(57)【要約】本発明は、過給器（９）を用いて入口側で加圧できる内燃機関（１）用の燃料供給装置（４）に関する。本発明の燃料供給装置は、そのチャコールキャニスタ（６）に関して、それを正及び負圧の両方を使用してフラッシングできるように設計される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、チャコールキャニスタと、内燃機関側の吸気マニホールドと、吸気マニホールドに通じる空気供給管路と、前記空気供給管路に取付けられる空気流量計と、前記チャコールキャニスタを経由して延びる前記燃料タンクの大気への弁制御された接続管と、    
前記チャコールキャニスタを経由して吸気マニホールドに案内されて戻る前記空気流量計の下流側に設けられた前記空気供給管路からの分岐管と、前記チャコールキャニスタの下流側に取付けられ機械的に操作される再生弁とを有する内燃機関用の燃料供給装置において、
前記燃料タンク（５）の大気への前記接続管（２１）及び前記空気供給管路（８）からの前記分岐管（１３）が、それぞれの場合に前記チャコールキャニスタ（６）の上流位置で弁制御され、
前記燃料タンク（５）の換気のために、及び前記チャコールキャニスタ（６）の再生のために、前記弁制御が交互に作動されることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記過給器（９）が、前記空気流量計（１２）の上流側の前記空気供給管路（８）に設けられ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】
前記過給器（９）が、前記空気流量計（１２）の下流側の前記空気供給管路（８）に設けられ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４】
スーパーチャージャーが前記過給器（９）として用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記過給器（９）に対し、再循環弁（１１）を備えたバイパス（１０）が設けられることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記過給器（９）が、機械式のスーパーチャージャーであることを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記過給器（９）が、排気ガスターボ過給機の圧縮機であることを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記燃料タンク（５）の前記チャコールキャニスタ（６）への前記接続管（２１）、及び、前記空気供給管路（８）から前記チャコールキャニスタ（６）への前記分岐管（１３）が、方向制御弁（１７）を介して一緒に制御されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記方向制御弁（１７）は、４ポート／２位置弁であることを特徴とする請求項８に記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記方向制御弁（１７）は、４ポート／３位置弁であることを特徴とする請求項８に記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記燃料タンク（５）の大気への接続（接続管路２１）のために、逆止弁（２０）が設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１２】
機械操作弁、具体的には方向制御弁が、前記チャコールキャニスタ（６）の大気への接続管に設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１３】
前記機械操作弁が、前記チャコールキャニスタ（６）の負圧での再生の間、閉じられることを特徴とする請求項１２に記載の燃料供給装置。
【請求項１４】
フラッシング空気量を含めて、前記内燃機関に供給される全体の空気量が、空燃比センサ（２２）を介して検出されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１５】
負圧又は正圧を用いてのフラッシングの間、前記チャコールフィルタ（６）の負荷が、空燃比センサ（２２）を介して検出されることを特徴とする請求項１４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、請求項１の前文に記載の内燃機関用の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類の燃料供給装置は、特許文献１に記載されており、そこでは、エアアシスト式直接噴射で運転される内燃機関に関して、圧力フラッシングによってチャコールキャニスタを再生する処置が行われる。この目的のために、エアアシスト式直接噴射のために設けられ、かつ圧力ポンプによって形成される過給器が圧力調整器を割り当てられ、再生に対し過剰な空気量が圧力調整器を経由して分岐されチャコールキャニスタに供給される。チャコールキャニスタに対する空気フラッシングは、炭化水素が供給され、吸気管モジュールに隣接する再生弁を経由して空気供給ダクトに戻される。かかる解決策は、噴射量の決定において、内燃機関の排気側に割り当てられる空燃比センサを介して、チャコールキャニスタの再生によって追加的に導入される炭化水素を考慮に入れることが可能になるが、それでも、それは、再生のために、過剰量で運転される圧力ポンプ、チャコールキャニスタの加圧フラッシングに縛られる。
