JPH06129320A - 燃料タンク内圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャニスタの小型化とともにリーク故障時に
おける大気中への漏れ蒸発燃料量減少を図る。 【構成】 燃料タンク７とキャニスタ３７との間のパー
ジ管に設けられるタンク内圧力調整弁１００のダイアフ
ラム７１は、エンジンが運転状態になると吸気負圧によ
り上昇してスプリング９１のセット荷重を低減させ、エ
ンジンが停止状態になると下降してスプリング９１のセ
ット荷重を増加させる。すると、弁体６３は、エンジン
が運転状態時では低いタンク内圧力Ｐ２を越えると開
き、エンジンが停止状態時では高いタンク内圧力Ｐ２を
越えると開く。このため、エンジンの運転時、リーク故
障が発生しても大量の蒸発燃料が大気中へ流出すること
を極力防止できる。またエンジンの停止時、燃料タンク
７内に発生する蒸発燃料量を減少でき、キャニスタ３７
の小型化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転状態に応じて燃料
タンク内の圧力を調整する燃料タンク内圧力調整装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば特公昭５６−９
０９２３号公報に開示されるように、燃料タンクとキャ
ニスタとの間の配管中にチェック弁を備えたものがあ
る。このチェック弁は、燃料タンク内に蒸発燃料が発生
し、タンク内圧力が所定圧力に達したときに開き、キャ
ニスタへ蒸発燃料を供給している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、燃料タンクとキャニスタとを連通させるタ
ンク内圧力は常に一定に設定されている。このため、設
定されるタンク内圧が高い場合、燃料タンクとチェック
弁との間でリーク故障が発生すると、大気中に多量の蒸
発燃料が放出されてしまう恐れがあった。一方、設定さ
れるタンク内圧が低い場合、キャニスタへ供給される蒸
発燃料量が増大し、キャニスタが大型化してしまうとい
う問題があった。

【０００４】そこで、従来、エンジンの停止状態時には
吸気負圧によって、燃料タンクとキャニスタとを連通さ
せるタンク内圧力を設定し、この設定圧を越えると蒸発
燃料をキャニスタへ供給させ、エンジン運転状態時には
燃料タンクとキャニスタとを常に連通させて、蒸発燃料
をキャニスタへ供給させるものが知られている。

【０００５】しかしながら、上記の従来技術ではエンジ
ンが運転状態にあるときは常に燃料タンクとキャニスタ
とが連通されているため、エンジンからの負圧によって
燃料タンクからの蒸発燃料量が増大してしまう。このた
め、大気中に蒸発燃料を放出しないため、蒸発燃料を大
量にエンジンへ供給すれば空燃比の制御性が悪化してし
まうという問題がある。この問題を防止するために、こ
の増大する蒸発燃料を確実に吸着させるためのキャニス
タを用いねばならないが、これではキャニスタが大型化
してしまうという問題がある。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、キ
ャニスタの小型化とともにリーク故障時における大気中
への漏れ蒸発燃料量減少を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、エンジンが運転状態か、停止状態かを検出
する検出手段と、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を吸
着する蒸発燃料吸着手段と、前記燃料タンクと前記蒸発
燃料吸着手段とを連通させるときの前記燃料タンク内圧
力を、前記検出手段からエンジンが運転状態であること
が検出されたとき、第１の所定圧力に調整し、前記検出
手段からエンジンが停止状態であることが検出されたと
き、前記第１の所定圧力よりも高い第２の所定圧力に調
整する調整手段とを備えたことを特徴とする燃料タンク
内圧力調整装置という技術的手段を採用する。

【０００８】

【作用】以上に述べた本発明の燃料タンク内圧力調整装
置の構成によると、燃料タンクと蒸発燃料吸着手段とを
連通させるときの燃料タンク内圧力は、検出手段からエ
ンジンが運転状態であることが検出されたとき、調整手
段によって第１の所定圧力に調整され、検出手段からエ
ンジンが停止状態であることが検出されたとき、調整手
段によって第１の所定圧力よりも高い第２の所定圧力に
調整される。

【０００９】この第１の所定圧力は第２の所定圧力より
も低く設定されているため、エンジンが運転状態にある
とき、リーク故障が発生しても大量の蒸発燃料が大気中
へ流出することが極力防止される。また、第１の所定圧
力になってはじめて燃料タンクとキャニスタとは連通さ
れるため、この圧力以下では燃料タンクの蒸発燃料がキ
ャニスタへ流入することが防止される。

