JP3186069B2 - 自動車用燃料蒸気管理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、一般的には内燃機関駆動自動車用車載燃
料蒸発ガス防止装置に関し、更に詳しくは、自動車の燃
料タンクの中の揮発性液体燃料の揮発をより効率的に弱
めるための燃料蒸気管理システムに関する。

発明の背景および概要 公知の種類の車載燃料蒸気管理システム（ときには、
燃料蒸発ガス防止装置と呼ばれる）は、エンジン用揮発
性液体燃料の入ったタンクから出る燃料蒸気を集める、
蒸気収集キャニスタを含む。キャニスタ追放ソレノイド
（CPS）バルブが集めた蒸気を定期的にこのエンジンの
吸気マニホルドへ追放し、そこでそれはこのエンジンの
燃焼器空間での燃焼用吸込み空気または吸込み空気燃料
装入物と混合する。このCPSバルブは、マイクロプロセ
ッサをベースにしたエンジン管理システムの制御下にあ
るソレノイドを含んでもよい。これらの蒸気管理システ
ムの種々の部品の大きさは、予想する蒸発の最大速度、
即ち、蒸気発生を扱うために適当でなければならない。
一般的に、これらの種々の部品の大きさは、予想する燃
料蒸発の最大速度が大きくなり、および／またはより揮
発性の高い燃料を使うと、より大きくしなければならな
い。従って、部品コストが高くなりがちである。同じ理
由で、大きな部品のためには、車両に大きな空間が要り
がちであり、これが新車の実装設計に拘束を課す。従っ
て、これらの燃料蒸発ガス防止装置の部品の大きさを最
小にすることが望ましい。

予想されるように、例えば、メタノールおよびエタノ
ールのような、揮発性の高い液体燃料の使用の増加は、
車載燃料蒸気管理システムの設計に更なる要求を課す。

これまで、揮発性燃料を車両の燃料タンクの中に、こ
の燃料が蒸発する傾向を抑えるような方法で閉込めるこ
とが提案されている。例えば、US−Ａ−3 477 611;US−
Ａ−5 460 135およびUS−Ａ−5 146 902のような、種々
の特許を参照してもよい。一般的に言えば、蒸気発生
は、幾つかの異なる方法で弱められる。一つは、参照し
た三つの特許の最初の二つのように、例えば、タンクの
中の蒸気頭隙の容積を減らすために、および／または液
体燃料の表面積を減らすために、この燃料タンク内に配
置した、空気袋またはダイヤフラムのような、封入物に
よる。もう一つは、三つの参照した特許の三番目のもの
のように、この頭隙を大気圧以上の圧力に加圧すること
である。燃料補給のためにタンクを開けたとき、それか
ら蒸気が逃げるのを防ぐことも重要かも知れない。

US−Ａ−5 460 135は、自動車の燃料タンク用液体燃
料装置を開示する。この装置は、この燃料タンク内に位
置し、このタンク内の燃料の量に従って膨張および収縮
可能なエアバッグを含む。燃料蒸気管を使ってこのタン
ク内の圧力を減らしてこのエアバッグが大気圧によって
膨らむようにし、この蒸気管は、蒸気キャニスタに接続
し、そこにこの燃料蒸気を一時的に吸着して捕える。こ
のエアバッグは、燃料タンク内に残る燃料の量に従って
膨らんでタンクの頭隙を満たす。バルブを使って、この
燃料タンクに燃料補給すべきときまで、このエアバッグ
を膨らまし続ける。燃料補給のとき、このエアバッグ
は、燃料と燃料蒸気による燃料タンク内の圧力増加のた
めに収縮する。

DE−Ａ−3 916 574は、中に可撓性空気だめがある燃
料タンクに関する。この燃料タンクを、その頭隙にある
気化燃料を除去するために、吸込みに接続し、この気化
燃料を燃焼するためにエンジンへ導く。この気化燃料を
タンクから除去すると、可撓性空気だめは、大気圧のた
めに膨らみ、頭隙を満たす。このタンクに燃料補給する
とき、燃料がタンクに入ると、この可撓性空気だめが収
縮する。一つの実施例では、この可撓性空気だめに圧縮
空気を供給してそれを膨らます。

発明の概要 本発明は、タンクに給油するための慣習的手順と干渉
することなく、タンクの中の液体燃料の蒸発を弱めるた
めの改良したシステムを提供する。本発明は、そのよう
なシステムを該当する政府の汚染防止規則に適合させ
る。与えられた標準の遵守に対して、この発明は、例え
ば、蒸気収集キャニスタのような、ある蒸発ガス防止装
置部品の大きさをかなり減少できる、コスト効率および
空間効率のよい設計を提供できる。この発明の装置は、
蒸発ガス防止装置に新規な部品の組合せを組込むが、こ
れらの部品を比較的コンパクトで安くできる。それで、
本発明によって、幾つかの追加部品は使用するが、重要
な機能的利点をコスト効率よく達成できる。

