JP4064224B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等に燃料を供給するのに好適に用いられる燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両に搭載される燃料供給装置は、例えば燃料タンク内に貯留したガソリン等の燃料を燃料ポンプによってエンジンの本体側に供給するものである。そして、このような燃料供給装置としては、例えば燃料タンク内で蒸発する燃料ガス（エバポガス）をエンジンの吸気側に放出するエバポパージ装置を装着したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１０７７７号公報
【０００４】
この種の従来技術によるエバポパージ装置には、燃料タンクからエンジンの吸気管に至るエバポガスのパージ通路が設けられている。そして、パージ通路の途中には、活性炭等の吸着材が収容されたキャニスタと、該キャニスタとエンジンの吸気管との間でパージ通路を連通，遮断するパージ制御弁と、該パージ制御弁の開弁時にキャニスタ内に大気を導入する大気導入弁とが設けられている。この場合、パージ制御弁と大気導入弁とは、例えばエンジン制御用のコントロールユニット等に接続されている。
【０００５】
そして、コントロールユニットは、エンジンの運転状態に応じてパージ制御弁と大気導入弁とを開，閉することにより、燃料タンク内で発生するエバポガスをキャニスタに一旦蓄えつつ、このエバポガスをエンジンの吸気管内に適切なタイミングで放出するものである。
【０００６】
ここで、例えばパージ制御弁、大気導入弁等が故障したり、エバポガスのパージ通路等が損傷した場合には、コントロールユニットによりエバポガスの放出を停止した状態でも、エバポガスが大気中に漏れ出る虞れがある。
【０００７】
このため、従来技術では、例えばエバポガスのパージ通路にエアポンプ、圧力センサ等を設け、パージ通路の気密性を診断する構成としている。この場合、エアポンプは、例えばキャニスタとパージ制御弁との間でパージ通路の途中部位に接続されている。
【０００８】
そして、気密性の診断を行うときには、まずパージ制御弁と大気導入弁とを閉弁することにより、パージ通路を燃料タンクとパージ制御弁との間で閉塞し、この状態でエアポンプを作動させることにより、閉塞された通路内に空気を送込んで圧力を上昇させる。そして、コントロールユニットは、圧力センサを用いて通路内の圧力の変化を検出し、この圧力が短時間で大きく低下するときには、パージ通路に漏れがあるとして故障と診断するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、パージ通路の気密性を診断するために、例えばパージ通路の途中にエアポンプ等を設ける構成としている。しかし、エバポパージ機能付きの燃料供給装置は、燃料タンク、燃料ポンプ、キャニスタ、パージ制御弁、大気導入弁等を含めて多数の部品により構成されている。
【００１０】
このため、燃料供給装置に気密診断用のエアポンプを追加すると、装置全体の重量や寸法が大きくなり、車両等の小型、軽量化を妨げるばかりでなく、エアポンプにより燃料供給装置のコストアップを招くという問題がある。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、燃料供給用や気密診断用のポンプに関連した部品点数を削減でき、装置全体をコンパクトに形成できると共に、コストダウンを実現できるようにした燃料供給装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、内燃機関に供給する蒸発性の燃料を貯留する燃料タンクと、燃料および空気の吸込，吐出動作が可能となったポンプ手段と、前記ポンプ手段の吸込側と吐出側とに設けられ前記燃料タンク内の燃料を吸込んで前記内燃機関側に燃料を吐出する燃料ポンプ位置と前記燃料タンクの外部の空気を吸込んで前記燃料タンク内に空気を吐出するエアポンプ位置との間で前記ポンプ手段を切換える切換手段とからなる構成を採用している。
【００１３】
このように構成することにより、切換手段を燃料ポンプ位置に切換えたときには、ポンプ手段を燃料ポンプとして作動させることができる。そして、ポンプ手段により燃料タンク内の燃料を吸込み、この燃料を内燃機関に向けて吐出、供給できるので、内燃機関を運転することができる。
【００１４】
また、切換手段をエアポンプ位置に切換えたときには、ポンプ手段をエアポンプとして作動させることができる。そして、ポンプ手段により燃料タンクの外部の空気を吸込み、この空気を燃料タンク内に吐出することができる。これにより、例えば内燃機関を停止しているときには、燃料タンク内の圧力をポンプ手段によって上昇させ、燃料タンクの気密診断等を行うことができる。
【００１５】
