JP3127478B2

JP3127478B2 - 燃料蒸発ガス拡散防止装置

Info

Publication number: JP3127478B2
Application number: JP03075413A
Authority: JP
Inventors: 飯田　　寿; 磯村　　重則
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 2001-01-22
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH04309815A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は燃料蒸発ガス拡散防止
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車において燃料蒸発ガス拡散防止装
置が知られており、同装置は燃料タンク内で発生する燃
料蒸発ガスが大気へ放出されるのを防止するものであ
る。つまり、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスをキ
ャニスタに導きキャニスタ内の活性炭に吸着させ、さら
に、エンジンの吸気管内の負圧によって蒸発ガスをパー
ジ管を通して吸気管に導いてエンジンで燃焼させるよう
になっている。さらに、特開平２―１３６５５８号公報
には、燃料蒸発ガス拡散防止装置における自己診断装置
が開示されている。この装置は、燃料タンク内の圧力が
所定圧力以上のときに、前記パージ通路に設けたパージ
弁を開閉してそのときの空燃比の変化により異常の有無
を判定するものである。つまり、この自己診断装置では
燃料蒸発ガスの発生を確認した上でパージ弁を開閉して
パージ管の詰まり等の異常の有無を判定するものであ
り、タンク内圧力センサの代わりに燃料蒸発ガスの流量
検出装置を用いることが可能である。そして、微少流量
センサとして、例えば、特開昭６３−２３６９２２号公
報や実開平１−１８０６２０号公報に示されているよう
に、歪みゲージを用いて微少なる燃料蒸発ガスの流量を
測定することが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のものにおいて、特に、燃料タンクとキャニスタ
との連通路に開閉弁が設けられたものにおいて、この開
閉弁が全閉状態にて故障した場合には、燃料タンク内に
発生する蒸発ガスのため燃料タンクが膨張変形したり、
タンク内の蒸発ガスの温度低下等によりタンク内が負圧
となって収縮変形する可能性がある。そこで、本発明は
タンクとキャニスタとの連通路に設けられた開閉弁が全
閉故障しても、タンクの変形を防止することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、燃
料タンクと、当該燃料タンクの燃料蒸発ガスを吸着する
吸着材を収納したキャニスタとの連通路に設けられ、こ
の連通路を開閉する開閉手段を備え、同開閉手段は、前
記連通路を閉じた状態で前記燃料タンク内での燃料蒸発
ガスの圧力が第１の設定値になると、前記連通路を開く
ように作動して前記燃料蒸発ガスを前記キャニスタに供
給し、前記燃料蒸発ガスの圧力が第１の設定値よりも小
さい第２の設定値になると前記連通路を閉じるように作
動し、さらに、前記連通路には、通常連通路を閉じてい
るリリーフ用開閉手段が備えられており、同リリーフ用
開閉手段は、前記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力
が前記第１の設定値より大きな所定値あるいは前記第２
の設定値より小さな所定値になると前記連通路を開くよ
うに作動することを特徴とする燃料蒸発ガス拡散防止装
置をその要旨とする。

【０００５】

【０００６】

【０００７】

【作用】これにより、開閉手段が閉じた状態でロックし
ても、燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力が第１の設
定値より大きな所定値になるとリリーフ用開閉手段が開
き圧力が抜かれタンクの変形が回避される。また、開閉
手段が閉じた状態でロックしても、燃料タンク内での蒸
発燃料ガスの圧力が第２の設定値より小さな所定値にな
るとリリーフ用開閉手段が開きタンクの変形が回避され
る。

【０００８】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。車両には図１に示す内燃機関として
の多気筒エンジン１が搭載され、このエンジン１には吸
気管２（吸気路）と排気管３が接続されている。吸気管
２の各シリンダ吸気部には電磁式の燃料噴射弁４が設け
られるとともに、吸気管２にはスロットル弁５が設けら
れる。さらに、排気管３には空燃比検出手段としてのＯ
₂センサ６が設けられ、同センサ６は排気中の酸素濃度
に応じた電圧信号を出力する。

