JPH065240Y2

JPH065240Y2 - 燃料タンクの内圧制御装置

Info

Publication number: JPH065240Y2
Application number: JP3483288U
Authority: JP
Inventors: 行博西川
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2003-03-16
Also published as: JPH01145623U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、例えば自動車等の燃料タンク内で発生する燃
料のベーパをキャニスタへと導出し、内圧を制御するの
に用いて好適な燃料タンクの内圧制御装置に関し、特
に、燃料タンクの内圧を徐々に減圧できるようにした燃
料タンクの内圧制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般、自動車等の燃料タンク内では、エンジンの停止時
等にガソリン等の燃料が気化してベーパ（気化ガス）が
発生してしまう。そして、このベーパは炭化水素(HC)等
の有害物質を多量に含有しているから、大気中に放出す
ると大気汚染を招いてしまう。

このため従来技術では、燃料タンク内のベーパをベーパ
導管を介してキャニスタへと導出し、該キャニスタ内の
活性炭等にベーパを一時的に吸収させ、自動車のオフア
イドル時（例えば加速時）等にキャニスタからエンジン
の吸気管内にベーパをパージ（排出）することによっ
て、このベーパを燃料と共にエンジンの燃焼室で燃焼さ
せ、有効に活用できるようにしている。

また、前記ベーパ導管の途中には、例えば電磁弁等が設
けられており、この電磁弁は燃料タンクの内圧が所定圧
（例えば５０mHg）を越えるとベーパ導管の流路を開い
て、燃料タンク内のベーパがキャニスタ側へと流出する
のを許し、常時はベーパ導管の流路を閉じて、キャニス
タから燃料タンク内へとベーパが逆向きに流通するのを
防止するようになっている。

〔考案の解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、燃料タンクの内圧
が、例えば５０mHgを越えると電磁弁を一定時間開弁さ
せているに過ぎず、燃料タンクの内圧は電磁弁の閉弁時
に第４図中に示すように徐々に上昇し、開弁時には急激
に減圧されてしまう。

また、燃料タンク内には燃料ポンプが設けられ、該燃料
ポンプは内蔵した電動モータによってタービン等を回転
駆動し、燃料タンク内の燃料を噴射弁等に向けて燃料タ
ンク外へと圧送供給するようになっている。そして、こ
の燃料ポンプは通常燃料タンク内の燃料中に浸漬され、
燃料によって冷却されるものの、燃料残量が少なくなる
と燃料による冷却が困難となるから、例えば７０゜C以上
の高温状態となって燃料ポンプ内では燃料が気化し易く
なり、タービンにかかる回転負荷が低下し、該タービン
は電動モータによって高速回転する。

このため従来技術では、燃料残量が少なくなったときに
タービンが高速回転して、燃料を高速で攪拌させるばか
りでなく、燃料タンクの内圧は電磁弁の開弁時に急激に
減圧されるから、燃料ポンプ内ではキャビテーションが
発生し易くなり、樹脂材料等からなるタービンが損傷さ
れる等の問題が起きている。

本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもの
で、本考案は燃料タンクの内圧を徐々に減圧でき、燃料
ポンプ内でキャビテーションが発生するのを確実に抑え
ることができるようにした燃料タンクの内圧制御装置を
提供するものである。

〔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本考案は、内部に燃料ポ
ンプが設けられた燃料タンクと、該燃料タンク内で燃料
から発生するベーパをキャニスタへと導出すべく、該燃
料タンクとキャニスタとの間に設けられたベーパ導管
と、該ベーパ導管の途中に設けられ、該ベーパ導管の流
路を開閉制御する制御弁と、該制御弁よりも上流側の前
記ベーパ導管または燃料タンクの内圧を検出する圧力検
出手段と、該圧力検出手段による検出圧が所定圧に達し
たときに、前記制御弁を間欠的に開閉させ、前記燃料タ
ンクの内圧を徐々に減圧させる弁制御手段とからなる構
成を採用している。

〔作用〕

制御弁を間欠的に開閉させ、燃料タンクの内圧を徐々に
減圧させる構成としたから、燃料タンクの内圧が急激に
変動するのを防止でき、燃料ポンプ内での圧力変動が大
きくなるのを抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。

図において、１は燃料２を収容する燃料タンク、３は該
燃料タンク１内に設けられた燃料ポンプを示し、該燃料
ポンプ３は、直流の電動モータ等からなるモータ部３Ａ
と、該モータ部３Ａによって回転駆動されるタービン
（図示せず）等からなるポンプ部３Ｂとから構成されて
いる。そして、該燃料ポンプ３はポンプ部３Ｂにより燃
料タンク１内の燃料２をフィルタ４を介して吸込み、吐
出配管５から噴射弁（図示せず）等に向けて燃料２を圧
送供給するようになっている。また、この燃料２のうち
噴射弁から噴射されない余剰油は戻し配管６を介して燃
料タンク１内にリターンされるようになっている。