従って、ポンプ手段によって燃料ポンプとエアポンプとを共通化できるから、例えば気密診断が必要な燃料供給装置等においては、燃料供給と気密診断とをそれぞれ行うために個別のポンプを設ける必要がなくなり、ポンプ等の部品点数を削減することができる。これにより、装置全体の重量や寸法を低減でき、そのコストダウンを促進できると共に、車両等に対して燃料供給装置をコンパクトに搭載することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明では、内燃機関を停止しているときに切換手段をエアポンプ位置に切換え燃料タンクの圧力を上昇させて気密性を診断する診断手段を設ける構成としている。
【００１７】
これにより、診断手段は、ポンプ手段によって燃料タンク内の圧力を上昇させることができ、その圧力の変化等を検出することにより燃料タンクの気密性を診断することができる。従って、燃料タンクの故障診断を確実に行うことができ、信頼性を高めることができる。
【００１８】
また、請求項３の発明では、切換手段を燃料ポンプ位置に切換えて内燃機関を運転しているときに連通状態となり燃料タンク内で蒸発する燃料ガスをキャニスタを介して前記内燃機関の吸気側に放出するエバポパージ装置を設け、前記内燃機関を停止しているときに前記切換手段をエアポンプ位置に切換えると共に該エバポパージ装置を外部から遮断し前記燃料タンクとエバポパージ装置内の圧力を上昇させて気密性を診断する診断手段を設ける構成としている。
【００１９】
これにより、診断手段は、ポンプ手段によって燃料タンクとエバポパージ装置の内部圧力を上昇させることができ、これらの圧力変化等により気密性を診断することができる。従って、エバポパージ機能付き燃料供給装置の故障診断を確実に行うことができ、信頼性を高めることができる。
【００２０】
また、請求項４の発明によると、ポンプ手段は燃料タンク内に配置する構成としている。これにより、燃料タンク内の空間を利用してポンプ手段の配置スペースを容易に確保でき、燃料タンクの外部に配置する部品の点数や配置スペースを少なくすることができる。しかも、ポンプ手段は、燃料ポンプとエアポンプとを兼用しているので、これらのポンプを燃料タンク内に個別に配置する場合と比較してタンク容積を十分に確保することができる。
【００２１】
従って、燃料タンク、ポンプ手段やこれらに関連した配管等のレイアウト設計を効率よく行うことができる。また、燃料タンクの外側で他の部品の配置スペースを増やすことができるから、例えば車両等の限られた空間を有効に活用することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による燃料供給装置を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２３】
ここで、図１ないし図５は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、自動車等の車両に適用した場合を例に挙げて述べる。
【００２４】
１は自動車等の車両に搭載される燃料タンクで、該燃料タンク１は、例えば樹脂材料、金属材料等により気密性を有する密閉容器として形成され、その内部には、例えばガソリン等からなる蒸発性の燃料が貯留されるものである。
【００２５】
２は燃料タンク１内に設けられたポンプ手段としての燃料・エア切換型ポンプ（以下、切換型ポンプ２という）で、該切換型ポンプ２は、吸込口２Ａと吐出口２Ｂとを有する電動ポンプ等からなり、ブラケット３等を用いて燃料タンク１内に取付けられると共に、後述のコントロールユニット１９に接続されている。
【００２６】
ここで、切換型ポンプ２は、後述のエンジン本体２０に燃料を供給する燃料ポンプと、エバポパージ装置１１等の気密診断に用いるエアポンプとを共通化したものであり、燃料および空気の吸込，吐出動作が可能となっている。
【００２７】
この場合、切換型ポンプ２は、後述の図３に示す如く、切換弁４，５が燃料ポンプ位置（イ）に切換えられたときに燃料ポンプとして駆動され、燃料タンク１内の燃料を後述の燃料吸込配管６から吸込口２Ａに吸込むと共に、この燃料を吐出口２Ｂから燃料吐出配管８に吐出する。
【００２８】
また、後述の気密診断処理を行うときには、切換弁４，５がエアポンプ位置（ロ）に切換えられ、切換型ポンプ２がエアポンプとして駆動される。これにより、切換型ポンプ２は、燃料タンク１の外部の空気を後述のエア吸込配管９から吸込口２Ａに吸込み、この空気を吐出口２Ｂからエア吐出配管１０を介して燃料タンク１内に吐出するものである。
【００２９】
４は切換型ポンプ２の吸込口２Ａに設けられた第１の切換手段としての吸込側切換弁で、該吸込側切換弁４は、図３に示す如く、例えば３ポート２位置の電磁式の切換弁等により構成され、電磁パイロット部４Ａと、戻しばね４Ｂとを有している。そして、吸込側切換弁４は、切換型ポンプ２の吸込口２Ａに対して吸込配管６，９のいずれか一方を切換可能に接続するものである。
【００３０】
この場合、吸込側切換弁４は、後述のコントロールユニット１９から電磁パイロット部４Ａに切換信号が入力されないときに、戻しばね４Ｂによって燃料ポンプ位置（イ）に保持され、吸込口２Ａと燃料吸込配管６とを接続すると共に、吸込口２Ａとエア吸込配管９とを遮断している。また、切換信号の入力時には、吸込側切換弁４がエアポンプ位置（ロ）に切換えられ、吸込口２Ａと燃料吸込配管６とが遮断されると共に、吸込口２Ａとエア吸込配管９とが接続される。
【００３１】
