JP4478324B2 - 燃料タンク内の圧力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の燃料タンク内の圧力制御装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、自動車には、図９に示すように、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料（エバポ）が大気中に放出されるのを防止するため、蒸発燃料をキャニスタ２へ流入させてキャニスタ２内に収容された活性炭内に吸着させておき、エンジン３の運転状態になるとコントロールユニット（図示略）がパージライン４のチェックバルブ５をデューティ制御して開き、キャニスタ２の新気導入口６から入る新気で蒸発燃料をキャニスタ２内の活性炭から離脱させてインテークマニホールド７に吸い込ませて燃焼させ、ＨＣ（炭化水素）の排出を抑制するようにした燃料蒸発ガス排出抑止装置が設けられている。
【０００３】
しかしながら、燃料タンク１とエアブリーザライン８との接合部のシールが不良になったり、燃料タンク１やパージライン４などの蒸発燃料ガス系統にリークが発生していたりすると、蒸発燃料が大気中に放出されてしまう。そこで、現在米国において実施されている自動車排出ガスに関する規制は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの規制値を含めてすべて大気汚染防止法に基づいてＥＰＡ（米国環境保護庁）またはＣＡＲＢ（カリフォルニア州大気資源局）が定めており、蒸発燃料のリークが許容値以下であるか否かを判断して、許容値を超える場合には対策を施し、蒸発燃料の大気中への放出を未然に防止する北米ＯＢＤ−IIエバポリーク診断が提案されている。この北米ＯＢＤ−IIエバポリーク診断に対し、従来は、エンジンブーストによる負圧診断、或いは後付けポンプによる正圧診断によってエバポリーク診断を実施してリークを検出しているが、最新の規制強化にともなってエバポリークの検出精度の向上および診断時間の短縮（診断頻度の増加）が求められている。
【０００４】
そこで、この発明は、上述したような従来のエンジンブーストによる負圧診断、或いは後付けポンプによる正圧診断が有している問題点を解決するためになされたものであって、蒸発燃料ガス系統のエバポリークを確実に検出するとともに、エバポリークの検出精度の向上および診断時間の短縮、診断頻度の増加を図ることが可能な燃料タンク内の圧力制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、エンジンに供給するための燃料を貯蔵する燃料タンクと、前記エンジンに前記燃料を圧送するためのフューエルポンプと、前記フューエルポンプから前記エンジンへ前記燃料を移送するデリバリ通路と、前記エンジンからの帰還燃料を前記燃料タンクに移送するリターン通路と、を備えた自動車の燃料装置において、前記リターン通路にジェットポンプを備え、前記ジェットポンプには移送通路を介して吸入側と大気側とに切換可能な第１の弁手段が設けられ、前記第１の弁手段を開弁状態にして前記大気側より吸引された大気を前記ジェットポンプにより燃料タンク内に導入することにより、前記燃料タンク内を大気によって所望の圧力まで加圧する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
前記燃料タンクは主、副２室に分かれており、前記フューエルポンプは前記主室側の燃料を吸入して前記デリバリ通路を介して前記エンジンに圧送し、前記リターン通路は前記主室側に帰還燃料を移送すると共に、前記ジェットポンプの吸入側に前記副室側に開口する移送通路を選択的に開閉可能な第２の弁手段を介して接続し、前記制御手段は前記第１の弁手段と前記第２の弁手段を排他的に開弁制御することを特徴とする。
【０００７】
前記第１の弁手段はキャニスタを介して大気側に連通されていることを特徴とする。
【０００８】
前記燃料タンクは開閉可能に制御される第３の弁手段を介して前記キャニスタに連通するチャージ通路を備え、上記第１の弁手段は上記チャージ通路の第３の弁手段と前記キャニスタの間に連通されていることを特徴とする。
【０００９】
前記エンジンの吸気管と前記キャニスタとを連通するパージ通路と前記パージ通路を選択的に開閉可能な第４の弁手段を備えると共に、前記第１の弁手段は前記パージ通路の前記第４の弁手段と前記キャニスタの間と連通されたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の実施形態について図１〜３を参照して説明する。図１は、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の構成を説明する説明図、図２は、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置において実施されるリーク診断のフローチャート、図３は、図２のフローチャートにしたがってリーク診断を実行した際の蒸発燃料ガス系統における圧力変化を示した説明図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、燃料タンク１０、燃料タンク１０内の燃料をエンジンに移送するフューエルデリバリ系統、エンジンからの帰還燃料を燃料タンク１０に戻すフューエルリターン系統、蒸発燃料を処理する蒸発燃料ガス系統などから主に構成されている。
【００１２】
リヤシート下部に配置固定されるＦＲ車や４ＷＤ車などの燃料タンク１０は、デファレンシャル装置やプロペラシャフトなどを跨ぐために、タンク底部形状が鞍形に形成されており、そのため、燃料タンク１０内は、主、副２室に分かれている。
【００１３】
フューエルデリバリ系統およびフューエルリターン系統について説明すると、主室１０Ａ内（図中右側）に収められたフューエルポンプ１１は、メッシュフィルタ１２から吸入した燃料をデリバリ通路１３を介してエンジン１４に圧送するものであり、エンジン１４に供給された燃料は、ＥＣＵ１５からの制御信号によってエンジン１４の最適な噴射時間・噴射時期に燃料噴射される。そして、エンジン１４からの余分な燃料としてのフューエルリターンは、リターン通路１６を介して燃料タンク１０の主室１０Ａ内に戻される。
【００１４】
燃料タンク１０内におけるリターン通路１６の燃料吐出端には、ジェットポンプ１７が配設されており、エンジン１４からのフューエルリターン流速を利用してジェットポンプ１７内に負圧を発生させ、この負圧により副室１０Ｂ内（図中左側）のメッシュフィルタ１８から吸入した燃料を移送通路１９を介して主室１０Ａ内に移送するようになっている。
【００１５】
燃料タンク１０外における移送通路１９には、大気を供給する吸気口２０が設けられた切換制御弁２１が介設されており、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、大気側を閉弁状態にするとともに副室１０Ｂ側を開弁状態にして、副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、副室１０Ｂ側を閉弁状態にするとともに大気側を開弁状態にして、大気側と主室１０Ａ側とを連通するようになっている。
【００１６】
次に、蒸発燃料ガス系統について説明すると、燃料タンク１０内で発生した蒸発燃料は、チャージ通路２２を介してキャニスタ２３に導かれて、キャニスタ２３内の活性炭に吸着されるようになっている。チャージ通路２２には、通常時、燃料タンク１０内の圧力を一定にするように調整し、余剰の蒸発燃料をキャニスタ２３に導くためのプレッシャコントロールバルブ（以下、ＰＣＶという）２４が、ＥＣＵ１５からのON-OFF制御信号に基づいて開閉弁制御されるように介設されているとともに、燃料タンク１０内の圧力、または、蒸発燃料ガス系統の圧力を検出するとともに検出値をＥＣＵ１５に出力する圧力センサ２５が介設されている。なお、通常時におけるＰＣＶ２４の開弁圧は、たとえば約０．８kPaに設定されている。
【００１７】
キャニスタ２３内に貯えられた蒸発燃料は、エンジン１４が運転状態になると、エンジンブーストにより蒸発燃料ガス系統が負圧にされることにより、キャニスタ２３の新気導入口２９から吸入される新気によってキャニスタ２３内から離脱させられ、エンジン１４のインテークマニホールド２８に吸い込まれるようになっている。ところで、パージ通路２６にはキャニスタパージコントロールバルブ（以下、ＣＰＣという）２７が介設され、このＣＰＣ２７は、ＥＣＵ１５からのON-OFF制御信号に基づいて開閉弁制御されるようになっており、キャニスタ２３側とインテークマニホールド２８側とを連通・遮断可能となっている。
