(57)【要約】【課題】内燃機関に供給する蒸発燃料の量を効率よく増加させることができる内燃機関の蒸発燃料供給装置を提供すること。【解決手段】液体燃料Ｒを貯留する燃料貯留装置である燃料タンク２と、燃料タンク２内の液体燃料Ｒ（液体燃料Ｒ´）内に気体放出口３ａから気体（空気）を放出する気体放出装置であるジェットポンプ３と、燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ１（液体燃料Ｒ´の液面Ｗ２）が燃料タンク２の底面２ａから高いほど、気体放出口３ａの燃料タンク２の底面２ａからの高さを高くする放出口上下動装置であるフロート４とを備え、気体放出口３ａから放出された気体（空気Ｖ）により、燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ１（液体燃料Ｒ´の液面Ｗ２）を攪拌する。これにより、エンジンに供給する蒸発燃料Ｓの量を多くする。【選択図】        図１
2005127282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留する燃料貯留装置と、
前記燃料貯留装置内の燃料内に気体放出口から気体を放出する気体放出装置と、
前記燃料貯留装置内の燃料の液面が当該燃料貯留装置の底面から高いほど、前記気体放出装置の気体放出口の前記燃料貯留装置の底面からの高さを高くする放出口上下動装置と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料供給装置。
【請求項２】
前記放出口上下動装置は、前記気体放出口の前記燃料貯留装置の底面からの高さが、前記気体放出口が前記燃料貯留装置内の燃料の液面の近傍となるように維持することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料供給装置。
【請求項３】
前記気体は、前記燃料貯留装置内の気体であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の蒸発燃料供給装置。
【請求項４】
前記燃料貯留装置内の燃料を加圧し、内燃機関に供給する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプで加圧された燃料を前記気体放出装置に供給する開閉弁と、
をさらに備え、
前記気体放出装置は、前記開閉弁により供給された燃料により形成される低圧部を有し、
前記気体は、前記低圧部に供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の蒸発燃料供給装置。
【請求項５】
前記内燃機関において発生する負圧を導入する負圧導入装置をさらに備え、
前記放出口上下動装置は、前記燃料貯留装置内の燃料が流入する空間部を有し、前記気体放出口は、当該空間部に流入した燃料の液面下に配置され、
前記気体放出装置は、前記負圧導入装置から前記空間部に導入された負圧により、前記気体放出口から前記気体を放出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の蒸発燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料供給装置に関し、さらに詳しくは燃料貯留装置内の燃料のうち気化した燃料である蒸発燃料を内燃機関に供給する内燃機関の蒸発燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に用いられる燃料は、種々の有機化合物により構成されており、揮発性を有するものである。この燃料は、沸点の低い燃料である軽質燃料と沸点の高い燃料である重質燃料とが混合されたものである。通常、燃料貯留装置である燃料タンク内では、軽質燃料が自然に気化し、気化した軽質燃料が燃料タンク内の空気と混合される。これにより、この燃料タンク内には蒸発燃料が充満する。
【０００３】
通常、内燃機関に燃料を供給する際には、燃料タンク内の燃料ポンプにより加圧された燃料をインジェクタなどの燃料噴射弁から、内燃機関の吸気ポート内あるいは気筒内の少なくともいずれか一方に供給する。ここで、例えば内燃機関が運転している状態、つまりこの内燃機関が熱を有する状態である温間時では、燃料噴射弁から噴射された燃料は、この内燃機関の熱により加熱されるため、軽質燃料のみならず重質燃料も十分に気化し、内燃機関に供給された空気と多くの蒸発燃料が混合して混合気を形成する。この混合気により、安定した燃焼を行うことができる。一方、例えば内燃機関の始動時、つまりこの内燃機関が熱を有していない状態である冷間時では、燃料噴射弁から噴射された燃料のうち重質燃料は液体の状態のままで、内燃機関に供給される。従って、内燃機関に供給された空気と混合される蒸発燃料の量が少ないため、安定した燃焼ができず、始動性が悪化する虞がある。また、内燃機関に供給された燃料は、気化した燃料以外に液体の燃料を含むため完全燃料することが困難となり、排気ガス中にＨＣなどの有害物質が多く含まれる虞がある。そこで、従来においては、多くの蒸発燃料を内燃機関に供給する技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に示すように、燃料貯留装置である燃料タンク内の燃料内に気体であるエアクリーナからの空気を放出するものである。これは、内燃機関において発生する負圧を燃料タンク内に導入し、この負圧によりエアクリーナからの空気を気体放出装置である多孔質管の気体放出口である細孔から放出する。この放出された空気は泡状となり、燃料内を上昇し液面まで到達する。液面まで到達した空気により、この液面が攪拌され、燃料のうち沸点の低い燃料である軽質燃料の気化が促進される。これにより、燃料タンク内の空気と混合する蒸発燃料の量を増加させる。