JP5282916B2

JP5282916B2 - 蒸発燃料処理装置

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Publication number: JP5282916B2
Application number: JP2010257745A
Authority: JP
Inventors: 英俊大岩
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: US8478489B2; US20120130596A1; JP2012107579A

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

従来、内燃機関の燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタにより回収する蒸発燃料処理装置が知られている。キャニスタに回収された蒸発燃料は吸気管に供給されて内燃機関での燃焼に利用される。特許文献１には、燃料タンクとキャニスタとを連通する通路に封鎖弁を設けることで、燃料蒸気漏れ検査での燃料タンクとキャニスタとの独立を確保し、燃料蒸気漏れ検査の精度を向上させる蒸発燃料処理装置が記載されている。一方、特許文献２には、車両衝突時に燃料タンク内の燃料を燃料固化剤と混合することで燃料タンクの破損を防止する蒸発燃料処理装置が記載されている。

特開２００４−０１１５６１号公報特開２００６−０６９３５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の蒸発燃料処理装置では車両衝突時に封鎖弁が閉鎖していると、燃料タンクの内圧によって燃料タンクが破損する可能性がある。特許文献２に記載の蒸発燃料処理装置では、車両衝突時に燃料固化剤との混合が十分でないと燃料タンクが破損する可能性がある。

本発明の目的は、車両衝突時に燃料タンクが破損するのを防止する圧力調整弁を備えた蒸発燃料処理装置を提供することにある。

請求項１に係る発明によると、車両に搭載する蒸発燃料処理装置は燃料タンク、キャニスタ、通路形成部材、圧力調整弁、車両の速度を検出する車両速度検出手段、車両の衝突において乗員を保護する乗員保護システムに設置される加速度検出手段、燃料タンクに設置され燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段、第１の判定手段、第２の判定手段、および圧力調整弁制御手段を備える。燃料タンクとキャニスタとは通路形成部材で形成される通路で連通している。通路形成部材は燃料タンクとキャニスタとの接続を断続する圧力調整弁を備えている。圧力調整弁は圧力調整弁制御手段と電気的に接続している。第１の判定手段は、加速度検出手段が検出する加速度と第１の加速度閾値との大小関係を判定する。第２の判定手段は、圧力検出手段が検出する燃料タンク内の圧力と大気圧との大小関係を判定する。車両速度検出手段が所定の車両速度を検出し、第１の判定手段により加速度が第１の加速度閾値以上であると判定し、かつ、第２の判定手段により燃料タンク内の圧力が大気圧より大きいと判定する場合、圧力調整弁制御手段は圧力調整弁を開く。

内圧が高い燃料タンクは、加速度検出手段で検出する加速度が第１の加速度閾値以上の加速度である場合、燃料タンクが破損するおそれがある。また、内圧が高い燃料タンクは、圧力検出手段で検出された燃料タンク内の圧力の大きさが大気圧以上である場合、燃料タンクが破損するおそれがある。本発明の蒸発燃料処理装置では、車両速度検出手段が所定の車両速度を検出し、第１の判定手段により加速度が第１の加速度閾値以上であると判定し、かつ、第２の判定手段により燃料タンク内の圧力が大気圧より大きいと判定する場合、圧力調整弁制御手段は圧力調整弁を開く。これにより、燃料タンク内の燃料蒸気は燃料タンクと連通するキャニスタに排出され、燃料タンク内の圧力は低下する。したがって、燃料タンクの破損を防止することができる。

また、加速度検出手段で検出する加速度が第１の加速度閾値より小さい加速度である場合、または圧力検出手段で検出された燃料タンク内の圧力の大きさが大気圧より小さい場合、圧力調整弁制御手段は圧力調整弁を閉じたままにする。これにより、燃料タンクの破損を起こさない燃料蒸気を燃料タンク内に留めておくことができる。

また、請求項１に係る発明によると、加速検出手段は車両衝突時に乗員を保護する乗員保護システムに設置されている乗員保護システム用加速度検出手段とする。蒸発燃料処理装置で使用する加速度検出手段を乗員保護システム用加速度検出手段と共用する。これにより、必要な部品点数を減らすことができる。

