(57)【要約】【課題】給油中の通気抵抗を低減させて燃料注入時の満タンに至る前の不要なオートストップ機構の作動を防止することができ、更には燃料が過注入されるのを防止することができる燃料蒸気排出防止システムを得る。【解決手段】キャニスタ３２の大気側ポートに負圧ポンプ５０及び封鎖バルブ５２から成るポンプモジュール４６を設け、給油判定スイッチ２６の検出信号によってＥＣＭ５４が給油開始と判定すると、封鎖バルブ５２を開弁すると共に負圧ポンプ５０を作動させて負圧を燃料タンク１６に導入し、通気抵抗を低減させ、給油パイプ１８の液面上昇を抑制することで、オートストップの不要な作動を防止する。また、満タン検知バルブ３８が閉弁されて満タン状態が検出されると、封鎖バルブ５２が閉弁されるので、燃料１４の過注入も防止できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料蒸気に含まれる燃料成分を吸着するキャニスタと、
一端部が燃料タンク内に開放されると共に他端部がキャニスタに連通され、燃料タンク内で発生した燃料蒸気をキャニスタへ送り込む第１ラインと、
一端部がキャニスタに連通されると共に他端部が大気開放され、キャニスタ通過後のエアを大気中に放出する第２ラインと、
を含んで構成された燃料蒸気排出防止システムであって、
前記第２ラインに設けられ、作動することによりキャニスタに負圧を作用させる負圧ポンプと、
給油開始及び給油終了を検出する給油開始終了検出手段と、
給油タンクの内圧を検出する内圧検出手段と、
給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には負圧ポンプを作動させ、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合又は給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には負圧ポンプの作動を停止させる制御手段と、
を有することを特徴とする燃料蒸気排出防止システム。
【請求項２】
前記第２ラインにおけるキャニスタと負圧ポンプとの間には、当該第２ラインを開閉可能な第２ライン開閉弁が設けられており、
前記制御手段は、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には前記第２ライン開閉弁を開弁し、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合には前記第２ライン開閉弁を閉弁し、給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には前記第２ライン開閉弁を再び開弁する、
ことを特徴とする請求項１記載の燃料蒸気排出防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料蒸気に含まれる燃料成分を吸着するキャニスタ、燃料タンク内で発生した燃料蒸気をキャニスタへ送り込む第１ライン、キャニスタ通過後のエアを大気中に放出する第２ラインを含んで構成された燃料蒸気排出防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガソリン車では、ガソリンの揮発性が高いため、燃料タンク及びキャブレタから燃料蒸気が発生する。このため、燃料蒸気がそのまま大気中に排出されるのを防止する目的で、燃料蒸気排出防止システムが搭載されている。この燃料蒸気排出防止システムの主要部を構成するのがキャニスタである。キャニスタには活性炭等が充填されており、燃料タンク等で発生した燃料蒸気を導入することにより、燃料蒸気に含まれる燃料成分が活性炭に吸着されて大気中に排出されるのを防止するようになっている。
【特許文献１】特開平７−２９３３６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２０６０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記キャニスタは一般には通気抵抗になり易く、そのため注入力が低い給油ノズルや燃料タンクに対して給油口の位置が低い車両等では、給油時の燃料の流れよりも通気抵抗の方が大きくなることがあり、その場合、フューエルインレットパイプ内を液面が上昇し、燃料タンクが満タンに至る前に給油ノズルに装備されたオートストップ機構が作動することがある。従って、作業者は燃料タンクが満タンになるまで給油操作を繰り返さなければならなかった。
【０００４】