５は切換型ポンプ２の吐出口２Ｂに設けられた第２の切換手段としての吐出側切換弁で、該吐出側切換弁５は、吸込側切換弁４とほぼ同様に、電磁パイロット部５Ａと戻しばね５Ｂとを有する電磁式の切換弁等により構成されている。そして、吐出側切換弁５は、吸込側切換弁４と連動して開，閉されることにより、切換型ポンプ２の吐出口２Ｂに対して吐出配管８，１０のいずれか一方を切換可能に接続するものである。
【００３２】
この場合、吐出側切換弁５は、コントロールユニット１９からの信号入力がないときに、戻しばね５Ｂによって燃料ポンプ位置（イ）に保持され、吐出口２Ｂと燃料吐出配管８とを接続すると共に、吐出口２Ｂとエア吐出配管１０とを遮断している。また、切換信号の入力時には、吐出側切換弁５がエアポンプ位置（ロ）に切換えられ、吐出口２Ｂと燃料吐出配管８とが遮断されると共に、吐出口２Ｂとエア吐出配管１０とが接続される。
【００３３】
６は燃料ポンプ位置（イ）で用いられる燃料吸込配管で、該燃料吸込配管６は、燃料タンク１内の燃料を切換型ポンプ２に吸込むものである。そして、燃料吸込配管６は、図２に示す如く、その基端側が吸込側切換弁４の流入ポートに接続され、その先端側には、燃料タンク１内に位置して燃料吸込配管６内に吸込まれる燃料を浄化する吸込フィルタ７が接続されている。
【００３４】
８は燃料ポンプ位置（イ）で用いられる燃料吐出配管で、該燃料吐出配管８は、切換型ポンプ２からエンジン本体２０に向けて燃料を吐出するものであり、その基端側は、吐出側切換弁５の流出ポートに接続されている。また、燃料吐出配管８の先端側は、例えばブラケット３等を介して燃料タンク１の外部に突出し、後述の燃料供給パイプ２４に接続されている。
【００３５】
そして、切換型ポンプ２が燃料ポンプとして作動するときには、その吐出燃料が燃料吐出配管８を介して燃料タンク１の外部に送出され、エンジン本体２０の各噴射弁２６に供給される。
【００３６】
９はエアポンプ位置（ロ）で用いられるエア吸込配管で、該エア吸込配管９は、燃料タンク１の外部の空気を切換型ポンプ２に吸込むものであり、その基端側は、吸込側切換弁４の流入ポートに燃料吸込配管６と並列に接続されている。また、エア吸込配管９の先端側は、例えばブラケット３等を介して燃料タンク１の外部に延び、外部の空間に連通している。
【００３７】
１０はエアポンプ位置（ロ）で用いられるエア吐出配管で、該エア吐出配管１０は、切換型ポンプ２から燃料タンク１内に空気を吐出するものであり、その基端側は、吐出側切換弁５の流出ポートに燃料吐出配管８と並列に接続されると共に、その先端側は燃料タンク１内に開口している。
【００３８】
そして、切換型ポンプ２がエアポンプとして作動するときには、その吐出空気がエア吐出配管１０を介して燃料タンク１内に送込まれる。このとき、後述のパージ制御弁１５と大気導入弁１７とは閉弁しているため、燃料タンク１、エバポパージ装置１１等の内部圧力が上昇し、これらの気密診断を行うことができる。
【００３９】
１１は燃料タンク１と共に車両に搭載されるエバポパージ装置で、該エバポパージ装置１１は、後述の配管１２，１４，１６、キャニスタ１３、パージ制御弁１５、大気導入弁１７等を含んで構成されている。
【００４０】
そして、エバポパージ装置１１は、後述の如くエンジンが予め定められた条件で運転されているときに、燃料タンク１とエンジン本体２０の吸気管２１との間を連通し、この連通状態では、燃料タンク１内で発生するエバポガスをキャニスタ１３を介して吸気管２１内に放出するものである。
【００４１】
１２は燃料タンク１に接続されたタンク側配管で、該タンク側配管１２は、一端側がタンク１内の空間に開口し、他端側がキャニスタ１３に接続されている。
【００４２】
１３は例えば活性炭等の吸着材（図示せず）が収容されたキャニスタで、該キャニスタ１３は、気密性を有する密閉容器により構成されている。そして、キャニスタ１３は、燃料タンク１からタンク側配管１２を介して流入するエバポガスを吸着材により吸着し、エバポガスを一時的に蓄えるものである。
【００４３】
１４はエンジン本体２０の吸気管２１にエバポガスを流入させるエンジン側配管で、該エンジン側配管１４は、一端側がキャニスタ１３に接続され、他端側が吸気管２１に接続されている。
【００４４】
１５はエンジン側配管１４の途中に設けられた電磁弁等からなるパージ制御弁で、該パージ制御弁１５は、その流入ポートがキャニスタ１３と接続され、その流出ポートがエンジンの吸気管２１に接続されている。また、パージ制御弁１５は、コントロールユニット１９により開，閉され、エンジン側配管１４を連通，遮断するものである。
【００４５】
そして、パージ制御弁１５の開弁時には、エンジンの運転中に吸気管２１内に生じる負圧（吸気負圧）がエンジン側配管１４、パージ制御弁１５等を介してキャニスタ１３側に加わることにより、燃料タンク１内のエバポガスがキャニスタ１３等を介して吸気管２１内に吸引、放出される。
【００４６】
１６はキャニスタ１３に大気（大気圧）を導入するための大気導入用配管で、該大気導入用配管１６は、その一端側が大気中に開口し、その他端側がキャニスタ１３に接続されている。
【００４７】