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１９９  ４７  ０８０Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、内燃機関及びそれに割り当てられる過給器の運転状態から独立して、再生の実行に関しチャコールキャニスタのフラッシングを正圧及び負圧の両方で可能にし、その結果、様々なタイプの内燃機関、例えば、過給器の有無にかかわらず、内燃機関について軽微な変更があってもなくても、同様に使用することができる燃料供給装置を設計することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、これは、請求項１に記載の燃料供給装置によって達成され、この燃料供給装置は、内燃機関の供給側に設けた過給器により、チャコールキャニスタのフラッシングの起こりうる圧力により運転されるように設計され、チャコールキャニスタが負圧でフラッシングされる運転も可能になる。この目的のために、本発明による燃料供給装置では、燃料タンクの大気への接続管及び空気供給管路からの分岐管が、チャコールキャニスタへの供給の際、それぞれの場合に弁制御され、かつ、燃料タンクの換気のために、及びチャコールキャニスタの再生のために、交互に作動され、そのことにより、単純な構造で、チャコールキャニスタに対して閉じられる分岐管により、燃料タンクの大気への弁制御される接続管を経由して、負圧でフラッシングを実行することが可能になり、この接続管は、活性炭容器を経由して、及び、吸気マニホールドまで案内されて戻り、かつその中に再生弁が配置されている分岐管のその流路を経由して延びている。この点に関して、特に機械操作弁、具体的には比例弁が大気への接続管の出口で使用される場合、なお別の可能性が生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
スーパーチャージャー付エンジンに関して、スーパーチャージャーにバイパスを設けると有利である。このバイパスは、対応する再循環弁をわずかに閉じることによって緩和した圧縮を可能にし、その結果、吸気管圧力に対して小さい正圧（例えば最高で１５０ｍｂａｒ程度）で機能することが可能になる。スーパーチャージャーが内燃機関側に必要とされる大ブースト圧力に設計されていても、チャコールキャニスタのフラッシング及びその再生が行われるときに要求される小さい圧力、内燃機関側で必要とされる圧力で運転することが可能となる。
【０００７】
スーパーチャージャーの配置に関する限り、本発明の範囲内でこれを空気流量計の上流側に設け、機械式のスーパーチャージャーを使用することが好ましい。
【０００８】
本発明によれば、燃料タンクの大気への接続管と、空気供給装置からの分岐管のチャコールキャニスタに通じる供給側の接続管との交互の作動は、共通の方向制御弁を介して実行されることが好ましく、この方向制御弁は、具体的には４ポート／２位置弁として設計される。一般に、かかる単純化された解決策は、負圧でのフラッシングも可能であり、チャコールキャニスタの接続管は燃料タンクに対して開き、このとき燃料タンクが高度の負圧にさらされて危険になることはない。しかし、本発明の範囲内で４ポート／３位置弁もまた使用することができ、この４ポート／３位置弁は、さらなる位置として全ての接続管に関して閉じた位置を有し、その結果、チャコールキャニスタは、タンクに対して、及び、吸気マニホールドから始まる分岐管のその部分に対して両方とも遮断され、チャコールキャニスタをフラッシングするための空気は、もっぱらチャコールキャニスタの大気への接続管を経由して取り込まれる。
【０００９】
本発明のさらなる詳細及び特徴は、請求項から明らかになる。本発明は、図の例示的な実施形態を参照して以下にさらに説明され、図は、本発明による対応する燃料供給装置を備えた内燃機関を示す。
【実施例】
【００１０】
図において、参照番号１は内燃機関を示し、ここで排気マニホールド２及び吸気マニホールド３を割り当てられた内燃機関は火花点火により運転され、その吸気マニホールド３に対して燃料供給装置４が接続され、この燃料供給装置は、燃料タンク５及びチャコールキャニスタ６を具備する。例示的な実施形態では、流入側にスロットルバルブ７を割り当てられた吸気マニホールド３に接続され、かつ、スロットルバルブ７に対応する空気供給管路８があり、この空気供給管路８に、過給器９として、バイパス１０に再循環弁１１を割り当てられたスーパーチャージャーが配置される。好ましくは熱フィルム空気流量計として設計される空気流量計１２が、過給器９の後に空気供給管路８に配置され、空気流量計は、吸気マニホールド３に向かう流通方向にみて過給器９の下流側にある。流路１４、１５、及び１６を具備する分岐管１３用の接続部は、空気流量計１２と吸気マニホールド３への空気供給管路８の接続部との間に配置され、分岐管のうちの流路１４は、ここでは４ポート／２位置弁として設計される方向制御弁１７に接続される。方向制御弁１７は、分岐管１３の流路１５へ移行する位置に配置され、流路１５は、チャコールキャニスタ６に接続され、キャニスタから流路１６が始まり、流路１６には再生弁１８として２ポート／２位置弁が取付けられ、流路１６は、再生弁１８の後、好ましくは内燃機関１の１つ以上の吸気ポートに隣接して、吸気マニホールド３に至る。原理的には、本発明の範囲内で過給器の上流側に空気流量計を取付けることもでき、スーパーチャージャーにブローオフバルブがつけられていない場合、全体の空気量が検出される。