請求項２に係る発明によると、蒸発燃料処理装置は、車両速度判定手段、第３の判定手段および第４の判定手段を備える。車両速度判定手段は、車両速度検出手段が検出した車両速度と車両速度閾値とを比べて大小関係を判定する。第３の判定手段は、加速度検出手段が検出する加速度と第３の加速度閾値とを比べて大小関係を判定する。第４の判定手段は、加速度検出手段が検出する加速度と第４の加速度閾値とを比べて大小関係を判定する。
車両速度判定手段により車両速度が車両速度閾値以上と判定された場合、第３の判定手段により加速度検出手段が検出する加速度と第３の加速度閾値とを比較する。検出された加速度が第３の加速度閾値以上であると判定された場合、圧力調整弁制御手段は圧力調整弁を開く。一方、車両速度判定手段により車両速度が車両速度閾値より小さいと判定された場合、第４の判定手段により加速度検出手段が検出する加速度と第４の加速度閾値とを比較する。このとき、第４の加速度閾値は第３の加速度閾値とは異なる。検出された加速度が第４の加速度閾値以上であると判定された場合、圧力調整弁制御手段は圧力調整弁を開く。これにより、車両速度によって燃料タンクが破損する可能性が異なる場合、車両速度に応じた加速度の閾値を設定することができる。したがって、車両の状況に応じて圧力調整弁を開閉することができる。

本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置の模式図である。本発明の第１実施形態による蒸発燃料処理装置における圧力調整弁の制御に関するフローチャートである。本発明の第２実施形態による蒸発燃料処理装置の模式図である。本発明の第２実施形態による蒸発燃料処理装置における圧力調整弁の制御に関するフローチャートである。本発明の第３実施形態による蒸発燃料処理装置の模式図である。本発明の第３実施形態による蒸発燃料処理装置における圧力調整弁の制御に関するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における蒸発燃料処理装置を図１に示す。
図１に示すように、車両の蒸発燃料処理装置１は燃料タンク１０とキャニスタ１２とが第１パージ管１１１で接続されている。第１パージ管１１１には、圧力調整弁５０が設置されている。圧力調整弁５０は、後述する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１００と電気的に接続されている。キャニスタ１２と吸気通路１６のスロットルバルブ１８近傍とは第２パージ管１３１で接続されている。第２パージ管１３１にはパージ弁１４が設置されている。キャニスタ１２と後述するポンプモジュール２０とはキャニスタ管１５１で接続されている。燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料は、第１パージ通路１１を通りキャニスタ１２内の活性炭の吸着材に吸着される。パージ弁１４は電磁弁であり、パージ弁１４の開度が制御されることによりキャニスタ１２から吸気通路１６にパージされる蒸発燃料量が調整される。第１パージ管１１１は、特許請求の範囲に記載の「通路形成部材」に相当する。

燃料蒸気漏れ検査装置２は、ポンプモジュール２０、ＥＣＵ１００等を備えている。燃料蒸気漏れ検査装置２は、上述した燃料タンク１０のリークチェックを行う。

キャニスタ１２の大気側は、キャニスタ通路１５によりポンプモジュール２０の切換弁３０と接続している。ポンプモジュール２０は、切換弁３０とポンプ２５とが一体にモジュール化されたものである。ポンプモジュール２０の切換弁３０は、電磁弁であり、コイル３１への通電をオフした状態では、図１に示すようにキャニスタ通路１５と大気通路２２とを連通する。大気通路２２の切換弁３０と反対側の端部には、フィルタ２７が設置されている。フィルタ２７は、大気から導入する空気中の異物を除去する。

コイル３１への通電をオンすると、切換弁３０によりキャニスタ１２とポンプ２５とは検出通路２１を介さずキャニスタ通路１５とポンプ通路２３とで連通する。ポンプ通路２３に設置されている圧力センサ２６は、ポンプ通路２３の圧力を検出する。検出通路２１に設置されている基準オリフィス２４は、燃料タンク１０からの蒸発燃料を含む空気漏れの許容量の上限値となる穴の大きさに対応している。