この発明の原理は、多数の異なる側面を含み、その一
般的な一つは:1）燃料蒸気が占め得るタンク頭隙の容積
をその体積によって減らすためにタンク内容積内に配置
した、可変体積の、ここに開示する実施例で使用する空
気袋のような、燃料不浸透性封入物;2）大気圧以上の圧
力の環境的に非危険ガスの源；並びに３）このガス源か
ら大気圧以上の圧力のガスをこのタンク頭隙を大気圧以
上の圧力に加圧するためにこのタンク頭隙の中へと、こ
の可変体積の、燃料不浸透性封入物を大気圧以上の圧力
に加圧するためにその中へ選択的に導入するための、並
びにこの可変体積の燃料不浸透性封入物を大気へおよび
このタンク頭隙を蒸気収集システムへ選択的にガス抜き
するための、エンジン管理コンピュータ（EMC）のよう
な、電気制御装置の制御下にある種々の流路の組合せに
よって定義され、その選択的加圧およびガス抜き機能
は、このエンジン管理コンピュータによってそれへの種
々の入力に従って制御されるバルブ、ここに開示する実
施例では、ソレノイド作動バルブによって行われる。こ
れらの入力には、この可変体積の、燃料不浸透性封入物
およびこの可変体積燃料不浸透性封入物が占めないタン
ク頭隙部分に関連する種々の圧力センサがある。追加の
センサは、取外し可能給入管蓋におよびこの給入管蓋へ
のアクセスを許可しおよび許可しないドアに関連する。
このEMCは、典型的にはマイクロプロセッサ・ベース
で、インタフェーシング回路がこのマイクロプロセッサ
をこれらのバルブと連結する。

ここに開示する現在好適な実施例では、このガス源が
大気圧以上の圧力の空気を貯蔵するための空気タンク、
およびこの空気タンク内に大気圧以上の圧力の空気を作
るために大気をこの大気タンクに送込むための圧縮機、
または加圧ポンプを含む。幾つかの流路が、このEMCの
命令の下で選択的に作動する、幾つかのソレノイド作動
バルブを含む。このタンク給入管蓋を閉じ、タンクを大
気から密閉したとき、これらのバルブは、この可変体積
の、燃料不浸透性封入物および／またはタンク頭隙を空
気タンクから加圧するために、この可変体積の、燃料不
浸透性封入物を大気へガス抜きするために、タンク頭隙
の蒸気を含む部分を蒸気収集システムへガス抜きするた
めに、および／またはこの可変体積の、燃料不浸透性封
入物内の圧力をタンク蒸気頭隙内のそれに対して調整す
るために、種々の状態に作動可能である。この可変体積
の燃料不浸透性封入物は、それが置換するタンク頭隙の
量を与えられた燃料タンクの形状寸法に対して適当であ
る程度に最大化するように形作った空気袋であるのが好
ましい。この発明のシステムは、エンジンに燃料を供給
するためにタンクから液体燃料を引出しているエンジン
作動時とエンジン非作動時の両方に機能できる。頭隙の
燃料蒸気を含む部分から燃料蒸気を蒸気収集システムの
収集キャニスタへ追放することは、タンク頭隙ベントバ
ルブを介して適当な時期に行うことが出来る。関連規則
への適合性を確認するために、漏れに対する車上試験も
自動的に達成できる。

この発明の他の側面は、従来の手順による燃料補給を
保証する。ガソリンスタンドで液体燃料分配ポンプのノ
ズルから車両に燃料を補給すべきとき、例えば、スイッ
チを押すことによって、EMCに信号を送る。あるセンサ
が検知したような、状態が適当であるなら、このEMCが
この給入管蓋（即ち、注入口キャップ）へのアクセスド
アの掛け金を外す。そのドアを最初に開けて後初めて蓋
が外せる。関連するセンサが適当な信号をこのエンジン
管理コンピュータへ送り、このアクセスドアが開いたこ
とを知らせる。次に、それがあるバルブを適当な作動状
態に置いて、この可変体積の燃料不浸透性封入物を大気
へガス抜きし、およびこの頭隙を蒸気収集システムへガ
ス抜きする。その結果として、その後、この給入管の蓋
を取って開け、燃料分配ノズルを注入口に適正に装入し
たとき、蒸気をこのタンクから大気へ追出ような、また
はこのタンクをノズルからの燃料で満たすのを妨害する
ような、かなり大きい圧力差はない。液体燃料をタンク
に入れると、この可変体積の、燃料不浸透性封入物とタ
ンク蒸気頭隙との組合せ体積がこのタンクに入れた液体
燃料の体積によって減らされる。

従って、本発明の一つの側面で、揮発性液体燃料の密
閉貯蔵用システムであって：− 揮発性液体燃料を保持するための、および蒸発した燃
料用頭隙を設けるための内容積を形成するタンク； このタンク内に位置し、燃料不浸透性の壁を含み、お
よびその体積によってこの揮発性燃料のための頭隙容積
を減らすために、体積が膨張および収縮可能な可撓性封
入物；並びに 大気圧以上の圧力の環境的に非危険ガスの源、および
この封入物にそれを大気圧以上の圧力に加圧するために
大気圧以上の圧力でガスを導入するための制御手段を含
む、このタンクの頭隙での液体燃料の蒸発を減少するた
めの手段を含み； この制御手段が、この封入物の中の圧力と頭隙の中の
それの間に圧力差を与えるために、このタンクの頭隙の
中へも直接大気圧以上の圧力でガスを導入することを特
徴とするシステムが提供される。