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２４８９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例は、気体放出口である細孔が燃料タンク内に貯留される燃料の量にかかわらず、この燃料タンクの底面近傍に配置されている。これは、燃料タンク内の貯留される燃料の量が少ない、つまりこの燃料の液面の燃料タンクの底面からの高さが低い場合においても、燃料内に細孔から空気を放出するためである。ここで、細孔から空気を放出するために必要なエネルギー、例えば負圧は、この細孔と燃料の液面との距離に比例して多くなる。これは、細孔と燃料の液面との距離が長くなるほど、この細孔の位置における水圧が高くなるためである。内燃機関において発生する負圧は、この内燃機関の
運転状態によって変動するが、内燃機関の冷間時においては略一定となる。従って、内燃機関が冷間時において、燃料タンク内に貯留される燃料の量が多い場合、つまり燃料の液面の燃料タンクの底面からの高さが高い場合には、多くエネルギー、つまり負圧を発生することができないため、多孔質管の細孔から放出される空気の量が低減する虞がある。また、燃料の液面の燃料タンクの底面からの高さが高い場合には、細孔から放出された空気がこの燃料の液面に到達するまでの距離が長くなるため、放出された空気が燃料内に吸収される虞がある。これらにより、放出された空気により液面が効率よく攪拌されなくなり、燃料タンク内の空気と混合する蒸発燃料の量を増加できない虞があった。つまり、内燃機関に供給する蒸発燃料の量を効率よく増加できない虞があった。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関に供給する蒸発燃料の量を効率よく増加させることができる内燃機関の蒸発燃料供給装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、燃料を貯留する燃料貯留装置と、燃料貯留装置内の燃料内に気体放出口から気体を放出する気体放出装置と、燃料貯留装置内の燃料の液面が当該燃料貯留装置の底面から高いほど、気体放出装置の気体放出口の燃料貯留装置の底面からの高さを高くする放出口上下動装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明では、上記内燃機関の蒸発燃料供給装置において、放出口上下動装置は、気体放出口の燃料貯留装置の底面からの高さが、気体放出口が燃料貯留装置内の燃料の液面の近傍となるように維持することを特徴とする。
【００１０】
これらの発明によれば、燃料貯留装置内に貯留される燃料の量が多くなると、気体放出装置の気体放出口の燃料貯留装置の底面からの高さを放出口上下動装置により高くする。特に、放出口上下動装置は、気体放出口が燃料貯留装置内の燃料の液面の近傍となるように維持する。つまり、燃料の液面と距離を一定に維持し、気体放出口の位置における燃料の水圧が高くならないように抑制する。従って、燃料貯留装置内に貯留される燃料の量が多い場合において、気体を気体放出口から燃料内に放出するのに必要なエネルギーが、燃料貯留装置内に貯留される燃料の量が少ない場合におけるエネルギーと略同一となる。つまり、燃料貯留装置内に貯留される燃料の量が多い場合に、気体を気体放出口から燃料内に放出するのに必要なエネルギーの増加を抑制することができる。また、気体放出口を燃料の液面の近傍に維持する、つまり燃料貯留装置内に貯留される燃料の量が多い場合においても気体放出口と燃料の液面との距離が短くなるように維持されるので、気体放出口から放出された気体が、燃料内に吸収されることを抑制することができる。これらにより、放出された空気によって、燃料貯留装置内の燃料の液面を効率よく攪拌することができる。
【００１１】
また、この発明では、上記内燃機関の蒸発燃料供給装置において、気体は、燃料貯留装置内の気体であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、燃料貯留装置内の気体を気体放出装置の気体放出口から燃料内に放出する。つまり、気体放出装置を介して燃料貯留装置内の気体をこの燃料貯留装置内で循環させる。従って、燃料貯留装置の外部の気体を気体放出装置の気体放出口から放出する場合と比較して、燃料貯留装置内の気体の圧力の上昇が抑制される。これにより、高い耐圧性能を有する燃料貯留装置を必要とせず、内燃機関の蒸発燃料供給装置の部品コストの増加を抑制でき、製造コストの増加を抑制することができる。
【００１３】
また、この発明では、上記内燃機関の蒸発燃料供給装置において、燃料貯留装置内の燃料を加圧し、内燃機関に供給する燃料ポンプと、燃料ポンプで加圧された燃料を気体放出装置に供給する開閉弁とをさらに備え、気体放出装置は、開閉弁により供給された燃料により形成される低圧部を有し、気体は、低圧部に供給されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、気体放出装置は、燃料ポンプにより加圧された燃料、特に加圧された燃料のうち、内燃機関に供給できなかった余剰燃料を燃料貯留装置に貯留された燃料内に放出することで、この燃料により形成される低圧部に気体を供給し、この低圧部に供給された気体をこの燃料内に放出する。つまり、低圧部に供給される前の開閉弁により供給された燃料の圧力と、この低圧部に供給された後のこの燃料の圧力との圧力差が生じ、低圧部に負圧が発生し、この負圧により気体が気体放出装置内の低圧部に供給され、供給された気体は、開閉弁から気体放出装置に供給された燃料とともに気体放出口から燃料内に放出される。従って、気体を気体放出口から燃料内に放出するのに必要なエネルギーを気体放出装置に供給する必要がなくなる。これにより、内燃機関の蒸発燃料供給装置の部品点数の増加を抑制でき、製造コストの増加を抑制することができる。