１７は大気導入用配管１６に設けられた電磁弁等からなる大気導入弁で、該大気導入弁１７は、例えばコントロールユニット１９により開，閉され、大気導入用配管１６を連通，遮断する。そして、パージ制御弁１５が開弁してキャニスタ１３内にエンジン側の吸気負圧が加わるときには、大気導入弁１７が開弁することにより、キャニスタ１３内に大気導入用配管１６を介して大気が導入される。
【００４８】
また、パージ制御弁１５と大気導入弁１７とが閉弁したときには、燃料タンク１、タンク側配管１２、キャニスタ１３およびエンジン側配管１４内の空間がエンジンの吸気管２１や外部に対して遮断された密閉空間となる。このため、後述の気密診断処理では、この密閉空間内の圧力を切換型ポンプ２によって上昇させることにより、密閉空間の気密性を診断するものである。
【００４９】
１８は気密診断処理を行うために燃料タンク１等の圧力を検出する圧力センサで、該圧力センサ１８は、パージ制御弁１５と大気導入弁１７とにより気密に保持された状態で閉塞される空間（即ち、燃料タンク１、タンク側配管１２、キャニスタ１３およびエンジン側配管１４内の空間）の圧力を検出するものであり、本実施の形態では、例えばタンク側配管１２に設けられている。そして、圧力センサ１８は、コントロールユニット１９に検出信号を出力するものである。
【００５０】
１９は例えばマイクロコンピュータ等からなる診断手段としてのコントロールユニットで、該コントロールユニット１９には、その入力側に圧力センサ１８等が接続され、その出力側には、切換型ポンプ２、吸込側切換弁４、吐出側切換弁５、パージ制御弁１５、大気導入弁１７、噴射弁２６等が接続されている。
【００５１】
そして、エンジンの運転時には、コントロールユニット１９によりエンジン制御が行われる。このエンジン制御では、切換弁４，５が燃料ポンプ位置（イ）に保持され、切換型ポンプ２は、燃料ポンプとして噴射弁２６と一緒に駆動される。これにより、燃料タンク１内の燃料は切換型ポンプ２によってエンジン本体２０に供給され、噴射弁２６からエンジンの各気筒（図示せず）に噴射される。
【００５２】
また、コントロールユニット１９は、エバポパージ制御を行い、エンジンが所定の条件で運転されているとき（例えば、後述のスロットル弁２３が全開状態と全閉状態とを除いた中間開度となっているとき）には、パージ制御弁１５と大気導入弁１７とを開弁し、これ以外の場合にはパージ制御弁１５と大気導入弁１７とを閉弁する。これにより、燃料タンク１内で発生するエバポガスは、キャニスタ１３内に蓄えられ、エンジンの吸気管２１に適切なタイミングで放出される。
【００５３】
また、コントロールユニット１９は、例えばエンジンが停止したときに、燃料タンク１、タンク側配管１２、キャニスタ１３、エンジン側配管１４、パージ制御弁１５および大気導入弁１７を診断対象として、これらの部品の気密診断を行う。この気密診断処理では、パージ制御弁１５と大気導入弁１７とを閉弁し、切換弁４，５をエアポンプ位置（ロ）に切換えることにより、切換型ポンプ２をエアポンプとして駆動し、燃料タンク１内の圧力を切換型ポンプ２によって上昇させる。そして、この圧力を圧力センサ１８によって検出することにより、気密性が保持されているか否かを判定し、各部品の故障診断を行うものである。
【００５４】
一方、図１において、２０は車両に搭載された内燃機関としてのエンジン本体、２１は該エンジン本体２０の各気筒に外気を吸入空気として吸込む吸気管で、該吸気管２１は、その一端側がエンジン本体２０の各気筒に接続されている。また、吸気管２１の他端側には、吸入空気を清浄化するエアクリーナ２２が設けられ、吸気管２１の途中部位には、エンジン本体２０の吸入空気量を制御するスロットル弁２３が設けられている。また、２４は燃料タンク１内の燃料をエンジン本体２０側に供給する燃料供給パイプで、該燃料供給パイプ２４は、その一端側が燃料吐出配管８に接続され、その他端側は、エンジン本体２０に設けられた他の燃料供給パイプ２５に接続されている。そして、燃料供給パイプ２５には、エンジンの各気筒に燃料を噴射する複数の噴射弁２６が設けられている。
【００５５】
本実施の形態による燃料供給装置は上述の如き構成を有するもので、次に図４を参照しつつ、その作動について説明する。
【００５６】
まず、ステップ１では、エンジンが運転中であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、切換弁４，５を燃料ポンプ位置（イ）に切換え、ステップ３で切換型ポンプ２を作動させる。これにより、燃料タンク１内の燃料が切換型ポンプ２によってエンジン本体２０側に供給されるから、ステップ４では、噴射弁２６による燃料噴射制御等を含めて各種のエンジン制御を行うことにより、エンジンを運転することができる。
【００５７】
また、ステップ５では、エバポパージ制御を行うことにより、図５に示す如く、エンジンの運転状態に応じてパージ制御弁１５と大気導入弁１７とを開，閉する。これにより、例えば車両の運転者がスロットル弁２３を中間開度に保持しているとき等には、燃料タンク１内で発生するエバポガスがエバポパージ装置１１を介して吸気管２１内に放出される。この場合、エバポガスは、スロットル弁２３よりもエンジン本体２０に近い位置で吸気管２１内の吸入負圧を受けることにより、外部に漏れることなく各気筒に吸込まれ、吸入空気と一緒に燃焼される。