【００１０】また、第２の所定圧力が第１の所定圧力よ
りも高く設定されているため、エンジンが停止状態にあ
るとき、燃料タンク内に発生する蒸発燃料量は減少され
る。。したがって、キャニスタへ蒸発燃料が過剰に供給
されることが防止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を適用した燃料タンク内圧力調
整装置の実施例を説明する。図１は、本発明の燃料タン
ク内圧力調整装置を備えた内燃機関の構成図である。エ
ンジン１には吸気管２と排気管３とが接続されている。
吸気管２の各シリンダには電磁式の燃料噴射弁４が設け
られるとともに、吸気管２にはスロットル弁５が設けら
れる。さらに、排気管３にはＯ₂ センサ６が設けられ、
同センサ６は排気中の酸素濃度に応じた電気信号を出力
する。

【００１２】上記燃料噴射弁４に燃料を供給する燃料供
給系統は、気密保持可能である燃料タンク７の燃料が燃
料ポンプ８にて燃料フィルタ９を介して各噴射弁４へと
圧送されるとともに、調圧弁１０にて各噴射弁４に供給
される燃料圧力が所定圧力に調整される。

【００１３】燃料タンク７には、パージ管３６が接続さ
れ、このパージ管３６は吸気系のサージタンク３５と連
通される。このパージ管３６の途中には蒸発燃料吸着手
段としてのキャニスタ３７が配設されている。このキャ
ニスタ３７は、吸着材である活性炭を収納し、燃料タン
ク７内で発生する蒸発燃料を吸着する。また、キャニス
タ３７には新気を吸入するための大気開放孔３８が設け
られている。

【００１４】さらに、キャニスタ３７とサージタンク３
５との間のパージ管３６途中にはパージ用電磁弁（以
下、パージ弁という）４０が設けられる。このパージ弁
４０に備えられる弁体４１は、スプリング（図示略）に
より常にシート部４２を開く方向に付勢されるが、コイ
ル４３を励磁することにより弁体４１がシート部４２を
閉じるようになっている。したがって、パージ弁４０の
消磁によりパージ管３６が開き、パージ弁４０の励磁に
よりパージ管３６が閉じるようになっている。

【００１５】また、キャニスタ３７と燃料タンク７との
間のパージ管３６途中には、燃料タンク７内の圧力を調
整するタンク内圧力調整弁１００が設けられている。こ
の調整弁１００の構成については後述する。

【００１６】マイクロコンピュータを内蔵した制御回路
４４は、図示しない各センサからスロットル開度信号
と、エンジン回転数信号と、吸入空気量信号と、冷却水
温信号と、吸気温信号とを入力する。制御回路４４はこ
れらの信号のうちのエンジン回転数信号と吸入空気量信
号とから基本噴射時間を求め、基本噴射時間に対してそ
の他の信号およびＯ₂ センサ６からの信号によって補正
を行い、最終噴射時間を算出する。そして、所定タイミ
ングで、燃料噴射弁４から最終噴射時間によって燃料噴
射を実行する。さらに、制御回路４４はパージ弁４０と
接続され、パージ弁４０を開閉制御する。

【００１７】次に、上記タンク内圧力調整弁１００の構
成を図２に基づいて説明する。図２は、タンク内圧力調
整弁１００の断面図である。この調整弁１００の内部
は、第１ハウジング１２０と第２ハウジング１３０との
間に外周縁が挟まれて固定されるダイアフラム７０によ
って、空気室５０と蒸発燃料室６０とに分割される。さ
らに、この空気室５０は、カバー１１０と第１ハウジン
グ１２０との間に外周縁が挟まれて固定されるダイアフ
ラム７１によって、吸気室５０ａと大気室５０ｂとに分
割される。

【００１８】カバー１１０には、吸気管２のサージタン
ク３５と吸気室５０ａとを連通する吸気ポート５１が形
成されている。また、第１ハウジング１２０には、大気
室５０ｂを大気と連通する大気ポート５２が形成されて
いる。さらに、ダイアフラム７１の吸気室５０ａ側およ
び大気室５０ｂ側にはそれぞれ皿状部材であるストッパ
８０ａおよび８０ｂがリベット５３により固定されてい
る。そして、ストッパ８０ａとカバー１１０との間にス
プリング９０が取り付けられる。このスプリング９０は
吸気管２の負圧が吸気室５０ａに作用したときにたわむ
ように設定される。