本発明のもう一つの側面によれば、自動車であって：
− 燃料消費エンジン； 上記のような蒸発した燃料を制御および封じ込めるた
めの燃料蒸気制御および封じ込めシステムで、このタン
クがこの車両の中に位置し且つその燃料タンクを含むシ
ステム； このタンク内に揮発性液体燃料を導入し、第１位置に
あるときにこのタンクを大気から密閉するためのおよび
第２位置にあるときにこのタンク内に液体燃料を導入さ
せるための蓋を含む補給孔組立体；並びに この蓋が第１位置にあるか第２位置にあるかを検知す
るための、およびこの蓋の位置を表す信号を、この蓋が
第１位置にあるとき、第１、第２、第３および第４流路
のバルブ手段に封入物と頭隙の間の圧力差を所定の限界
内に維持するように作動させ、およびこの蓋が第２位置
にあるとき、第１および第２流路のバルブ手段に、それ
ぞれ、この源と頭隙および封入物との間の連絡を、それ
ぞれ、阻止させ、並びに第５の流路のバルブ手段に蒸気
収集システムと連絡させるように、これらの流路のバル
ブ手段を制御するために、この制御装置へ送出するため
のセンサを含む自動車が提供される。

この発明の包括的側面は、このタンク内部を大気圧以
上の圧力に加圧するための、およびこの頭隙をガス抜き
するための制御装置、この蓋の第１状態と第２状態とを
区別するための補給孔蓋センサ、この蓋へのアクセスを
許可および許可しないために選択的に配置可能であるア
クセスドアで、この蓋へのアクセスを許可しないために
このドアを閉じて解放可能に施錠するための解放可能ラ
ッチ機構を含むドア、このドアの解錠を始めるための始
動装置、この蓋へのアクセスを許可するこのドアの第１
状態とこの蓋へのアクセスを許可しないこのドアの第２
状態とを区別するための位置センサ、タンク頭隙圧力を
検知するための圧力センサ、並びにそこでこの制御装置
が、ｉ）この始動装置がこのドアの解錠を始めると、こ
の頭隙をガス抜きし、ii）この圧力センサがこの頭隙の
ガス抜きされたことを検知すると、このドアを解錠し、
およびiii）この蓋センサがこの蓋のその第１状態にあ
ることを知らせるのでなければ、この頭隙が加圧される
のを防ぐように作動するに関する。

前記およびその他の特徴は、この発明の種々の利点お
よび利益と共に、図面が続く以下の説明および請求項で
分るだろう。

図面の簡単な説明 図１は、この発明の原理を具体化する、例示的燃料蒸
気管理システムの概要図である。

図２は、種々の入力および結果として生ずる作用を描
く論理表である。

好適実施例の説明 図１は、燃料タンク12、内燃機関14、エンジン管理コ
ンピュータ（ときには、EMCと称する）16、および蒸気
収集システム18を含む、自動車の例示的燃料蒸気管理シ
ステム10を示す。

燃料タンク12は、それを設置する特定の車両に付ける
に適した形状および寸法を有するうように設計する。こ
の特定の形状寸法に関係なく、このタンクは、この車両
用の揮発性液体燃料を蓄えるための内容積を持つ。図１
は、このタンクの内容積に液体燃料Ｆが部分的にしか入
っていない、代表的休止（即ち、だぶつかない）状態を
示す。この液体燃料に重なって、蒸発した燃料と空気の
ガス状混合物のある頭隙20がある。燃料タンク12から液
体燃料を引き、この燃料をこのエンジンの燃料器での燃
焼を保証するために吸気と混ぜるためにエンジン14へ送
るための液体燃料流路は：タンク12内の燃料ポンプ（ま
たは燃料ポンプモジュール）22、およびエンジンに取付
けたエンジン14の噴射器28に燃料を供給する燃料多岐管
26に通じて燃料供給導管24を含む。図１は、エンジン14
に供給する燃料の性質を検出しおよびエンジン管理コン
ピュータ（EMC）16にこの燃料特性を示す信号を送るた
めに導管24に関連する燃料センサ30（例えば、エタノー
ルセンサ）を示す。液体燃料を、ときには単に、注入
口、補給孔、または給入管と称する補給孔組立体32から
タンク12へ導入する。

補給孔組立体32は、入口の直後にオリフィス36を有す
る補給導管34を含む。導管34の出口は、タンク12の底に
あり、燃料を導管34からタンクへは通過させるが、タン
クから導管への逆流はさせないために、チェックバルブ
38を含む。補給孔組立体32は、更に、ガソリンスタンド
の燃料分配ポンプの一般的ノズル（図示せず）を受ける
ような形状の入口40を含む。オリフィス36は、このノズ
ルを入口40に適正に装入したとき、そのようなノズル端
の外周にぴったりと嵌まるために入口40の内端に近接し
て配置されている。入口40の外端は、ねじ付き給入口キ
ャップのような、取外し可能な蓋42を含み、この蓋は、
この注入口を閉じてそれおよびこのタンク内容積を大気
から封止するためのこの注入口の閉鎖の第１状態（図１
に描く状態）、およびガソリンスタンドの燃料分配ポン
プのノズルを装入させるためのこの注入口の非閉鎖の第
２状態を選択的にとるために選択的に配置可能である。
その内端と外端の中間に、入口40は、通常は閉っている
が、液体燃料をタンクに分配する準備に燃料分配ノズル
を入口40に挿入すると、後者の端によって押開かれる、
中央に配置された、ばね掛けドア44を有する仕切りを含
む。再循環導管または再循環管路46がタンク頭隙20をオ
リフィス36とドア44の間の位置で入口40の内部に連絡す
る。

