(57)【要約】【課題】  高地などの気圧の低い場所で、燃料タンク内に発生するベーパーロックを抑制する。【解決手段】  燃料タンク１内の燃料の燃料温度を検出する燃料温度検出部１０と、  燃料タンク１と接続され、燃料蒸散ガスの燃料成分を吸着して内燃機関の吸気系に放出するキャニスター４と、燃料温度検出部１０によって検出された燃料温度が所定の温度を越えた場合に、キャニスター４と、大気とを連通させる開閉弁９を閉塞するよう制御する制御部７とを備えることで実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた燃料蒸散ガスを内燃機関の吸気系に放出する燃料供給装置において、
前記燃料タンク内の前記燃料の燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、
前記燃料タンクと接続され、前記燃料蒸散ガスの燃料成分を吸着して前記内燃機関の吸気系に放出するキャニスターと、
前記燃料温度検出手段によって検出された前記燃料温度が所定の温度を越えた場合に、前記キャニスターと、大気とを連通させる開閉弁を閉塞するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料タンク内の圧力検出する圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記燃料温度が所定の温度を越えたことに応じて、前記開閉弁を閉塞させた後、前記圧力検出手段によって検出された前記燃料タンクの圧力が所定の圧力を越えた場合に、前記開閉弁を開放するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記圧力検出手段として、前記燃料タンク内の前記燃料蒸散ガスの大気への不適切なリークを監視し、抑制するリーク診断において用いられる圧力センサを共用して用いることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料温度検出手段として、前記燃料タンク内の前記燃料蒸散ガスの大気への不適切なリークを監視し、抑制するリーク診断において用いられる温度センサを共用して用いることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、詳しくは、高地での燃料タンク内圧低下に起因する燃料ポンプのベーパーロック発生を防止する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両において、排出ガスによる環境汚染が非常に問題となっている。長期計画的には、クリーンな代価エネルギーである電気を使用した低公害の電気自動車や、ガソリン駆動と電気駆動を切り替えて使用するハイブリットカー、無公害の燃料電池車などの開発が進められている。しかし、現行のガソリンのような燃料を燃焼させ、その燃焼ガスの膨張により運転される内燃機関を搭載した車両においては、さらなる環境汚染を防ぐため規制強化が急務となっている。
【０００３】
例えば、北米においては、車両の燃料タンクや、気化器から排出される蒸散ガソリン量の規制をした”エバポ規制”がすでに施行されており、北米以外の世界各国でも、このエバポ規制が遵守されようとしている。また、我が国においても、平成１７年から世界で最も厳しい車両の排出ガス規制（新長期規制）が開始されることになり、排出ガス低減技術が、さらに高度精密化することから、排出ガス低減性能を良好に保つために各種センサ情報から車両の排出ガスレベルを診断するような高度なＯＢＤシステムを車両に搭載させる要請が高まってきている。
【０００４】
このような排出ガスに対する規制強化に対応すべく、内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置は、燃料系で発生するエバポガス（燃料蒸散ガス）を、そのまま大気中にパージ（放出）せず、活性炭を詰めたキャニスターを通過させ、エバポガスの燃料成分を活性炭に吸着させてから内燃機関の吸気系に大気放出するエバポガスパージシステムが組み込まれた構成となっている。このようなエバポガスパージシステムを組み込んだ燃料供給装置は、燃料タンク内の内圧は、大気圧、もしくは内燃機関へのパージによって負圧となっている。
【０００５】
また、このエバポガスパージシステムは、キャニスターの活性炭によって燃料成分が吸着されていないエバポガスのリークを防止するために、リーク診断を行うリーク診断装置をＯＢＤシステムの一つとして備えている（例えば、特許文献１参照。）。このようなリーク診断装置により、エバポガスが長時間リークしてしまうといった問題を回避することができる。