【００５８】
一方、ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、エンジンの運転が停止したので、ステップ６では、気密診断処理を行うためにパージ制御弁１５と大気導入弁１７を両方とも閉弁し、燃料タンク１、エバポパージ装置１１等を外部に対して遮断する。
【００５９】
次に、ステップ７では、切換弁４，５をエアポンプ位置（ロ）に切換え、ステップ８では、図５に示す如く、例えば切換型ポンプ２を所定の時間だけ作動させることにより、燃料タンク１の外部の空気を燃料タンク１内に送込む。これにより、気密状態に保持されている燃料タンク１内の圧力は、所定の判定値Ｐよりも高い圧力に上昇する。
【００６０】
次に、ステップ９では、圧力センサ１８により検出した燃料タンク１内の圧力を読込み、ステップ１０では、例えば切換型ポンプ２の始動時を基準とした所定の時間ｔ内に圧力の検出値が判定値Ｐよりも低下するか否かを判定する。
【００６１】
そして、ステップ１０で「ＹＥＳ」と判定したときには、例えば図５中に仮想線で示す如く、燃料タンク１内の圧力が短時間で低下したので、例えば燃料タンク１、タンク側配管１２、キャニスタ１３、エンジン側配管１４、パージ制御弁１５、大気導入弁１７等のうちいずれかの部品が故障または損傷することにより、その気密性が低下したものと診断する。
【００６２】
そこで、この場合には、ステップ１１で所定の故障対策処理を行った後に、ステップ１２で気密診断処理を終了する。これにより、エバポパージ機能付き燃料供給装置の故障診断と、その故障対策とを確実に行うことができ、装置の信頼性を高めることができる。
【００６３】
また、ステップ１０で「ＮＯ」と判定したときには、図５中に実線で示す如く、燃料タンク１等の気密性が保持されているので、各部品を正常と診断し、ステップ１１を行うことなく、ステップ１２で終了する。
【００６４】
かくして、本実施の形態によれば、燃料・エア切換型ポンプ２の吸込口２Ａには、吸込側切換弁４を介して燃料吸込配管６とエア吸込配管９とを設け、ポンプ２の吐出口２Ｂには、吐出側切換弁５を介して燃料吐出配管８とエア吐出配管１０とを設ける構成としている。
【００６５】
これにより、切換弁４，５を燃料ポンプ位置（イ）に切換えたときには、切換型ポンプ２を燃料ポンプとして作動させることができ、燃料タンク１内の燃料を切換型ポンプ２によりエンジン本体２０に向けて安定的に供給でき、エンジンを良好に運転することができる。
【００６６】
また、エンジンを停止したときには、切換弁４，５をエアポンプ位置（ロ）に切換えることにより、切換型ポンプ２をエアポンプとして作動させることができる。これにより、コントロールユニット１９により気密診断処理を行うときには、燃料タンク１、エバポパージ装置１１等の内部圧力を切換型ポンプ２によって上昇させることができ、この状態で圧力の変化を検出することにより、燃料タンク１、エバポパージ装置１１等の気密性を確実に診断することができる。
【００６７】
従って、切換型ポンプ２によって燃料ポンプとエアポンプとを共通化できるから、燃料供給装置には、燃料供給と気密診断とをそれぞれ行うために個別のポンプを設ける必要がなくなり、ポンプ等の部品点数を削減することができる。これにより、装置全体の重量や寸法を低減でき、そのコストダウンを促進できると共に、車両等に対してエバポパージ機能付きの燃料供給装置をコンパクトに搭載することができる。
【００６８】
また、切換型ポンプ２の吸込口２Ａ，吐出口２Ｂには、吸込側切換弁４，吐出側切換弁５を設け、これらの切換弁４，５を一緒に切換えるようにしたので、切換型ポンプ２には、燃料ポンプ位置（イ）で燃料用の配管６，８を接続でき、エアポンプ位置（ロ）でエア用の配管９，１０を接続できると共に、これらの接続切換を確実に行うことができる。従って、例えば汎用的なポンプ、切換弁等を用いて燃料・エア切換型のポンプ手段を容易に構成することができる。
【００６９】
さらに、この燃料・エア切換型ポンプ２を燃料タンク１内に配置したので、燃料タンク１内の空間を利用して切換型ポンプ２の配置スペースを容易に確保でき、燃料タンク１の外部に配置する部品の点数や配置スペースを少なくすることができる。しかも、切換型ポンプ２は、燃料ポンプとエアポンプとを兼用しているので、これらのポンプを燃料タンク１内に個別に配置する場合と比較してタンク容積を十分に確保することができる。
【００７０】
また、切換型ポンプ２の吸込口２Ａには、例えば必要最低限の寸法をもって燃料タンク１内から外部に延びるエア吸込配管９等を取付けるだけでよくなり、エア吐出配管１０は、燃料タンク１内に直接開口する短尺なパイプ部材等によって形成することができる。これにより、従来技術のようにエアポンプから長尺な配管等を引回す必要がなくなり、配管構造を簡素化することができる。
【００７１】
従って、車両の設計時には、燃料タンク１を利用して切換型ポンプ２や配管９，１０等のレイアウト設計を効率よく行うことができる。また、ポンプ２等を燃料タンク１内に収容することにより、タンク１の外側で他の部品の配置スペースを増やすことができ、車両の限られた空間を有効に活用することができる。