【００１９】次に、第２ハウジング１３０には、蒸発燃
料室６０と連通するパージポート６１と、タンクポート
６２とが形成されている。このパージポート６１は、キ
ャニスタ３７側のパージ管３６に連通する。また、タン
クポート６２は燃料タンク７側のパージ管３６に連通す
る。そして、ダイアフラム７０の中央には、弁体６３が
一体に形成される。この弁体６３は、パージポート６１
の蒸発燃料室６０への開口端である第２ハウジング１３
０の弁座６４と当接、離間することによって、蒸発燃料
室６０とパージポート６１とを連通、遮断する。また、
ダイアフラム７０の大気室５０ｂ側には、皿状部材であ
るストッパ８０ｃが固定される。そして、このストッパ
８０ｃと、ダイアフラム７１に固定されたストッパ８０
ｂとの間にスプリング９１が取り付けられる。なお、こ
のスプリング９１のセット荷重はスプリング９０のセッ
ト荷重よりも小さく設定される。また、この弁体６３
は、ストッパ８０ｃが第１ハウジング１２０に形成され
た段部５０ｃの下面に当接する位置まで上昇できる。

【００２０】第２ハウジング下部には、ボール９２、ス
プリング９３、スプリングシート９４によって構成され
るボール弁が設けられている。このボール弁は、燃料タ
ンク７が所定負圧となったとき、ボール９２がスプリン
グ９３に抗して下降することによって、パージポート６
１とタンクポート６２とを連通させるものである。な
お、このボール弁は、スプリング９３を取りかえ、ボー
ル９２へ作用するセット荷重が変更できるようになって
いる。これによって、ボール弁が開くときの燃料タンク
７内の負圧を調整することができる。また、スプリング
シート９４の外周にネジを形成し、このネジによって第
２ハウジング１３０に対するスプリングシート９４の高
さを調節できるようにしてもよい。これにより、スプリ
ング９３のボール９２へ作用するセット荷重を調節で
き、ボール弁が開くときの燃料タンク７内の負圧を調節
することができる。

【００２１】なお、本発明の検出手段は、主にダイアフ
ラム７１、スプリング９０、吸気室５０ａによって構成
され、本発明の調整手段は、主にスプリング９０、スプ
リング９１、弁体６３、ダイアフラム７０によって構成
される。

【００２２】上記調整弁１００の構成によって、吸気室
５０ａへ吸気負圧が作用すると、この吸気負圧と大気室
５０ｂの大気圧との差圧によってダイアフラム７１は、
スプリング９０に抗してカバー１１０の内壁面にストッ
パ８０ａが当接するまで上昇する。すると、スプリング
９１は、ストッパ８０ａの上昇分だけ延びるため、ダイ
アフラム７０へ作用するセット荷重は低減する。

【００２３】一方、吸気室５０ａへ吸気負圧が作用しな
くなり、吸気室５０ａの圧力が大気圧になると、スプリ
ング９０により、ダイアフラム７１はストッパ８０ｂが
第１ハウジング１２０の段部５０ｃの上面と当接するま
で下降する。すると、スプリング９１は、吸気負圧が吸
気室５０ａに作用するときに比べて縮まるため、ダイア
フラム７０へ作用するセット荷重は、吸気負圧が吸気室
５０ａに作用するときよりも増加する。

【００２４】したがって、ダイアフラム７０に作用する
スプリング９１のセット荷重は、吸気負圧が発生するエ
ンジン１の運転状態時には小さく、吸気負圧が発生しな
いエンジン１の停止状態時には大きくなる。このため、
弁体６３が開弁するときの蒸発燃料室６０に連通する燃
料タンク７内圧力は、エンジン１運転状態時には小さく
（このときの圧力をＰ１とする）、エンジン１停止状態
時には大きく（このときの圧力をＰ２とする）設定され
る。

【００２５】以下、本発明の燃料タンク内圧調整装置を
適用した実施例の作用を説明する。通常、調整弁１００
の弁体６３は閉じられており、燃料タンク７内の燃料が
蒸発しはじめると、燃料タンク７内の圧力は上昇する。
ここで、エンジン１が運転状態であるとき、燃料タンク
７内圧力がＰ１を越えると弁体６３は開き、一方、エン
ジン１が停止状態であるとき、燃料タンク７内圧力がＰ
２を越えると弁体６３は開く。このため、タンク７内圧
力は、エンジン１が運転状態のときにはＰ１に保たれ、
エンジン１が停止状態のときにはＰ２に保たれる。そし
て、蒸発燃料はパージポート６１を介してパージ管３６
を通り、キャニスタ３７に吸着される。そして、制御回
路４４より通電信号が送られると、パージ弁４０は開弁
し、蒸発燃料は吸気管２内へ放出される。