また、燃料タンクが満タンになった後も少しずつ長時間給油作業を続けると、予め設定された満タン位置以上に燃料が給油されてしまう。その場合、カットオフバルブが燃料によって閉弁し圧抜き経路が遮断されて燃料タンク内の圧力制御が出来なくなったり、或いは車両走行時等に燃料タンク内からキャニスタ側へ燃料が洩れ、キャニスタ内にある活性炭の吸着性能が低下するといった不具合が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、給油中の通気抵抗を低減させて燃料注入時の満タンに至る前の不要なオートストップ機構の作動を防止することができ、更には燃料が過注入されるのを防止することができる燃料蒸気排出防止システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る燃料蒸気排出防止システムは、燃料蒸気に含まれる燃料成分を吸着するキャニスタと、一端部が燃料タンク内に開放されると共に他端部がキャニスタに連通され、燃料タンク内で発生した燃料蒸気をキャニスタへ送り込む第１ラインと、一端部がキャニスタに連通されると共に他端部が大気開放され、キャニスタ通過後のエアを大気中に放出する第２ラインと、を含んで構成された燃料蒸気排出防止システムであって、前記第２ラインに設けられ、作動することによりキャニスタに負圧を作用させる負圧ポンプと、給油開始及び給油終了を検出する給油開始終了検出手段と、給油タンクの内圧を検出する内圧検出手段と、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には負圧ポンプを作動させ、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合又は給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には負圧ポンプの作動を停止させる制御手段と、を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明に係る燃料蒸気排出防止システムは、請求項１記載の発明において、前記第２ラインにおけるキャニスタと負圧ポンプとの間には、当該第２ラインを開閉可能な第２ライン開閉弁が設けられており、前記制御手段は、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には前記第２ライン開閉弁を開弁し、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合には前記第２ライン開閉弁を閉弁し、給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には前記第２ライン開閉弁を再び開弁する、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の本発明によれば、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出されると、制御手段によって第２ラインに設けられた負圧ポンプが作動される。このため、キャニスタ及びキャニスタと燃料タンクを繋いでいる第１ラインに負圧が導入される。従って、給油中の通気抵抗が低減され、燃料タンク内で発生した燃料蒸気は第１ラインを通ってキャニスタにスムーズに流れ込み、当該キャニスタによって燃料蒸気中の燃料成分が吸着されて除去される。これにより、給油パイプ内を液面が上昇するのを防止することができ、燃料タンクが満タン状態となる前に、給油ノズル内に設けられたオートストップ機構が作動して不必要に（即ち、不要な場合にまで）給油停止状態になるのを避けることができる。
【０００９】
なお、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合又は給油開始終了手段によって給油終了状態が検出された場合には、制御手段によって負圧ポンプの作動が停止される。従って、それ以降は負圧は導入されない。
【００１０】