【００７２】
次に、図６ないし図１１は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、吸込側と吐出側の切換手段をバルブユニットとして一体化したことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７３】
３１は燃料タンク１内に設けられたポンプ手段としての燃料・エア切換型ポンプ（以下、切換型ポンプ３１という）で、該切換型ポンプ３１は、第１実施の形態とほぼ同様に、燃料ポンプとエアポンプとを共通化したものである。また、切換型ポンプ３１は、図７に示す如く、吸込口３１Ａと吐出口３１Ｂとを有する電動ポンプ等からなり、ブラケット３２等を用いて燃料タンク１内に取付けられると共に、コントロールユニット１９に接続されている。
【００７４】
そして、切換型ポンプ３１は、後述のバルブユニット３３が燃料ポンプ位置（図８、図１０参照）に切換えられたときに、燃料タンク１内の燃料をエンジン本体２０に向けて吐出し、バルブユニット３３がエアポンプ位置（図９、図１１参照）に切換えられたときには、燃料タンク１の外部の空気をタンク１内に吐出する構成となっている。
【００７５】
３３は切換型ポンプ３１に取付けられた切換手段としてのバルブユニットで、該バルブユニット３３は、図７ないし図１１に示す如く、後述のポンプ側ケース３４、配管側ケース３７、ディスク型弁体４２、弁体駆動部４５等を含んで構成され、吸込側切換弁３３Ａと、吐出側切換弁３３Ｂとを一体化したものである。
【００７６】
この場合、吸込側切換弁３３Ａは、後述のポンプ吸込側ポート３５、燃料吸込ポート３８、エア吸込ポート４０、吸込側連通穴４３等により構成され、切換型ポンプ３１の吸込口３１Ａに対して後述の燃料吸込配管４６とエア吸込配管４８のいずれかを切換可能に接続するものである。
【００７７】
また、吐出側切換弁３３Ｂは、後述のポンプ吐出側ポート３６、燃料吐出ポート３９、エア吐出ポート４１、吐出側連通穴４４等により構成され、吸込側切換弁３３Ａと連動することにより、切換型ポンプ３１の吐出口３１Ｂに対して後述の燃料吐出配管４７とエア吐出配管４９のいずれかを切換可能に接続する。
【００７８】
３４は切換型ポンプ３１に取付けられたポンプ側ケースで、該ポンプ側ケース３４は、例えばポンプ３１側の部位が蓋部３４Ａとなった有蓋筒状に形成され、その内周側には、弁体収容穴３４Ｂが円形状の凹窪部として形成されている。
【００７９】
また、蓋部３４Ａには、切換型ポンプ３１の吸込口３１Ａに連通するポンプ吸込側ポート３５と、吐出口３１Ｂに連通するポンプ吐出側ポート３６とが形成されている。そして、これらのポート３５，３６は、ディスク型弁体４２の回転方向（周方向）に間隔をもって配置され、弁体収容穴３４Ｂ内に開口している。
【００８０】
３７は後述の配管４６，４７，４８，４９が接続された配管側ケースで、該配管側ケース３７はポンプ側ケース３４に取付けられ、その弁体収容穴３４Ｂを閉塞している。また、配管側ケース３７には、ディスク型弁体４２に面して開口する燃料吸込ポート３８、燃料吐出ポート３９、エア吸込ポート４０およびエア吐出ポート４１が設けられている。
【００８１】
ここで、燃料吸込ポート３８は、図８、図９に示す如く、ポンプ吸込側ポート３５に対してディスク型弁体４２の回転方向の一側（例えば、時計回り方向）にずらして配置され、エア吸込ポート４０は、ポンプ吸込側ポート３５に対して回転方向の他側（反時計回り方向）にずらして配置されている。即ち、燃料吸込ポート３８とエア吸込ポート４０とは、ポンプ吸込側ポート３５を挟んで回転方向の両側に離間している。これと同様に、燃料吐出ポート３９とエア吐出ポート４１は、ポンプ吐出側ポート３６を挟んで回転方向の両側に離間している。
【００８２】
４２はポンプ側ケース３４の弁体収容穴３４Ｂ内に回転可能に収容された円板状のディスク型弁体（以下、弁体４２という）で、該弁体４２は、弁体駆動部４５により燃料ポンプ位置とエアポンプ位置との間で回転駆動されるものであり、その表面および裏面は、ポンプ側ケース３４および配管側ケース３７に対して気密、液密状態で摺接している。また、弁体４２には、後述の吸込側連通穴４３と、吐出側連通穴４４とが設けられている。
【００８３】
４３は弁体４２を板厚方向に貫通して設けられた吸込側連通穴で、該吸込側連通穴４３は、弁体４２の回転方向に延びる円弧状の長穴として形成され、弁体４２を燃料ポンプ位置とエアポンプ位置のいずれに切換えた場合でも、弁体４２の表面側でポンプ吸込側ポート３５と常に連通している。
【００８４】
そして、吸込側連通穴４３は、弁体４２を燃料ポンプ位置に切換えたときに、弁体４２の裏面側で燃料吸込ポート３８と連通し、エア吸込ポート４０と遮断される。また、吸込側連通穴４３は、エアポンプ位置で燃料吸込ポート３８と遮断され、エア吸込ポート４０と連通する構成となっている。
【００８５】
