配管28を通じてエンジン26に送ることができる。
燃料タンク14には、タンク内圧センサ30が設けられている。タンク内圧センサ30で検知された燃料タンク14内のタンク内圧の情報は、制御装置32に送られる。制御装置32は、後述する穴あき検知時には、タンク内圧の変化に基づき、燃料タンク14等の穴あきの有無を判断する。
燃料タンク14の外部には、キャニスタ34が設けられている。キャニスタ34の内部には活性炭等の吸着剤が収容されている。燃料タンク14の内部の気体層とキャニスタ34とはベント配管36で接続されており、燃料タンク14内の気体をキャニスタ34に流入させることができる。キャニスタ34に流入された気体中の蒸発燃料はキャニスタ34の吸着剤で吸着され、それ以外の気体(大気成分)が、大気連通管40から大気中に排出される。
キャニスタ34には、エンジン26と連通するパージ配管38が接続されている。エンジン26の作動時に発生する負圧を、パージ配管38を通じてキャニスタ34に作用させ、キャニスタ34内の吸着剤に吸着された蒸発燃料を脱離させることができる。脱離された蒸発燃料(ベーパ)は、エンジン26に送られて燃焼される。このとき、大気連通管40を通じてキャニスタ34に大気が導入される。
大気連通管40には、負圧ポンプ42が設けられている。負圧ポンプ42は、制御装置32によって、その駆動が制御されている。負圧ポンプ42は、キャニスタ34からベント配管36を通じて燃料タンクに所定の負圧を作用させることで、燃料タンクシステム12の穴あき検知を行うときに用いられる。
ベント配管36の燃料タンク側の端部には、燃料タンク14内の上部に位置するように、満タン規制バルブ44が設けられている。
ベント配管36の中間部分には、負圧開閉弁70が設けられている。以下、必要に応じて、この負圧開閉弁70よりも燃料タンク14側のベント配管36をタンク側ベント配管36Tといい、ダイヤフラム弁46よりもキャニスタ34側のベント配管36をキャニスタ側ベント配管36Cという。
図2及び図3に詳細に示すように、負圧開閉弁70は、ベント配管36を局所的に拡径した弁ハウジング72を有している。弁ハウジング72内には、中央に連通口74Hが形成された弁座74が固定されている。連通口74Hの周囲からは、扁平な筒状の補強片76が立設されている。
弁座74よりもタンク側ベント配管36T側には、弁体78が配置されている。弁体78は、弁座74から離間して連通口74Hを開く開位置(図2参照)と、弁ハウジング72で、弁座74に接触して連通口74Hを閉じる閉位置(図3参照)との間を移動可能である。弁体78が開位置にあるときは、ベント配管36における気体の移動が可能である。これに対し、弁体78が閉位置にあるときは、ベント配管36における気体の移動が阻止される。
図2及び図3に示す例では、弁ハウジング72の内周面に、弁体78の移動方向に沿った案内リブ80が、周方向に複数形成されている。弁体78の弁本体78Aは、案内リブ80に案内されるため、開位置と閉位置の間で安定して移動する。
弁本体78Aの、弁座74との対向面にはシールゴム78Bが留め具78Cにより取り付けられている。弁体78が閉位置にあるとき、シールゴム78Bが補強片76の先端に密着し、連通口74Hを閉じる。
エンジン26の駆動時には、弁体78に対しキャニスタ側ベント配管36C側から、エンジン26の駆動により生じた負圧がキャニスタ34を介して作用する。以下、このときに弁体78に作用する負圧をパージ負圧という。また、負圧ポンプ42の駆動時には、弁体78に対しキャニスタ側ベント配管36C側から、負圧ポンプ42の駆動により生じた負圧がキャニスタ34を介して作用する。以下、このときに弁体78に作用する負圧をポンプ負圧という。さらに、弁体78に対し、タンク側ベント配管36T側からは、タンク内圧が作用する。
弁座74と弁体78の間には、弁体付勢スプリング82が配置されている。弁体付勢スプリング82は、弁体78に開位置に向かう弾性力を作用させている。弁体付勢スプリング82の付勢力は、負圧開閉弁70に作用したポンプ負圧とタンク内圧との差圧では弁体78が開位置(図2参照)を維持し、パージ負圧とタンク内圧との差圧では弁体78が閉位置(図3参照)に移動するように、所定の大きさに設定されている。
図1に示すように、ベント配管36は、途中の分岐部36A、36Bにより分岐されており、分岐部36A、36Bの間にはバイパス配管84が形成されている。バイパス配管84は、負圧開閉弁70をバイパスしている。以下、必要に応じて、このダイヤフラム弁46よりも燃料タンク14側のバイパス配管84をタンク側バイパス配管84Tといい、ダイヤフラム弁46よりもキャニスタ34側のバイパス配管84をキャニスタ側バイパス配管84Cという。
図4及び図5に示すように、ダイヤフラム弁46は、タンク側バイパス配管84Tに接続された円筒状の弁ハウジング48を有している。弁ハウジング48の内部には、キャニスタ側バイパス配管84Cの一端側が収容されている。キャニスタ側バイパス配管84Cの一端側は、弁ハウジング48と同軸となるように屈曲されており、その端部は弁座50である。
弁座50の開口部分は、弁部材本体54によって閉塞可能とされている。弁部材本体54は、ダイヤフラム56に取付けられており、ダイヤフラム56によって、弁ハウジング48の内部は上下に区画されている。弁ハウジング48の内部のうち、ダイヤフラム56よりも図4において上側の空間が背圧室58である。他方、ダイヤフラム56よりも図4において下側の空間が主室52である。さらに、主室52のうちキャニスタ側バイパス配管84Cの一端側に相当する部分が、キャニスタ側主室52Cであり、それ以外の部分が、タンク側主室52Tである。
