JP3705398B2

JP3705398B2 - 内燃機関の蒸発燃料制御装置

Info

Publication number: JP3705398B2
Application number: JP36767997A
Authority: JP
Inventors: 武向井; 剛行太田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JPH11193755A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の蒸発燃料制御装置に係り、特に燃料タンク内で発生した蒸発燃料（ガス）を吸気系に供給する内燃機関の蒸発燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両において、燃料タンク等から大気中に漏洩する蒸発燃料（ガス）は、炭化水素（ＨＣ）を多量に含み大気汚染の原因の一つとなっており、また、燃料の損失にも連がることから、これを防止するための各種の技術が知られている。その代表的なものとして、活性炭などの吸着剤を収容したキャニスタに燃料タンクの蒸発燃料を内燃機関の運転時に離脱（パージ）させて内燃機関に供給する蒸発燃料制御装置（エバポシステム）がある。
【０００３】
この蒸発燃料制御装置にあっては、燃料タンク内に連通したエバポ通路と内燃機関の吸気系に連通したパージ通路との間にキャニスタを設け、パージ通路途中には内燃機関の運転状態に応じて吸気系への蒸発燃料量を制御するパージバルブを設け、また、エバポ通路には燃料タンク内のタンク内圧で開動作するリフューエル（給油）ベーパコントロールバルブを設けているものがある。
【０００４】
また、このような蒸発燃料制御装置としては、例えば、特開平９−１１２３７３号公報、特開平９−２０９８４９号公報、特開平７−２７９７８８号公報、特開平７−１５１０１８号公報、特開平７−２２４７２８号公報、特開平９−３２６７１号公報に開示されている。特開平９−１１２３７３号公報に記載のものは、
給油時に燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタに導く第１蒸発燃料導管と、第１蒸発燃料導管の中間部に介装されて給油時に開弁する開閉弁と、燃料タンクの液面上昇により閉弁して第１蒸発燃料導管と燃料タンクとの連通を遮断するフロート弁と、非給油時に燃料タンクとキャニスタとを連通させる第２蒸発燃料導管とを備えた蒸発燃料処理装置において、開閉弁及びフロート弁間の第１蒸発燃料導管を連通路を介して第２蒸発燃料導管に連通させたことにより、燃料タンクの液面上昇により閉弁して蒸発燃料導管と燃料タンクとの連通を遮断するフロート弁の貼り付きを防止するものである。特開平９−２０９８４９号公報に記載のものは、給油時以外のエンジン停止時で、燃料タンクの燃料蒸気圧が大きくなると、蒸気はベーパ通路からメインキャニスタの吸着剤に入り吸着され、多くの蒸気は、絞りで絞られてサブキャニスタの吸着剤で吸着され、吹き抜けが防止され、また、給油時は開閉弁と一方向弁が開き、蒸気はメインキャニスタの吸着剤層を通過する間に吸着補集され、このとき、通気抵抗を小さくし、給油不能になるのを防止するものである。特開平７−２７９７８８号公報に記載のものは、燃料タンクとキャニスタとを連通するベントチューブを設け、このベントチューブ内の過給油防止バルブとベントカットバルブの間の空間と、フィラーチューブ内の上部空間とを連通するオリフィスを設けることにより、過給油防止バルブの大型・重量化を招くことなく、同バルブのストィックを防止し、また、タンク本体内の温度が上昇した場合のフィラーチューブ内の液面上昇を防止するものである。特開平７−１５１０１８号公報に記載のものは、燃料タンクと蒸発燃料吸着手段とを連通するベーパ通路に、これを開閉するベーパ通路弁を設け、このベーパ通路弁をエンジンの運転により発生する負圧により閉弁し、給油の操作に関連して開口する大気導入弁から大気を導入することにより開弁することにより、ベーパ通路弁をエンジンの運転による負圧を利用して閉弁作動させ、通路面積の大きいベーパ通路を小型のベーパ通路弁で確実に閉塞し、装置のコンパクト化を図り得り、また、給油時にはベーパ通路弁をすみやかに開作動し、燃料タンク内の昇圧を防ぎ、給油の迅速化及び給油パイプから大気への蒸発燃料排出量を抑制するものである。