この車両の車体は、開いたとき、蓋42にアクセスさせ
るが、閉じたときはアクセスさせない、アクセスドア48
を含む。図１は、アクセスドア48に関連する、ソレノイ
ド作動ラッチ機構50を示す。アクセスドア48は、通常は
機構50によって閉じて掛け金を掛けられているが、この
ラッチ機構を解放すると、ばね力によって開くようにば
ねが掛けられている。ドア48の開放は、例えば、車両乗
員室の内部に遠く離れて位置する押しボタンスイッチ52
のような、オープナの操作によって始る。押しボタンス
イッチ52を押すと、EMC16に信号を伝え、それは、燃料
タンクの中のある状態が蓋42を取らせるに適当であれ
ば、ラッチ機構50にアクセスドア48の掛け金を外させる
ように作動する。図１は、更に、蓋42が入口40の外端に
あるかないかを区別するための、従ってタンク内部が大
気に閉ざされているか、補給孔組立体32を介して大気に
開いているかを区別するための蓋センサ54を示す。セン
サ56は、アクセスドア48の開放状態と閉鎖状態を区別す
るために、このアクセスドアに関連する。両センサ４お
よび56がそれぞれの信号をEMC16に供給し、蓋42および
アクセスドア48のそれぞれの状態を示す。

燃料蒸気収集システム18は、タンク12に関連し、CPS
（キャニスタ追放ソレノイド）バルブ60および蒸気収集
キャニスタ62を含み、その各々は多数の公知の装置のど
れでもよい。基本的に、収集キャニスタ62の内部は、蒸
気入口62iを経てそれに達した揮発性燃料蒸気を吸着す
るための媒体を含む。このキャニスタは、CPSバルブ60
の入口に通じる追放口62p、および大気ベント口62vを有
し、その後者は微粒子フィルタ64を介して大気に通じて
もよい。CPSバルブ60の出口は、エンジン14の吸気マニ
ホルド66に通じる。CPSバルブ60は、収集した燃料蒸気
をキャニスタ62から吸気マニホルド66へ定期的に追放
し、そこでそれを後でエンジンの燃焼器で燃焼するため
に吸込み空気と混合するし処理するために、エンジン管
理コンピュータ16の制御の下にある。キャニスタ62の入
口62iは、この発明のシステムのある部品を組込むため
に、タンク頭隙20に直接は通じない。それを次に説明す
る。

開示した実施例は、ソレノイド作動タンクベントバル
ブ70およびソレノイド作動給油バルブ72を含み、その両
方がキャニスタ62とタンク12の燃料蒸気頭隙20の間に伸
びるベント路と機能的に関係する、タンク蒸気頭隙ベン
ト制御装置を示す。頭隙20の一つ以上の場所、好ましく
はその最高所がタンクベントバルブ70の入口70iに通じ
ている。同様に、頭隙20の一つ以上の場所（それは入口
70iに通じる場所と同じでも違ってもよい）が給油バル
ブ72の入口72iに通じている。例えば、図１は、入口70i
が頭隙20に通じる場所を二つ示し、一方一つだけである
が異なる場所が入口72iに通じている。バルブ70の出口7
0oがキャニスタ入口62iに通じ、バルブ72の出口72oがキ
ャニスタ入口62iに通じている。各バルブ70、72は通常
閉じているが、そのソレノイドが付勢すると開けられ
る。これらのソレノイドは、エンジン管理コンピュータ
16の制御下にある。

タンク蒸気頭隙20とキャニスタ62の間のベント路は、
この様に二つの並流分岐を含む。この第１分岐は、タン
ク頭隙と蒸気収集システム18の間の通常閉じたタンク頭
隙ベントバルブ（バルブ70）を含み、このベントバルブ
70は、タンク蒸気頭隙20を蒸気収集システム18へガス抜
きするためにエンジン管理コンピュータ16によって選択
的に作動される。第２分岐は、給油バルブ72を含む。各
バルブ70、72は、それぞれの開および閉状態へ独立に選
択的に作動できる。

この発明のシステムは、更に、この実施例ではタンク
内容積内に配置された、燃料不浸透性壁を有する空気袋
として示す、可変体積の燃料不浸透性封入物74を含む。
空気袋74は、このタンク内容積内に配置された容積を減
らすために、体積が膨張および収縮可能である。空気袋
74は、この空気袋の体積によってタンク蒸気頭隙20の容
積を減らすために体積が膨張および収縮可能である。圧
縮空気のような、大気圧以上の圧力の環境的に非危険ガ
スの源を、加圧空気を蓄える空気タンク、または溜、76
によって用意する。加圧ポンプ、または圧縮機、78が大
気から空気を引いてそれを空気タンクの送込み、この空
気タンクの中に大気圧以上の圧力の空気を作る。ポンプ
78は、車両の電気系から電気的に駆動するか、またはエ
ンジンそれ自体から機械的に駆動してもよい。このポン
プ入口は、微粒子フィルタ80を介して大気に通じるのが
好ましい。