背圧室58には、圧縮コイルスプリング60が収容されている。圧縮コイルスプリング60は、弁部材本体54に対し、弁座50に向かう方向(矢印S1方向)の弾性力を作用させている。さらに、ダイヤフラム56も、弁部材本体54に対し矢印S1方向への弾性力を作用させている。これにより、弁部材本体54は、弁座50の開口部分を閉塞する方向に付勢されている。たとえば、キャニスタ側主室52C及びタンク側主室52T並びに背圧室58の内圧がいずれも同程度である場合には、弁部材本体54は弁座50に密着する。これにより、弁座50の開口部分は閉塞され、タンク側主室52Tとキャニスタ側主室52Cとの間の気体の移動(流通)が阻止される。すなわち、ダイヤフラム弁46は閉弁状態となり、バイパス配管84における気体の移動が阻止される。
これに対し、たとえば、背圧室58及びキャニスタ側主室52Cの内圧が、タンク側主室52Tの内圧よりも所定値以上の負圧(内圧が低い状態)になると、圧縮コイルスプリング60及びダイヤフラム56の弾性力に抗して弁部材本体54が背圧室58側へ移動し、弁座50の開口部分を開放する。これにより、タンク側主室52Tとキャニスタ側主室52Cとの間の気体の移動(流通)が可能になる。すなわち、ダイヤフラム弁46は開弁状態となり、バイパス配管84における気体の移動が可能になる。
図1に示すように、大気連通管40には、負圧ポンプ42とキャニスタ34との間の部分にキャニスタ内圧センサ64が設けられている。キャニスタ内圧センサ64は、この部分の圧力(実質的にキャニスタ内圧)を検出し、その情報を制御装置32に送る。制御装置32は、負圧ポンプ42が作動された後の、キャニスタ内圧やタンク内圧の変化に基づき、燃料タンク14に穴あきがあるか否かを判定する。
次に、本実施形態の燃料タンクシステム12の作用を説明する。
本実施形態の燃料タンクシステム12では、以下に説明するように、燃料タンク14に対する穴あき検知を行うことが可能である。
制御装置32が負圧ポンプ42を作動させると、ポンプ負圧が、負圧開閉弁70の弁体78に作用する。図2に示すように、弁体78は、負圧開閉弁70に作用したポンプ負圧とタンク内圧との差圧では開位置を維持する。したがって、ポンプ負圧が、キャニスタ34及びキャニスタ側ベント配管36Cを通じて、燃料タンク14に作用する。
ここで、燃料タンク14に穴あきがない場合、タンク内圧センサ30で計測されるタンク内圧(以下、これを測定圧力という)は、図6の実線L2に示すように、時間と共に低下していき所定圧力まで到達(低下)する。これに対し、燃料タンク14に穴あきがある場合には、測定圧力は、図6の実線L1にようになる。すなわち、燃料タンク14に負圧を作用させても、燃料タンク14に開口した穴から気体が導入されて、所定の圧力まで到達(低下)することはない。
したがって、測定圧力と時間との関係が、図6の実線L2のような関係であれば、燃料タンク14に穴あきがないと判定できる。他方、測定圧力と時間との関係が、図6の実線L1のような関係であれば、燃料タンク14に穴あきがあると判定できる。
本実施形態の燃料タンクシステム12では、このように、燃料タンク14に確実にポンプ負圧が作用するので、穴あき検知において、穴あきの有無の判定に用いる制御方法としては、一般的な制御方法を適用できる。
また、本実施形態の燃料タンクシステム12では、エンジン26の駆動時の負圧をキャニスタ34に作用させて、キャニスタ34の吸着剤から、蒸発燃料を脱離させることも可能である。
これに対し、エンジン26の駆動時には、エンジン26の負圧が、パージ負圧として、負圧開閉弁70の弁体78に作用する。図3に示すように、弁体78は、負圧開閉弁70に作用したパージ負圧とタンク内圧との差圧により、弁体付勢スプリング82の付勢力に抗して、閉位置へ移動する。ベント配管36が閉じられるので、パージ負圧は、ベント配管36を通じて燃料タンク14に作用することはない。したがって、エンジン26の負圧を、パージ負圧として効果的にキャニスタ34に作用させ、効率的にキャニスタ34をパージできる。
負圧開閉弁70は、上記したように、弁体78に対し、キャニスタ側ベント配管36Cに作用した圧力と、タンク側ベント配管36Tに作用した圧力との差圧により開閉状態が切り替わる弁である。実際には、負圧開閉弁70を通過しようとする気体の流速(単位時間当たりの流量)に応じて開閉状態が切り替わる弁であるとも言える。
たとえば、負圧ポンプ42の駆動によって負圧開閉弁70を気体が通過する場合の通過流速Sは、最大で10リットル/分程度であり、エンジン26の駆動による通過流速Sは、10リットル/分を上回ると想定できる。この場合、負圧開閉弁70が、S<10リットル/分では開弁状態を維持し、S≧10リットル/分では閉弁されるような開弁特性に設定できる。10リットル/分は負圧に換算すると1kPa(キロパスカル)に相当するので、負圧開閉弁70が、S<1kPaでは開弁状態を維持し、S≧1kPaでは閉弁されるような開弁特性に設定できる。