【００１１】
チャコールキャニスタ６には、分岐管１３の流路１５と並列に接続されて、大気への接続管１９が割り当てられ、大気の方向で閉じる逆止弁２０が接続管１９に配置される（単純化した形で例示されている）。チャコールキャニスタ６から始まる分岐管１３のその流路１６と並列に接続されて、方向制御弁１７を経由して燃料タンク５へ延びる接続管２１が、チャコールキャニスタ６に設けられ、この方向制御弁１７は２つの動作位置を有し、そのうちの一番目では、基本の位置として、燃料タンク５とチャコールキャニスタ６の間の接続管路２１が直通接続され、同時に分岐管１３の流路１４と１５の間の接続が一時不通になり、そのうちの二番目では、それはアクチュエータによって切替えられるが、燃料タンク５からチャコールキャニスタ６までの接続が中断され、分岐管１３の流路１４と１５が接続される。
【００１２】
再生弁１８は、図では第１の動作位置示されており、それは基本の位置を構成し、その場合、分岐管１３の流路１６を経由する接続が中断されている。再生弁１８は、アクチュエータを介して第２の動作位置に切替えることができて、その場合、その接続は開く。
【００１３】
逆止弁２０もまた、本発明の範囲内で機械操作弁として設計することができる。
【００１４】
燃料供給装置４の記載した構造では、チャコールキャニスタ６のフラッシング及びしたがって再生は、正圧及び負圧の両方で行うことができ、したがって、過給器９としてのスーパーチャージャーのその運転動作から独立しており、連結可能なスーパーチャージャーとともに運転される内燃機関１にとっても適する装置になる。したがって、この装置はまた、例えば、異なるエンジン構成部材を備えた車両シリーズ、同じ構成部材と適切な場合に適合したスケールダウン構造とを備えた車両シリーズに関して使用することができ、その結果、使用条件が変化しても、少ない部品種類ですむ。
【００１５】
燃料供給装置４が、チャコールキャニスタ６の再生に関して正圧で運転される場合、過給器９としてのスーパーチャージャーを経由して取込まれる新鮮な外気は、再循環弁１１がわずかだけ閉じられて、小さい程度に圧縮され、その後、それは空気流量計１２を経由し、スロットルバルブ７を経由して内燃機関１まで流れる。予め圧縮された空気の一部は、空気流量計１２とスロットルバルブ７との間で空気供給管路８から分岐され、分岐管１３の流路１４を経由して、チャコールキャニスタ６、再生のために動作位置２に切替えられている方向制御弁１７、及び管路流路１５に供給される。チャコールキャニスタ６の中を流れた後、分岐管１３の流路１６を経由して吸気マニホールド３への供給が行われ、再生弁１８はその第２の動作位置に切替えられ、その後の接続は、内燃機関１の吸気側マニホールドに存在する負圧を利用するために、吸気マニホールドに開口することが好ましい。
【００１６】
関連する再生動作において、内燃機関１に供給される空気量を一定に保持するために、スロットルバルブ７の開口角がそれに応じて縮小され、このようにして、追加として供給され、炭化水素で濃縮されたフラッシング流が均一化される。
【００１７】
空気供給管路８を経由して通る全体の空気量が空気流量計１２によって検出され、排気ガス組成を検出するために排気マニホールド２が排気側に空燃比センサ２２を割り当てられることにより、チャコールキャニスタ６の負荷状態は、再生の間、空燃比シフトによって直接に推定することができる。そして、非常に短い応答時間から、チャコールキャニスタ６の負荷状態は、再生動作中又はその時点で最初に検出する必要はなく、混合比へのその寄与について勘案する必要はない。チャコールキャニスタ６の正圧によるフラッシングの場合、分岐管１３は、方向制御弁１７の基本の位置に対応する動作位置１（図示）において、逆止弁２０を経由する大気に対して遮断され、先に記載した構造の故に、燃料タンク５の換気は再生時以外のフェーズで行われる。
【００１８】
さらに、燃料供給装置４の示された基本構造では、過給器９が作動していないとき、スロットルバルブ７の流入側（空気供給管路８）に存在する圧力と、吸気マニホールド３の吸気ポートの流入側（分岐管１３の流路１６）に存在する圧力の間にある勾配を利用することによって、負圧でフラッシングすることが可能になる。再生を実行するための再生弁１８の第２の動作位置と関連して、方向制御弁１７は、その第２の動作位置に切替えられ、その場合、燃料タンク５は、チャコールキャニスタ６に対して遮断され、その結果、この負圧は燃料タンク５に作用しない。特に、かかる解決策と関連して、負圧で同様にフラッシングするために、内燃機関１に対して入口側で供給される全体の空気量が空気流量計１２を経由して通るように、接続管１９に弁２０を切替弁として設計することが有利である。かかる切替弁２０が再生以外の位相で使用されるとき、大気に対する開口位置は、それは切替えられるか、及び／又は好ましくは圧力制御された仕方で自己調節されるが、方向制御弁１７の第１の動作位置と対応しており、その結果、必要に応じて、燃料タンク５は、チャコールキャニスタ６を経由して換気される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による対応する燃料供給装置を備えた内燃機関。
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【国際調査報告】
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