７はエンジンの吸気側に接続された吸気管を示し、該吸
気管７はコレクタ７Ａの下流側に複数に分岐し、多気筒
エンジンの各燃焼室（図示せず）と連通する各分岐管７
Ｂ（１本のみ図示）を有し、該各分岐管７Ｂの先端側に
は燃焼室側に向けて燃料２を噴射させる前記噴射弁がそ
れぞれ設けられている。また、該吸気管７内にはコレク
タ７Ａの上流側に位置してスロットルバルブ８が設けら
れ、該スロットルバルブ８はアクセルペダル（図示せ
ず）に連動して開閉され、吸入空気量を調整するように
なっている。そして、この吸入空気は噴射燃料と混合し
て混合気となり、エンジンの各燃焼室内で燃焼、爆発
し、エンジンから回転出力を導出させる。

９は流入側が燃料タンク１とベーパ導管１０を介して接
続されたキャニスタを示し、該キャニスタ９は活性炭等
のベーパ吸収剤を内蔵し、燃料タンク１内で発生する燃
料２からのベーパ（気化ガス）を一時的に吸収し、キャ
ニスタ９内に蓄えておくようになっている。また、該キ
ャニスタ９にはパージ制御弁９Ａが設けられ、該パージ
制御弁９Ａは吸気管７内のスロットルバルブ８近傍の圧
力を背圧として導く背圧導入管１１と、キャニスタ９内
に蓄えたベーパを吸気管７のコレクタ７Ａ内にパージ
（排出）する流出管１２とに接続されている。そして、
該キャニスタ９はスロットルバルブ８が開弁を開始する
オフアイドル時等に吸気管７内に発生する負圧を背圧導
入管１１を介して導入することによりパージ制御弁９Ａ
を開弁させ、内部に蓄えたベーパを流出管１２から吸気
管７内へとパージし、燃料の一部として利用させるよう
になっている。

１３はベーパ導管１０の途中に設けられ、該ベーパ導管
１０の流路を開閉制御する制御弁を示し、該制御弁１３
は電磁弁によって構成され、後述の制御ユニツト１５か
ら開弁信号が出力されると開弁して、燃料タンク１内の
ベーパをキャニスタ９内へと導出させ、閉弁信号が出力
される間は閉弁してこのベーパの導出を中断させ、燃料
タンク１の内圧を第３図に示す特性線に沿って徐々に減
圧するようになっている。また、１４は燃料タンク１の
内圧を検出する圧力検出手段としての圧力センサを示
し、該圧力センサ１４は燃料タンク１の上部側に設けら
れ、その検出圧Ｐを制御ユニツト１５へと出力するよう
になっている。

さらに、１５は圧力センサ１４による検出圧Ｐが所定圧
Ｐ_ｎに達すると、制御弁１３を間欠的に開閉させ、燃料
タンク１内の内圧を徐々に減圧させる弁制御手段として
の制御ユニツトを示し、該制御ユニツト１５は各噴射弁
からの燃料噴射量等を演算して制御するコントロールユ
ニツト内に組込まれ、その入力側は圧力センサ１４と接
続され、出力側は制御弁１３と接続されている。そし
て、該制御ユニツト１５の記憶回路には第２図に示す減
圧処理用のプログラムが格納されていると共に、その記
憶エリアには、例えば５０mHg程度の所定圧Ｐ_ｎと、減
圧処理によって減圧すべき目標の最低圧Ｐ_０（例えば２
mHg程度）等とが記憶されている。また、該制御ユニツ
ト１５には段階数カウンタＤやタイマ等が内蔵されてい
る。

本実施例による燃料タンク１の内圧制御装置は上述の如
き構成を有するもので、次にその減圧処理動作について
第２図を参照して説明する。

まず、処理がスタートすると、ステップ１２で圧力セン
サ１４から燃料タンク１の内圧を検出圧Ｐとして読込
み、ステップ２でこの検出圧Ｐが所定圧Ｐ_ｎに達してい
るか否かを判定する。そして、ステップ２で「YES」と
判定されたときにはステップ３に移って、 ΔＰ＝Ｐ−Ｐ_０ …(1) なる演算を行い、ステップ４で段階数カウンタＤを零リ
セットすると共に、ステップ５でなる減圧値Ｐ_n-1の演算を行い、ステップ６で制御弁１
３に開弁信号を出力（電圧を印加）する。

そして、ステップ７で圧力センサ１４からの検出圧Ｐが
一段階目の減圧値Ｐ_n-1へと低下するまで制御弁１３を
開弁し続け、該減圧値Ｐ_n-1に達すると、ステップ８に
移ってタイマにより時間ｔのカウントを開始すると共
に、ステップ９で制御弁１３に閉弁信号を出力（電圧の
印加を停止）する。そして、ステップ１０に移って時間
ｔが、例えば９秒程度の所定時間ｔ_０に達するまで制御
弁１３を閉弁し続け、燃料タンク１の内圧を、例えば４
３mHg程度の減圧値Ｐ_n-1に維持し、第１段階目の減圧制
御を行うと共に、所定時間ｔ_０の経過後にはステップ１
１でタイマによる時間ｔを零リセットする。