４４は弁体４２に設けられた吐出側連通穴で、該吐出側連通穴４４は、吸込側連通穴４３とほぼ同様に、円弧状の長穴として形成され、燃料ポンプ位置およびエアポンプ位置でポンプ吐出側ポート３６と常に連通している。そして、吐出側連通穴４４は、燃料ポンプ位置で燃料吐出ポート３９と連通し、エア吐出ポート４１と遮断される。また、吐出側連通穴４４は、エアポンプ位置で燃料吐出ポート３９と遮断され、エア吐出ポート４１と連通する。
【００８６】
４５はバルブユニット３３に設けられた弁体駆動部で、該弁体駆動部４５は、例えば電動モータ等のアクチュエータからなり、配管側ケース３７の内部等に取付けられると共に、コントロールユニット１９に接続されている。また、弁体駆動部４５の出力側には駆動ギヤ４５Ａが設けられ、この駆動ギヤ４５Ａは、弁体４２の中央部に廻止め状態で嵌合されている。
【００８７】
そして、弁体駆動部４５は、コントロールユニット１９から入力される切換信号に応じて弁体４２を回転駆動し、弁体４２を燃料ポンプ位置とエアポンプ位置との間で切換える構成となっている。
【００８８】
一方、４６はバルブユニット３３の燃料吸込ポート３８に接続された燃料吸込配管で、該燃料吸込配管４６は、第１の実施の形態とほぼ同様に、弁体４２を燃料ポンプ位置に切換えたときに用いられ、燃料タンク１内の燃料を切換型ポンプ３１に吸込むものである。
【００８９】
４７はバルブユニット３３の燃料吐出ポート３９に接続された燃料吐出配管で、該燃料吐出配管４７は、燃料ポンプ位置で切換型ポンプ３１からエンジン本体２０に向けて燃料を吐出する。
【００９０】
４８はバルブユニット３３のエア吸込ポート４０に接続されたエア吸込配管で、該エア吸込配管４８は、エアポンプ位置で燃料タンク１の外部の空気を切換型ポンプ３１に吸込むものである。
【００９１】
４９はバルブユニット３３のエア吐出ポート４１に接続されたエア吐出配管で、該エア吐出配管４９は、エアポンプ位置で切換型ポンプ３１から燃料タンク１内に空気を吐出する構成となっている。
【００９２】
本実施の形態による燃料供給装置は上述の如き構成を有するもので、次にバルブユニット３３の作動について説明する。
【００９３】
まず、弁体４２を燃料ポンプ位置に切換えたときには、図１０に示す如く、切換型ポンプ３１の吸込口３１Ａ（ポンプ吸込側ポート３５）は、吸込側連通穴４３と燃料吸込ポート３８とを介して燃料吸込配管４６に接続され、吐出口３１Ｂ（ポンプ吐出側ポート３６）は、吐出側連通穴４４と燃料吐出ポート３９とを介して燃料吐出配管４７に接続される。
【００９４】
これにより、切換型ポンプ３１は、燃料タンク１内の燃料を燃料吸込配管４６から吸込口３１Ａに吸込むと共に、この燃料を吐出口３１Ｂから燃料吐出配管４７に吐出でき、吐出燃料をエンジン本体２０に向けて供給することができる。
【００９５】
また、弁体４２をエアポンプ位置に切換えたときは、図１１に示す如く、ポンプ吸込側ポート３５は、吸込側連通穴４３とエア吸込ポート４０とを介してエア吸込配管４８に接続され、ポンプ吐出側ポート３６は、吐出側連通穴４４とエア吐出ポート４１とを介してエア吐出配管４９に接続される。
【００９６】
これにより、切換型ポンプ３１は、燃料タンク１の外部の空気をエア吸込配管４８から吸込口３１Ａに吸込むと共に、このエアを吐出口３１Ｂからエア吐出配管４９を介して燃料タンク１内に吐出でき、このときにパージ制御弁１５と大気導入弁１７とを閉弁することにより、気密診断処理を行うことができる。
【００９７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、バルブユニット３３によって吸込側切換弁３３Ａと吐出側切換弁３３Ｂとを一体化する構成としたので、簡単な形状のディスク型弁体４２を用いて両方の切換弁３３Ａ，３３Ｂを一体に形成でき、これらを弁体駆動部４５によって一緒に駆動することができる。
【００９８】
これにより、例えば弁体、弁体駆動部等を切換弁３３Ａ，３３Ｂ毎に個別に設ける必要がなくなり、バルブユニット３３全体の部品点数を削減して構造を簡略化することができる。そして、円板状の弁体４２を用いてユニット全体を薄型化でき、２個の切換弁３３Ａ，３３Ｂをバルブユニット３３としてコンパクトに形成することができる。
【００９９】
また、弁体４２を回転させるだけの簡単な動作で切換弁３３Ａ，３３Ｂを切換えることができ、耐久性、信頼性を高めることができる。さらに、コントロールユニット１９側の信号出力端子、信号線等も１個の弁体駆動部４５に接続すればよくなり、これらの個数も削減して装置全体の構造を簡素化することができる。
【０１００】
次に、図１２は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ポンプ手段を燃料タンクの外部に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０１】
５１はポンプ手段としての燃料・エア切換型ポンプ（以下、切換型ポンプ５１という）で、該切換型ポンプ５１には、前記第２の実施の形態とほぼ同様に、バルブユニット５２が取付けられている。そして、このバルブユニット５２には、燃料吸込配管５３、燃料吐出配管５４、エア吸込配管５５およびエア吐出配管５６が接続されている。
【０１０２】