特開平７−２２４７２８号公報に記載のものは、燃料タンクとキャニスタを接続する燃料ガス導入通路の途中に、負圧により作動してその経路を連通させる第１の負圧作動弁を設け、この第１の負圧作動弁によりエンジンの起動中は燃料タンク内の燃料ガスをキャニスタ１４に供給し、エンジンの停止中は第１の負圧作動弁を閉止してキャニスタへの燃料ガスの供給を停止し、また、燃料の給油中は大気導入手段から第１の負圧作動弁に大気を供給し、この大気により負圧を中和して第１の負圧作動弁を閉止し、これにより、燃料タンクとキャニスタ間の燃料がす導入通路を遮断して、燃料タンクへの燃料の満タン制御を可能とするものである。特開平９−３２６７１号公報に記載のものは、タンク内の制御ユニットに燃料レベルの変化によって駆動される弁組立体を設け、タンクからの気化燃料を活性炭を備えた期待収容容器へと流し、自動シャッタを有する供給ノズルを使用してタンクへの燃料供給中、タンク内の燃料レベルが第１レベル以下の場合は、弁が完全に開放されて、気化燃料を該容器へ自由に流し、より高い第２レベルでは弁がその流れを制限し、燃料供給管内の燃料レベルを上げて自動シャッタを駆動させ、さらに、より高い第３レベルにおいては弁は完全に閉鎖され、気化燃料や液体燃料を一切容器に送らないようにし、また、バッフルが液体燃料を容器へ流れる気化燃料から分離し、また、制御ユニットは圧力逃し弁を設けることにより、燃料タンクに揮発性の燃料を供給する間および車両エンジンの動作中のいずれにおいても、燃料タンクからの気化燃料を回収するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、蒸発燃料制御装置にあっては、燃料タンクへの給油後、フィラーパイプにフューエルキャップを締め付けていない場合で、夏場のように、燃料の温度上昇が早い条件の下では、燃料の温度上昇に伴って燃料タンクの内に蒸発燃料が発生して燃料タンクのタンク内圧が高くなるので、フィラーパイプ内の液面が上昇し、フューエルキャップを早く締め付けないと、燃料タンク内の液状の燃料が上昇して給油口から外部に流出してしまう不都合があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、燃料タンク内に連通したエバポ通路と内燃機関の吸気系に連通したパージ通路との間にキャニスタを設け、前記パージ通路途中には前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気系への蒸発燃料量を制御するパージバルブを設けた内燃機関の蒸発燃料制御装置において、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連絡する第１エバポ通路を設け、この第１エバポ通路には前記燃料タンクへの給油中に前記燃料タンク内のタンク内圧によって開動作するリフューエルベーパコントロールバルブを設け、このリフューエルベーパコントロールバルブとフィラーパイプで形成されたフィラー通路とを連絡するタンク側連絡通路を設け、このタンク側連絡通路と前記キャニスタとを連絡するキャニスタ側連絡通路を設け、このキャニスタ側連絡通路には連絡通路用開閉バルブを設け、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連絡する第２エバポ通路を設け、この第２エバポ通路には前記内燃機関の運転状態によって該第２エバポ通路を開閉する２ウェイソレノイドバルブを設け、この２ウェイソレノイドバルブを迂回するエバポバイパス通路を前記第２エバポ通路に設け、このエバポバイパス通路にはオリフィス付１ウェイチェックバルブを設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明は、特に、夏場において、燃料タンクへの給油後に、燃料タンクの燃料の温度上昇に伴い、燃料タンク内に蒸発燃料が発生してタンク内圧が上昇しても、このタンク内圧の上昇は、蒸発燃料がオリフィスから流れることによって低減されるので、フィラーパイプの液面が短時間で上昇するのを回避させ、液状の燃料が給油口から外部に流出するのを防止することができる。