請求項２記載の本発明によれば、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には、制御手段によって第２ラインにおけるキャニスタと負圧ポンプとの間に設けられた第２ライン開閉弁が開弁される。従って、負圧ポンプの負圧を燃料タンクに導入することができる。その後、内圧検出手段によって満タン状態が検出されると、第２ライン開閉弁が閉弁される。このため、燃料タンク内へそれ以上の燃料を注入しようとしても、燃料蒸気が逃げる第２ラインが遮断されているため、給油パイプ内の液面が上昇し、追加給油することはできなくなる。さらに、給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には、制御手段によって第２ライン開閉弁が再び開弁される。このため、第２ラインを介した大気との通気が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の本発明に係る燃料蒸気排出防止システムは、燃料蒸気に含まれる燃料成分を吸着するキャニスタと、一端部が燃料タンク内に開放されると共に他端部がキャニスタに連通され、燃料タンク内で発生した燃料蒸気をキャニスタへ送り込む第１ラインと、一端部がキャニスタに連通されると共に他端部が大気開放され、キャニスタ通過後のエアを大気中に放出する第２ラインと、を含んで構成された燃料蒸気排出防止システムにおいて、第２ラインに設けられ、作動することによりキャニスタに負圧を作用させる負圧ポンプと、給油開始及び給油終了を検出する給油開始終了検出手段と、給油タンクの内圧を検出する内圧検出手段と、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には負圧ポンプを作動させ、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合又は給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には負圧ポンプの作動を停止させる制御手段と、を有するので、給油中の通気抵抗を低減させて燃料注入時の満タンに至る前の不要なオートストップ機構の作動を防止することができるという優れた効果を有する。
【００１２】
請求項２記載の本発明に係る燃料蒸気排出防止システムは、請求項１記載の発明において、第２ラインにおけるキャニスタと負圧ポンプとの間に当該第２ラインを開閉可能な第２ライン開閉弁を設け、制御手段は、給油開始終了検出手段によって給油開始状態が検出された場合には第２ライン開閉弁を開弁し、内圧検出手段によって満タン状態が検出された場合には第２ライン開閉弁を閉弁し、給油開始終了検出手段によって給油終了状態が検出された場合には第２ライン開閉弁を再び開弁する構成としたので、燃料の過注入を防止することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る燃料蒸気排出防止システムの一実施形態について説明する。
【００１４】
図１には、本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システム１０を含んで構成された燃料システム１２の全体構成図が示されている。この図に示されるように、燃料システム１２は、燃料１４を貯留する箱体形状の燃料タンク１６を備えている。燃料タンク１６の上部側面には、給油パイプ１８の一端部が貫通状態で開放されている。給油パイプ１８の他端部は、キャップ２０が装着された状態で車体側部の所定位置に配設されたフューエルリッド２２に臨む位置に配置されている。なお、給油パイプ１８には、これに沿うように循環用ライン２４が設定されている。
【００１５】
上記フューエルリッド２２のヒンジ側には、フューエルリッド２２の開閉状態を検出する給油開始終了検出手段としての給油判定スイッチ２６が配設されている。なお、本実施形態では、給油開始終了検出手段としてフューエルリッド２２の開閉状態を検出する給油判定スイッチ２６を用いたが、これに限らず、給油パイプ１８の他端部にキャップ２０が装着されているか否かを検出するセンサを設けて給油開始終了検出手段としてもよいし、給油パイプ１８に給油ノズルが挿入されたか否かを検出するセンサを設けて給油開始終了検出手段としてもよいし、給油開始及び給油終了を検出するすることができるセンサやスイッチ類であればすべて適用可能である。
【００１６】
また、燃料タンク１６の上端面の所定位置には、燃料タンク１６内の内圧を検出する内圧検出手段としての圧力センサ２８が配設されている。圧力センサ２８は燃料タンク１６内の圧力変動を常時後述するＥＣＭ５４に出力して燃料タンク１６の内圧をモニタリングする役目を果たしている。
【００１７】
また、燃料システム１２内には、燃料１４をエンジンに供給するためのフューエルポンプモジュール３０が配設されている。
【００１８】