【００１５】
また、この発明では、上記内燃機関の蒸発燃料供給装置において、内燃機関において発生する負圧を導入する負圧導入装置をさらに備え、放出口上下動装置は、燃料貯留装置内の燃料が流入する空間部を有し、気体放出口は、当該空間部に流入した燃料の液面下に配置され、気体放出装置は、負圧導入装置から空間部に導入された負圧により、気体放出口から気体を放出することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、気体を気体放出口から燃料内に放出するのに必要なエネルギーとして、内燃機関において発生する負圧を用いる。従って、気体放出装置にエネルギーを供給するために必要のあるもの、例えばエネルギーを発生するポンプや発生したエネルギーを気体放出装置に供給する開閉弁などを用いずに気体放出口から気体を放出することができる。これにより、蒸発燃料供給装置の製造コストをさらに低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明にかかる内燃機関の蒸発燃料供給装置は、気体放出口から放出された気体により、燃料貯留装置内の燃料の液面を効率よく攪拌することができるので、内燃機関に供給する蒸発燃料の量を効率よく増加させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、ここでは、燃料としてガソリンを用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、アルコール、重油、軽油、灯油等の揮発性を有する燃料を用いてもよい。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１にかかる蒸発燃料供給装置の構成例を示す図である。同図に示すように、実施例１にかかる蒸発燃料供給装置１−１は、少なくとも燃料貯留装置である燃料タンク２と、気体放出装置であるジェットポンプ３と、放出口上下動装置であるフロート４とにより構成されている。なお、５は、燃料タンク２内の液体燃料を内燃機関であるエンジンに加圧して供給する燃料ポンプである。また、６は、燃料ポンプ５により加圧された燃料をジェットポンプ３に供給する開閉弁である。また、７は、負圧導入装置である電気式負圧切替弁（以下、「ＶＳＶ」と称する）である。また、８は、燃料タンク２内の蒸発燃料をエンジンの吸気側に供給する蒸発燃料供給通路である。また、９は、燃料ポンプ５の駆動制御、開閉弁６の開閉制御、ＶＳＶ７の開閉制御を行う制御装置である。
【００２０】
燃料タンク２は、燃料貯留装置であり、燃料供給口２１から供給された燃料を貯留するものである。この燃料タンク２内には、上記フロート４および燃料ポンプ５が配置されている。また、この燃料タンク２内は、空気導入孔２２が設けられている。この空気導入孔２２は、燃料タンク２内の圧力が低下した際に、この燃料タンク２の外部の空気を導入し、燃料タンク２内の圧力を一定に維持するものである。また、空気導入孔２２は、燃料タンク２内の気体である空気がこの燃料タンク２の外部に流出できないようになっている。これは、燃料タンク２内の空気と混合した蒸発燃料Ｓがこの燃料タンク２の外部に漏れないようにするためである。燃料供給口２１から供給された液体燃料Ｒには、沸点の低い燃料である軽質燃料と沸点の高い燃料である重質燃料とが混合されている。燃料タンク２内には、空気導入孔２２から導入された空気が充填されており、この燃料タンク２内に貯留された液体燃料Ｒのうち沸点の低い燃料である軽質燃料が液体燃料Ｒの表面において自然に気化する。この気化した燃料である蒸発燃料Ｓは、同図に示すように、燃料タンク２内の空気と混合され、この燃料タンク２内に充満する。
【００２１】
図２は、実施例１にかかる気体放出装置の構成例を示す図である。同図に示すように、ジェットポンプ３は、気体放出装置であり、気体放出口３ａと、液体燃料供給ポート３ｂと、気体供給ポート３ｃと、絞り３ｄを有する低圧部３ｅとにより構成されている。このジェットポンプ３は、図１に示すように、後述するフロート４の空間部４ａの底面４ｂに固定部材１０により固定されており、このフロート４の空間部４ａに流入した液体燃料Ｒ´内に気体放出口３ａが常に位置するように固定されている。気体放出口３ａは、低圧部３ｅと連通している。液体燃料供給ポート３ｂは、開閉弁６の下流側の液体燃料供給配管１１と連通しており、燃料ポンプ５の燃料通路５ａ内の加圧された燃料（液体燃料Ｒ）が開閉弁６を介して供給される。また、この液体燃料供給ポート３ｂは、低圧部の絞り３ｄまで連通している。つまり、上記加圧された燃料は、液体燃料供給ポート３ｂから矢印Ａに示すように絞り３ｄに供給される。
【００２２】
気体供給ポート３ｃは、一方の端部３ｆが後述するフロート４の空間部４ａに流入した液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１よりも常に上側、つまり燃料貯留装置である燃料タンク２内の気体である空気を導入できるように設定されている。また、この気体供給ポート３ｃは、他方の端部が低圧部３ｅの絞り３ｄの下流側に連通している。つまり、上記燃料タンク２内の空気は、気体供給ポート３ｃから矢印Ｂに示すように、低圧部に供給される。低圧部３ｅの絞り３ｄは、液体燃料供給ポート３ｂから供給された加圧された液体燃料Ｒの流速を速め、その圧力を低下させるものである。この加圧された液体燃料Ｒが絞り３ｄを通過する際に、低圧部３ｅに供給される前の加圧された液体燃料Ｒの圧力と、この低圧部３ａに供給された後のこの液体燃料Ｒの圧力との圧力差が生じ、この圧力差により低圧部３ｅに燃料貯留装置である燃料タンク２内の気体の圧力よりも低い負圧が発生する。