また、キャニスタ２３と新気導入口２９との間には、通常時やパージ中には、開弁状態とされるとともに、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて開弁制御、ON制御信号に基づいて閉弁制御されるドレンバルブ３０が介設されていて、新気導入口２９からの新気の吸入を遮断するようになっている。
【００１８】
次に、本発明の燃料タンク内の圧力診断装置において実施されるリーク診断について図２，３を用いて説明する。
図２，３に示すように、車両走行後、アイドル（アクセル開度０）状態に入ると、蒸発燃料ガス系統における直径φ０．０２インチ（約０．５mm）のリークを検出するためのリーク診断がＥＣＵ１５において開始される。
リーク診断を開始したＥＣＵ１５は、燃料タンク１０内を大気によって加圧するため、切換制御弁２１をON制御信号により大気側と主室１０Ａ側とを連通するとともに、ＰＣＶ２４をOFF制御して閉弁状態とし、さらに、ＣＰＣ２７をOFF制御、ドレンバルブ３０をON制御してそれぞれを閉弁状態とする（ステップ１００）。そのことにより、燃料タンク１０内は、切換制御弁２１の吸気口２０より吸入された大気によって加圧されることとなる。そして、ＥＣＵ１５は、燃料タンク１０内がＰＣＶ２４の開弁圧（ここでは、約０．８kPa）以上に設定されている第１の設定値▲１▼となるまで所定時間（たとえば、約１００〜１３０秒）だけ加圧を継続する。
【００１９】
その後、ＥＣＵ１５では、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼以上となっているか否かの判断がなされる（ステップ１０１）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて検知された燃料タンク１０の内圧が、第１の設定値▲１▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、燃料タンク１０にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２０】
一方、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、リーク診断を行う蒸発燃料ガス系統を一定圧（正圧）の状態に維持するために、切換制御弁２１をOFF制御信号により大気側と主室１０Ａ側とを遮断し、ＰＣＶ２４をON制御信号により開弁状態とし、さらに、ＣＰＣ２７はOFF制御信号、ドレンバルブ３０はON制御信号によりそれぞれを閉弁状態とする（ステップ１０４）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼以上に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ１０５）。なお、第２の設定値▲２▼は、ＰＣＶ２４の開弁圧以上であって、しかも第１の設定値▲１▼以下となるように設定されている。
ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、燃料タンク１０、或いは蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２１】
一方、燃料タンク１０の内圧が第２の設定値▲２▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、エンジンブーストによって燃料タンク１０内、つまり蒸発燃料ガス系統を負圧状態に移行させるため、切換制御弁２１をOFF制御信号で主、副室１０Ａ，１０Ｂを連通状態とするとともに、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７をON制御信号により開弁状態にし，さらに、ドレンバルブ３０はON制御信号で閉弁状態とする（ステップ１０６）。この蒸発燃料ガス系統における負圧状態への移行は、予め設定された第３の設定値▲３▼となるまで継続される。
【００２２】
そして、内部が第３の設定値▲３▼となるように負圧状態に移行された蒸発燃料ガス系統に対して、ＥＣＵ１５では、燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第３の設定値▲３▼に達しているか否かの判断がなされる（ステップ１０７）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて求められた燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が、第３の設定値▲３▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２３】
一方、燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が第３の設定値▲３▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を一定圧（負圧）の状態に維持するために、切換制御弁２１はOFF制御信号で副室側と主室側とを連通させ、ＰＣＶ２４はON制御信号で開弁状態とし、ＣＰＣ２７はOFF制御信号で閉弁状態とし、ドレンバルブ３０はON制御信号で閉弁状態とする（ステップ１０８）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値▲４▼以下に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ１０９）。なお、第４の設定値▲４▼は、第３の設定値▲３▼よりも大となるように設定されている。
ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が第４の設定値よりも大であるとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２４】
一方、燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が第４の設定値▲４▼以下に保持されているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を通常のバルブ制御に復帰させるべく、切換制御弁２１はOFF制御信号で副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通させた状態に維持させ、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７は通常のパージコントロール制御に戻すとともに、ドレンバルブ３０はOFF制御信号で開弁状態とする（ステップ１１０）、その後、ＥＣＵ１５は、リーク診断結果を異常なしと診断してリーク診断を終了する（ステップ１１１）。この診断結果は、ＥＣＵ１５に履歴データとして記憶格納されるとともに、メータパネル内に表示するようにしてユーザに知らせるようにしてもよい。
【００２５】
かかる構成によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成され、エンジン１４からの余剰燃料を燃料タンク１０内に吐出するためのジェットポンプ１７を備えた車両において、副室１０Ｂと主室１０Ａとを連通する移送通路１９に大気と連通する吸気口２０を備えた切換制御弁２１を介設する。そのことにより、ジェットポンプ１７の負圧により吸気口２１から吸入した大気を燃料タンク１０内に送り込むことによって燃料タンク１０内を容易に加圧することができるようになる。そして、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断は、蒸発燃料ガス系統が大気による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態までの間、継続して実施されることにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、別体からなるタンク内加圧用のポンプを取り付ける必要がなくなり、部品点数の削減および作業工程の低減を図ることができるようになる。
【００２６】