【０００６】
ところで、一般に、内燃機関により車両を走行させた場合、内燃機関の熱が燃料系に伝わり、内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置の燃料供給パイプや燃料ポンプが加熱されることになる場合がある。この場合、燃料供給パイプ、燃料ポンプ内の燃料が蒸発して蒸気や気泡となり、燃料の供給が必要流量以下で滞ってしまうベーパーロック現象（以下、ベーパーロックと呼ぶ）が生じてしまう。
【０００７】
上述したような、エバポガスパージシステムを組み込んだ燃料供給装置は、上述したように、燃料タンク内の内圧が、大気圧、もしくはそれ以下とされるため、大気圧の低い高地においては、燃料ポンプ内の燃料が気化しやすく、ベーパーロックが非常に発生し易い状態になってしまう。したがって、上述したようなエバポガスパージシステムを組み込んだ燃料供給装置を備えた車両は、高地において非常にベーパーロックが発生し易く、車両停止後の始動不良や、走行時の運転性能の低下を引き起こしてしまうといった問題がある。
【０００８】
このベーパーロックを回避するために、従来より、例えば特許文献２のように様々な手法が考案、実施されているが、特許文献２に示されている手法は、燃料供給装置に新たなデバイスを追加する必要があるなど、非常にコストがかかってしまうといった問題がある。
【特許文献１】特開２００３−７４４２２号公報
【特許文献２】特許第３１１４５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、高地において、燃料タンク内で発生し易いベーパーロックを、新たなデバイスを追加することなく抑制する燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を解決するために、本発明に係る燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた燃料蒸散ガスを内燃機関の吸気系に放出する燃料供給装置において、前記燃料タンク内の前記燃料の燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、前記燃料タンクと接続され、前記燃料蒸散ガスの燃料成分を吸着して前記内燃機関の吸気系に放出するキャニスターと、前記燃料温度検出手段によって検出された前記燃料温度が所定の温度を越えた場合に、前記キャニスターと、大気とを連通させる開閉弁を閉塞するよう制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、燃料タンク内の高温の燃料から発生する燃料蒸気が、当該燃料タンク内の圧力を上昇させ、燃料の気化を抑制することになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、燃料タンク内の燃料の燃料温度が上昇して、所定の温度よりも高くなり、ベーパーロックが発生し易い状態となった場合、燃料タンクと接続されているキャニスターの大気との連通口の開閉弁を閉塞するよう制御する。
【００１３】
これにより、燃料タンク内の高温の燃料から発生する燃料蒸気がタンク内の圧力を上昇させ、燃料タンク内の圧力上昇により、燃料が気化しにくくなり、新たなデバイスを追加しなくとも、安価な装置構成で、当該燃料供給装置の耐ベーパーロック性能を向上させることを可能とする。
【００１４】
また、本発明は、燃料温度が所定の温度を越えたことに応じて、開閉弁を閉塞させた後、圧力検出手段によって検出された燃料タンクの圧力が所定の圧力を越えた場合に、前記開閉弁を開放するよう制御することで、燃料タンク内の不必要な圧力上昇を防ぐことを可能とする。
【００１５】
さらに、本発明は、当該燃料供給装置において、リーク診断時に用いられている既存の温度センサ、圧力センサを、ベーパーロック抑制時に行う、前記燃料タンク内の燃料温度検出用、燃料タンクの圧力検出用に用いることで、大幅なコスト低減を実現しつつ、ベーパーロック抑制機能を追加することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る燃料供給装置を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明をする。
【００１７】
図１を用いて、本発明を実施するための最良の形態として示す燃料供給装置について説明をする。
【００１８】