この発生した負圧により、燃料タンク２内の空気が気体供給ポート３ｃから供給されることとなる。この低圧部３ｅに供給された空気は、絞り３ｄを通過した液体燃料Ｒと混合され、矢印Ｃに示すように気体放出口３ａからフロート４の空間部４ａの液体燃料Ｒ´内に放出される。つまり、気体である燃料タンク２内の空気を気体放出口３ａから燃料タンク２内の液体燃料Ｒ、特にフロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´に放出するのに必要なエネルギーとして、燃料ポンプ５で発生した圧力を用いる。従って、新たに気体放出装置であるジェットポンプ３に気体を加圧するする装置、例えば気体を加圧するためのポンプなどを設けずに気体放出口３ａから気体を放出することができる。これにより、内燃機関の蒸発燃料供給装置１−１の部品定数の増加を抑制でき、製造コストの増加を抑制することができる。
【００２３】
放出された気体Ｖは、フロート４の空間部４ａの液体燃料Ｒ内で泡状となり、この液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１まで上昇する。液面Ｗ１まで上昇した放出された気体Ｖは、この液面
Ｗ１で弾ける。この放出された気体Ｖが液面Ｗ１で弾けることで、この液面Ｗ１は攪拌され、燃料貯留装置である燃料タンク２内の液体燃料Ｒ、特にフロート４の空間部４ａの液体燃料Ｒ´のうち沸点の低い燃料である軽質燃料の気化が促進される。従って、自然に気化した燃料である蒸発燃料Ｓに加え、液面Ｗ１を攪拌することで気化した燃料である蒸発燃料Ｓが燃料タンク２内の空気と混合される。これにより、多くの蒸発燃料Ｓが燃料タンク２内に充満する。
【００２４】
ここで、燃料貯留装置である燃料タンク２の外部の気体を気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａから放出すると燃料タンク２内の気体である空気の圧力が高くなる。しかし、上記気体放出装置であるジェットポンプ３は、燃料貯留装置である燃料タンク２内の空気、つまり気体が供給され、この気体がジェットポンプ３の気体放出口３ａから放出される。つまり、ジェットポンプ３を介して、気体である燃料タンク２内の空気を循環させ、燃料タンク２内の多くの蒸発燃料Ｓを充満させる。従って、燃料貯留装置である燃料タンク２内の空気の圧力の上昇が抑制される。これにより、燃料タンク２として耐圧性能の高い燃料タンクを用いる必要がなく、内燃機関の蒸発燃料供給装置１−１の部品コストの増加をさらに抑制でき、製造コストの増加をさらに抑制することができる。
【００２５】
フロート４は、放出口上下動装置であり、断面形状が凹状、つまり上部が開口した空間部４ａが形成された浮力を有する部材から構成されている。空間部４ａは、その底面４ｂに形成された開口部４ｃから燃料タンク２内の液体燃料Ｒが流入する。従って、気体放出装置であるジェットポンプ３および開閉弁６を配置した状態で、空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１と燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２とが略同一となる。また、このフロート４の浮力は、空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１より下側、つまりこの空間部４ａの底面４ｂ側に、この液面Ｗ１の近傍に気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａが位置するように設定されている。従って、ジェットポンプ３の気体放出口３ａは、フロート４により、燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２の近傍となるように維持される。ここで、燃料貯留装置である燃料タンク２内の液体燃料Ｒの量が増加すると、この液体燃料Ｒの液面Ｗ２の燃料タンク２の底面２ａからの高さが高くなる。つまり、燃料タンク２内の液体燃料Ｒの量が増加すると、フロート４の燃料タンク２の底面２ａからの高さが高くなる。従って、フロート４の空間部４ａの底面４ｂに固定された気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａの燃料タンク２の底面２ａからの高さも、燃料タンク２内の液体燃料Ｒの量が増加するほど高くなる。
【００２６】
上記のように、放出口上下動装置であるフロート４の空間部４ａの液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１、すなわち燃料貯留装置である燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２と気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａと距離が一定に維持される。つまり、気体放出口３ａの位置における液体燃料Ｒ´の水圧が高くならないように維持される。従って、燃料タンク２内に貯留される液体燃料Ｒの量が多くても、液体燃料Ｒの量が少ない場合に気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａから気体である燃料タンク２内の空気を放出するのに必要なエネルギー、ここではジェットポンプ３に供給される燃料ポンプ５からの液体燃料Ｒの圧力と略同一の圧力で空気を気体放出口３ａから放出することができる。つまり、燃料タンク２内に貯留される液体燃料Ｒの量にかかわらず、空気を気体放出口３ａからこの液体燃料Ｒ内に放出するのに必要なエネルギーが一定であるため、燃料ポンプ５で加圧された液体燃料Ｒによって、気体放出口３ａから空気を放出することができる。