なお、本願発明を適用したリーク診断は、タンク底部形状が鞍形に形成されているもののみに限られたものではない。すなわち、図４に示すように、タンク底部形状が鞍形に形成されておらず、ジェットポンプが備えられていないＦＦ車などの燃料タンク４０の場合には、リターン通路１６の燃料吐出端部にジェットポンプ４１を備えるようにするとともに、ジェットポンプ４１に大気と連通する移送通路４２を接続し、さらに、ＥＣＵ１５のON-OFF制御信号によって移送通路４２を開閉制御する切換制御弁４３を介設する。その構成により、燃料タンク４０内を加圧する場合は、ＥＣＵ１５により切換弁を開弁制御して、フューエルリターンがジェットポンプ４１を通過する際の負圧により移送通路４２の開口端から大気を燃料タンク４０内に吸入させる。その後、ＥＣＵ１５が、図２のフローチャートにしたがって各制御バルブ２４，２７，２９および４３を適宜開閉制御することによって、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断を実施する。
【００２７】
かかる構成によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成されておらず、しかもジェットポンプが備えられていない車両において、エンジン１４からの余剰燃料を燃料タンク４０内に吐出するリターン通路１６の吐出端部にジェットポンプを備えるとともに、このジェットポンプ４１に大気と連通する移送通路４２と、移送通路４２を開閉制御する切換制御弁４３とを備えるようにする。そのことにより、簡素な構成部材によって燃料タンク４０内を大気によって容易に加圧することができるとともに、蒸発燃料ガス系統を大気による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態に移行させる間にリーク診断を行うことにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、ジェットポンプ４１は、特別な動力が不要かつ可動部品が無い事から安値かつ信頼性が高く、さらに燃料タンク４０内に配置されることとなるので、取付場所が限定されることがなく、配置性を良好とすることができる。
【００２８】
また、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、図１に示したところの、燃料タンク１０外における移送通路１９に大気を供給する吸気口２０を備えた切換制御弁２１を介設するようにした構成の代わりに、図５に示すように、燃料タンク１０外における移送通路１９に、ＰＣＶ２４よりもキャニスタ２３寄りのチャージ通路２２から分岐されたバイパス通路５０と接続された切換制御弁５１を介設し、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、キャニスタ２３側を閉弁状態にするとともに副室１０Ｂ側を開弁状態にして、副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、副室１０Ｂ側を閉弁状態にするとともにキャニスタ２３側を開弁状態にして、キャニスタ２３側と主室１０Ａ側とを連通するように構成してもよい。
【００２９】
さらに、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、図１に示した構成に代えて、図６に示すように、燃料タンク１０外における移送通路１９に、ＣＰＣ２７よりもキャニスタ２３寄りのパージ通路２６から分岐されたバイパス通路６０と接続された切換制御弁６１を介設し、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、パージ通路２６側を閉弁状態にするとともに副室１０Ｂ側を開弁状態にして、副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、副室１０Ｂ側を閉弁状態にするとともにパージ通路２６側を開弁状態にして、パージ通路２６側と主室１０Ａ側とを連通するように構成してもよい。
【００３０】
さらにまた、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、図１に示した構成に代えて、図７に示すように、ＰＣＶ２４よりもキャニスタ２３寄りのチャージ通路２２に切換制御弁７１を介設するとともに、切換制御弁７１と燃料タンク１０外における移送通路１９とを連通するバイパス通路７０を接続するように構成してもよい。そして、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、切換制御弁７１は、バイパス通路７０側を閉弁状態にするとともにキャニスタ２３側とＰＣＶ２４側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、ＰＣＶ２４側を閉弁状態にするとともにキャニスタ２３側とバイパス通路７０側とを連通させる。
【００３１】
次に、図５〜７に示した燃料タンク内の圧力診断装置において実施されるリーク診断について図８のフローチャートにしたがって説明する。
図８に示すように、車両走行後、アイドル（アクセル開度０）状態に入ると、最新のＯＢＤ−II規制にしたがって、蒸発燃料ガス系統における直径φ０．０２インチ（約０．５mm）のリークを検出するためのリーク診断がＥＣＵ１５において開始される。
リーク診断を開始したＥＣＵ１５は、フューエルリターンによってジェットポンプ１７内に負圧が発生したことを圧力センサ２５の出力値に基づいて検知すると、燃料タンク１０内を蒸発燃料によって加圧するため、切換制御弁５１（６１，７１）をON制御信号によりキャニスタ２３側と主室１０Ａ側とを連通するとともに、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７をOFF制御して閉弁状態とし、さらに、ドレンバルブ３０をOFF制御して開弁状態とする（ステップ２００）。そのことにより、燃料タンク１０内は、切換制御弁５１（６１，７１）を介してキャニスタ２３から吸入された蒸発燃料によって加圧される。そして、ＥＣＵ１５は、燃料タンク１０内がＰＣＶ２４の開弁圧（ここでは、約０．８kPa）以上に設定されている第１の設定値▲１▼となるまで所定時間（たとえば、約１００〜１３０秒）だけ加圧を継続する。
【００３２】
その後、ＥＣＵ１５では、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼以上となっているか否かの判断がなされる（ステップ２０１）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて検知された燃料タンク１０の内圧が、第１の設定値▲１▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３３】
一方、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、リーク診断を行う蒸発燃料ガス系統を一定圧（正圧）の状態に維持するために、切換制御弁５１（６１，７１）をOFF制御信号により副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通し、ＰＣＶ２４をON制御信号により開弁状態とし、さらに、ＣＰＣ２７はOFF制御信号、ドレンバルブ３０はON制御信号によりそれぞれを閉弁状態とする（ステップ２０４）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼以上に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ２０５）。なお、第２の設定値▲２▼は、ＰＣＶ２４の開弁圧以上であって、しかも第１の設定値▲１▼以下となるように設定されている。
ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３４】
一方、蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、エンジンブーストによって蒸発燃料ガス系統を負圧状態に移行させるため、切換制御弁５１（６１，７１）をOFF制御信号で主、副室を連通状態とするとともに、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７をON制御信号により開弁状態にし，さらに、ドレンバルブ３０はON制御信号で閉弁状態とする（ステップ２０６）。この蒸発燃料ガス系統における負圧状態への移行は、予め設定された第３の設定値▲３▼となるまで継続される。
【００３５】
そして、内部が第３の設定値▲３▼となるように負圧状態に移行された蒸発燃料ガス系統に対して、ＥＣＵ１５では、蒸発燃料ガス系統の内圧が第３の設定値▲３▼に達しているか否かの判断がなされる（ステップ２０７）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて求められた蒸発燃料ガス系統の内圧が、第３の設定値▲３▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３６】