【０００９】前記燃料噴射弁４に燃料を供給する燃料供
給系統は、燃料タンク７の燃料が燃料ポンプ８にて燃料
フィルタ９を介して各噴射弁４へと圧送されるととも
に、調圧弁１０にて各噴射弁４に供給される燃料が所定
圧力に調整される。図２に示すように、燃料タンク７の
上面にはセンサハウジング１２が固定され、センサハウ
ジング１２内にはダイアフラム室１３が形成されてい
る。この同ダイアフラム室１３はダイアフラム１４にて
上下室１５，１６に区画され、下側室１６は連通孔１７
にて燃料タンク７内と連通している。又、上側室１５内
にはスプリング１８が配置され、スプリング１８の付勢
力によりダイアフラム１４が下側に付勢されている。ダ
イアフラム１４には永久磁石１９が固定され、又、上側
室１５の天井面には磁束検出器２０が配置されており、
ダイアフラム１４の変形に伴う永久磁石１９との距離Ｌ
に応じた信号を発生する。尚、磁束検出器２０として
は、ＭＲ素子やホール素子が用いられる。

【００１０】そして、燃料タンク７内で燃料蒸発ガスが
発生すると、その圧力に応じた力がダイアフラム１４に
作用して上方に移動する。このダイアフラム１４の変形
に伴い永久磁石１９も上方に移動し、磁束検出器２０に
てこの移動量（距離Ｌ）に応じた電気信号が取り出され
るようになっている。さらに、下側室１６は連通路２１
が形成され、その連通路２１には開閉手段としての電磁
開閉弁２２が配置されている。つまり、弁体２３がスプ
リング２４により連通路２１を閉じる方向に付勢される
とともに、コイル２５の励磁によりスプリング２４の付
勢力に抗して弁体２３を移動して連通路２１を開けるこ
とができるようになっている。又、上側室１５は連通路
２６が形成され、同連通路２６と前記連通路２１とは先
端側で集合している。又、連通路２６と２１との間に
は、互いに逆方向の気体をリリーフするための一対のリ
リーフ弁２７，２８（正圧リリーフ弁２７、負圧リリー
フ弁２８）が設けられている。即ち、連通路２６と２１
との間の連通通路２９，３０には弁体３１，３２がスプ
リング３３，３４により連通通路２９，３０を閉じる方
向に付勢され、スプリング３３，３４のセット荷重以上
の圧力が加わると、開弁するようになっている。本実施
例では、スプリング３３，３４のセット荷重が、＋１８
mmＨg （相対圧）と−２２mmＨg （相対圧）となってい
る。

【００１１】前記連通路２６，２１は、図１に示すよう
に、パージ管３６にて吸気系のサージタンク３５と連通
され、そのパージ管３６の途中には吸着材としての活性
炭を収納したキャニスタ３７が配設されている。そし
て、燃料タンク７の燃料蒸発ガスがキャニスタ３７内の
活性炭に吸着される。又、キャニスタ３７には新気を吸
入するための大気開放孔３８が設けられている。パージ
管３６はキャニスタ３７よりもサージタンク３５側を放
出通路３９とし、この放出通路３９途中にパージ用電磁
弁（以下、パージ弁という）４０が設けられている。

【００１２】このパ―ジ弁４０は、スプリング（図示
略）により常には弁体４１がシート部４２を開く方向に
付勢されているが、コイル４３を励磁することにより弁
体４１がシート部４２を閉じるようになっている。従っ
て、パージ弁４０の消磁により放出通路３９が開き、パ
ージ弁４０の励磁により放出通路３９が閉じるようにな
っている。

【００１３】マイクロコンピュータを内蔵した開閉制御
手段及び流量算出手段としての制御回路４４はスロット
ル弁５の開度を検出するスロットルセンサ（図示略）か
らのスロットル開度信号と、エンジン１の回転数を検出
する回転数センサ（図示略）からのエンジン回転数信号
と、吸入空気量を検出する吸気量センサ（図示略）から
の吸入空気量信号と、エンジン冷却水の温度を検出する
水温センサ（図示略）からの冷却水温信号と、吸入空気
温度を検出する吸気温センサ（図示略）からの吸気温信
号を入力する。そして、制御回路４４はこれらの信号か
らスロットル弁５の開度、エンジン回転数、吸気量、エ
ンジン冷却水の温度、吸気温を検知する。

【００１４】又、制御回路４４は前記Ｏ₂センサ６から
の信号を入力し、混合気のリッチ・リーンの判定を行
う。そして、制御回路４４はリッチからリーンに反転し
た場合及びリーンからリッチに反転した場合は燃料噴射
量を増減すべく図３に示すようにフィードバック補正係
数ＦＡＦを階段状に変化（スキップ）させるとともに、
リッチ又はリーンのときにはフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを徐々に増減させるようになっている。尚、このフ
ィードバック制御はエンジン冷却水温が低いとき、及び
高負荷・高回転走行時には行わない。又、制御回路４４
はエンジン回転数と吸気量により基本噴射時間を求め、
基本噴射時間に対しフィードバック補正係数ＦＡＦ等に
よる補正を行い最終噴射時間を求め、前記燃料噴射弁４
による所定の噴射タイミングでの燃料噴射を行なわせ
る。