この発明のシステムは、更に、タンク76からタンク蒸
気頭隙20を大気圧以上の圧力に加圧するためにこのタン
ク頭隙の中と、空気袋74を大気入圧以上の圧力に加圧す
るためにこの空気袋の中の両方に導入するための加圧制
御装置を含む。この加圧制御装置は、タンク頭隙20を空
気タンク76へ選択的に連絡するための頭隙加圧流路、お
よび空気袋74を空気タンク76へ選択的に連絡するための
空気袋加圧流路を含む。頭隙加圧流路は、空気タンク76
とタンク頭隙20の間に存在する導管を通る流れを制御す
るためのソレノイド作動タンク加圧バルブ82を含む。タ
ンク加圧バルブ82は、通常は加圧空気を頭隙20を繋がせ
ないために閉じているが、大気圧以上の圧力の空気をタ
ンク76から頭隙20へ導くためにEMC16からの命令に応じ
て閉から開へ作動する。

空気袋加圧流路は、空気タンク76と空気袋74の間に存
在する導管を通る流れを制御するためのソレノイド作動
空気袋加圧バルブ84を含む。空気袋加圧バルブ84は、通
常は加圧空気を空気袋74に繋がせないために閉じている
が、ためにエンジン管理コンピュータ16からの命令に応
じて閉から開へ作動する。

ソレノイド作動ベントバルブ86が空気袋74と大気の間
の流れを制御するための流路に配置されている。図示の
実施例では、バルブ86が空気袋７から空気タンク76まで
伸びる導管にＴ形結合されている。空気袋ベントバルブ
86は、通常は空気袋74を大気に繋がせないために閉じて
いるが、この空気袋を大気にガス抜きするためにエンジ
ン管理コンピュータ16からの命令に応じて閉から開へ作
動する。タンク加圧バルブ82、空気袋加圧バルブ84およ
び空気袋ベントバルブ86は、それぞれの開および閉状態
へ独立に選択的に作動できる。

ある追加の部品を図示の実施例に使うために示す。流
れ制御バルブ88およびチェックバルブ90を、タンク加圧
バルブ82と頭隙20の間に伸びる流路の部分に直列に配置
する。流れ制御バルブ92を、空気袋加圧バルブ84と空気
袋74の間に伸びる流路の部分に配置する。流れ制御バル
ブ94を、空気袋ベントバルブ86とこのバルブの空気袋74
への導管へのＴ形結合点の間に伸びる流路の部分に配置
する。流れ制御バルブ96を、タンクベントバルブ70とキ
ャニスタ入口62iの間に伸びる流路の部分に配置する。
これらの流れ制御バルブは、単に固定オリフィス絞りで
もよい。

タンク頭隙圧力を検知するために、タンク頭隙圧力セ
ンサ98を配置する。タンク頭隙圧力と空気袋圧力の差を
検知するために、タンク頭隙／空気袋圧力差センサ100
を配置する。空気タンク76内の圧力を検知するために、
空気タンク圧力センサ102を配置する。空気袋74の圧力
のために、このタンク内の液体燃料の量を測定するため
に公知のフロート型センサを利用することは適当でない
かも知れず、それで図示の実施例は、タンク12内の液体
燃料のレベルを検知する代りに圧力差センサ104を使用
する。センサ98、100、および102は、それぞれの信号を
EMC16へ供給する。

図２は、二つの動作モード、一つは“通常動作”と呼
ばれ、および他は“燃料補給シーケンス”と呼ばれるモ
ードを示す。“通常動作”は、蓋42が所定の場所にあ
り、アクセスドア48が閉じて掛け金を掛けられ、蓋42へ
のアクセスを防ぐときに起り得る動作を指す。次にこの
システムの作用を“通常動作”モードについて説明す
る。

“通常動作”モード中、エンジンが切られているとき
とエンジンが運転してタンクから液体燃料を引出すとき
の両方で、種々のバルブが作動して空気袋およびタンク
蒸気頭隙の中の大気圧以上の圧力を所定の関係に調整す
る。これらの圧力は、空気袋の中の圧力を少なくとも蒸
気頭隙の中のそれと同じにするように、好ましくは、本
実施例で議論するように、空気袋圧力を蒸気頭隙圧力以
上の所定の範囲に、例えば、31.8と38.1mm水柱（311.3P
aと373.6Pa）の間に、調整する範囲内に調整する。

空気袋およびタンクは、この空気袋が置換するタンク
頭隙容積を与えられた燃料タンクの形状寸法に対して適
当である程度に最大化するように構成するのが好まし
い。この様にしてタンクと空気袋の相対圧力を構成およ
び調整することによって、タンクの中の液体燃料の蒸発
を弱める。キャニスタのエンジン吸気マニホルドへの追
放は、EMC16のCPSバルブ60開放によって適当なときに行
える。