一方、蒸発燃料ガス系統の内圧が第３の設定値▲３▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を一定圧（負圧）の状態に維持するために、切換制御弁５１（６１，７１）はOFF制御信号で副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通させ、ＰＣＶ２４はON制御信号で開弁状態とし、ＣＰＣ２７はOFF制御信号で、ドレンバルブ３０はON制御信号でそれぞれ閉弁状態とする（ステップ２０８）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値▲４▼以下に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ２０９）。なお、第４の設定値▲４▼は、第３の設定値▲３▼よりも大となるように設定されている。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値よりも大であるとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３７】
一方、蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値▲４▼以下に保持されているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を通常のバルブ制御に復帰させるべく、切換制御弁２１はOFF制御信号で副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通させた状態に維持させ、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７は通常のパージコントロール制御に戻すとともに、ドレンバルブ３０はOFF制御信号で開弁状態とする（ステップ２１０）、その後、ＥＣＵ１５は、リーク診断結果を異常なしと診断してリーク診断を終了する（ステップ２１１）。この診断結果は、ＥＣＵ１５に履歴データとして記憶格納されるとともに、メータパネル内に表示するようにしてユーザに知らせるようにしてもよい。
【００３８】
かかる構成によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成され、エンジン１４からの余剰燃料を燃料タンク１０内に吐出するためのジェットポンプ１７を備えた車両において、副室１０Ｂと主室１０Ａとを連通する移送通路１９に、チャージ通路２２と連通する切換制御弁５１、或いはパージ通路２６と連通する切換制御弁６１を介設する。または、チャージ通路２２に介設された切換制御弁７１と移送通路１９とを接続する。そのことにより、ジェットポンプ１７の負圧によりキャニスタ２３内の蒸発燃料を燃料タンク１０内に送り込むことによって燃料タンク１０内を容易に加圧することができるようになる。そして、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断は、蒸発燃料ガス系統が蒸発燃料による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態までの間、継続して実施されることにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、燃料タンク１０内を蒸発燃料によって加圧することによってキャニスタ２３の蒸発燃料吸着性能を維持することができるようになるとともに、別体からなるタンク内加圧用のポンプを取り付ける必要がなくなり、部品点数の削減および作業工程の低減を図ることができるようになる。
【００３９】
その結果、大気へのHCの排出を未然に抑止することができるとともに、排出量を低減することによって、環境の保全およびユーザの保護を強化することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の燃料タンク内の圧力制御装置によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成され、エンジンからの余剰燃料を燃料タンク内に吐出するためのジェットポンプを備えた車両において、副室側と主室側とを連通する移送通路に大気と連通する吸気口を備えた切換制御弁を介設する。そのため、ジェットポンプの負圧により吸気口から吸入した大気を燃料タンク内に送り込むことによって燃料タンク内を容易に加圧することができるようになる。そして、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断は、蒸発燃料ガス系統が大気による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態までの間、継続して実施されることにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、別体からなるタンク内加圧用のポンプを取り付ける必要がなくなり、部品点数の削減および作業工程の低減を図ることができるようになる。そのことにより、最新の規制強化にともなって蒸発燃料ガス系統のエバポリークを確実に検出するとともに、エバポリークの検出精度の向上および診断時間の短縮、診断頻度の増加を図ることが可能な燃料タンク内の圧力制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の構成を説明する説明図である。
【図２】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置において実施されるリーク診断のフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートにしたがってリーク診断を実行した際の蒸発燃料ガス系統における圧力変化を示した説明図である。
【図４】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置を鞍形ではない燃料タンクに適用した構成例を説明する説明図である。
【図５】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の別の構成例を説明する説明図である。
【図６】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の別の構成例を説明する説明図である。
【図７】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の別の構成例を説明する説明図である。
【図８】図５〜７に示した燃料タンク内の圧力制御装置において実施されるリーク診断のフローチャートである。
【図９】従来の車両に備えられている燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１０Ａ，１０Ｂ 主室，副室
１１ フューエルポンプ
１３ デリバリ通路
１４ エンジン
１５ ＥＣＵ
１６ リターン通路
１９ 移送通路
２０ 吸気口
２１，５１，６１，７１ 切換制御弁
２２ チャージ通路
２３ キャニスタ
２４ プレッシャコントロールバルブ（ＰＣＶ）
２５ 圧力センサ
２６ パージ通路
２７ キャニスタパージコントロールバルブ（ＣＰＣ）
２９ 新気導入口
３０ ドレンバルブ
５０，６０，７０ バイパス通路
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の燃料タンク内の圧力制御装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、自動車には、図９に示すように、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料（エバポ）が大気中に放出されるのを防止するため、蒸発燃料をキャニスタ２へ流入させてキャニスタ２内に収容された活性炭内に吸着させておき、エンジン３の運転状態になるとコントロールユニット（図示略）がパージライン４のチェックバルブ５をデューティ制御して開き、キャニスタ２の新気導入口６から入る新気で蒸発燃料をキャニスタ２内の活性炭から離脱させてインテークマニホールド７に吸い込ませて燃焼させ、ＨＣ（炭化水素）の排出を抑制するようにした燃料蒸発ガス排出抑止装置が設けられている。
【０００３】