さらに、燃料システム１２は、燃料蒸気排出防止システム１０の主要部を成すキャニスタ３２を備えている。キャニスタ３２は、燃料蒸気に含まれる燃料成分を活性炭３４で吸着して除去するようになっている。キャニスタ３２と燃料タンク１６とは、第１ラインとしてのベントライン３６によって相互に連通されている。ベントライン３６の一端部は、キャニスタ３２の下部側に連通されている。また、ベントライン３６の他端部は燃料タンク１６の内部上方に開放状態で配置されており、その端部には内圧検出手段としての満タン検知バルブ（ＯＲＶＲバルブ）３８及びカットオフバルブ４０が併設されている。満タン検知バルブ３８はカットオフバルブ４０よりも低い位置に配置されており、満タンになるとバルブ（フロート弁）が閉弁するようになっている。
【００１９】
また、キャニスタ３２の上部には、第２ラインとしての新気ライン４２の一端部が連通されている。新気ライン４２の途中部位にはエアフィルタ４４が配設されている。さらに、新気ライン４２の他端部側は、大気開放されている。
【００２０】
上述した新気ライン４２におけるキャニスタ３２とエアフィルタ４４との間（即ち、キャニスタ３２の大気ポート側）には、ポンプモジュール４６が配設されている。ポンプモジュール４６は、ケーシング４８と、ケーシング４８内に配設された負圧ポンプ５０と、この負圧ポンプ５０よりも上流側（キャニスタ３２側）に設けられかつキャニスタ３２の大気ポートを開閉可能に設けられた第２ライン開閉弁としての封鎖バルブ５２と、を含んで構成されている。封鎖バルブ５２は電磁弁で構成されている。なお、ポンプモジュール４６に圧力センサを設けて負圧ポンプ５０の作動制御に利用してもよい。
【００２１】
さらに、燃料蒸気排出防止システム１０は、制御手段としてのＥＣＭ５４を備えている。ＥＣＭ５４には、各種センサやスイッチ類（給油判定スイッチ２６、満タン検知バルブ３８、圧力センサ２８、カットオフバルブ４０、フューエルリッドオープナスイッチ５６等が接続されており、各々の検出信号をＥＣＭに出力するようになっている。なお、図１では、これらの要素の内の幾つかの信号線の図示を省略している。また、ＥＣＭ５４には制御対象となる負圧ポンプ５０及び封鎖バルブ５２が接続されており、前記検出信号に基づいて負圧ポンプ５０の作動制御及び封鎖バルブ５２の開閉制御を行うようになっている。
【００２２】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、図２を参照しつつ、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２３】
なお、図２は、時間経過に伴う燃料タンク１６のタンク内圧力の変化をグラフにしたものである。
【００２４】
給油する際には、まずドライバがフューエルリッドオープナスイッチ５６を操作し、作業者がフューエルリッド２２を開放できる状態にする。次いで、作業者がフューエルリッド２２を開放させ、給油パイプ１８の他端部に装着されているキャップ２０を取り外し、給油パイプ１８に図示しない給油ノズルを差し込み、燃料が注入される。
【００２５】
ここで、本実施形態では、給油が開始されると、給油判定スイッチ２６によって給油開始状態が検出される。換言すれば、本実施形態では、一例として、フューエルリッド２２の開閉状態を給油判定スイッチ２６を用いてオン信号を検出することにより、ＥＣＭ５４によって給油開始と判定する構成を採っている。
【００２６】
給油開始検出信号がＥＣＭ５４に入力されて給油開始と判定されると、ＥＣＭ５４はポンプモジュール４６の封鎖バルブ５２を（付勢力に抗して）開弁させると共に、負圧ポンプ５０を作動させる（図２のＡ部参照）。負圧ポンプ５０が作動すると、キャニスタ３２からベントライン３６を介して燃料タンク１６に負圧が導入される。このため、燃料タンク１６の内圧が初期値（大気圧）から所定の折れ線勾配を辿って減少していく。また、負圧導入により、キャニスタ３２からベントライン３６を介して燃料タンク１６に至るまでの経路の給油中の通気抵抗が低減される。
【００２７】
この状態になったら実際の給油作業が開始される（図２のＢ部参照）。このときには、給油中に燃料タンク１６内で発生した燃料蒸気はベントライン３６を通ってキャニスタ３２にスムーズに流れ込み、当該キャニスタ３２に充填された活性炭３４によって燃料蒸気中の燃料成分が吸着され取り除かれる（一旦吸着して保持した後にエンジン運転時に吸気系の負圧を利用して空気をキャニスタ３２に導入し、活性炭に吸着されている燃料成分（ガソリン成分）を離脱させ吸気系に送り込み活性炭を再生させる）。
【００２８】