【００１５】又、制御回路４４は前記磁束検出器２０か
らの信号を入力する。さらに、制御回路４４は前記電磁
開閉弁２２及びパージ弁４０と接続され、該開閉弁２２
及びパージ弁４０を開閉制御する。又、車両のインスト
ルメントパネルには警告ランプ４５が設けられ、制御回
路４４と接続されている。次に、このように構成した燃
料蒸発ガス拡散防止装置の作用を説明する。

【００１６】まず、燃料蒸発ガスの流量検出動作を説明
する。通常、電磁開閉弁２２は閉じられており、燃料タ
ンク７内の燃料が蒸発しはじめると、燃料タンク７内は
密閉されているためタンク７内の圧力が上昇する。タン
ク内圧力はダイアフラム１４に加わりダイアフラム１４
に取り付けられている永久磁石１９が上方に移動する。
その上方への移動に伴う電気信号が磁束検出器２０から
制御回路４４に出力される。制御回路４４ではこのタン
ク内圧力が図４での１５mmＨg 及び８mmＨg になったか
否か判定している。

【００１７】そして、制御回路４４は、１５mmＨg にな
ると（図４でのｔ１タイミング）、電磁開閉弁２２を開
かせるとともに、その開弁時間のカウント動作を開始す
る。このようにして、電磁開閉弁２２を開くことにより
燃料タンク７内の圧力が低下し、ダイアフラム１４が元
の位置に復帰しようとして下方に移動する。そして、制
御回路４４は、タンク内圧力が８mmＨg になると（図４
でのｔ２タイミング）、電磁開閉弁２２を閉じるととも
に開弁時間を計るカウント動作を中止する。

【００１８】さらに、燃料タンク７内の燃料温度が上昇
し燃料が蒸発し続ける間、このような動作が繰り返さ
れ、電磁開閉弁２２の開弁時間の積算が行われる。この
積算時間が、図５に示すように、タンク７からキャニス
タ３７に流れる流量に対応するものとなる。しかし、電
磁開閉弁２２が全閉状態にて故障した場合、あるいは、
磁束検出器２０が故障した場合においては、燃料タンク
７内の燃料ガス圧力が上昇する。そして、図６に示すよ
うに、タンク内圧力が１８mmＨg になると正圧リリーフ
弁２７が開弁して燃料タンク７内の蒸発ガスがキャニス
タ３７側に抜けて１８mmＨg以下に保持してタンク７の
変形（膨張）が回避される。一方、エンジンを停止した
時のように、タンク７内の燃料温度低下により燃料蒸発
ガスは発生しなくなり、タンク７内の蒸発ガスの温度低
下等によりタンク内圧は負圧となり、タンク７が収縮変
形しようとする。しかし、−２２mmＨg になると、図６
に示すように、負圧リリーフ弁２８が開弁して燃料タン
ク７内にキャニスタ３７側から空気が導入され、−２２
mmＨg 以上に保持してタンク７の変形（収縮）が回避さ
れる。

【００１９】次に、制御回路４４による自己診断を説明
する。図７には所定時間ごとに行われるパージ弁４０の
制御ルーチンを示す。制御回路４４はイグニッションス
イッチがオン操作されると、積算ガス流量Ｑを「０」に
設定する。そして、制御回路４４はステップ１００で診
断条件が成立しているか否かを判断する。この診断条件
の成立とは、エンジン冷却水温が８０℃以上で、かつ、
イグニッションスイッチがオンした後においてそれまで
に一度も自己診断が実行されない場合をいう。制御回路
４４はエンジン冷却水温が８０℃未満であると、ステッ
プ１０１でエンジン冷却水温が４０℃以上であるか否か
判断する。制御回路４４はステップ１０１においてエン
ジン冷却水温が４０℃以上ならば、ステップ１０２でス
ロットル弁５の開度が所定の開度α以上か否か判断し、
所定開度α以上ならばステップ１０３でパージ弁４０を
開ける。又、制御回路４４はステップ１０１でエンジン
冷却水温が４０℃未満だったりステップ１０２でスロッ
トル弁５の開度が所定の開度α未満であると、ステップ
１０４でパージ弁４０を閉じる。