しかしながら、燃料タンク１とエアブリーザライン８との接合部のシールが不良になったり、燃料タンク１やパージライン４などの蒸発燃料ガス系統にリークが発生していたりすると、蒸発燃料が大気中に放出されてしまう。そこで、現在米国において実施されている自動車排出ガスに関する規制は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの規制値を含めてすべて大気汚染防止法に基づいてＥＰＡ（米国環境保護庁）またはＣＡＲＢ（カリフォルニア州大気資源局）が定めており、蒸発燃料のリークが許容値以下であるか否かを判断して、許容値を超える場合には対策を施し、蒸発燃料の大気中への放出を未然に防止する北米ＯＢＤ−IIエバポリーク診断が提案されている。この北米ＯＢＤ−IIエバポリーク診断に対し、従来は、エンジンブーストによる負圧診断、或いは後付けポンプによる正圧診断によってエバポリーク診断を実施してリークを検出しているが、最新の規制強化にともなってエバポリークの検出精度の向上および診断時間の短縮（診断頻度の増加）が求められている。
【０００４】
そこで、この発明は、上述したような従来のエンジンブーストによる負圧診断、或いは後付けポンプによる正圧診断が有している問題点を解決するためになされたものであって、蒸発燃料ガス系統のエバポリークを確実に検出するとともに、エバポリークの検出精度の向上および診断時間の短縮、診断頻度の増加を図ることが可能な燃料タンク内の圧力制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、エンジンに供給するための燃料を貯蔵する燃料タンクと、前記エンジンに前記燃料を圧送するためのフューエルポンプと、前記フューエルポンプから前記エンジンへ前記燃料を移送するデリバリ通路と、前記エンジンからの帰還燃料を前記燃料タンクに移送するリターン通路と、を備えた自動車の燃料装置において、前記リターン通路にジェットポンプを備え、前記ジェットポンプには移送通路を介して吸入側と大気側とに切換可能な第１の弁手段が設けられ、前記第１の弁手段を開弁状態にして前記大気側より吸引された大気を前記ジェットポンプにより燃料タンク内に導入することにより、前記燃料タンク内を大気によって所望の圧力まで加圧する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
前記燃料タンクは主、副２室に分かれており、前記フューエルポンプは前記主室側の燃料を吸入して前記デリバリ通路を介して前記エンジンに圧送し、前記リターン通路は前記主室側に帰還燃料を移送すると共に、前記ジェットポンプの吸入側に前記副室側に開口する移送通路を選択的に開閉可能な第２の弁手段を介して接続し、前記制御手段は前記第１の弁手段と前記第２の弁手段を排他的に開弁制御することを特徴とする。
【０００７】
前記第１の弁手段はキャニスタを介して大気側に連通されていることを特徴とする。
【０００８】
前記燃料タンクは開閉可能に制御される第３の弁手段を介して前記キャニスタに連通するチャージ通路を備え、上記第１の弁手段は上記チャージ通路の第３の弁手段と前記キャニスタの間に連通されていることを特徴とする。
【０００９】
前記エンジンの吸気管と前記キャニスタとを連通するパージ通路と前記パージ通路を選択的に開閉可能な第４の弁手段を備えると共に、前記第１の弁手段は前記パージ通路の前記第４の弁手段と前記キャニスタの間と連通されたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の実施形態について図１〜３を参照して説明する。図１は、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の構成を説明する説明図、図２は、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置において実施されるリーク診断のフローチャート、図３は、図２のフローチャートにしたがってリーク診断を実行した際の蒸発燃料ガス系統における圧力変化を示した説明図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、燃料タンク１０、燃料タンク１０内の燃料をエンジンに移送するフューエルデリバリ系統、エンジンからの帰還燃料を燃料タンク１０に戻すフューエルリターン系統、蒸発燃料を処理する蒸発燃料ガス系統などから主に構成されている。
【００１２】
リヤシート下部に配置固定されるＦＲ車や４ＷＤ車などの燃料タンク１０は、デファレンシャル装置やプロペラシャフトなどを跨ぐために、タンク底部形状が鞍形に形成されており、そのため、燃料タンク１０内は、主、副２室に分かれている。
【００１３】
フューエルデリバリ系統およびフューエルリターン系統について説明すると、主室１０Ａ内（図中右側）に収められたフューエルポンプ１１は、メッシュフィルタ１２から吸入した燃料をデリバリ通路１３を介してエンジン１４に圧送するものであり、エンジン１４に供給された燃料は、ＥＣＵ１５からの制御信号によってエンジン１４の最適な噴射時間・噴射時期に燃料噴射される。そして、エンジン１４からの余分な燃料としてのフューエルリターンは、リターン通路１６を介して燃料タンク１０の主室１０Ａ内に戻される。
【００１４】
燃料タンク１０内におけるリターン通路１６の燃料吐出端には、ジェットポンプ１７が配設されており、エンジン１４からのフューエルリターン流速を利用してジェットポンプ１７内に負圧を発生させ、この負圧により副室１０Ｂ内（図中左側）のメッシュフィルタ１８から吸入した燃料を移送通路１９を介して主室１０Ａ内に移送するようになっている。
【００１５】
燃料タンク１０外における移送通路１９には、大気を供給する吸気口２０が設けられた切換制御弁２１が介設されており、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、大気側を閉弁状態にするとともに副室１０Ｂ側を開弁状態にして、副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、副室１０Ｂ側を閉弁状態にするとともに大気側を開弁状態にして、大気側と主室１０Ａ側とを連通するようになっている。
【００１６】
次に、蒸発燃料ガス系統について説明すると、燃料タンク１０内で発生した蒸発燃料は、チャージ通路２２を介してキャニスタ２３に導かれて、キャニスタ２３内の活性炭に吸着されるようになっている。チャージ通路２２には、通常時、燃料タンク１０内の圧力を一定にするように調整し、余剰の蒸発燃料をキャニスタ２３に導くためのプレッシャコントロールバルブ（以下、ＰＣＶという）２４が、ＥＣＵ１５からのON-OFF制御信号に基づいて開閉弁制御されるように介設されているとともに、燃料タンク１０内の圧力、または、蒸発燃料ガス系統の圧力を検出するとともに検出値をＥＣＵ１５に出力する圧力センサ２５が介設されている。なお、通常時におけるＰＣＶ２４の開弁圧は、たとえば約０．８kPaに設定されている。
【００１７】
キャニスタ２３内に貯えられた蒸発燃料は、エンジン１４が運転状態になると、エンジンブーストにより蒸発燃料ガス系統が負圧にされることにより、キャニスタ２３の新気導入口２９から吸入される新気によってキャニスタ２３内から離脱させられ、エンジン１４のインテークマニホールド２８に吸い込まれるようになっている。ところで、パージ通路２６にはキャニスタパージコントロールバルブ（以下、ＣＰＣという）２７が介設され、このＣＰＣ２７は、ＥＣＵ１５からのON-OFF制御信号に基づいて開閉弁制御されるようになっており、キャニスタ２３側とインテークマニホールド２８側とを連通・遮断可能となっている。
また、キャニスタ２３と新気導入口２９との間には、通常時やパージ中には、開弁状態とされるとともに、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて開弁制御、ON制御信号に基づいて閉弁制御されるドレンバルブ３０が介設されていて、新気導入口２９からの新気の吸入を遮断するようになっている。
【００１８】
次に、本発明の燃料タンク内の圧力診断装置において実施されるリーク診断について図２，３を用いて説明する。
図２，３に示すように、車両走行後、アイドル（アクセル開度０）状態に入ると、蒸発燃料ガス系統における直径φ０．０２インチ（約０．５mm）のリークを検出するためのリーク診断がＥＣＵ１５において開始される。