ＥＣＵ１００は、圧力センサ２６およびＧセンサ６０と電気的に接続している。ＥＣＵ１００は、ポンプモジュール２０のポンプ２５、切換弁３０のコイル３１および圧力調整弁５０と電気的に接続している。ＥＣＵ１００は、Ｇセンサ６０からの信号に基づいて圧力調整弁５０の開閉を制御する。Ｇセンサ６０は、車両衝突時に乗員を保護するエアバッグに設置されているエアバッグ用Ｇセンサと共用している。ＥＣＵ１００は、特許請求の範囲に記載の「圧力調整弁制御手段」および「第１の判定手段」として機能する。Ｇセンサ６０は、特許請求の範囲に記載の「加速度検出手段」に相当する。

（作用）
次に圧力調整弁５０の制御ルーチンについて図２を用いて説明する。
車両走行時、圧力調整弁５０は燃料タンク１０周辺の環境、燃料タンク１０内の状況に応じて開閉を繰り返している。また、Ｇセンサ６０は車両に加わる加速度Ａを検出し、ＥＣＵ１００に送信している。ＥＣＵ１００では、送信される加速度Ａと所定の第１の加速度閾値Ａ１との大小関係を判定する（Ｓ１０１）。ＥＣＵ１００は加速度Ａが第１の加速度閾値Ａ１以上であると判定した場合、圧力調整弁５０を開放する（Ｓ１０２）。一方、検出した加速度Ａが第１の加速度閾値Ａ１より小さい場合、圧力調整弁５０は開放されず制御ルーチンは終了する。

（効果）
次に本発明の第１実施形態における蒸発燃料処理装置１の効果について説明する。
（ア）車両が衝突によって大きな衝撃力を受ける場合、その衝撃力により燃料タンク１０は損傷し、内圧によって破損する可能性がある。ＥＣＵ１００は、Ｇセンサ６０により検出された加速度Ａを受信して第１の加速度閾値Ａ１との大小関係を判定する。ＥＣＵ１００は車両衝突時に発生する加速度ＡＨが第１の加速度閾値Ａ１以上であると判定した場合、圧力調整弁５０を開放する。これにより、燃料タンク１０内の燃料蒸気はキャニスタ１２に放出される。したがって、燃料タンク１０内の圧力は低下し、燃料タンク１０の破損を防止することができる。

（イ）一方、車両が受ける加速度Ａは車両の急ブレーキによっても発生する。しかし、車両の急ブレーキでは燃料タンク１０は破損しない。このとき、急ブレーキで発生する加速度ＡＬは車両衝突時に発生する加速度ＡＨより小さい。そこで、第１の加速度閾値Ａ１を加速度ＡＨより小さく加速度ＡＬより大きく設定する。これにより、ＥＣＵ１００は急ブレーキによる加速度ＡＬを検出したとき、第１の加速度閾値Ａ１との大小を判定して圧力調整弁５０を開放しない。したがって、燃料タンク１０の破損の原因とならない燃料蒸気を燃料タンク１０内に留めておくことができる。

（ウ）本実施形態では、Ｇセンサ６０は衝突時の乗員保護のために車両に設置されているエアバッグ用Ｇセンサと共用される。これにより、Ｇセンサ６０を複数設置する必要がなく、部品点数を低減することができる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態を図３および図４に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、燃料タンクに圧力検出手段を備える。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態では、燃料タンク１０内の圧力を検出する燃料タンク用圧力センサ７０が設置されている。燃料タンク用圧力センサ７０はＥＣＵ２００と電気的に接続している。ＥＣＵ２００は、特許請求の範囲に記載の「圧力調整弁制御手段」、「第１の判定手段」および「第２の判定手段」として機能する。燃料タンク用圧力センサ７０は、特許請求の範囲に記載の「圧力検出手段」に相当する。

（作用）
次に圧力調整弁５０の制御ルーチンについて図４を用いて説明する。
ＥＣＵ２００は、Ｇセンサ６０が検出する加速度Ａを受信すると第２の加速度閾値Ａ２と比べて大小を判定する（Ｓ２０１）。加速度Ａが第２の加速度閾値Ａ２以上である場合、次に燃料タンク用圧力センサ７０で検出される燃料タンク１０内の圧力Ｐを大気圧と比べて大小を判定する（Ｓ２０２）。圧力Ｐが大気圧より高い圧力である場合、圧力調整弁５０は開放される（Ｓ２０３）。一方、加速度Ａが第２の加速度閾値Ａ２より小さい場合または圧力Ｐが大気圧以下である場合、圧力調整弁５０の制御ルーチンは終了する。