【００２７】
また、燃料タンク２内に貯留される液体燃料Ｒの量が多くても、フロート４の空間部４ａの液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１、すなわち燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２とジェットポンプ３の気体放出口３ａと距離が一定に維持される。つまり、ジェットポンプ３の気体放出口３ａから放出された気体である空気Ｖがフロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ
´の液面Ｗ１に到達する距離が短くなる。従って、燃料タンク２内に貯留される液体燃料Ｒの量にかかわらず、気体放出口３ａから放出された気体である空気Ｖが燃料タンク２内の液体燃料Ｒ、特にフロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´に吸収されることを抑制することができる。
【００２８】
燃料ポンプ５は、制御装置９からの駆動信号により、燃料タンク２内の液体燃料Ｒを加圧し、燃料通路８ａを介して、インジェクタなどの燃料噴射弁に供給する。この燃料噴射弁に供給された液体燃料Ｒは、エンジンの吸気ポート内あるいは気筒内の少なくともいずれか一方に供給される。なお、燃料通路８ａには、液体燃料供給配管１１が接続されている。
【００２９】
開閉弁６は、フロート４の空間部４ａ内に配置されており、制御装置９からの開閉信号により、同図に示すように、この開閉弁６の上流側の液体燃料供給配管１１と下流側の液体燃料供給配管１１の連通を制御する。開閉弁６を開弁することで、燃料ポンプ５で加圧された液体燃料Ｒは、矢印Ｄに示すように、液体燃料供給配管１１を介して気体放出装置であるジェットポンプ３に供給される。ここで、液体燃料供給配管１１の長さは、フロート４が燃料タンク２内で上下動することを考慮して設定されている。
【００３０】
電気式負圧切替弁（ＶＳＶ）７は、負圧導入装置であり、制御装置９からの開閉信号により、同図に示すように、このＶＳＶの上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８の連通を制御する。ＶＳＶ７を開弁することで、エンジンの吸気側において発生した負圧は、矢印Ｅに示すように、蒸発燃料供給通路８を介して燃料貯留装置である燃料タンク２に導入される。燃料タンク２内に負圧が導入されることで、燃料タンク２内の空気が蒸発燃料供給通路８に吸引される。この燃料タンク内の空気には、フロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１が気体放出口３ａから放出された空気Ｖにより攪拌されることで気化した燃料と燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２から自然に気化した燃料とにより構成される蒸発燃料Ｓが含まれている。つまり、燃料タンク２内の蒸発燃料Ｓが蒸発燃料供給通路８を介して、矢印Ｆに示すように、エンジンの吸気側に供給される。
【００３１】
蒸発燃料供給通路８は、燃料貯留装置である燃料タンク２内の蒸発燃料Ｓをエンジンに供給するものである。蒸発燃料供給通路８の一端は、燃料タンク２内に連通している。蒸発燃料供給通路８の他端は、エンジンの吸気側、例えばエアフィルタより下流側の吸気通路、サージタンク、インテークマニホールドなどに連通している。
【００３２】
制御装置９は、エンジンの各所に取り付けられたセンサから、例えばエンジン回転数Ｎｅ、吸気側負圧ＰＡ、冷却水水温ＴＨＷなどの入力信号や、記憶部９ｃに記憶されている各種マップに基づいて、開閉弁６に開閉信号、ＶＳＶ７に開閉信号、燃料ポンプ８に駆動信号などの出力信号を出力するものである。具体的には、上記入力信号や出力信号の入出力を行うインターフェース部９ａと、開閉弁６の開弁タイミングや開弁時間などを算出する処理部９ｂと、上記マップなどを記憶する記憶部９ｃとにより構成されている。なお、この制御装置９は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。また、処理部９ｂは、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、後述する制御方法に基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、制御方法を実現させるものであってもよい。また、エンジンを制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）にこの制御装置９を組み込んでもよい。さらに、記憶部９ｃは、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能な揮発性のメモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００３３】
次に、蒸発燃料供給装置１−１の制御方法について説明する。図３は、実施例１にかかる蒸発燃料供給装置の制御フローを示す図である。図４は、供給量と冷却水水温とのマップの構成例を示す図である。まず、図３に示すように、制御装置９の処理部９ｂは、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ１）。ここでは、エンジンの始動が開始されているか否かを判断する。これは、エンジンの始動時は、エンジンが熱を有する場合が少なく、多くの蒸発燃料Ｓをこのエンジンに供給する必要がある冷間時であると判断できるからである。この所定回転数Ｎｅ１は、例えば５０回転程度のアイドリング回転数よりも低い回転数であればよい。なお、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも低い場合には、上記ステップＳＴ１を繰り返す。