しかし、切換型ポンプ５１とバルブユニット５２とは、燃料タンク１の外部に配置され、この位置から燃料タンク１内に燃料吸込配管５３とエア吸込配管５５とを伸長させる構成としている。
【０１０３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、例えば燃料タンク１の構造や配管５３〜５６の引回し等を考慮して、切換型ポンプ５１とバルブユニット５２とを燃料タンク１の外部に配置でき、燃料供給装置の設計自由度を高めることができる。
【０１０４】
なお、前記各実施の形態では、燃料吸込配管６，４６，５３、燃料吐出配管８，４７，５４、エア吸込配管９，４８，５５およびエア吐出配管１０，４９，５６を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、これらの配管に代えて、例えば燃料供給装置を構成する部品の内部空間、隙間、溝、穴等を用いる構成としてもよい。
【０１０５】
また、第２，第３の実施の形態では、バルブユニット３３，５２を切換型ポンプ３１，５１に取付ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、切換型ポンプとバルブユニットとを別体に離して配置し、これらの間を配管等によって接続する構成としてもよい。
【０１０６】
また、実施の形態では、圧力センサ１８をタンク側配管１２に設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、圧力センサは、燃料タンク１、タンク側配管１２、キャニスタ１３およびエンジン側配管１４内の圧力を検出できる任意の部位に設けてよいものである。
【０１０７】
また、実施の形態では、燃料供給装置を自動車等の車両に適用する場合を例に挙げて述べた。しかし、本発明はこれに限らず、各種の燃料供給装置等に適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による燃料供給装置を示す全体構成図である。
【図２】図１中の燃料タンク、切換型ポンプ、切換弁等を拡大して示す断面図である。
【図３】燃料タンク、切換型ポンプ、切換弁等の接続関係を示す回路図である。
【図４】コントロールユニットによる制御処理を示す流れ図である。
【図５】エンジン、パージ制御弁、大気導入弁、吸込側切換弁、吐出側切換弁およびポンプの作動状態と、燃料タンク内の圧力とを示す特性線図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による燃料供給装置を示す全体構成図である。
【図７】図６中の切換型ポンプとバルブユニットとを拡大して示す燃料タンクの部分拡大断面図である。
【図８】燃料ポンプ位置に切換えたバルブユニットを図７中の矢示VIII−VIII方向からみた拡大断面図である。
【図９】バルブユニットをエアポンプ位置に切換えた状態で示す拡大断面図である。
【図１０】バルブユニットを燃料ポンプ位置に切換えた状態で示す分解斜視図である。
【図１１】バルブユニットをエアポンプ位置に切換えた状態で示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態による燃料供給装置を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１ 燃料タンク
２，３１，５１ 燃料・エア切換型ポンプ（ポンプ手段）
２Ａ，３１Ａ 吸込口
２Ｂ，３１Ｂ 吐出口
４ 吸込側切換弁（切換手段）
５ 吐出側切換弁（切換手段）
１１ エバポパージ装置
１３ キャニスタ
１９ コントロールユニット（診断手段）
２０ エンジン本体（内燃機関）
２１ 吸気管
３３，５２ バルブユニット（切換手段）

Claims (4)

1. 内燃機関に供給する蒸発性の燃料を貯留する燃料タンクと、
   燃料および空気の吸込，吐出動作が可能となったポンプ手段と、
   前記ポンプ手段の吸込側と吐出側とに設けられ前記燃料タンク内の燃料を吸込んで前記内燃機関側に燃料を吐出する燃料ポンプ位置と前記燃料タンクの外部の空気を吸込んで前記燃料タンク内に空気を吐出するエアポンプ位置との間で前記ポンプ手段を切換える切換手段とから構成してなる燃料供給装置。
2. 前記内燃機関を停止しているときに前記切換手段をエアポンプ位置に切換え前記燃料タンクの圧力を上昇させて気密性を診断する診断手段を設けてなる請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記切換手段を燃料ポンプ位置に切換えて前記内燃機関を運転しているときに連通状態となり前記燃料タンク内で蒸発する燃料ガスをキャニスタを介して前記内燃機関の吸気側に放出するエバポパージ装置を設け、
   前記内燃機関を停止しているときに前記切換手段をエアポンプ位置に切換えると共に該エバポパージ装置を外部から遮断し前記燃料タンクとエバポパージ装置内の圧力を上昇させて気密性を診断する診断手段を設けてなる請求項１に記載の燃料供給装置。
4. 前記ポンプ手段は前記燃料タンク内に配置してなる請求項１，２または３に記載の燃料供給装置。

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