（効果）
燃料タンク１０は車両衝突時に燃料タンク１０に損傷を受けた場合、燃料タンク内１０の燃料蒸気により破損する可能性がある。第２実施形態では、ＥＣＵ２００は燃料タンク１０内の圧力Ｐと車両が受ける加速度Ａとに基づいて圧力調整弁５０の開閉判定を行っている。燃料タンク１０内の圧力Ｐが大気圧より大きい圧力である場合、燃料タンク１０は破損する可能性がある。このとき、ＥＣＵ２００は圧力調整弁５０を開放して燃料タンク１０内の燃料蒸気をキャニスタ１２に排出する。一方、圧力Ｐが大気圧以下の場合、燃料蒸気の圧力によって燃料タンク１０が破損することはない。したがって、ＥＣＵ２００は圧力調整弁５０を開放しない。これにより、燃料タンク１０の破損の原因とならない燃料蒸気を燃料タンク１０内に留めておくことができる。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態を図５および図６に基づいて説明する。第３実施形態は、第２実施形態に対して車両速度検出手段を備える。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態では、車両の速度を検出する車両速度センサ８０を設置している。車両速度センサ８０はＥＣＵ３００と電気的に接続しており、検出する車両速度をＥＣＵ３００に送信する。ＥＣＵ３００は、特許請求の範囲に記載の「圧力調整弁制御手段」、「車両速度判定手段」、「第２の判定手段」、「第３の判定手段」および「第４の判定手段」として機能する。車両速度センサ８０は、特許請求の範囲に記載の「車両速度検出手段」に相当する。

（作用）
次に圧力調整弁５０の制御ルーチンについて図６を用いて説明する。
ＥＣＵ３００は、車両速度センサ８０が検出する車両の車両速度Ｖを受信すると、車両速度閾値Ｖ１と比べて大小を判定する（Ｓ３０１）。車両速度Ｖが車両速度閾値Ｖ１以上である場合、次にＧセンサ６０が検出する加速度Ａを受信して第３の加速度閾値Ａ３と比べて大小を判定する（Ｓ３０２）。加速度Ａが第３の加速度閾値Ａ３以上の加速度である場合、次に燃料タンク用圧力センサ７０が検出する燃料タンク１０内の圧力Ｐを受信して、圧力Ｐと大気圧とを比べて大小を判定する（Ｓ３０３）。圧力Ｐが大気圧より大きい場合、圧力調整弁５０は開放される（Ｓ３０４）。このとき、加速度Ａが第３の加速度閾値Ａ３より小さい加速度である場合または圧力Ｐが大気圧以下の圧力である場合、圧力調整弁５０の制御ルーチンは終了する。
一方、車両速度Ｖが車両速度閾値Ｖ１より低い車両速度である場合、次にＧセンサ６０が検出する加速度Ａを受信して第４の加速度閾値Ａ４と比べて大小を判定する（Ｓ３０５）。加速度Ａが第４の加速度閾値Ａ４以上の加速度である場合、次に圧力センサ２６が検出する燃料タンク１０内の圧力Ｐを受信して、圧力Ｐと大気圧とを比べて大小を判定する（Ｓ３０６）。圧力Ｐが大気圧より大きい場合、圧力調整弁５０は開放される（Ｓ３０４）。このとき、加速度Ａが第４の加速度閾値Ａ４より小さい加速度である場合または圧力Ｐが大気圧以下の圧力である場合、圧力調整弁５０の制御ルーチンは終了する。

（効果）
渋滞後尾に並んでいる車両に後方から別の車両が衝突する場合、加速度が小さい場合でも衝突された車両に設置されている燃料タンク１０は破損する可能性がある。第３実施形態では、ＥＣＵ３００は車両速度センサ８０で検出される車両速度に基づいて圧力調整弁５０の開閉を制御している。このとき、第４の加速度閾値Ａ４は第３の加速度閾値Ａ３に比べて小さく設定されている。これにより、車両速度が車両速度閾値Ｖ１より低い車両への後方からの衝突の場合、第３の加速度閾値Ａ３に比べて小さい第４の加速度閾値Ａ４により圧力調整弁５０の開閉を判定する。したがって、後方から衝突による燃料タンク１０の破損を防止することができる。