【００３４】
次に、処理部９ｂは、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも高い場合には、エンジンの冷却水水温ＴＨＷが所定水温ＴＨＷ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ２）。冷却水水温ＴＨＷにより、エンジンが冷間時であるか否かを判断するものである。この所定水温ＴＨＷ１は、例えば５０〜６０℃程度であればよい。次に、処理部９ｂは、エンジンの冷却水水温ＴＨＷが所定水温ＴＨＷ１よりも低い場合には、開閉弁６をＯＮとする（ステップＳＴ３）。これは、インターフェース部９ａから開閉弁６に開弁信号を出力し、開閉弁６から気体放出装置であるジェットポンプ３に供給される液体燃料Ｒの供給量を制御する。液体燃料Ｒの供給量が増えると、気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａから放出される空気Ｖの量が増える。ここで、供給量は、図４に示すように、記憶部９ｃに記憶されている供給量と冷却水水温ＴＨＷとのマップにより決定される。このマップは、冷却水水温ＴＨＷが高くなると、ジェットポンプ３に供給される液体燃料Ｒの供給量が少なくなるように設定されている。なお、上記マップは、冷却水水温ＴＨＷに基づいて供給量を設定するマップであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、制御装置９に入力される吸気側負圧ＰＡに基づいて供給量を設定するマップであってもよい。ジェットポンプ３に燃料ポンプ５において加圧された液体燃料Ｒが供給されると、気体導入ポート３ｃから空気がこのジェットポンプ３内に供給され、気体放出口３ａから液体燃料Ｒとともに空気が放出される。放出された空気Ｖがフロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１に到達し、弾けることでこの液体燃料Ｒが攪拌され、沸点の低い燃料である軽質燃料の気化が促進される。これにより、燃料タンク２内に多くの蒸発燃料Ｓが充満することとなる。
【００３５】
次に、処理部９ｂは、開閉弁６をＯＮとした後、ＶＳＶ７をＯＮとする（ステップＳＴ４）。これは、インターフェース部９ａから負圧導入装置であるＶＳＶ７に開弁信号を出力し、ＶＳＶ７の上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８とを連通させる。この連通により、エンジンの吸気側において発生した負圧をこの蒸発延量供給通路８を介して燃料タンク２内に導入する。燃料タンク２内に負圧が導入されることで、燃料タンク２内の蒸発燃料Ｓが蒸発燃料供給通路８を介してエンジンの吸気側に供給される。ここで、燃料タンク２内の液体燃料Ｒのうち沸点の高い燃料である重質燃料が蒸発燃料供給通路８を介して、エンジンの吸気側に導入されることはない。
【００３６】
次に、処理部９ｂは、エンジンの冷却水水温ＴＨＷが所定水温ＴＨＷ１よりも高い場合には、開閉弁６をＯＦＦとする（ステップＳＴ５）。これは、インターフェース部９ａから開閉弁６に開弁信号を出力している場合は、その出力を停止する。次に、処理部９ｂは、開閉弁６をＯＦＦとした後、ＶＳＶ７をＯＦＦとする（ステップＳＴ６）。これは、ＶＳＶ７の上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８とが連通している場合は、インターフェース部９ａから負圧導入装置であるＶＳＶ７に出力されている開弁信号を停止して、このＶＳＶ７を閉弁し、ＶＳＶ７の上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８とを遮断する。これにより、エンジンが冷間時ではなく、温間時であると判断し、蒸発燃料供給装置８を介してエンジンの吸気側に蒸発燃料Ｓを供給することを行わないようにする。なお、上記ステップＳＴ４においてＶＳＶ７をＯＮあるいはス
テップＳＴ６においてＶＳＶ７をＯＦＦとした後、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ６までを繰り返す。
【００３７】
以上のように、気体放出装置であるジェットポンプ３の気体放出口３ａから放出された気体である空気Ｖにより、燃料貯留装置である燃料タンク２内の液体燃料Ｒ、特にフロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１を効率よく攪拌することができるので、エンジンに供給する蒸発燃料Ｓの量を効率よく増加させることができる。
【００３８】
なお、上記実施例１では、燃料タンク２内の空気をジェットポンプ３の気体放出口３ａからこの燃料タンク２内の液体燃料Ｒに放出するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、エンジンの吸気側と燃料タンク２との間に設けられるチャコール・キャニスターなどの蒸発燃料Ｓを貯留する蒸発燃料貯留装置内の気体をジェットポンプ３の気体放出口３ａから放出しても良い。これにより、この蒸発燃料貯留装置内における気体の過度の増加を抑制することができる。
【実施例２】
【００３９】
図５は、実施例２にかかる蒸発燃料供給装置の構成例を示す図である。図６は、実施例２にかかる気体放出装置の構成例を示す図である。図５に示す蒸発燃料供給装置１−２が、図１に示す蒸発燃料供給装置１−１と異なる点は、気体放出装置としてジェットポンプ３の代わりに、気体供給配管１２を設けた点である。なお、図５に示す蒸発燃料供給装置１−２の基本的構成は、図１に示す蒸発燃料供給装置１−１の基本的構成と同様であるため、その説明は省略する。