リーク診断を開始したＥＣＵ１５は、燃料タンク１０内を大気によって加圧するため、切換制御弁２１をON制御信号により大気側と主室１０Ａ側とを連通するとともに、ＰＣＶ２４をOFF制御して閉弁状態とし、さらに、ＣＰＣ２７をOFF制御、ドレンバルブ３０をON制御してそれぞれを閉弁状態とする（ステップ１００）。そのことにより、燃料タンク１０内は、切換制御弁２１の吸気口２０より吸入された大気によって加圧されることとなる。そして、ＥＣＵ１５は、燃料タンク１０内がＰＣＶ２４の開弁圧（ここでは、約０．８kPa）以上に設定されている第１の設定値▲１▼となるまで所定時間（たとえば、約１００〜１３０秒）だけ加圧を継続する。
【００１９】
その後、ＥＣＵ１５では、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼以上となっているか否かの判断がなされる（ステップ１０１）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて検知された燃料タンク１０の内圧が、第１の設定値▲１▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、燃料タンク１０にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２０】
一方、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、リーク診断を行う蒸発燃料ガス系統を一定圧（正圧）の状態に維持するために、切換制御弁２１をOFF制御信号により大気側と主室１０Ａ側とを遮断し、ＰＣＶ２４をON制御信号により開弁状態とし、さらに、ＣＰＣ２７はOFF制御信号、ドレンバルブ３０はON制御信号によりそれぞれを閉弁状態とする（ステップ１０４）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼以上に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ１０５）。なお、第２の設定値▲２▼は、ＰＣＶ２４の開弁圧以上であって、しかも第１の設定値▲１▼以下となるように設定されている。
ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、燃料タンク１０、或いは蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２１】
一方、燃料タンク１０の内圧が第２の設定値▲２▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、エンジンブーストによって燃料タンク１０内、つまり蒸発燃料ガス系統を負圧状態に移行させるため、切換制御弁２１をOFF制御信号で主、副室１０Ａ，１０Ｂを連通状態とするとともに、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７をON制御信号により開弁状態にし，さらに、ドレンバルブ３０はON制御信号で閉弁状態とする（ステップ１０６）。この蒸発燃料ガス系統における負圧状態への移行は、予め設定された第３の設定値▲３▼となるまで継続される。
【００２２】
そして、内部が第３の設定値▲３▼となるように負圧状態に移行された蒸発燃料ガス系統に対して、ＥＣＵ１５では、燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第３の設定値▲３▼に達しているか否かの判断がなされる（ステップ１０７）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて求められた燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が、第３の設定値▲３▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２３】
一方、燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が第３の設定値▲３▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を一定圧（負圧）の状態に維持するために、切換制御弁２１はOFF制御信号で副室側と主室側とを連通させ、ＰＣＶ２４はON制御信号で開弁状態とし、ＣＰＣ２７はOFF制御信号で閉弁状態とし、ドレンバルブ３０はON制御信号で閉弁状態とする（ステップ１０８）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値▲４▼以下に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ１０９）。なお、第４の設定値▲４▼は、第３の設定値▲３▼よりも大となるように設定されている。
ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が第４の設定値よりも大であるとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ１０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ１０３）。
【００２４】
一方、燃料タンク１０の内圧（蒸発燃料ガス系統の内圧）が第４の設定値▲４▼以下に保持されているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を通常のバルブ制御に復帰させるべく、切換制御弁２１はOFF制御信号で副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通させた状態に維持させ、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７は通常のパージコントロール制御に戻すとともに、ドレンバルブ３０はOFF制御信号で開弁状態とする（ステップ１１０）、その後、ＥＣＵ１５は、リーク診断結果を異常なしと診断してリーク診断を終了する（ステップ１１１）。この診断結果は、ＥＣＵ１５に履歴データとして記憶格納されるとともに、メータパネル内に表示するようにしてユーザに知らせるようにしてもよい。
【００２５】
かかる構成によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成され、エンジン１４からの余剰燃料を燃料タンク１０内に吐出するためのジェットポンプ１７を備えた車両において、副室１０Ｂと主室１０Ａとを連通する移送通路１９に大気と連通する吸気口２０を備えた切換制御弁２１を介設する。そのことにより、ジェットポンプ１７の負圧により吸気口２１から吸入した大気を燃料タンク１０内に送り込むことによって燃料タンク１０内を容易に加圧することができるようになる。そして、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断は、蒸発燃料ガス系統が大気による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態までの間、継続して実施されることにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、別体からなるタンク内加圧用のポンプを取り付ける必要がなくなり、部品点数の削減および作業工程の低減を図ることができるようになる。
【００２６】
なお、本願発明を適用したリーク診断は、タンク底部形状が鞍形に形成されているもののみに限られたものではない。すなわち、図４に示すように、タンク底部形状が鞍形に形成されておらず、ジェットポンプが備えられていないＦＦ車などの燃料タンク４０の場合には、リターン通路１６の燃料吐出端部にジェットポンプ４１を備えるようにするとともに、ジェットポンプ４１に大気と連通する移送通路４２を接続し、さらに、ＥＣＵ１５のON-OFF制御信号によって移送通路４２を開閉制御する切換制御弁４３を介設する。その構成により、燃料タンク４０内を加圧する場合は、ＥＣＵ１５により切換弁を開弁制御して、フューエルリターンがジェットポンプ４１を通過する際の負圧により移送通路４２の開口端から大気を燃料タンク４０内に吸入させる。その後、ＥＣＵ１５が、図２のフローチャートにしたがって各制御バルブ２４，２７，２９および４３を適宜開閉制御することによって、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断を実施する。
【００２７】