なお、パージ時にパージ負圧が燃料タンク14に作用することを抑制しつつ、穴あき検知時にはポンプ負圧が燃料タンク14に確実に作用するようにするためには、負圧開閉弁70に代えて、ベント配管36に、オリフィスを形成する構造も考えられる。しかし、ベント配管36にオリフィスを形成しても、パージ負圧は、このオリフィスを通って燃料タンク14に作用してしまう。燃料タンク14へのパージ負圧の印加を少なくするために、オリフィスの流路断面積をあまりに小さくすると、負圧ポンプ42を駆動したときのポンプ負圧を効果的に燃料タンク14に作用させることができない。本実施形態では、負圧開閉弁70は、パージ時と穴あき診断時とで開閉状態が切り替わるので、上記の不都合が生じない。
また、本実施形態の燃料タンクシステム12では、燃料タンク14への給油時に燃料タンク14内で発生した蒸発燃料を含む気体を、キャニスタ34に送ることができる。このとき、負圧開閉弁70の弁体78にはタンク内圧(正圧)が作用するが、このタンク内圧では弁体78が閉位置に移動しないように、負圧開閉弁70の開弁圧が設定されている。
そして、通常状態のタンク内圧(燃料タンク14への給油時におけるタンク内圧よりも低い)を考慮し、このタンク内圧(正圧)と、パージ負圧及びポンプ負圧との関係において、負圧開閉弁70の開弁圧が設定されている。
本実施形態において、パージ負圧を燃料タンク14に作用させないようにすると共に、ポンプ負圧は燃料タンク14に作用させるためには、バイパス配管84及びダイヤフラム弁46は不要であるとも言える。ただし、燃料タンク14への給油時を考慮すると、以下に示す理由により、バイパス配管84を設け、このバイパス配管84を弁(バイパス開閉弁)により開閉できるようにすることが好ましい。
すなわち、燃料タンク14への給油時には、タンク内圧が、ダイヤフラム弁46のタンク側主室52Tに作用するので、ダイヤフラム弁46も開弁される。これにより、燃料タンク14内の気体は、バイパス配管84を通じてもキャニスタ34に流れるようになり、燃料タンク14からキャニスタ34への気体の流量を多く確保できる。
これに対し、燃料タンク14に給油していないときには、ダイヤフラム弁46が閉弁されることで、燃料タンク14からキャニスタ34へ気体が移動しづらくなるので、キャニスタ34の吸着剤で蒸発燃料を吸着する吸着量が少なくて済み、キャニスタ34の負荷が少なくなる。かかる観点からは、バイパス配管84を開閉する弁(バイパス開閉弁)はダイヤフラム弁46に限定されず、たとえば電磁弁でもよい。
特に、本実施形態では上記したように、燃料タンク14への給油時のタンク内圧(正圧)が負圧開閉弁70に作用しても、負圧開閉弁70は閉弁されないようになっている。しかし、給油時にタンク内圧に変動が生じて負圧開閉弁70が一時的に閉弁される事態が生じてしまった場合であっても、バイパス配管84により、燃料タンク14からキャニスタ34への気体の流路が確保される。
また、本実施形態の燃料タンクシステム12では、車両の停車時には、負圧開閉弁70が開弁している。これにより、ベント配管36、キャニスタ34及び大気連通管40を通じて燃料タンク14の内部が大気に連通された状態となるので、タンク内圧が大気圧付近の圧力に維持される。
このように、燃料タンク14のタンク内圧は、車両の停止時に大気圧付近の値を取るが、この範囲内で上下することもある。燃料タンク14内のタンク内圧が上昇した場合には、燃料タンク14内の気体の一部がベント配管36を通ってキャニスタ34に流れる。これにより、車両の停車時であっても燃料タンク14内の蒸発燃料が大気に排出されることを抑制できる。
これに対し、車両の停止時にタンク内圧が低下した場合は、タンク内圧(負圧)がベント配管36を通じてキャニスタ34に作用する。この場合は、タンク内圧により、キャニスタ34の吸着剤から蒸発燃料を脱離させること(いわゆる「バックパージ」)が可能である。
12 燃料タンクシステム
14 燃料タンク
26 エンジン
30 タンク内圧センサ
32 制御装置
34 キャニスタ
36 ベント配管
38 パージ配管
40 大気連通管
42 負圧ポンプ
46 ダイヤフラム弁(バイパス開閉弁)
52 主室
52C キャニスタ側主室
52T タンク側主室
54 弁部材本体
56 ダイヤフラム(弁部材本体)
58 背圧室
70 負圧開閉弁
84 バイパス配管

Claims (4)

  1. 内部に燃料を収容する燃料タンクと、
    前記燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着剤によって吸着及び脱離し、大気連通管により大気開放されるキャニスタと、
    エンジンと前記キャニスタとを連通するパージ配管と、
    前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通するベント配管と、
    前記大気連通管に設けられ前記キャニスタから前記燃料タンクに負圧を作用させる負圧ポンプと、
    前記ベント配管に設けられ、前記エンジンから作用するパージ負圧と前記燃料タンクから作用するタンク内圧との差圧では閉弁し前記負圧ポンプから作用するポンプ負圧と前記燃料タンクから作用するタンク内圧との差圧では開弁状態を維持する負圧開閉弁と、
    を有する燃料タンクシステム。
  2. 前記ベント配管において前記負圧開閉弁をバイパスするバイパス配管と、
    前記バイパス配管を開閉するバイパス開閉弁と、
    を有する請求項1に記載の燃料タンクシステム。
  3. 前記バイパス開閉弁が、