【０００８】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜４は、この発明の第１実施例を示すものである。図１において、２は車両（図示せず）に搭載される内燃機関、４は吸気マニホルド、６は吸気通路、８はサージタンク、１０は吸気管、１２はエアクリーナ、１４は排気マニホルド、１６は燃料タンクである。
【０００９】
燃料タンク１６には、燃料を注入させるフィラー通路１８を形成するフィラーパイプ２０が設けられている。
【００１０】
このフイラーパイプ２０は、一端側が燃料タンク１６のリキッドチャンバ体２２内の燃料に浸された、いわゆるリキッドシール方式である。つまり、燃料タンク１６への給油時に、蒸発燃料（ガス）がフイラーパイプ２０の他端側の給油口２４から洩れないように、フィラーパイプ２０の一端側を燃料に浸している。このフィラーパイプ２０の給油口２４には、フューエルキャップ２６が設けられている。
【００１１】
また、燃料タンク１６内には、燃料のレベルゲージ２８が設けられている。
【００１２】
燃料タンク１６には、リフューエルベーパコントロールバルブ３０が設けられている。このベーパコントロールバルブ３０は、燃料タンク１６内の燃料量によって上下動する第１フロートバルブ３２と、この第１フロートバルブ３２が接離する第１フロート座部３４と、第１ハウジング３６内でダイヤフラム３８によって区画形成された圧力作用室４０及び通路連絡室４２と、圧力作用室４０内でダイヤフラム３８を通路連絡室４２側に押圧するスプリング４４とを有している。
【００１３】
また、燃料タンク１６には、フューエルカットバルブ４６が設けられている。このフューエルカットバルブ４６は、燃料量によって上下動する第２フロートバルブ４８と、この第２フロートバルブ４８が接離する第２フロート座部５０と、第２ハウジング５２とを有している。
【００１４】
リフューエルベーパコントロールバルブ３０には、第１エバポ通路５４の一端側が連絡している。このエバポ通路５４の一端側は、ダイヤフラム３８の動作によって開閉される。
【００１５】
第１エバポ通路５４の他端側には、キャニスタ５６が設けられている。このキャニスタ５６には、蒸発燃料を吸着保持させる活性炭等の吸着剤が収容されている。
【００１６】
また、このキャニスタ５６には、パージ通路５８の一端側が連絡している。このパージ通路５８の他端側は、吸気系のサージタンク８に連絡している。このパージ通路５８には、内燃機関２の運転状態によってキャニスタ５６からサージタンク８へのパージ量（蒸発燃料量）を制御するパージバルブ６０が設けられている。
【００１７】
フィラー通路１８には、給油口２４側から、リストリクタ６２と、逆止弁６４とが設けられている。リストリクタ６２は、給油時に後述する給油ガン１０４の挿入によって開動作するものである。逆止弁６４は、燃料タンク１６への給油直後に、フィラー通路１８を閉成するものである。
【００１８】
リフューエルベーパコントロールバルブ３０の圧力作用室４０とリストリクタ６２の上流側のフイラー通路１８とは、タンク側連絡通路６６によって連通されている。
【００１９】
フューエルカットバルブ４６には、第２エバポ通路６８の一端側が連絡している。この第２エバポ通路６８の他端側は、キャニスタ５６に連絡している。この第２エバポ通路６８には、内燃機関２の運転状態によって開閉動作される２ウェィソレノイドバルブ７０とセパレータ７２とが設けられている。
【００２０】
また、第２エバポ通路６８には、２ウェイソレノイドバルブ７０を迂回するように、エバポバイパス通路７４が連通されている。つまり、エバポ通路７４は、一端側がフューエルカットバルブ４６と２ウェイソレノイドバルブ７０間の第２エバポ通路６８に連通しているとともに、他端側が２ウェイソレノイドバルブ７０とセパレータ７２間の第２エバポ通路６８に連通している。エバポバイパス通路７４には、オリフィス付１ウェイバルブ７６が設けられている。
【００２１】
このオリフィス付１ウェイバルブ７６は、オリフィス７６ａとワンウェイバルブ体７６ｂとを有し、オリフィス７６ａの両側の圧力差が通常の微小な時に蒸発燃料を容易に往来させることができ、よって、オリフィス７６ａの両側に少々の圧力差が生じても、オリフィス７６ａから蒸発燃料が少しずつ洩れるので、圧力差がなかなか生じさせないが、急峻な勾配等でオリフィス７６ａからの蒸発燃料の洩れが吸収できない程圧力が上昇すると、ワンウェイバルブ体７６ｂのばねの設定値を越えた圧力の間は、オリフィス７６ａとワンウェイバルブ体７６ｂの通路との双方で、圧力差がなくなるように、比較的大流量の蒸発燃料を通過させるものである。