かかる構成によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成されておらず、しかもジェットポンプが備えられていない車両において、エンジン１４からの余剰燃料を燃料タンク４０内に吐出するリターン通路１６の吐出端部にジェットポンプを備えるとともに、このジェットポンプ４１に大気と連通する移送通路４２と、移送通路４２を開閉制御する切換制御弁４３とを備えるようにする。そのことにより、簡素な構成部材によって燃料タンク４０内を大気によって容易に加圧することができるとともに、蒸発燃料ガス系統を大気による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態に移行させる間にリーク診断を行うことにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、ジェットポンプ４１は、特別な動力が不要かつ可動部品が無い事から安値かつ信頼性が高く、さらに燃料タンク４０内に配置されることとなるので、取付場所が限定されることがなく、配置性を良好とすることができる。
【００２８】
また、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、図１に示したところの、燃料タンク１０外における移送通路１９に大気を供給する吸気口２０を備えた切換制御弁２１を介設するようにした構成の代わりに、図５に示すように、燃料タンク１０外における移送通路１９に、ＰＣＶ２４よりもキャニスタ２３寄りのチャージ通路２２から分岐されたバイパス通路５０と接続された切換制御弁５１を介設し、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、キャニスタ２３側を閉弁状態にするとともに副室１０Ｂ側を開弁状態にして、副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、副室１０Ｂ側を閉弁状態にするとともにキャニスタ２３側を開弁状態にして、キャニスタ２３側と主室１０Ａ側とを連通するように構成してもよい。
【００２９】
さらに、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、図１に示した構成に代えて、図６に示すように、燃料タンク１０外における移送通路１９に、ＣＰＣ２７よりもキャニスタ２３寄りのパージ通路２６から分岐されたバイパス通路６０と接続された切換制御弁６１を介設し、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、パージ通路２６側を閉弁状態にするとともに副室１０Ｂ側を開弁状態にして、副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、副室１０Ｂ側を閉弁状態にするとともにパージ通路２６側を開弁状態にして、パージ通路２６側と主室１０Ａ側とを連通するように構成してもよい。
【００３０】
さらにまた、本発明の燃料タンク内の圧力制御装置は、図１に示した構成に代えて、図７に示すように、ＰＣＶ２４よりもキャニスタ２３寄りのチャージ通路２２に切換制御弁７１を介設するとともに、切換制御弁７１と燃料タンク１０外における移送通路１９とを連通するバイパス通路７０を接続するように構成してもよい。そして、ＥＣＵ１５からのOFF制御信号に基づいて、切換制御弁７１は、バイパス通路７０側を閉弁状態にするとともにキャニスタ２３側とＰＣＶ２４側とを連通するか、或いは、ON制御信号に基づいて、ＰＣＶ２４側を閉弁状態にするとともにキャニスタ２３側とバイパス通路７０側とを連通させる。
【００３１】
次に、図５〜７に示した燃料タンク内の圧力診断装置において実施されるリーク診断について図８のフローチャートにしたがって説明する。
図８に示すように、車両走行後、アイドル（アクセル開度０）状態に入ると、最新のＯＢＤ−II規制にしたがって、蒸発燃料ガス系統における直径φ０．０２インチ（約０．５mm）のリークを検出するためのリーク診断がＥＣＵ１５において開始される。
リーク診断を開始したＥＣＵ１５は、フューエルリターンによってジェットポンプ１７内に負圧が発生したことを圧力センサ２５の出力値に基づいて検知すると、燃料タンク１０内を蒸発燃料によって加圧するため、切換制御弁５１（６１，７１）をON制御信号によりキャニスタ２３側と主室１０Ａ側とを連通するとともに、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７をOFF制御して閉弁状態とし、さらに、ドレンバルブ３０をOFF制御して開弁状態とする（ステップ２００）。そのことにより、燃料タンク１０内は、切換制御弁５１（６１，７１）を介してキャニスタ２３から吸入された蒸発燃料によって加圧される。そして、ＥＣＵ１５は、燃料タンク１０内がＰＣＶ２４の開弁圧（ここでは、約０．８kPa）以上に設定されている第１の設定値▲１▼となるまで所定時間（たとえば、約１００〜１３０秒）だけ加圧を継続する。
【００３２】
その後、ＥＣＵ１５では、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼以上となっているか否かの判断がなされる（ステップ２０１）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて検知された燃料タンク１０の内圧が、第１の設定値▲１▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３３】
一方、燃料タンク１０の内圧が第１の設定値▲１▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、リーク診断を行う蒸発燃料ガス系統を一定圧（正圧）の状態に維持するために、切換制御弁５１（６１，７１）をOFF制御信号により副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通し、ＰＣＶ２４をON制御信号により開弁状態とし、さらに、ＣＰＣ２７はOFF制御信号、ドレンバルブ３０はON制御信号によりそれぞれを閉弁状態とする（ステップ２０４）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に燃料タンク１０の内圧、つまり蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼以上に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ２０５）。なお、第２の設定値▲２▼は、ＰＣＶ２４の開弁圧以上であって、しかも第１の設定値▲１▼以下となるように設定されている。
ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３４】
一方、蒸発燃料ガス系統の内圧が第２の設定値▲２▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、エンジンブーストによって蒸発燃料ガス系統を負圧状態に移行させるため、切換制御弁５１（６１，７１）をOFF制御信号で主、副室を連通状態とするとともに、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７をON制御信号により開弁状態にし，さらに、ドレンバルブ３０はON制御信号で閉弁状態とする（ステップ２０６）。この蒸発燃料ガス系統における負圧状態への移行は、予め設定された第３の設定値▲３▼となるまで継続される。
【００３５】
そして、内部が第３の設定値▲３▼となるように負圧状態に移行された蒸発燃料ガス系統に対して、ＥＣＵ１５では、蒸発燃料ガス系統の内圧が第３の設定値▲３▼に達しているか否かの判断がなされる（ステップ２０７）。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて求められた蒸発燃料ガス系統の内圧が、第３の設定値▲３▼に達していないとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３６】
一方、蒸発燃料ガス系統の内圧が第３の設定値▲３▼に達しているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を一定圧（負圧）の状態に維持するために、切換制御弁５１（６１，７１）はOFF制御信号で副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通させ、ＰＣＶ２４はON制御信号で開弁状態とし、ＣＰＣ２７はOFF制御信号で、ドレンバルブ３０はON制御信号でそれぞれ閉弁状態とする（ステップ２０８）。そして、ＥＣＵ１５は、所定時間経過後（たとえば、約１４〜２４秒）に蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値▲４▼以下に保持されているか否かの判断がなされる（ステップ２０９）。なお、第４の設定値▲４▼は、第３の設定値▲３▼よりも大となるように設定されている。ここで、圧力センサ２５の出力値に基づいて蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値よりも大であるとＥＣＵ１５が判断すると、蒸発燃料ガス系統にリークが発生している可能性があるので、リーク診断結果をＮＧとし（ステップ２０２）、メータパネル内の警告灯を点灯させる（ステップ２０３）。