    前記燃料タンク側のバイパス配管と連通されたタンク側主室と、前記タンク側主室に対し弁部材本体を挟んで反対側に配置された背圧室と、に区画され、前記弁部材本体に前記タンク側主室から作用した圧力で前記弁部材本体が移動すると開弁されるダイヤフラム弁である請求項2に記載の燃料タンクシステム。
  4. 前記燃料タンクの前記タンク内圧を検知するタンク内圧センサと、
    前記負圧ポンプの駆動を制御すると共に、前記タンク内圧センサで検知されたタンク内圧の変化により、前記負圧ポンプから前記キャニスタ及び前記ベント配管を経て前記燃料タンクに至る部分の穴あきを検知する制御装置と、
    を有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の燃料タンクシステム。
JP2014257728A 2014-12-19 2014-12-19 燃料タンクシステム Active JP6287809B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014257728A JP6287809B2 (ja) 2014-12-19 2014-12-19 燃料タンクシステム
US14/961,436 US10167820B2 (en) 2014-12-19 2015-12-07 Fuel tank system
CN201510925526.5A CN105715414B (zh) 2014-12-19 2015-12-14 燃料罐系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014257728A JP6287809B2 (ja) 2014-12-19 2014-12-19 燃料タンクシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016118141A true JP2016118141A (ja) 2016-06-30
JP6287809B2 JP6287809B2 (ja) 2018-03-07

Family

ID=56128880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014257728A Active JP6287809B2 (ja) 2014-12-19 2014-12-19 燃料タンクシステム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10167820B2 (ja)
JP (1) JP6287809B2 (ja)
CN (1) CN105715414B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180007080A (ko) * 2016-07-12 2018-01-22 현대자동차주식회사 자동차의 연료탱크 벤팅 시스템
TWI672437B (zh) * 2018-12-05 2019-09-21 國立虎尾科技大學 智慧型油氣回收裝置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016205796A1 (en) 2015-06-19 2016-12-22 Eaton Corporation Fuel tank safety valve
CN109642522B (zh) * 2016-07-15 2021-10-29 伊顿智能动力有限公司 电子蒸发排放物管理系统
DE102016216860A1 (de) * 2016-09-06 2018-03-08 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Innendrucksteuerung eines Betriebsflüssigkeitsbehälters und Betriebsflüssigkeitsbehältersystem mit Innendrucksteuerung
KR102383341B1 (ko) * 2016-12-13 2022-04-05 현대자동차주식회사 자동차용 연료캡 밸브 크리닝 시스템
JP6795430B2 (ja) * 2017-03-14 2020-12-02 トヨタ自動車株式会社 蒸発燃料処理装置
JP6945310B2 (ja) * 2017-03-22 2021-10-06 浜名湖電装株式会社 燃料タンクシステム
DE102017125283A1 (de) 2017-10-27 2019-05-02 Alfmeier Präzision SE Ventilsystem für einen Kraftstofftank
JP7465148B2 (ja) * 2020-05-14 2024-04-10 株式会社Subaru 燃料貯蔵装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08189425A (ja) * 1995-01-06 1996-07-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP2007138889A (ja) * 2005-11-22 2007-06-07 Nissan Motor Co Ltd 蒸発燃料処理装置のリーク診断装置
JP2007211601A (ja) * 2006-02-07 2007-08-23 Denso Corp 蒸発燃料処理装置