【００２６】ここで、上述の如く、燃料タンク７内圧力
Ｐ１、Ｐ２は、Ｐ１よりＰ２の方が大きく設定されてい
る。このため、エンジン１が運転状態にあるとき、燃料
タンク７と調整弁１００との間にリーク故障が発生して
も燃料タンク７内圧力は低い圧力Ｐ１に設定されている
ため、大量の蒸発燃料が大気中へ流出することが極力防
止される。また、エンジン１運転状態時、所定圧力Ｐ１
で燃料タンク７とキャニスタ３７とを連通させるように
したため、この圧力Ｐ１以下では、燃料タンク７からキ
ャニスタ３７へ蒸発燃料が流出することが防止される。
このため、大気開放孔３８から蒸発燃料が大気中へ流出
することを防ぐためにキャニスタ３７を大型化させると
いった不具合を防止できる。また、エンジン運転中に燃
料給油を行っても、圧力Ｐ１以上にならなければ燃料が
キャニスタ３７へ流入しない。このため、燃料給油時
に、燃料タンク７からキャニスタ３７へ燃料が流入し、
キャニスタ３７の吸着材を劣化させるということを防止
できる。

【００２７】また、エンジン１が停止状態にあるとき、
燃料タンク７とキャニスタ３７とを連通させるときのタ
ンク内圧力は、上記の如くＰ２と高く設定されているた
め、燃料タンク７内に蒸発燃料は発生しにくくなり、し
かもＰ２以上にならないと蒸発燃料はキャニスタ３７へ
流入されないため、蒸発燃料がキャニスタ３７へ過剰に
供給されることが防止できる。したがって、キャニスタ
３７に吸着される蒸発燃料量を減少させることができる
ため、キャニスタ３７の小型化を図ることができる。

【００２８】これによって、キャニスタ３７を小型化さ
せることができるとともに、リーク故障時における大気
への漏れ蒸発燃料量を低減することができる。また、燃
料タンク７内温度が下がり蒸発燃料が液化して、燃料タ
ンク７内に負圧が発生した場合、ボール弁９２が開き燃
料タンク７内の圧力を上昇させている。これによって、
燃料タンク７内に発生する負圧により、燃料タンク７が
変形することが防止できる。また、ボール弁９２が開く
ことによって、キャニスタ３７内に残留した蒸発燃料を
再び燃料タンク７内に流入させることができる。これに
よって、キャニスタ３７に残留する蒸発燃料量を低減で
きるため、キャニスタ３７の小型化を図ることができ
る。

【００２９】また、調整弁１００の代わりに図３に示す
ような調整弁２００を使用してもよい。以下、この調整
弁２００の構成を説明する。なお、この調整弁２００の
他のエンジン周りの構成は上記実施例と同様である。

【００３０】この調整弁２００の内部は、カバー３１０
と第１ハウジング３２０との間に外周縁が挟まれて固定
されるダイアフラム弁２６３によって、吸気室２５０と
蒸発燃料室２６０とに分割される。そして、カバー３１
０には、吸気室２５０を吸気管２と連通する吸気ポート
２５１が形成されている。さらに、吸気室２５０内のダ
イアフラム弁２６３とカバー３１０との間には、スプリ
ング２９０が設けられる。このスプリング２９０は、エ
ンジン１が運転状態となり吸気負圧が作用するときたわ
むように設定されている。

【００３１】また、第１ハウジング３２０には、キャニ
スタ３７側のパージ管３６と連通するパージポート２６
１が形成される。このパージポート２６１の蒸発燃料室
２６０への開口端は、ダイアフラム弁２６３の弁座２６
４として作用する。これによって、ダイアフラム弁２６
３は弁座２６４と当接、離間して、蒸発燃料室２６０と
パージポート２６１とを連通、遮断する。

【００３２】また、第１ハウジング３２０の下部に設け
られる第２ハウジング３３０には、燃料タンク７側のパ
ージ管３６と連通するタンクポート２６２が形成され
る。このタンクポート２６２は、蒸発燃料室２６０とパ
ージポート２６１とにそれぞれ連通するように形成され
る。そして、タンクポート２６２と蒸発燃料室２６０と
の間には、第１のボール２１０とスプリング２１１とに
よって構成される第１のボール弁が設けられ、タンクポ
ート２６２とパージポート２６１との間には、第２のボ
ール２２０とスプリング２２１によって構成される第２
のボール弁、および第３のボール２３０とスプリング２
３１とによって構成される第３のボール弁が設けられ
る。