図２の論理表を参照して、“通常動作”中に相対圧力
調整を達成する方法を説明することができる。センサ10
0が検知した圧力差が前述の所定の範囲内にあり、且つ
センサ98が検知した圧力が所定の範囲内（本実施例の説
明では、508と686mm水柱（5.08KPaと6.73KPa）の間）に
ある限り、バルブ70、72、82、84、および86が閉じる。

もし、センサ100が検知した圧力差が31.8mm水柱（31
1.3Pa）の限界以下に落ち、一方センサ98が検知した圧
力が508と686mm水柱（5.08KPaと6.73KPa）の所定の範囲
内のままであれば、EMC16は、バルブ84を開けるように
作動し、一方他の四つのバルブは閉じたままである。そ
の結果、空気タンク76が空気を供給し、それが空気袋内
の圧力を上げる。センサ100が、差が38.1mm水柱（373.6
Pa）の限界に達したことを示すと、EMC16は、バルブ84
を閉めさせる。

もし、この圧力差が38.1mm水柱（373.6Pa）の限界以
上に上がり、一方センサ98が検知した圧力が508と686mm
水柱（5.08KPaと6.73KPa）の前述の所定の範囲内のまま
であれば、EMC16は、バルブ86を開けさせ、一方他の四
つのバルブは閉じたままである。その結果、空気袋から
空気が流出してその中の圧力を減らし、その流量は、流
れ制御バルブ94によって確立される。センサ100が、こ
の差が38.1mm水柱（373.6Pa）の限界まで落ちたことを
示すと、EMC16は、バルブ36を閉めさせる。

もし、センサ98が検知した圧力が686mm水柱（6.73KP
a）以上に上がると、EMC16は、バルブ70を開けさせ、一
方他の四つのバルブは閉じたままである。その結果、空
気／燃料蒸気混合物がタンク蒸気頭隙からキャニスタへ
流出してこのタンク蒸気頭隙の中の圧力を下げ、その流
量は、流れ制御バルブ96によって確立される。センサ98
が、この圧力が584mm水柱（5.73KPa）まで落ちたことを
示すと、EMC16は、バルブ70を閉めさせる。

もし、センサ98が検知した圧力が508mm水柱（5.08KP
a）以下に落ちると、EMC16は、バルブ82を開けさせ、一
方他の四つのバルブは閉じたままである。その結果、空
気が空気タンク76からタンク蒸気頭隙20へ送られ、その
流量は、流れ制御バルブ90によって確立される。センサ
98が、この圧力が584mm水柱（5.73KPa）まで上ったこと
を検知すると、EMC16は、バルブ82を閉じさせる。

空気タンク76の中の圧力が所定の値以下に落ちると何
時でも、圧縮機78が作動してこの圧力を回復する。この
様にして、空気袋とタンク蒸気頭隙の両方を加圧するた
めに、加圧空気の十分な供給が常に容易に利用できる。

“燃料補給シーケンス”モードは、燃料を給入管組立
体から燃料タンクの中へ分配すべきときに何時でも起
る。押しボタンスイッチ52を作動してこのモードを始め
る。センサ110からのような、適当な信号によって決る
ように、エンジンが運転していないならば、EMC16によ
ってバルブ72および86が動作され、一方他のバルブは閉
じたままである。センサ98によって検知する、タンク蒸
気頭隙内の圧力が大気圧に対して12.7mm水柱（124.5P
a）のような、ほぼ大気圧に低下すると、EMC16がラッチ
機構50を作動してアクセスドア48の掛け金を外し、従っ
て開く。同時に、EMC16は給油バルブ72を開く。次に蓋4
2を取り、燃料分配ノズル（図示せず）をドア44から給
入管組立体に適当に挿入してから、燃料を燃料タンクの
中に分配できる。空気袋とタンク蒸気頭隙を組合わせた
体積がタンクに導入された液体燃料の体積の増加と共に
減少する。

一旦燃料補給を終え、燃料ノズルを引込めると、蓋42
を再び閉める。センサ54がこの閉鎖をEMC16に知らせ、
それが次にバルブ70、72、および86を閉じさせる。アク
セスドア48を閉じて掛け金を掛けたとき、センサ56がEM
C16に知らせ、次にそれがバルブ82および94を開かせ、
タンク頭隙20をその調整圧力範囲内に、および空気袋74
をそれが蒸気頭隙圧力に対して調整される範囲内の圧力
に再加圧する。燃料補給前の体積に比べて、空気袋の体
積は、タンクに導入した液体燃料の体積の増加のため
に、減っている。エンジンが運転し、燃料をタンクから
引出すと、先に説明した“通常動作”モードと一致し
て、この空気袋の体積が次第に増す。

もし、蓋センサ54が蓋42の適切な再封鎖を検出できな
かったら、警告信号が出て、タンクおよび空気袋の再加
圧が起らないだろう。空気タンク76の容量を十分大きく
することによって、この車両を運転しないときにポンプ
78を作動することなく、これらの圧力をある期間維持で
きる。空気タンクを蓄圧器として使うことによって、ポ
ンプ78の大きさをかなり小さくできる。