JP2011185226A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Honda Motor Co Ltd 制御バルブの制御方法
JP2011226308A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料処理装置
WO2012042615A1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-05 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクシステム
JP2013144942A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Toyota Motor Corp 燃料タンクシステム
JP2014126006A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Honda Motor Co Ltd 蒸発燃料処理装置、および、蒸発燃料処理装置の診断方法
JP2014206074A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクの異常検知装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835452A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Hitachi Ltd エバポパージシステムの診断方法
JP3940001B2 (ja) 2002-02-22 2007-07-04 本田技研工業株式会社 蒸発燃料処理装置
JP4110932B2 (ja) * 2002-11-05 2008-07-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP2004308493A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料処理装置
US8474439B2 (en) * 2009-05-21 2013-07-02 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel vapor processors
JP5318793B2 (ja) * 2010-02-03 2013-10-16 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置
US8640676B2 (en) * 2010-03-11 2014-02-04 Honda Motor Co., Ltd. Evaporated fuel treatment apparatus
JP5041025B2 (ja) * 2010-04-20 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 キャニスタの配設構造、並びに蒸発燃料処理装置及び同蒸発燃料処理装置を具備する車両
JP5444193B2 (ja) * 2010-11-11 2014-03-19 本田技研工業株式会社 蒸発燃料処理装置
JP2012149592A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Toyota Motor Corp エバポ系リーク診断装置
JP5672454B2 (ja) * 2011-07-07 2015-02-18 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置
WO2013018215A1 (ja) * 2011-08-03 2013-02-07 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクシステム
JP5807527B2 (ja) 2011-12-01 2015-11-10 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクシステム
JP5961026B2 (ja) * 2012-04-12 2016-08-02 愛三工業株式会社 蒸発燃料処理装置
US9670885B2 (en) * 2013-09-11 2017-06-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel apparatus for vehicle

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08189425A (ja) * 1995-01-06 1996-07-23 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP2007138889A (ja) * 2005-11-22 2007-06-07 Nissan Motor Co Ltd 蒸発燃料処理装置のリーク診断装置
JP2007211601A (ja) * 2006-02-07 2007-08-23 Denso Corp 蒸発燃料処理装置
JP2011185226A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Honda Motor Co Ltd 制御バルブの制御方法