【００２０】一方、制御回路４４はステップ１００にお
いてイグニッションスイッチのオン後に始めてエンジン
冷却水温が８０℃以上になり診断条件が成立するとステ
ップ１０５でパージ弁４０を閉じ、ステップ１０６で積
算ガス流量Ｑが所定値β以上となったか否か判定する。
制御回路４４は積算ガス流量Ｑが所定値β以上となる
と、ステップ１０７でパージ弁４０を開け、ステップ１
０８でフィードバック補正係数ＦＡＦがリッチ側に所定
量だけシフトしたか否か判定し、リッチにならないと、
異常が発生したものとみなしてステップ１０９で警告ラ
ンプ４５を点灯させる。即ち、装置が正常に機能してい
れば、パージ弁４０を閉じた状態で活性炭に燃料蒸発ガ
スを所定量吸着させた後に、パージ弁４０を開けるとキ
ャニスタ３７の活性炭に吸着された燃料蒸発ガスが吸気
管２内に供給され、空燃比は過濃（リッチ）となり、パ
ージ弁４０を開くことによりＦＡＦに差ができる。しか
し、ＦＡＦが大きくならないということはパージ管３６
に詰り等の異常があると判定する。

【００２１】このように本実施例では、燃料タンク７と
キャニスタ３７との連通路２１に電磁開閉弁２２（開閉
手段）を設け、同開閉弁２２は、連通路２１を閉じた状
態で燃料タンク７内での燃料蒸発ガスの圧力が第１の設
定値（１５mmＨg ）になると、連通路２１を開くように
作動して燃料蒸発ガスをキャニスタ７に供給し、燃料蒸
発ガスの圧力が第１の設定値（１５mmＨg ）よりも小さ
い第２の設定値（８mmＨg ）になると連通路２１を閉じ
るように作動するようになっている。さらに、連通路２
１には、通常連通路２１を閉じている正圧リリーフ弁２
７（リリーフ用開閉手段）及び負圧リリーフ弁２８（リ
リーフ用開閉手段）を設け、電磁開閉弁２２が閉じた状
態でロックしても、燃料タンク７内での燃料蒸発ガスの
圧力が第１の設定値（１５mmＨg ）より大きな所定値
（１８mmＨg ）になると正圧リリーフ弁２７（リリーフ
用開閉手段）が開きタンクの変形が回避される。又、同
様に、電磁開閉弁２２が閉じた状態でロックし、燃料タ
ンク７内での燃料蒸発ガスの圧力が第２の設定値（８mm
Ｈg ）より小さな所定値（−２２mmＨg ）になると負圧
リリーフ弁２８（リリーフ用開閉手段）が開きタンクの
変形が回避される。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
連通路が閉じられた状態でロックされても燃料タンクに
異常圧力が加わることが回避できる優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のエンジン回りの構成を示す図である。

【図２】燃料タンク部分の断面図である。

【図３】センサ信号処理を説明するための図である。

【図４】センサ信号処理を説明するための図である。

【図５】通路開放累積時間と積算ガス流量との関係を示
す図である。

【図６】燃料タンク内圧の変化を示す図である。

【図７】作用を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

７燃料タンク１４ガス圧検出手段を構成するダイアフラム１９ガス圧検出手段を構成する永久磁石２０ガス圧検出手段を構成する磁束検出器２１連通路２２開閉手段としての電磁開閉弁２７リリーフ用開閉手段としての正圧リリーフ弁２８リリーフ用開閉手段としての負圧リリーフ弁３７キャニスタ４４制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 37/00 301 G01F 1/38 G01F 1/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクと、当該燃料タンクの燃料蒸
発ガスを吸着する吸着材を収納したキャニスタとの連通
路に設けられ、この連通路を開閉する開閉手段を備え、
同開閉手段は、前記連通路を閉じた状態で前記燃料タン
ク内での燃料蒸発ガスの圧力が第１の設定値になると、
前記連通路を開くように作動して前記燃料蒸発ガスを前
記キャニスタに供給し、前記燃料蒸発ガスの圧力が第１
の設定値よりも小さい第２の設定値になると前記連通路
を閉じるように作動し、さらに、前記連通路には、通常連通路を閉じているリリ
ーフ用開閉手段が備えられており、同リリーフ用開閉手
段は、前記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力が前記
第１の設定値より大きな所定値あるいは前記第２の設定
値より小さな所定値になると前記連通路を開くように作
動することを特徴とする燃料蒸発ガス拡散防止装置。