【００２２】
タンク側連絡通路６６には、キャニスタ側連絡通路７８の一端側が連通している。このキャニスタ側連絡通路７８の他端側は、キャニスタ５６に連絡するように、２ウェイソレノイドバルブ７０とセパレータ７２間の第２エバポ通路６８に連通している。
【００２３】
このキャニスタ側連絡通路７８には、連絡通路用開閉バルブ８０が設けられている。
【００２４】
この連絡通路用開閉弁８０は、この第１実施例においては、２ウェイチェックバルブ８２からなり、第１ワンウェイバルブ体８２ａと第２ワンウェイバルブ体８２ｂとを有し、第１、第２ワンウェイバルブ体８２ａ、８２ｂの両側に少々の圧力差があっても、各バルブ体が閉状態なので、蒸発燃料の流動が行なわれず、各バルブ体が開動作した後も、比較的少量の蒸発燃料を通過させるものであり、また、内燃機関２の運転中には、フイラーパイプ２０の一端側が燃料タンク１６の燃料中に浸されていることから、タンク内圧Ｐ₂と大気圧Ｐ₁との関係を、Ｐ₂≒Ｐ₁となるようにるすものである。
【００２５】
また、キャニスタ５６には、大気側通路８４を形成した大気側チューブ８６の一端側が接続されている。この大気側チューブ８６の他端側は、車体８８側の車体フレームであるクロスメンバ９０内にチューブガイド９２を介して開口している。このクロスメンバ９０には、大気導入口９４が形成されている。大気側通路８４には、エアカットバルブ９６が設けられているとともに、このエアカットバルブ９６よりも空気の上流側に空気の塵埃を除去するエアフィルタ９８が設けられる。
【００２６】
レベルゲージ２８とパージバルブ６０と２ウェイソレノイドバルブ７０とエアカットバルブ９６とは、制御手段１００に連絡している。また、この制御手段１００には、燃料タンク１６内のタンク内圧を検出するように燃料タンク１６に設けられた圧力センサ１０２が連絡している。
【００２７】
なお、図２において、符号１０４は給油ガンである。
【００２８】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２９】
図３に示す如く、夏場で、燃料の温度上昇が早い条件の下で、燃料タンク１６への給油を行った時に、蒸発燃料が発生して燃料タンク１６のタンク内圧Ｐ₂が大気圧Ｐ₁よりも大きくなり始めると、従来、Ｐ₂＞Ｐ₁の状態がそのまま継続し、給油口２４から燃料が流出する場合があったが、この第１実施例においては、タンク内圧Ｐ₂が大気圧Ｐ₁よりも大きくなり始めると、蒸発燃料がオリフィス７６ａから洩れ（リーク）るので、図４に示す如く、給油後一定時間経過すると、タンク内圧Ｐ₂が大気圧Ｐ₁と略同一、つまり、Ｐ₂≒Ｐ₁となり、これにより、フューエルキャップ２４を締め付けていなくても、燃料が給油口２４から外部に流出するのを防止することができる。つまり、給油後に、タンク内圧Ｐ₂の上昇によって、フィラー通路１８の液面が比較的短時間で上昇して燃料が外部に流出するおそれをなくすることができる。
【００３０】
図５は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００３１】
この第２実施例の特徴とするところは、連絡通路用開閉バルブ８０を、オリフィス２０２ａとワンウェイバルブ体２０２ｂとからなるオリフィス付１ウェイチェックバルブ２０２で構成したことにある。このオリフィス付１ウェイチェックバルブ２０２は、燃料タンク１６への給油後に、フューエルキャップ２６をフィラーパイプ２０に装着した状態での燃料タンク１６のタンク内圧とフィラー通路１８の圧力のバランスをとるものである。
【００３２】
この第２実施例の構成によれば、上述の第１実施例と同じ効果を有するとともに、連絡通路用開閉バルブ８０を、オリフィス付１ウェイバルブ７６と同じオリフィス付１ウェイチェックバルブ２０２で構成するので、部品の共通化を図り、部品の種類を少なくすることができる。
【００３３】
図６、７は、この発明の第３実施例を示すものである。
【００３４】
この第３実施例の特徴とするところは、フィラーパイプ２０の一端側の燃料タンク１６内への突入寸法Ｌを短くした構造においては、連絡通路用開閉バルブ８０を省略することが可能である。
【００３５】