JP2011226308A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の蒸発燃料処理装置
WO2012042615A1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-05 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクシステム
JP2013144942A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Toyota Motor Corp 燃料タンクシステム
JP2014126006A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Honda Motor Co Ltd 蒸発燃料処理装置、および、蒸発燃料処理装置の診断方法
JP2014206074A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 トヨタ自動車株式会社 燃料タンクの異常検知装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180007080A (ko) * 2016-07-12 2018-01-22 현대자동차주식회사 자동차의 연료탱크 벤팅 시스템
KR102383327B1 (ko) 2016-07-12 2022-04-05 현대자동차주식회사 자동차의 연료탱크 벤팅 시스템
TWI672437B (zh) * 2018-12-05 2019-09-21 國立虎尾科技大學 智慧型油氣回收裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US10167820B2 (en) 2019-01-01
JP6287809B2 (ja) 2018-03-07
CN105715414A (zh) 2016-06-29
US20160177884A1 (en) 2016-06-23
CN105715414B (zh) 2018-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6287809B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5749250B2 (ja) 高圧流体リザーバ用バルブアセンブリ
WO2013018215A1 (ja) 燃料タンクシステム
JP6572915B2 (ja) 燃料タンクシステム及びその制御方法
WO2012100058A1 (en) Valve assembly for high-pressure fluid reservoir
JP5185317B2 (ja) 自動車用燃料タンクの燃料蒸気処理装置
JP5817536B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5821683B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP2014058940A (ja) 蒸発燃料処理装置
JP2016089791A (ja) 燃料タンクシステム及び燃料タンクシステム異常検知方法
JP6137134B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5849713B2 (ja) 燃料タンクシステム
US20160265481A1 (en) Fuel vapor processing apparatus
JP2015081528A (ja) 蒸発燃料処理装置
US9683522B2 (en) Fuel tank system and method for sensing perforation
JP5811890B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5810942B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5803699B2 (ja) 燃料タンクシステム異常検知方法
JP5807527B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5790521B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP2013174184A (ja) 燃料タンクシステム
JP5786750B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5783052B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP5724883B2 (ja) 燃料タンクシステム
JP2013167177A (ja) 燃料タンクシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180122

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6287809

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151