【００４０】
気体放出装置である気体供給配管１２は、図５および図６に示すように、フロート外部配管１２ａと、気体分配部１２ｂと、複数の分岐配管１２ｃと、複数の気体放出口１２ｄとにより構成されている。フロート外部配管１２ａは、固定部材１３により、フロート４´の外面に固定されており、その一端がこのフロート４´の空間部４ｄ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１あるいは燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２よりも高い位置、つまり燃料タンク２内の空気を導入できる位置となるように固定されている。このフロート外部配管１２ａの他端は、フロート４´の空間部４ｄ内に配置、固定された気体分配部１２ｂに連通している。気体分配配管１２ｂは、上記フロート外部配管１２ａから導入された空気を複数（図６では、３つ）の分岐配管１２ｃに分配するものである。分岐配管１２ｃには、複数の気体放出口１２ｄが形成されており、この気体放出口１２ｄから上記分岐配管１２ｃより分配された空気が放出される。
【００４１】
放出上下動装置であるフロート４´は、図５に示すように、断面形状が箱形状、つまり上部が閉塞した空間部４ｄが形成された浮力を有する部材から構成されている。また、フロート４´の空間部４は、連通配管１４を介して蒸発燃料供給通路８と連通している。空間部４ａは、その底面４ｂに形成された開口部４ｃから燃料タンク２内の液体燃料Ｒが流入する。従って、気体放出装置である気体供給配管１２の気体分配部１２ｂおよび分岐配管１２ｃを配置した状態で、空間部４ｄ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１と燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２とが略同一となる。また、このフロート４の浮力は、空間部４ｄ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１より下側、つまりこの空間部４ａの底面４ｂ側に、この液面Ｗ１の近傍に気体放出装置である気体供給配管１２の気体放出口１２ｄが位置するように設定されている。従って、気体供給配管１２の気体放出口１２ｄは、フロート４´により、燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２の近傍となるように維持される。なお、連通配管１４の長さは、フロート４´が燃料タンク２内で上下動することを考慮して設定されている。
【００４２】
ここで、ＶＳＶ７が開弁すると、エンジンの吸気側において発生した負圧が矢印Ｅに示
すように蒸発燃料供給通路８および連通配管１４を介して、フロート４´の空間部４内に導入される。このとき、燃料タンク２内の圧力Ｐ１よりもフロート４´の空間部４ａ内の圧力Ｐ２が低くなる。つまり、燃料タンク２内の圧力Ｐ１とフロート４´の空間部４ａの圧力Ｐ２とに圧力差が発生する。この圧力差により、気体放出装置である気体供給配管１２のフロート外部配管１２ａに燃料タンク２内の空気が導入され、この空気が気体分配部１２ｂおよび分岐配管１２ｃを介して気体放出口１２ｄから放出される。従って、新たに気体放出装置であるジェットポンプ３に気体を加圧するする装置、例えば気体を加圧するためのポンプや加圧された気体を供給するための開閉弁などを設けずに気体放出口１２ｄから気体を放出することができる。これにより、内燃機関の蒸発燃料供給装置１−２の部品定数の増加を抑制でき、製造コストの増加を抑制することができる。
【００４３】
ここで、このフロート４´の空間部４ｄの液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１、すなわち燃料貯留装置である燃料タンク２内の液体燃料Ｒの液面Ｗ２と気体放出装置である気体供給配管１２の気体放出口１２ｄと距離が一定に維持される。つまり、気体放出口１２ｄの位置における液体燃料Ｒ´の水圧が高くならないように維持される。従って、燃料タンク２内に貯留される液体燃料Ｒの量が多くても、液体燃料Ｒの量が少ない場合に気体放出装置である気体供給配管１２の気体放出口１２ｄから気体である燃料タンク２内の空気を放出するのに必要なエネルギー、ここでは燃料タンク２内の圧力Ｐ１とフロート４´の空間部４ｄの圧力Ｐ２との圧力差と略同一の圧力差で空気を気体放出口１２ｄから放出することができる。つまり、燃料タンク２内に貯留される液体燃料Ｒの量にかかわらず、空気を気体放出口１２ｄからこの液体燃料Ｒ内に放出するのに必要なエネルギーが一定であるため、エンジンの吸気側において発生した負圧によって、気体放出口１２ｄから空気を放出することができる。
【００４４】
次に、蒸発燃料供給装置１−２の制御方法について説明する。図７は、実施例２にかかる蒸発燃料供給装置の制御フローを示す図である。なお、図７に示す蒸発燃料供給装置１−２の制御方法は、図３に示す蒸発燃料供給装置１−１の制御方法と基本的なフローは同一なので簡略化して説明する。まず、同図に示すように、制御装置９の処理部９ｂは、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ１）。ここでは、エンジンの始動が開始されているか否かを判断する。
【００４５】