【００３７】
一方、蒸発燃料ガス系統の内圧が第４の設定値▲４▼以下に保持されているとＥＣＵ１５が判断すると、次に、ＥＣＵ１５は、蒸発燃料ガス系統を通常のバルブ制御に復帰させるべく、切換制御弁２１はOFF制御信号で副室１０Ｂ側と主室１０Ａ側とを連通させた状態に維持させ、ＰＣＶ２４およびＣＰＣ２７は通常のパージコントロール制御に戻すとともに、ドレンバルブ３０はOFF制御信号で開弁状態とする（ステップ２１０）、その後、ＥＣＵ１５は、リーク診断結果を異常なしと診断してリーク診断を終了する（ステップ２１１）。この診断結果は、ＥＣＵ１５に履歴データとして記憶格納されるとともに、メータパネル内に表示するようにしてユーザに知らせるようにしてもよい。
【００３８】
かかる構成によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成され、エンジン１４からの余剰燃料を燃料タンク１０内に吐出するためのジェットポンプ１７を備えた車両において、副室１０Ｂと主室１０Ａとを連通する移送通路１９に、チャージ通路２２と連通する切換制御弁５１、或いはパージ通路２６と連通する切換制御弁６１を介設する。または、チャージ通路２２に介設された切換制御弁７１と移送通路１９とを接続する。そのことにより、ジェットポンプ１７の負圧によりキャニスタ２３内の蒸発燃料を燃料タンク１０内に送り込むことによって燃料タンク１０内を容易に加圧することができるようになる。そして、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断は、蒸発燃料ガス系統が蒸発燃料による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態までの間、継続して実施されることにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、燃料タンク１０内を蒸発燃料によって加圧することによってキャニスタ２３の蒸発燃料吸着性能を維持することができるようになるとともに、別体からなるタンク内加圧用のポンプを取り付ける必要がなくなり、部品点数の削減および作業工程の低減を図ることができるようになる。
【００３９】
その結果、大気へのHCの排出を未然に抑止することができるとともに、排出量を低減することによって、環境の保全およびユーザの保護を強化することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の燃料タンク内の圧力制御装置によれば、燃料タンク底部形状が鞍形に形成され、エンジンからの余剰燃料を燃料タンク内に吐出するためのジェットポンプを備えた車両において、副室側と主室側とを連通する移送通路に大気と連通する吸気口を備えた切換制御弁を介設する。そのため、ジェットポンプの負圧により吸気口から吸入した大気を燃料タンク内に送り込むことによって燃料タンク内を容易に加圧することができるようになる。そして、蒸発燃料ガス系統におけるリーク診断は、蒸発燃料ガス系統が大気による正圧状態からエンジンブーストによる負圧状態までの間、継続して実施されることにより、従来では正圧のみ、或いは負圧のみであった蒸発燃料ガス系統のリーク診断よりも検出精度の向上および診断時間の短縮を図ることができるようになる。また、別体からなるタンク内加圧用のポンプを取り付ける必要がなくなり、部品点数の削減および作業工程の低減を図ることができるようになる。そのことにより、最新の規制強化にともなって蒸発燃料ガス系統のエバポリークを確実に検出するとともに、エバポリークの検出精度の向上および診断時間の短縮、診断頻度の増加を図ることが可能な燃料タンク内の圧力制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の構成を説明する説明図である。
【図２】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置において実施されるリーク診断のフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートにしたがってリーク診断を実行した際の蒸発燃料ガス系統における圧力変化を示した説明図である。
【図４】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置を鞍形ではない燃料タンクに適用した構成例を説明する説明図である。
【図５】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の別の構成例を説明する説明図である。
【図６】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の別の構成例を説明する説明図である。
【図７】本発明の燃料タンク内の圧力制御装置の別の構成例を説明する説明図である。
【図８】図５〜７に示した燃料タンク内の圧力制御装置において実施されるリーク診断のフローチャートである。
【図９】従来の車両に備えられている燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１０Ａ，１０Ｂ 主室，副室
１１ フューエルポンプ
１３ デリバリ通路
１４ エンジン
１５ ＥＣＵ
１６ リターン通路
１９ 移送通路
２０ 吸気口
２１，５１，６１，７１ 切換制御弁
２２ チャージ通路
２３ キャニスタ
２４ プレッシャコントロールバルブ（ＰＣＶ）
２５ 圧力センサ
２６ パージ通路
２７ キャニスタパージコントロールバルブ（ＣＰＣ）
２９ 新気導入口
３０ ドレンバルブ
５０，６０，７０ バイパス通路
Claims (5)
- エンジンに供給するための燃料を貯蔵する燃料タンクと、
前記エンジンに前記燃料を圧送するためのフューエルポンプと、
前記フューエルポンプから前記エンジンへ前記燃料を移送するデリバリ通路と、
前記エンジンからの帰還燃料を前記燃料タンクに移送するリターン通路と、を備えた自動車の燃料装置において、
前記リターン通路にジェットポンプを備え、前記ジェットポンプには移送通路を介して吸入側と大気側とに切換可能な第１の弁手段が設けられ、前記第１の弁手段を開弁状態にして前記大気側より吸引された大気を前記ジェットポンプにより燃料タンク内に導入することにより、前記燃料タンク内を大気によって所望の圧力まで加圧する制御手段を備えたことを特徴とする燃料タンク内の圧力制御装置。 - 前記燃料タンクは主、副２室に分かれており、前記フューエルポンプは前記主室側の燃料を吸入して前記デリバリ通路を介して前記エンジンに圧送し、前記リターン通路は前記主室側に帰還燃料を移送すると共に、前記ジェットポンプの吸入側に前記副室側に開口する移送通路を選択的に開閉可能な第２の弁手段を介して接続し、前記制御手段は前記第１の弁手段と前記第２の弁手段を排他的に開弁制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク内の圧力制御装置。
- 前記第１の弁手段はキャニスタを介して大気側に連通されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料タンク内の圧力制御装置。
- 前記燃料タンクは開閉可能に制御される第３の弁手段を介して前記キャニスタに連通するチャージ通路を備え、上記第１の弁手段は上記チャージ通路の第３の弁手段と前記キャニスタの間に連通されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料タンク内の圧力制御装置。
- 前記エンジンの吸気管と前記キャニスタとを連通するパージ通路と前記パージ通路を選択的に開閉可能な第４の弁手段を備えると共に、前記第１の弁手段は前記パージ通路の前記第４の弁手段と前記キャニスタの間と連通されたことを特徴とする請求項３に記載の燃料タンク内の圧力制御装置。
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