燃料供給装置は、燃料を貯蔵する燃料タンク１と、燃料タンク１に貯蔵された燃料を汲み上げ、燃料供給路３を介して内燃機関へ供給する燃料ポンプ２と、燃料タンク１内のエバポガス（燃料蒸散ガス）を、エバポ通路５を介して一旦取り込み、エバポガスの燃料成分を吸着してからパージ通路６を介して内燃機関の吸気系にパージ（放出）するキャニスター４と、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）７とを備えている。
【００１９】
燃料タンク１には、当該燃料タンク１内の燃料の燃料温度を検出する燃料温度センサ１０が備えられている。また、燃料タンク１から、キャニスター６へエバポガスを排出するためのエバポ通路５の燃料タンク１側の端部には、ロールオーバーバルブ１１が備えられている。
【００２０】
キャニスター４には、上述したようにエバポガスの燃料成分を吸着するための活性炭などの吸着体が収容されている。また、キャニスター４は、上述したエバポガスを取り込むエバポ通路５、燃料成分を取り除いたエバポガスをパージするパージ通路６の他に、ドレインカットバルブ９が取り付けられた大気連通路８を備えている。
【００２１】
ドレインカットバルブ９は、通常、燃料タンク１内の圧力を適切に保つように、ＥＣＵ７によって開閉動作が適宜、制御されている。また、ドレインカットバルブ９は、ベーパーロックが発生し易い状態になった場合に、ＥＣＵ７の制御によって閉塞される。これにより、燃料供給装置は、エバポガスの蒸気圧によって、ロールオーバーバルブ１１、エバポ通路５、キャニスター４を介して燃料タンク１内の気圧を上昇させて調整し、ベーパーロックの発生を抑制する。
【００２２】
また、キャニスター４で燃料成分を除去したエバポガスを内燃機関にパージする際に通過するパージ通路には、圧力センサ１２が備えられている。圧力センサ１２は、通常、ＥＣＵ７の制御によるＯＢＤ診断にて用いられる、燃料タンク１内の圧力を測定するためのセンサである。  
ＯＢＤ診断とは、車両に搭載させることで、車両自身の排出ガス対策装置の異常、例えば、突発的な故障などを検知、監視し、異常発生時に警報表示して運転者に知らせると共に、その故障内容の記憶保持をする車載式故障診断システム（ＯＢＤシステム）で実施する診断である。この燃料供給装置では、このＯＢＤシステムが搭載されており、後述するＥＣＵ７を中心に実行されるＯＢＤ診断がなされる。
【００２３】
ＥＣＵ７は、内燃機関の運転制御動作を始め、エバポガスのリーク診断といったＯＢＤ診断をする際の統括的な指令を行う制御手段として機能する。ＥＣＵ７には、燃料タンク１内に設置された燃料温度センサ１０で検出された検出値、パージ通路６に設置された圧力センサ１２で検出された検出値が供給される。また、ＥＣＵ７は、大気連通路８に設けられたドレインカットバルブ９の開閉動作を制御する。
【００２４】
このような構成の燃料供給装置では、燃料ポンプ２によって、燃料タンク１内の燃料が、燃料供給路３を介して内燃機関に供給される。また、燃料タンク１内のエバポガスは、ロールオーバーバルブ１１、エバポ通路５を介してキャニスター４に供給され、キャニスター４内の図示しない吸着体によって燃料成分が吸着されて、内燃機関の吸気系にパージ通路６を介してパージされることになる。
【００２５】
また、このような構成の燃料供給装置では、燃料タンク１内の圧力が、大気圧と同じか、内燃機関へのキャニスター４からのエバポガスのパージによって負圧となっているため、当該燃料供給装置を搭載した車両が、例えば、大気圧の低い高地などを走行した際には、燃料タンク１内の燃料が気化し易くなりベーパーロックが発生してしまう可能性が高い。
【００２６】
そこで、この燃料供給装置では、図２に示すフローチャートに基づくＥＣＵ７の制御よって、ドレインカットバルブ９を閉塞するよう動作させることで、ベーパーロックを抑制する。図２に示すフローチャートを用いて、ベーパーロックを抑制するためのＥＣＵ７による制御動作について具体的に説明をする。なお、この制御動作は、例えば所定時間毎にＥＣＵ７により実行される。
【００２７】
ステップＳ１において、ＥＣＵ７は、常時、ＯＢＤ診断を行っており、燃料供給装置においてＯＢＤ診断に関わるデバイスである、ドレインカットバルブ９、燃料温度センサ１０、圧力センサ１２の状態を検出し、故障診断を行う。ＥＣＵ７は、これらのデバイスに故障個所があると判断した場合には、工程をステップＳ２へ進め、故障個所がないと判断した場合には、工程をステップＳ３へと進める。
【００２８】
ステップＳ２において、ＥＣＵ７は、ＯＢＤ診断に関わるデバイスのいずれかに故障個所があると判断したことに応じて、所定の位置に設けられたランプを点灯させるなどして、故障があることを車両の運転者に通知する。
【００２９】