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、加速度検出手段は乗員保護システムに設置されている乗員保護システム用加速度検出手段と共用であるとした。これに対して、加速度検出手段はこれに限らなくてもよい。乗員保護システム用加速度検出手段とは別に設置してもよい。

（イ）上述の第２実施形態では、圧力調整弁の制御ルーチンでの圧力の閾値として大気圧とした。これに対して、圧力調整弁の制御ルーチンでの圧力の閾値はこれに限らなくてもよい。大気圧より高く設定してもよい

（ウ）上述の第３実施形態では、圧力調整弁の制御ルーチンでの車両速度の閾値の設定個数をひとつとした。これに対して、圧力調整弁の制御ルーチンでの車両速度の閾値の設定個数はこれに限らなくてもよい。設定個数は複数あってもよい。

（エ）上述の第２実施形態および第３実施形態では、圧力調整弁の制御ルーチンとして、加速度の大小を判定する手段のあとに圧力の大小を判定する手段することとした。これに対して、圧力調整弁の制御ルーチンでの判定手段はこれに限らなくてもよい。圧力の大小を判定する手段のあとに加速度の大小を判定する手段としてもよい。

以上、本発明の蒸発燃料処理装置を車両のエンジンに燃料を供給する燃料供給装置に設置した場合の実施形態を説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０・・・燃料タンク、
１１・・・第１パージ通路（通路）、
１１１・・・第１パージ管（通路形成部材）、
１２・・・キャニスタ、
５０・・・圧力調整弁、
６０・・・Ｇセンサ（加速度検出手段）、
７０・・・燃料タンク用圧力センサ（圧力検出手段）、
８０・・・車両速度センサ（車両速度検出手段）、
１００、２００、３００・・・ＥＣＵ（圧力調整弁制御手段、第１の判定手段、第２の判定手段、第３の判定手段、第４の判定手段、車両速度判定手段）、
Ａ１・・・第１の加速度閾値、
Ａ２・・・第２の加速度閾値、
Ａ３・・・第３の加速度閾値、
Ａ４・・・第４の加速度閾値。

Claims

車両に搭載する内燃機関に供給する燃料を蓄える燃料タンクと、
前記燃料タンクから蒸発する燃料を回収するキャニスタと、
前記燃料タンクと前記キャニスタとを連通する通路を形成する通路形成部材と、
前記通路形成部材に設置され、前記燃料タンクと前記キャニスタとを断続する圧力調整弁と、
前記車両の速度を検出する車両速度検出手段と、
前記車両の衝突において乗員を保護する乗員保護システムに設置され、前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記燃料タンクに設置され前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記加速度検出手段が検出する加速度と第１の加速度閾値との大小関係を判定する第１の判定手段と、
前記圧力検出手段が検出する前記燃料タンク内の圧力と大気圧との大小関係を判定する第２の判定手段と、
前記圧力調整弁を制御する圧力調整弁制御手段と、
を備え、
前記車両速度検出手段が所定の車両速度を検出し、前記第１の判定手段が前記加速度検出手段により検出される加速度を第１の加速度閾値以上であると判定し、前記第２の判定手段が前記圧力検出手段により検出される圧力を大気圧より大きいと判定する場合、前記圧力調整弁制御手段は前記圧力調整弁を開くことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
前記車両速度検出手段が検出する前記車両の速度と車両速度閾値との大小関係を判定する車両速度判定手段と、
前記加速度検出手段が検出する加速度と第３の加速度閾値との大小関係を判定する第３の判定手段と、
前記加速度検出手段が検出する加速度と前記第３の加速度閾値とは異なる第４の加速度閾値との大小関係を判定する第４の判定手段と、
を備え、
前記車両速度判定手段が前記車両の速度を車両速度閾値以上であると判定し、かつ、前記第３の判定手段が前記加速度検出手段により検出される加速度を第３の加速度閾値以上であると判定した場合、前記圧力調整弁制御手段は前記圧力調整弁を開き、
前記車両速度判定手段が前記車両の速度を車両速度閾値より小さいと判定し、かつ、前記第４の判定手段が前記加速度検出手段により検出される加速度を第４の加速度閾値以上であると判定した場合、前記圧力調整弁制御手段は前記圧力調整弁を開くことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。