【００３３】この第１のボール弁は、燃料タンク７内圧
力がＰ１を越えるとスプリング２１１に抗して第１のボ
ール２１０が上昇し、蒸発燃料室２６０とタンクポート
２６２とを連通するように設定されている。また、第２
のボール弁は、燃料タンク７内圧力がＰ２を越えるとス
プリング２２１に抗して第２のボール２２０が上昇し、
パージポート２６１とタンクポート２６２とを連通する
ように設定されている。さらに、第３のボール弁は、燃
料タンク７内が所定負圧となったときスプリング２３１
に抗して第３のボール２３０が下降し、パージポート２
６１とタンクポート２６２とを連通するように設定され
ている。

【００３４】なお、上記構成の調整弁２００では、本発
明の検出手段は主にスプリング２９０、ダイアフラム弁
２６３、吸気室２５０で構成され、本発明の調整手段は
主に第１のボール弁（第１のボール２１０、スプリング
２１１）、第２のベール弁（第２のボール２２０、スプ
リング２２１）で構成される。

【００３５】次に、上記構成の調整弁２００の作用を説
明する。エンジン１が運転状態にあるとき、発生する吸
気負圧によってダイアフラム弁２６３が開く。そして、
燃料タンク７内圧力がＰ１を越えると第１のボール弁が
開くため、蒸発燃料は蒸発燃料室２６０を介してパージ
ポート２６１を通り、キャニスタ３７へ流入する。

【００３６】一方、エンジン１が停止状態にあるとき、
吸気負圧は発生しなくなるため、スプリング２９０によ
りダイアフラム弁２６３は閉じる。このため、燃料タン
ク７内の圧力がＰ１を越え第１のボール弁が開いても、
蒸発燃料はパージポート２６１へ流入できない。したが
って、さらにタンク内圧力が上昇し、Ｐ２を越えたとき
に第２のボール弁が開き、蒸発燃料はパージポート２６
１を通り、キャニスタ３７へ流入する。

【００３７】これによって、エンジン１が運転状態にあ
るとき、タンク内圧力を低い圧力Ｐ１に保つことがで
き、エンジン１が停止状態にあるとき、タンク内圧力を
高い圧力Ｐ２に保つことができる。したがって、上述の
実施例と同様に、キャニスタ３７を小型化させることが
できるとともに、リーク故障時における大気への漏れ蒸
発燃料量を低減することができる。

【００３８】また、上述の実施例ではスプリングとダイ
アフラムとによって、エンジンの運転状態および停止状
態に応じたタンク内圧力を設定している。しかし、タン
ク内圧力を検出するセンサを備え、このセンサによって
所定圧となったときに信号を出力し、その出力信号によ
って調整弁を電気的に開閉させるようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明の燃料タンク内圧力調整装置の構
成および作用によると、エンジンが運転状態にあると
き、リーク故障発生時の大気への蒸発燃料流出を抑制で
きる低い第１の所定圧力に燃料タンク内圧力に調整でき
る。さらに、この第１の所定圧力になってはじめて燃料
タンクとキャニスタとが連通されることによって、燃料
タンクからキャニスタへの蒸発燃料流入量を抑制するこ
とができる。

【００４０】また、エンジンが停止状態にあるとき、キ
ャニスタへ蒸発燃料が過剰に供給されることを防止でき
る高い第２の所定圧力に燃料タンク内圧力に調整でき
る。このため、蒸発燃料の発生およびキャニスタへの吸
着量が低減できるため、キャニスタの小型化ができる。

【００４１】したがって、キャニスタの小型化とともに
リーク故障時における大気中への漏れ蒸発燃料量減少を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料タンク内圧力調整装置を備えた内
燃機関の構成図である。

【図２】本発明を適用したタンク内圧力調整弁の断面図
である。

【図３】本発明を適用したタンク内圧力調整弁の他の実
施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ エンジン ７ 燃料タンク ３５ サージタンク ３７ キャニスタ ６３ 弁体 ７０ ダイアフラム ７１ ダイアフラム ９０ スプリング ９１ スプリング １００ タンク内圧力調整弁 ２００ タンク内圧力調整弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンが運転状態か、停止状態かを検
   出する検出手段と、 燃料タンク内に発生する蒸発燃料を吸着する蒸発燃料吸
   着手段と、 前記燃料タンクと前記蒸発燃料吸着手段とを連通させる
   ときの前記燃料タンク内圧力を、前記検出手段からエン
   ジンが運転状態であることが検出されたとき、第１の所
   定圧力に調整し、前記検出手段からエンジンが停止状態
   であることが検出されたとき、前記第１の所定圧力より
   も高い第２の所定圧力に調整する調整手段とを備えたこ
   とを特徴とする燃料タンク内圧力調整装置。