ステップＳ３において、ＥＣＵ７は、燃料温度センサ１０で検出された燃料タンク１内の燃料温度が所定の温度、例えば、５０℃より低くなった場合には工程をステップＳ４へと進め、燃料温度が前記所定の温度、例えば、前記５０℃より高い場合には工程をステップＳ５へと進める。ここで、一例として５０℃とした、しきい値となる所定の温度値は、ベーパーロックを起こしやすい温度によって決められる値であって、実験等により予め設定されている。すなわち、このしきい値となる温度値は、燃料タンク１内に入れる燃料の種別などによって適切な値に設定されている。
【００３０】
ステップＳ４において、ＥＣＵ７は、燃料タンク１内の燃料温度が所定の温度より低いことに応じて、燃料タンク１の圧力が通常状態に保持されるようにドレインカットバルブ９の開閉を適切に制御する。これにより、ベーパーロックが発生し易くない状況においては、大気圧程度に燃料タンク１内を保持しておく。
【００３１】
ステップＳ５において、ＥＣＵ７は、燃料タンク１内の燃料温度が所定の温度よりも高くなったことに応じて、ベーパーロックが発生し易い状態となるため、ベーパーロック防止モードに入り、キャニスター４と大気とを接続する大気連通路８に設けられたドレインカットバルブ９を閉塞するように制御する。
【００３２】
このように、燃料タンク１内の燃料温度が所定の温度値を越えた場合に、大気と連通するドレインカットバルブ９を閉塞すると、高温の燃料から発生する燃料蒸気が、燃料タンク１内の圧力を上昇させ、気化したエバポガスの量を減らすとともに、燃料タンク１内の燃料の気化を低減することができる。したがって、ベーパーロックの発生を抑制することができる。
【００３３】
ステップＳ６において、ＥＣＵ７は、圧力センサ１２によって検出される燃料タンク１内の圧力が所定の圧力、例えば、１．９ｋＰａより高くなった場合には工程をステップＳ７へと進め、所定の圧力、例えば、前記１．９ｋＰａより低い場合には工程をステップＳ３へと戻す。このときの、一例として１．９ｋＰａとした、しきい値となる圧力値は、リリーフバルブ１１の開弁圧に低い値であって、当該リリーフバルブ１１の開弁圧に燃料タンク内圧が至る前にドレインカットバルブ９を開放するための値が設計状況などに応じて適切に設定されている。
【００３４】
ステップＳ７において、ＥＣＵ７は、燃料タンク１内の圧力が所定の圧力より大きくなったことに応じて、ドレインカットバルブ９を開放する。このように、ＥＣＵ７は、ドレインカットバルブ９を開放することで、燃料タンク１内に必要以上の圧力が加わることを防止する。
【００３５】
ステップＳ８において、ＥＣＵ７は、圧力センサ１２によって検出される燃料タンク１内の圧力が所定の圧力、例えば、０．３５ｋＰａより小さくなった場合、ベーパーロック防止モードを解除して工程をステップＳ３へと戻す。また、燃料タンク１内の圧力が所定の圧力、例えば、前記０．３５ｋＰａよりも高い場合には、ステップＳ７の工程を継続し、ドレインカットバルブ９を開放させたままにする。
【００３６】
このようにして、燃料供給装置は、燃料タンク１内の燃料の燃料温度が上昇して、所定の温度よりも高くなりベーパーロックが発生し易い状態となった場合、ＥＣＵ７の制御によって、ベーパーロック防止モードとなり、燃料タンク１とエバポ通路５を介して接続されているキャニスター４の大気圧との連通路を遮断すべくドレインカットバルブ９を閉塞するよう制御する。これにより、燃料タンク１内の高温の燃料から発生する燃料蒸気がタンク内の圧力を上昇させ、燃料タンク１内の圧力上昇により、燃料が気化しにくくなり、燃料ポンプ２などで発生するベーパーロックを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を適用した燃料供給装置の構成について説明するための図である。
【図２】本発明を適用した燃料供給装置におけるベーパーロック抑制制御動作について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１  燃料タンク
２  燃料ポンプ
３  燃料供給路
４  キャニスター
５  エバポ通路
６  パージ通路
７  ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
８  大気連絡路
９  ドレインカットバルブ
１０  燃料温度センサ
１１  ロールオーバーバルブ
１２  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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