多数の同一譲受人に譲渡された特許のどれか（例え
ば、US−Ａ−5 146 902）に示すものような、漏れ検出
システムが存在する場合、タンク76および圧縮機78によ
ってもたらされる加圧空気供給を、上に説明したよう
な、蒸気減少のためと、燃料蒸気空間の追放バルブ入口
の上流にある部分の加圧のための両方を使うことができ
る。空気袋の漏れの試験も行うことができる。漏れを検
出する他の方法は、EMC16によってタンク加圧バルブお
よび空気袋加圧バルブの使用率を監視することによる。

この発明のシステムは蒸気発生をかなり減少するの
で、タンク頭隙を、収集キャニスタがもたらす仮貯蔵に
ではなく、直接エンジンへガス抜きすることによって燃
料蒸気の処分を達成できるように、収集キャニスタを除
去さえすることが有望である。

EMC16は、ここに説明し、図２に描くような制御論理
を実行するように、公知のプログラミング方法に従って
プログラムする。

この様に、この発明は、重要な利点および利益を有す
る、新規にして独特の改善をもたらす。この発明の現在
好適な実施例を図示し且つ説明したが、この発明の原理
が以下の請求項の範囲内に入る全ての実施例に当てはま
ることを理解すべきである。

フロントページの続き (72)発明者 ハンター、ロナルド カナダ国 オンタリオ、チャサム、イン シズ アベニュー 217 (56)参考文献 特開 平８−170568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−16426（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−132738（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−197968（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 15/00 - 15/06 F02M 25/08 F02M 37/00 F02M 37/20