従って、給油パイプ１８内を液面が上昇するのを防止することができ、燃料タンク１６が満タン状態になる前に、給油ノズル内に設けられたオートストップ機構が作動して不必要に（即ち、不要な場合にまで）給油停止状態になるのを避けることができる。その結果、本実施形態によれば、給油性が困難な車両でも満タン以前にオートストップになる可能性が大幅に減少し、給油作業が容易になる。
【００２９】
なお、燃料成分が除去された燃料蒸気は、新気ライン４２を通って大気開放される。
【００３０】
一方、燃料タンク１６が満タンになると、満タン検知バルブ（ＯＲＶＲバルブ）３８が閉弁される。満タン検知バルブ３８が閉弁されると、その後急激に燃料タンク１６の内圧が上昇する（図２のＣ部参照）。燃料タンク１６の内圧は圧力センサ２８によってモニタリングされているため、満タン検知バルブ３８の閉弁による急激な圧力上昇が生じると、ＥＣＭ５４によって瞬時に満タン状態になったと判定される。このようにして満タン状態が検出されると、ＥＣＭ５４によって封鎖バルブ５２が閉弁されると共に負圧ポンプ５０の作動が停止される。
【００３１】
従って、燃料タンク１６内へそれ以上の燃料１４を注入しようとしても、燃料蒸気が逃げる新気ライン４２が遮断されているため、給油パイプ１８内の液面が上昇し、追加給油することはできなくなる。
【００３２】
その後、給油作業が終了しフューエルリッド２２が閉止されると、給油判定スイッチ２６がオフになり、ＥＣＭ５４では給油終了と判定する（図２のＤ部参照）。給油終了と判定されると、ＥＣＭ５４によって封鎖バルブ５２が再び開弁される。このため、新気ライン４２を介した大気との通気が再び可能となる。
【００３３】
以上より、本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システム１０によれば、給油中の通気抵抗を低減させて燃料注入時の満タンに至る前の不要なオートストップ機構の作動を防止することができ、更には燃料の過注入を防止することができる。
【００３４】
なお、図３は、図２から封鎖バルブ５２の開閉の影響を取り除き、負圧ポンプ５０の作動のみを作動させた場合のタンク内圧の変化をグラフ化したものであり、請求項１記載の発明に相当する特性を図示したものである。
【００３５】
（本実施形態の補足説明）
なお、上述した本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システム１０では、ポンプモジュール４６に負圧ポンプ５０を専用に設置したが、これに限らず、燃料システム１２の穴明きを検知するために使用する負圧ポンプを流用してもよい。
【００３６】
また、上述した本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システム１０では、給油開始終了検出手段としての機能を給油判定スイッチ２６に兼備させたが、これに限らず、給油開始検出手段と給油終了検出手段とを分けて設定してもよい。
【００３７】
さらに、上述した本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システム１０では、満タン検知バルブ３８及び圧力センサ２８によって満タン状態が検出された場合に負圧ポンプ５０を停止する構成を採ったが、これに限らず、給油開始終了検出手段（又は別個独立に設けた給油終了検出手段）によって給油終了状態が検出された場合に負圧ポンプを停止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システムを含んで構成された燃料システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システムを用いた場合の経過時間と燃料タンクのタンク内圧力との関係を示したグラフである。
【図３】本実施形態に係る燃料蒸気排出防止システムを用いた場合の経過時間と燃料タンクのタンク内圧力との関係を示したグラフ（図２から封鎖バルブの影響を取り除いたもの）である。
【符号の説明】
【００３９】
１０      燃料蒸気排出防止システム
１４      燃料
１６      燃料タンク
２６      給油判定スイッチ（給油開始終了検出手段）
２８      圧力センサ（内圧検出手段）
３２      キャニスタ
３６      ベントライン（第１ライン）
３８      満タン検知バルブ（内圧検出手段）
４２      新気ライン（第２ライン）
５０      負圧ポンプ
５２      封鎖バルブ（第２ライン開閉弁）
５４      ＥＣＭ（制御手段）
【図１】
2006138247.tif 000003
【図２】
2006138247.tif 000004
【図３】
2006138247.tif 000005