次に、ステップ１２では段階数カウンタＤを「１」だけ
歩進させた後、ステップ１３で該カウンタＤの計数値が
Ｎ回に達したか否かを判定する。そして、段階数カウン
タＤの計数値がＮ回に達するまではステップ１４に移っ
て、所定圧Ｐ_ｎをステップ５で演算した減圧値Ｐ_n-1へ
と順次更新しつつ、ステップ５〜１４の処理を繰返し、
計数値がＮ回に達したときにステップ１５でリターンさ
せる。

即ち、第３図中では前記所定圧Ｐ_ｎを５０mHg程度、(1)
式中の最低圧Ｐ_０を２mHg程度、(2)式中の計数値Ｎを７
回とした場合の減圧特性を例示しており、燃料タンク１
の内圧は５０mHg程度まで上昇すると、前述した減圧処
理動作により制御弁１３が間欠的に開閉されて、例えば
７mHg程度ずつ９秒程度の時間間隔をもって段階的に減
圧され、５０mHg程度の所定圧Ｐ_ｎから２mHg程度の最低
圧Ｐ_０まで６３秒程度で徐々に減圧される。

従って本実施例では、燃料タンク１の内圧を徐徐に減圧
できるから、燃料ポンプ３内での急激な圧力変動を確実
に防止でき、燃料２の残量が第１図中に示す如く少なく
なったとき等に燃料ポンプ３が高温状態となって、ポン
プ部３Ｂ内でキャビテーションが発生するのを防止で
き、該ポンプ部３Ｂ内でタービンが損傷される等の問題
を解消することができる。

なお、前記実施例では、圧力検出手段としての圧力セン
サ１４を燃料タンク１に設けるものとして述べたが、こ
れに替えて、圧力センサ１４を制御弁１３よりも上流側
でベーパ導管８の途中に設け、該ベーパ導管８の内圧を
検出するようにしてもよい。

また、前記実施例では、燃料ポンプ３のポンプ部３Ｂに
タービンを設けるタービン型燃料ポンプを例に挙げて説
明したが、本考案はこれに限定されず、例えばＤ−ラベ
ーン型の燃料ポンプを用いてもよい。

さらに、前記実施例では、弁制御手段としての制御ユニ
ツト１５により第２図に示すプログラムに沿って燃料タ
ンク１の内圧を段階的に減圧するものとして述べたが、
本考案はこれに限定されるものではなく、例えば制御ユ
ニツト１５から制御弁１３にパルス信号を出力して該制
御弁１３を間欠的に開閉させ、所定時間内で燃料タンク
１の内圧を徐々に減圧させるようにしてもよく、この場
合には燃料タンク１内の燃料残量等に応じて前記パルス
信号のパルスデューティを徐々に大きくすれば、ほぼ一
定の時間内で燃料タンク１の内圧を徐々に減圧すること
ができる。

〔考案の効果〕

以上詳述した通り、本考案によれば、燃料タンクの内圧
が所定圧に達したときに、制御弁を間欠的に開閉し、燃
料タンクの内圧を徐々に減圧する構成としたから、燃料
ポンプ内での急激な圧力変動も確実に防止でき、燃料タ
ンク内での燃料残量が少なくなったときに燃料ポンプが
高温状態となって、該燃料ポンプ内でキャビテーション
が発生するのを防止でき、従来技術の如く燃料ポンプの
タービン等が損傷されたりするという問題を解消できる
等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例を示し、第１図は
燃料タンクの内圧制御装置の全体構成図、第２図は減圧
処理動作を示す流れ図、第３図は燃料タンクの内圧を段
階的に減圧させた状態を示す特性線図、第４図は従来技
術による燃料タンクの内圧を減圧させた状態を示す特性
線図である。１…燃料タンク、３…燃料ポンプ、７…吸気管、９…キ
ャニスタ、１０…ベーパ導管、１３…制御弁、１４…圧
力センサ（圧力検出手段）、１５…制御ユニツト（弁制
御手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】内部に燃料ポンプが設けられた燃料タンク
と、該燃料タンク内で燃料から発生するベーパをキャニ
スタへと導出すべく、該燃料タンクとキャニスタとの間
に設けられたベーパ導管と、該ベーパ導管の途中に設け
られ、該ベーパ導管の流路を開閉制御する制御弁と、該
制御弁よりも上流側の前記ベーパ導管または燃料タンク
の内圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段によ
る検出圧が所定圧に達したときに、前記制御弁を間欠的
に開閉させ、前記燃料タンクの内圧を徐々に減圧させる
弁制御手段とから構成してなる燃料タンクの内圧制御装
置。