この第３実施例の構成によれば、図７に示す如く、フィラーパイプ２０の一端側が燃料タンク１６内の上部に開口しているので、燃料タンク１６とフィラー通路１８とが連通し、Ｐ₂≒Ｐ₁となり、よって、連絡通路用開閉バルブ８０を省略することができる。
【００３６】
これにより、フイラーパイプ２０の一端側を燃料タンク１６内の上部に位置させた場合に、上述の第１実施例と同じ効果を得るとともに、部品点数の低減を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、燃料タンクとキャニスタとを連絡する第１エバポ通路を設け、第１エバポ通路には燃料タンクへの給油中に燃料タンク内のタンク内圧によって開動作するリフューエルベーパコントロールバルブを設け、リフューエルベーパコントロールバルブとフィラーパイプで形成されたフィラー通路とを連絡するタンク側連絡通路を設け、タンク側連絡通路とキャニスタとを連絡するキャニスタ側連絡通路を設け、キャニスタ側連絡通路には連絡通路用開閉バルブを設け、燃料タンクとキャニスタとを連絡する第２エバポ通路を設け、第２エバポ通路には内燃機関の運転状態によって該第２エバポ通路を開閉する２ウェイソレノイドバルブを設け、２ウェイソレノイドバルブを迂回するエバポバイパス通路を第２エバポ通路に設け、エバポバイパス通路にはオリフィス付１ウェイチェックバルブを設けたことにより、特に、夏場において、燃料タンクへの給油後に、燃料タンクの燃料の温度上昇に伴い、燃料タンク内に蒸発燃料が発生してタンク内圧が上昇しても、このタンク内圧の上昇は、蒸発燃料がオリフィスから流れることによって低減されるので、フィラーパイプの液面が短時間で上昇するのを回避させ、液状の燃料が給油口から外部に流出するのを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における蒸発燃料制御装置のシステム構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】給油直後の圧力状態を示す図である。
【図４】給油後一定時間経過後の圧力状態を示す図である。
【図５】第２実施例における蒸発燃料制御装置のシステム構成図である。
【図６】第３実施例における蒸発燃料制御装置のシステム構成図である。
【図７】第３実施例における圧力状態を示す図である。
【符号の説明】
２内燃機関
１８フィラー通路
２０フィラーパイプ
５４第１エバポ通路
５６キャニスタ
５８パージ通路
６０パージバルブ
６６タンク側連絡通路
６８第２エバポ通路
７０２ウェイソレノイドバルブ
７４エバポバイパス通路
７６オリフィス付１ウェイチェックバルブ
７８キャニスタ側連絡通路
８０連絡通路用開閉バルブ
１００制御手段

Claims

燃料タンク内に連通したエバポ通路と内燃機関の吸気系に連通したパージ通路との間にキャニスタを設け、前記パージ通路途中には前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気系への蒸発燃料量を制御するパージバルブを設けた内燃機関の蒸発燃料制御装置において、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連絡する第１エバポ通路を設け、この第１エバポ通路には前記燃料タンクへの給油中に前記燃料タンク内のタンク内圧によって開動作するリフューエルベーパコントロールバルブを設け、このリフューエルベーパコントロールバルブとフィラーパイプで形成されたフィラー通路とを連絡するタンク側連絡通路を設け、このタンク側連絡通路と前記キャニスタとを連絡するキャニスタ側連絡通路を設け、このキャニスタ側連絡通路には連絡通路用開閉バルブを設け、前記燃料タンクと前記キャニスタとを連絡する第２エバポ通路を設け、この第２エバポ通路には前記内燃機関の運転状態によって該第２エバポ通路を開閉する２ウェイソレノイドバルブを設け、この２ウェイソレノイドバルブを迂回するエバポバイパス通路を前記第２エバポ通路に設け、このエバポバイパス通路にはオリフィス付１ウェイチェックバルブを設けたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装置。
前記連絡通路用開閉バルブは、オリフィス付１ウェイチェックバルブであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料制御装置。