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】揮発性液体燃料の密閉貯蔵用システム（1
   0）であって、 揮発性液体燃料（Ｆ）を保持するための、および蒸発し
   た燃料用頭隙（20）を設けるための内容積を形成するタ
   ンク（12）、 このタンク（12）内に位置し、燃料不浸透性の壁を含
   み、およびその体積によってこの揮発性燃料のための頭
   隙容積を減らすために、体積が膨張および収縮可能な可
   撓性封入物（74）、並びに 大気圧以上の圧力の環境的に非危険ガスの源（76、78、
   80）、およびこの封入物（74）にそれを大気圧以上の圧
   力に加圧するために大気圧以上の圧力でガスを導入する
   ための制御手段（16、70、72、82、84、86、88、90、9
   2、94、96、98、100）を含む、このタンク（12）の頭隙
   （20）での液体燃料の蒸発を減少するための手段（16、
   70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、9
   4、96、98、100）を含み、 この制御手段（16、70、72、82、84、86、88、90、92、
   94、96、98、100）が、この封入物（74）の中の圧力と
   頭隙（20）の中の圧力との間に圧力差を与えるために、
   このタンク（12）の頭隙（20）の中へも直接大気圧以上
   の圧力でガスを導入することを特徴とするシステム。
2. 【請求項２】請求項１によるシステムに於いて、この制
   御手段（16、82、84、88、90、92）がこの封入物（74）
   および頭隙（20）内の圧力を、この封入物（74）内の大
   気圧以上の圧力が頭隙（20）内の大気圧以上の圧力より
   大きいように調整させるように作動するシステム。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２によるシステムに
   於いて、この制御手段（16、70、72、82、84、86、88、
   90、92、94、96、98、100）が、この封入物（74）およ
   び頭隙（20）内の大気圧以上の圧力を制御するために、
   制御装置（16）およびバルブ手段（70、72、82、84、8
   6、88、90、92、94、96、98、100）を含み、この制御装
   置（16）が、このタンク（12）から液体燃料を引出すと
   きに、この封入物（74）を少なくともこの頭隙（20）の
   中の大気圧以上の圧力と同じ大気圧以上の圧力に維持す
   ることを保証するために、バルブ手段（70、72、82、8
   4、86、88、90、92、94、96、98、100）に制御信号を供
   給するシステム。
4. 【請求項４】請求項３によるシステムに於いて、この制
   御手段（16、70、72、82、84、86、88、90、92）が、こ
   の頭隙（20）および封入物（74）を、それぞれ、前記非
   危険ガスの源（76、78、80）に選択的に連絡するための
   第１ガス流路および第２ガス流路を含むシステム。
5. 【請求項５】請求項４によるシステムに於いて、この第
   １流路が通常閉じたタンク加圧バルブ（82）を含み、お
   よびこの第２流路が通常閉じた封入物加圧バルブ（84）
   を含み、それらは前記非危険ガスの源（76、78、80）か
   ら、それぞれ、頭隙（20）および封入物（74）へ大気圧
   以上の圧力のガスを供給するために閉から開へ作動し、
   このタンク加圧バルブ（82）および封入物加圧バルブ
   （84）が互いに独立に作動するシステム。
6. 【請求項６】請求項５によるシステムに於いて、この第
   １流路が、更に、このタンク加圧バルブ（82）と直列の
   流れ関係に少なくとも一つの追加のバルブ（88、90）を
   含むシステム。
7. 【請求項７】請求項６によるシステムに於いて、上記少
   なくとも一つの追加のバルブ（88、90）が前記非危険ガ
   スの源（76、78、80）から頭隙（20）へは流れさせる
   が、逆にはさせないチェックバルブ（90）、およびこの
   第１流路を通る流量を制御するための流れ制御バルブ
   （88）を含むシステム。
8. 【請求項８】請求項７によるシステムに於いて、この流
   れ制御バルブ（88）が固定オリフィス絞りを含むシステ
   ム。
9. 【請求項９】請求項４から請求項８までの何れか一つに
   よるシステムであって、更に、この頭隙（20）と蒸気収
   集システム（18、60、62、64）の間に、頭隙（20）をこ
   の蒸気収集システム（18、60、62、64）へ選択的にガス
   抜きするために、通常閉じているベントバルブ（70）を
   包含する第３流路を含システム。
10. 【請求項１０】請求項９によるシステムであって、更
    に、この封入物（74）と大気の間に、封入物（74）を大
    気へ選択的にガス抜きするために、通常閉じているベン
    トバルブ（86）を包含する第４流路を含システム。
11. 【請求項１１】請求項10によるシステムであって、更
    に、この第３流路と並列に、この頭隙（20）と蒸気収集
    システム（18、60、62、64）の間に第５流路を含み、お
    よびこの頭隙（20）を蒸気収集システム（18、60、62、
    64）へ選択的にガス抜きするために給油バルブ（72）を
    含むシステム。
12. 【請求項１２】請求項11によるシステムに於いて、この
    制御手段（16、70、72、82、84、86、88、90、92、94、
    96、98、100）が、更に、この頭隙（20）にその中の圧
    力を検知するために接続した第１圧力センサ（98）、お
    よびこの封入物（74）と頭隙（20）の間にそれらの間の
    圧力差を検知するために接続した第２圧力センサ（10
    0）を含むシステム。
13. 【請求項１３】請求項９から請求項12までの何れか一つ
    によるシステムに於いて、この蒸気収集システム（18、
    60、62、64）が、この給油バルブ（72）とベントバルブ
    （70）の両方に通じる蒸気入口（62i）を有する蒸気収
    集手段（62）を含むシステム。
14. 【請求項１４】請求項１から請求項13かでの何れか一つ
    によるシステムに於いて、この大気圧以上の圧力の環境
    的に以危険ガスの源（76、78、80）が大気圧以上の圧力
    の大気の源であるシステム。
15. 【請求項１５】請求項14によるシステムに於いて、この
    大気圧以上の圧力の前記非危険ガスの源（76、78、80）
    が大気圧以上の圧力の空気を貯蔵するための空気タンク
    （76）、およびこの空気タンク（76）内に大気圧以上の
    圧力の空気を作るために大気をこの空気タンク（76）に
    送込むための加圧ポンプ（78）を含むシステム。
16. 【請求項１６】請求項１から請求項15までの何れか一つ
    によるシステムであって、更に、この燃料タンク（12）
    から液体燃料を引出すための液体燃料流路（24、30）を
    含むシステム。
17. 【請求項１７】請求項１から請求項16までの何れか一つ
    によるシステムに於いて、この封入物（74）が空気袋装
    置であるシステム。
18. 【請求項１８】自動車であって、 燃料消費エンジン（14、26、28、66）、 請求項13に従って蒸発した燃料を制御および封じ込める
    ための燃料蒸気制御および封じ込めシステム（10）で、
    このタンク（12）がこの車両の中に位置し且つその燃料
    タンクを含むシステム、 このタンク（12）内に揮発性液体燃料（Ｆ）を導入し、
    第１位置にあるときにこのタンク（12）を大気から密封
    しおよび第２位置にあるときにこのタンク（12）内に液
    体燃料（Ｆ）を導入させるための蓋（42）を含む補給孔
    組立体（32、34、36、38、40、42、44、46）、並びに この蓋（42）が第１位置にあるか第２位置にあるかを検
    知するための、およびこの蓋（42）の位置を表す信号
    を、この蓋（42）が第１位置にあるとき、第１、第２、
    第３および第４流路のバルブ手段（70、82、84、86）に
    封入物（74）と頭隙（20）の間の圧力差を所定の限界内
    に維持するように作動させ、およびこの蓋（42）が第２
    位置にあるとき、第１および第２流路のバルブ手段（8
    2、84）に、それぞれ、前記非危険ガスの源（76、78、8
    0）と頭隙（20）および封入物（74）との間の連絡を、
    それぞれ、阻止させ、並びに第５の流路のバルブ手段
    （72）に蒸気収集システム（18、60、62、64）と連絡さ
    せるように、これらの流路のバルブ手段（70、72、82、
    84、86）を制御するために、この制御装置（16）へ送出
    するためのセンサ（54）を含む自動車。
19. 【請求項１９】請求項18による自動車であって、更に、
    この蓋（42）へのアクセスを許可および阻止するように
    選択的に作動できる蓋アクセス（48、50）を含む自動
    車。
20. 【請求項２０】請求項19による自動車に於いて、蓋アク
    セス（48、50）を操作すると、第２流路のバルブ手段
    （84）を閉じて非危険ガスの源（76、78、80）と封入物
    （74）の間の連絡を阻止し、および第４流路のバルブ手
    段（86）を開いて封入物（74）を大気へガス抜きする自
    動車。