次に、処理部９ｂは、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１よりも高い場合には、エンジンの冷却水水温ＴＨＷが所定水温ＴＨＷ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ２）。冷却水水温ＴＨＷにより、エンジンが冷間時であるか否かを判断するものである。次に、処理部９ｂは、エンジンの冷却水水温ＴＨＷが所定水温ＴＨＷ１よりも低い場合には、ＶＳＶ７をＯＮとする（ステップＳＴ４）。これは、インターフェース部９ａから負圧導入装置であるＶＳＶ７に開弁信号を出力し、ＶＳＶ７の上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８とを連通させる。この連通により、エンジンの吸気側において発生した負圧をこの蒸発延量供給通路８を介してフロート４´の空間部４ｄ内に導入する。
【００４６】
フロート４´の空間部４ｄに負圧が導入されると、この空間部４ｄの圧力Ｐ２と燃料タンク２内の圧力Ｐ１との圧力差により、気体放出装置である気体供給配管１２に燃料タンク２内の空気が供給され、気体供給配管１２の気体放出口１２ｄから空気が放出される。放出された空気Ｖがフロート４´の空間部４ｄ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１に到達し、弾けることでこの液体燃料Ｒが攪拌され、沸点の低い燃料である軽質燃料の気化が促進される。これにより、燃料タンク２内に多くの蒸発燃料Ｓが充満することとなる。また、フロート４´の空間部４ｄ内に負圧が導入されることで、空間部４ｄ内の蒸発燃料Ｓが蒸発燃料供給通路８を介してエンジンの吸気側に供給される。ここで、空間部４ｄ内の液体燃料Ｒ´のうち沸点の高い燃料である重質燃料が蒸発燃料供給通路８を介して、エンジンの吸
気側に導入されることはない。
【００４７】
次に、処理部９ｂは、エンジンの冷却水水温ＴＨＷが所定水温ＴＨＷ１よりも高い場合には、開閉弁６をＯＦＦとする（ステップＳＴ５）。これは、インターフェース部９ａから開閉弁６に開弁信号を出力している場合は、その出力を停止する。次に、処理部９ｂは、開閉弁６をＯＦＦとした後、ＶＳＶ７をＯＦＦとする（ステップＳＴ６）。これは、ＶＳＶ７の上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８とが連通している場合は、インターフェース部９ａから負圧導入装置であるＶＳＶ７に出力されている開弁信号を停止して、このＶＳＶ７を閉弁し、ＶＳＶ７の上流側の蒸発燃料供給通路８と下流側の蒸発燃料供給通路８とを遮断する。これにより、エンジンが冷間時ではなく、温間時であると判断し、蒸発燃料供給装置８を介してエンジンの吸気側に蒸発燃料Ｓを供給することを行わないようにする。なお、上記ステップＳＴ４においてＶＳＶ７をＯＮあるいはステップＳＴ６においてＶＳＶ７をＯＦＦとした後、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ６までを繰り返す。
【００４８】
以上のように、気体放出装置である気体供給配管１２の気体放出口１２ｄから放出された気体である空気Ｖにより、燃料貯留装置である燃料タンク２内の液体燃料Ｒ、特にフロート４の空間部４ａ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１を効率よく攪拌することができるので、エンジンに供給する蒸発燃料Ｓの量を効率よく増加させることができる。
【００４９】
なお、上記実施例１において、１つ気体放出口３ａを有するジェットポンプ３を用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、複数の気体放出口３ａを有するジェットポンプ３を用いても良い。また、フロート４，４´の空間部４ａ，４ｄ内における気体放出口３ａ，１２ｄの配置は、上記気体放出口３ａ，１２ｄから放出される空気Ｖが、空間部４ａ，４ｄ内の液体燃料Ｒ´の液面Ｗ１の全面に向かって泡状となって上昇するように配置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、この発明にかかる内燃機関の蒸発燃料供給装置は、内燃機関に蒸発燃料を供給する内燃機関の蒸発燃料供給装置に有用であり、特に、内燃機関に供給する蒸発燃料の量を効率よく増加させるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１にかかる蒸発燃料供給装置の構成例を示す図である。
【図２】実施例１にかかる気体放出装置の構成例を示す図である。
【図３】実施例１にかかる蒸発燃料供給装置の制御フローを示す図である。
【図４】供給量と冷却水水温とのマップの構成例を示す図である。
【図５】実施例２にかかる蒸発燃料供給装置の構成例を示す図である。
【図６】実施例２にかかる気体放出装置の構成例を示す図である。
【図７】実施例２にかかる蒸発燃料供給装置の制御フローを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１−１〜２  蒸発燃料供給装置
２  燃料タンク（燃料貯留装置）
３  ジェットポンプ（気体放出装置）
３ａ  気体放出口
４  フロート（放出口上下動装置）
５  燃料ポンプ
６  開閉弁
７  ＶＳＶ（負圧導入装置）
８  蒸発燃料供給通路
９  制御装置
１０  固定部材
１１  液体燃料供給配管
１２  気体供給配管（気体放出装置）
１２ｄ  気体放出口
１３  固定部材
１４  連通配管
Ｒ，Ｒ´  液体燃料
Ｓ  蒸発燃料
Ｗ１  液体燃料Ｒ´の液面
Ｗ２  液体燃料Ｒの液面
【図１】
2005127282.tif 000003
【図２】
2005127282.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005127282.tif 000007
【図６】
2005127282.tif 000008
【図７】
2005127282.tif 000009